2. Утворення забруднюючих речовин з продуктів згоряння палива у атмосфері.

Вихлопний газ (газ, що виходить із вихлопних труб механічного транспортного засобу) — відпрацьоване в тепловому двигуні робоче тіло. Є продуктами окислення і неповного згоряння вуглеводневого чи інших видів палива. Вихлопні гази містять певну кількість (в залежності від палива, типу двигуна та його технічного стану) токсичних і шкідливих компонентів. Викиди вихлопних газів — основна причина перевищення гранично допустимих концентрацій токсичних речовин і канцерогенів в атмосфері великих міст, утворення смогів, які є частою причиною отруєння у замкненому просторі.

Кількість забруднюючих речовин, що виділяються в атмосферу із вихлопними газами, визначається складом і об'ємами їх викидів.

Вплив складників вихлопних газів на здоров'я людини:

Монооксид вуглецю (чадний газ) — це токсична речовина, яка, потрапляючи у легені та у кров, «зв'язує» кров'яні тільця, що призводить до кисневого голодування тканин організму і до смерті. Але найбільшу небезпеку становлять оксиди азоту, які приблизно в 10 разів небезпечніші, ніж чадний газ. Потрапляючи на слизові оболонки та у кров, оксиди азоту утворюють азотні і азотисті кислоти та інші небезпечні для здоров'я і життя сполуки. Частка токсичності альдегідів відносно невелика і становить 4-5% від загальної токсичності вихлопних газів. Токсичності різних вуглеводнів значно відрізняється між собою, проте особливістю є те, що ненасичені вуглеводні у присутності діоксиду азоту під впливом сонячного проміння фотохімічно окислюються, утворюючи отруйні кисневмісні сполуки — складові частини смогу.

Якість допалювання токсичного монооксиду вуглецю на сучасних каталітичних нейтралізаторах така, що вміст СО після нейтралізатора, зазвичай, знижується менше 0,1%.

Виявлені у вихлопних газах поліциклічні ароматичні вуглеводні — сильні канцерогени. Серед них найбільш вивчений бензопірен, крім нього знайдені похідні антрацену:

1,2—бензантрацен;

1,2,6,7—дибензантрацен;

5,10—диметил—1,2—бензантрацен.

Крім того, зважаючи на наявність сірки та сірчаних сполук у дизельних паливах, та частково у бензинах, до складу відпрацьованих газів можуть входити оксиди сірки, а у разі застосування етилованих бензинів — свинець (тетраетилсвинець), бром, хлор, та їх сполуки. Вважається, що аерозолі галоїдних сполук свинцю можуть піддаватися каталітичним і фотохімічним перетворенням, беручи участь в утворенні смогу.

Тривалий контакт із середовищем, отруєним вихлопними газами автомобілів, викликає загальне ослаблення організму — імунодефіцит. Крім того, безпосередньо токсичні і шкідливі гази можуть стати причиною різних захворювань. Наприклад, дихальної недостатності, гаймориту, ларинготрахеїту, бронхіту, бронхопневмонії, раку легень. Крім того, вихлопні гази викликають атеросклероз судин головного мозку. Опосередковано через легеневу патологію можуть виникнути і різні порушення серцево-судинної системи.

Шляхи зниження викидів і токсичності:

Стимулом до скорочення обсягів викидів передбачається зацікавленість у скороченні витрати палива (значна стаття витрат у автомобільному транспорті).

Колосальний вплив на кількість викидів (не врахуючи кількість спалювання палива) відіграє організація руху автомобілів у місті (значна частина викидів відбувається в пробках і на світлофорах). При вдалій організації можливе застосування менш потужних двигунів, рух на невисоких (економічних) проміжних швидкостях.

Істотно знизити вміст вуглеводнів у вихлопних газах, більш ніж в 2 рази, можливо застосуванням в якості палива попутних нафтових (пропан, бутан), або природного газів, при тому, що головний недолік природного газу — низький запас ходу, для умов руху в містах є не настільки значущим.

Крім складу палива, на токсичність впливає технічний стан та налаштування двигуна (особливо дизельного — викиди сажі можуть збільшуватися до 20 разів і карбюраторного — до 1,5-2 разів змінюються викиди оксидів азоту).

Значно знижено викиди (знижено витрату палива) в сучасних конструкціях інжекторних систем впорскування палива, які працюють на стабільно збіднених сумішах неетильованого бензину, встановленням каталітичних нейтралізаторів, застосуванням двигунів, які працюють на газових паливах, агрегатів з нагнітачами і охолоджувачами повітря, застосуванням гібридних приводів. Однак подібні конструкції сильно подорожчають автомобілі.

Випробування, проведені SAE, показали, що ефективний спосіб зниження викидів оксидів азоту (до 90%) і в цілому токсичних компонентів вихлопних газів — упорскування в камеру згоряння води.

До основних забруднюючих речовин які утворюються в атмосфері відносять речовини що утворюються в результаті термо-хімічних і фото-хімічних реакцій. Джерелом їх утворення в основному є відпрацьовані гази автомобілів. Утворюються ці речовини в атмосфері під дією сонячного ультрафіолетового випромінювання. Первинною є реакція розкладу двооксиду азоту на оксид азоту і атомарний кисень NO2=NO+O в результаті якої відбувається поглинання ультрафіолетового сонячного випромінювання і реакція окиснення оксиду вуглецю під впливом ультрафіолетового випромінювання 2CO+2O2=2CO2+O2. Атомарний кисень вступає в реакцію з атомарним киснем утворюючи озон О+О2=О3. Реакція розкладання NO2 спонукає перебіг багатьох реакцій, зокрема появу вільних радикалів із вугле-водневих сполук. Вільні радикали окислюючись утворюють альдегіди та інші речовини які містять вуглець та аерозолі. Озон спонукає реакції окиснення вуглеводнів у атмосфері, в результаті яких можуть утворюватися різні продукти взаємодії. Окиснення вуглеводнів та оксидів азоту призводить до виникнення перокислацет нітратів CH3-C-O-O-NO2

О