Краткие сведения из теории Роль автомобильного транспорта в загрязнении атмосферы

Автомобиль - далеко не единственный антропогенный источник ток­сичных выбросов в атмосферу, большое количество их поступает от промышленных предприятий, теплоэнергетических станций и т.д.

В нашей стране на долю автотранспорта приходится более 45 про­центов от валового выброса в атмосферу всех загрязнений. В 1995 г. в Москве эта доля была около 87% (более 1,7 млн. тонн), а в девяти го­родах РФ максимальные разовые концентрации отдельных загрязнений превышают санитарные нормы в 55 раз.

Выброс токсичных веществ в результате естественных процессов в природе (окисление, гниение, вулканы, пожары и т.д.) значительно больше, чем от антропогенных источников. Однако, если к своим вы­бросам природа адаптировалась в течение длительных исторических периодов, то динамика роста выбросов вредных веществ антропоген­ными источниками не предоставляет такой возможности, что требует принятия соответствующих мер для решения этой экологической про­блемы.

Состав ОГ дизелей и двигателей с искровым зажиганием заметно различается (см. табл.1).

Таблица 1 Состав отработавших газов ДВС

Компонент	Единица измерений х)	Дизель	Двигатель с искровым зажиганием
СО	% по объёму	0,01...0,5	0,1...8,0
СН	млн-1	100...500	200...4000
СО2	% по объёму	2...12	8...13
NOX	млн -1	500...3000	500...5000
Бензо- -пирен	мг/м3	0...10	0...25
Сажа	мг/м3	0...20000	0...100
Оксиды серы	мг/м3	0...0,015	0...0.003
Соединения свинца	мг/м3	—	0...60

^х) млн^-1 - миллионная доля по объему; 1 млн ^-1=0,0001%.

Значимость отдельных компонентов (в порядке убывания) для об­щей токсичности ОГ с учетом действующих норм на предельно допус­тимые концентрации следующая: соединения свинца (Pb), NO_X, ПАУ, СО и СН (рис.2).

В соответствии с действующими в Российской Федерации нормами на предельно-допустимые концентрации (ПДК) относительная токсичность ряда составляющих ОГ выглядит следующим образом:

СО; No_x; СН; РЬ; С₂₀Н₁₂(бензо-α-пирен) = 1; 40; 1,25; 22000; 125000.

Рисунок 2 - Значимость выбросов токсичных веществ с ОГ легковых автомобилей (данные НАМИ): а-этилированный бензин; б-неэтилированный бензин.

Основные пути снижения токсичности ог

Снижение токсичности ОГ до допустимых пределов представляет собой сложную научно-техническую задачу, при решении которой большое значение имеет стоимость тех или иных мероприятий, а также необходимость обеспечения сохранения высоких экономических, энергетических и других показателей двигателей.

Исторически снижение токсичности ОГ осуществлялось в первую очередь путем совершенствования традиционных процессов смесеоб­разования и сгорания при одновременной оптимизации управления дви­гателем (состав смеси и угол опережения зажигания). Практика показала, что достичь при этом уровня токсичности ОГ, требуемого законодатель­ством развитых стран, нельзя. Поэтому получил широкое применение второй путь - нейтрализация ОГ в системе выпуска, при которой токсичные газы (СО, СН и NO_X), вышедшие из цилиндров двигателя, нейтрали­зуются в системе выпуска до выброса их в атмосферу.

Использование этих двух путей не позволяет устранить выбросы со­единений свинца, SO₂ и ПАУ. Это вызывает необходимость использо­вать третий путь - ограничивать содержание в топливе свинца, серы и ароматических углеводородов. Например, по действующим в РФ стан­дартам в этилированных бензинах А-76 и АИ-92 содержание свинца не должно превышать 0,17 и 0,37 г/дм³ соответственно, а в неэтилирован­ном бензине свинец практически отсутствует (менее 0,013 г/дм³). В дизельном топливе допускается содержание серы по массе не более 0,20...0,05%. Разрешенное содержание свинца, серы и ароматиче­ских углеводородов в топливах для ДВС постоянно уменьшается.

Четвертый путь снижения вредных выбросов с ОГ связан с улуч­шением топливной экономичности двигателей (снижением расхода уг­леводородного топлива) или с переходом к альтернативным топливам, в том числе не содержащим углерода (например, водород).