1. Характеристика источников загрязнения атмосферы в автотранспорте

Состав отходящих газов автотранспорта зависит от ряда факторов: типа двигателя, режима работы и нагрузки, технического состояния и качества топлива.

Состав отходящих газов автомобилей, работающих на бензине. Выбросы загрязняющих веществ (ЗВ) от двигателей внутреннего сгорания карбюраторного типа, работающих на бензине, содержат С_хН_у, СО и NO_х.

Основной причиной неполного сгорания углеводородов у хорошо отрегулированного двигателя карбюраторного типа является охлаждение топливной смеси стенками камеры сгорания. При этом в атмосферу поступают более 400 видов углеводородных соединений.

Поверхностный эффект переохлаждения на стенках камеры сгорания приводит к появлению продукта неполного сгорания топлива – СО. Оксид углерода в камере сгорания образуется в обогащенной смеси из-за недостатка кислорода, а в сильно обедненной – из-за неполного распространения пламени.

Окислы азота образуются в камере сгорания при газофазных реакциях, и их количество зависит от температуры, времени и соотношения топливо-воздух. Обедненные топливно-воздушные смеси дают наивысшие концентрации NO_х, поскольку в них имеется некоторое количество избыточного кислорода при относительно высоких значениях температуры горения.

При использовании этилированных сортов бензина в атмосферу попадают соединения свинца (тетраэтилсвинец и др.), являющиеся сильнодействующими токсичными веществами, обладающими кумулятивным действием.

Состав отходящих газов дизельных двигателей. Дизельные двигатели, как и карбюраторные, выбрасывают в атмосферу углеводороды, СО и NO_х, однако к этим веществам добавляется сажевый аэрозоль. Так как дизельные двигатели работают при больших коэффициентах избытка воздуха (a = 1,4...1,7), содержание СО и углеводородов в отходящих газах дизельных двигателей существенно меньше, чем карбюраторных.

Основной причиной образования углеводородов в дизельных двигателях является неравномерное смешивание топлива и воздуха во время впрыска и сгорания. Из-за низкой летучести дизельного топлива испарение углеводородов из топливной системы мало.

Оксид углерода формируется в обогащенных частях объема топливной смеси. С увеличением количества впрыскиваемого топлива увеличиваются концентрации СО и С_хН_у в отходящих газах дизельных двигателей.

Окислы азота в дизельных двигателях образуются в продуктах реакции после воспламенения смеси. Основным фактором, влияющим на образование NO_х, является температура внутри двигателя.

Сажевый аэрозоль состоит из частиц углерода и тяжелых (жидких) углеводородов. При больших нагрузках на двигатель сажевый аэрозоль в основном составляют частицы углерода, при малых – увеличивается количество тяжелых углеводородов. Токсичность выбросов дизельных двигателей обусловлена адсорбированными на поверхности частиц углерода полициклическими ароматическими углеводородами, из которых многие канцерогенны.

Работа дизельных двигателей сопровождается также выбросом SО₂, что обусловлено довольно высоким содержанием серы в топливе. Сера, содержащаяся в дизельном топливе, окисляется до SО₂ и сульфатов в процессе сгорания с дальнейшим образованием H₂SO₄ и солей металлов. Сульфаты занимают 5–10 % суммы твердых частиц в отработанных газах дизельных двигателей. Примерный состав отработанных газов карбюраторных и дизельных двигателей приведен в табл. 1.1.

Таблица 1.1 – Состав отходящих газов двигателей

Вещество	Объемная доля, %
	Бензиновый	Дизельный
Азот	74,0 - 77,0	76,0 - 78,0
Кислород	0,3 - 8,0	2,0 - 18,0
Пары воды	3,0 - 5,5	0,5 - 4,0
Диоксид углерода	5,0 - 12,0	1,0 - 10,0
Оксид углерода	0,5 - 12,0	0,01 - 0,5
Оксид азота	0,02 - 0,8	0,002 - 0,5
Углеводороды не канцерогенные	0,2 - 3,0	0,009 - 0,5
Альдегиды	До 0,2	0,001 - 0,009
Бенз(а)пирен	10 - 20 мкг/м3	До 10 мкг/м3
Сажевый аэрозоль	До 0,4 г/м3	0,01 - 1,1 г/м3