Борьба с загрязнениями от автомобильных выбросов

Основным источником углеводородов СО, оксидов азота, приводящих к повышению приземного содержания О₃ и пероксиацилнитратов, признаны выхлопные газы транспортных средств. Наблюдения показали, что в домах, расположенных рядом с большой дорогой (до 10 м), жите­ли болеют раком в 3 - 4 раза чаще, чем в домах, удаленных от дороги на расстояние 50 м. Транспорт отравляет также водоемы, почву и растения.

Токсичными выбросами двигателей внутреннего сгорания (ДВС) являются отработавшие и картерные газы, пары топлива из карбюратора и топливного бака. Основная доля токсичных приме­сей поступает в атмосферу с отработавшими газами ДВС. С картерными газами и парами топлива в атмосферу поступает приблизительно 45 % углеводородов от их общего выброса.

Количество вредных веществ, поступающих в атмосферу в составе отработавших газов, зави­сит от общего технического состояния автомобилей и, особенно, от двигателя - источника наиболь­шего загрязнения. Так, при нарушении регулировки карбюратора выбросы оксида углерода увели­чиваются в 4-5 раза. Применение этилированного бензина, имеющего в своем составе соединения свинца, вызывает загрязнение атмосферного воздуха весьма токсичными соединениями свинца. Около 70 % свинца, добавленного к бензину с этиловой жидкостью, попадает в виде соединений в атмосферу с отработавшими газами, из них 30 % оседает на земле сразу за срезом выпускной трубы автомобиля, 40% остается в атмосфере. Один грузовой автомобиль средней грузоподъемности вы­деляет 2,5-3 кг свинца в год. Концентрация свинца в воздухе зависит от содержания свинца в бен­зине. Исключить поступление высокотоксичных соединений свинца в атмосферу можно заменой этилированного бензина неэтилированным.

Краткая характеристика основных направлений решения проблемы уменьшения загрязнения окружающей среды автотранспортом:

- совершенствование двигателя внутреннего сгорания. Это технически вполне реальное направление может снизить удельное по­требление топлива на 10-15%, а также уменьшить объемы выбросов на 15-20%. В частности, это каталитический преобразователь, включенный в систему выпуска до глушителя. В нем располагается блок носителя с многочисленными продольными порами, покрытые тончайшим слоем платинового катализа стали. Когда выхлопные газы проходят через него, катализатор стимулирует окисление углеводородов и СО до СО₂. Бесспорно, что этот путь может стать весьма эффективным в самое ближайшее вре­мя, поскольку не требует серьезных перестроек ни в автомобилестроении, ни в сис­теме обслуживания и эксплуатации автомобиля. Следует лишь учесть то, что реальный экологический эффект этих мероприятий не столь высок, как представляется на первый взгляд, поскольку, например, снижение объемов выбросов угарного газа в значительной мере восполняется увеличением выбросов оксидов азота. К сожалению, проблема уменьшения выбросов оксидов азота пока не решена. Разработанные технологии уменьшения выбросов этих оксидов привели к увеличению расхода топлива (и уменьшению КПД ДВС), а значит и увеличению размера автомобиля.

- перевод двигателя внутреннего сгорания на газообразное топливо. Существующий многолетний опыт эксплуатации автомобиля на пропан-бутановых смесях показывает высокий экологический эффект. В автомобильных выбросах резко снижается количество угарного газа, тяжелых металлов и углеводо­родов, однако уровень выбросов окислов азота остается достаточно высоким. Кроме того, применение газовых смесей пока возможно лишь на грузовых автомобилях и требует налаживания системы газозаправочных станций, поэтому возможности дан­ного решения в настоящее время еще ограничены.

- перевод двигателя внутреннего сгорания на водородное топливо часто рекламируется как чуть ли не идеальное решение проблемы, однако при этом часто забывают, что окислы азота образуются и при использовании водорода и что добыча, горение и транспортировка больших объемов водорода связаны с большими техническими трудностями, небезопасны и весьма накладны в экономическом отношении. В городе, насчитывающем несколько сотен тысяч автомобилей, пришлось бы иметь громадные запасы водорода, одно хранение которых потребовало бы (для обеспечения безопасности населения) отчуждения громадных территорий. Если учесть при этом, что это дополнялось бы развитой сетью заправочных станций, то такой город был бы весьма небезопасен для его жителей. Даже если предположить, что будет найдено экономически приемлемое решение проблемы хранения водорода (в том числе в самих автомобилях) в связанном состоянии, то эта проблема, по на­шему мнению, едва ли будет перспективной в ближайшие десятилетия.

- замена автомобиля электромобилем также весьма интенсивно рекламируется в популярной литературе, однако в настоящее время она столь же мало реальна,
как и предыдущее предложение. Во-первых, даже самые совершенные аккумуляторы наряду со значительным собственным весом, ухудшающим параметры автомобиля, требуют для своей зарядки энергии в несколько раз больше, чем ее затрачивает при равной работе обычный автомобиль. Тем самым электромобиль, являясь самым расточительным, в энергетическом отношении, средством транспорта, снижая загрязнение среды в месте своей эксплуатации, резко увеличивает его в месте производства энергии. Во-вторых, производство аккумуляторов требует значительного количества ценных цветных металлов, дефицит которых растет едва ли не быстрее, чем дефицит нефти и газа. И, в-третьих, электромобиль, практически «чистый» для городской улицы, не является таковым для самого автомобилиста, поскольку при работе аккумуляторов происходит постоянное выделение многих токсичных веществ, которые неизбежно попадают в салон электромобиля. Даже если предположить, что все вышеуказанные проблемы были бы технически разрешены, следует учесть, что на перестройку всей автомобильной промышленности, смену автопарка, перестройку систем обслуживания и эксплуатации транспортных средств потребовались бы не один десяток лет и несколько десятков, если не сотен миллиардов долларов. Поэтому аккумуляторный автомобиль едва ли сможет стать перспективным решением проблемы загрязнения окружающей среды автотранспортом.

Помимо разобранных выше существуют десятки других технических реше­ний, многие из которых доводятся до опытных образцов. Среди последних весьма любо­пытна идея грузового троллейбуса с аккумулятором для межлинейных передвиже­ний, реализация которой, при условии совершенствования токоприемников и рекон­струкции токоприводов, может резко уменьшить загрязнение воздушного бассейна, в особенности в центрах городов.

Поиск по сайту: