Jaké druhy benzinu jsou pro člověka považovány za nejtoxičtější?

Automobilové benziny jsou nejčastějším zdrojem otrav v podmínkách automobilové dopravy, protože jsou toxické a mohou proniknout do lidského těla přes dýchací systém, kůži a trávicí trakt. Koncentrace benzínových par ve vzduchu by neměla být vyšší než 0,3 mg/dm 3 . Při krátkém vdechnutí vzduchu obsahujícího benzín v množství 5-10 mg/dm 3 dochází k lehké otravě organismu, jejíž charakteristické příznaky jsou bolest hlavy, nepříjemné pocity v krku, kašel, podráždění nosní sliznice. a oči, nestabilita chůze, závratě a neklid. Vdechování vzduchu s koncentrací benzinových par 35-40 mg/dm3 je nebezpečné pro lidské zdraví během 5-10 minut. Při vyšších koncentracích benzinových par ve vzduchu dochází k těžké otravě s rychlou ztrátou vědomí a křečemi.

Kontakt s benzínem na kůži způsobuje odmašťování, praskání a hnisavé léze. Dlouhodobý nebo častý kontakt pokožky s benzínem může způsobit ekzémy a další kožní onemocnění. Při práci s olovnatým benzínem je třeba věnovat zvláštní pozornost bezpečnostním opatřením. Lehká otrava tetraetylolovem v nich obsaženým, bez ohledu na způsob průniku do organismu, je provázena bolestmi hlavy, nechutenstvím, únavou, otupením paměti, nespavostí či nočními můrami. K těžké otravě dochází rychle: oběť je velmi vzrušená, objevují se zrakové a sluchové halucinace a zpravidla končí ochrnutím nebo smrtí, ke které dochází během několika hodin až tří až pěti dnů. Vzhledem k vysokému bodu varu tetraetylolova neobsahují lehké frakce olovnatého benzínu, které se vypařují při jeho čerpání nebo doplňování paliva do automobilů, tepelné elektrárny, a proto nejsou toxičtější než páry bezolovnatého benzínu. Teprve poté, co se polovina olovnatého benzínu odpaří, například vylije na podlahu, se v jeho páře objeví částice tetraetylolova. Nejčastěji k otravě olovnatým benzínem dochází, když se náhodně dostane do úst a trávicího traktu nebo na kůži. Dostat olovnatý benzín na oblečení je také nebezpečné: samotný benzín se rychle odpaří a ethylová kapalina zůstane na látce po dlouhou dobu a ovlivní osobu přes kůži. Ze stejného důvodu byste si neměli mýt ruce olovnatým benzínem. Po manipulaci s olovnatým benzínem byste také neměli kouřit ani jíst bez umytí rukou. Všechny části motoru, které přišly do styku s olovnatým benzínem, je nutné před opravou umýt v petrolejové lázni. Aby se zabránilo tvorbě toxického olověného prachu, měly by být díly před odstraněním uhlíkových usazenin navlhčeny petrolejem. Spalovací motory hrají významnou roli při znečišťování životního prostředí. Ve velkých městech jsou jedním z hlavních zdrojů toxických látek vypouštěných do atmosféry. Podíl silniční dopravy na emisích škodlivých látek je tedy v USA 60,6 %, v Anglii – 33,5 %, ve Francii – 32 %. Výfukové plyny motoru (EG) jsou komplexní vícesložkovou směsí plynů, par, kapiček kapaliny a rozptýlených pevných částic. Celkově výfukové plyny spalovacích motorů obsahují asi 280 složek, mezi nimiž můžeme vyzdvihnout dusík N obsažený ve vzduchové náplni₂ a kyslík O₂, produkty úplného spalování paliva (oxid uhličitý CO₂ a vodní pára H₂O), látky vznikající jako výsledek tepelné syntézy ze vzduchu při vysokých teplotách (oxidy dusíku NO_x), produkty nedokonalého spalování paliva (oxid uhelnatý CO, uhlovodíky CH_x, dispergované pevné částice, jejichž hlavní složkou jsou saze), dále oxidy síry, aldehydy, kondenzační a polymerační produkty (tab. 2.11). Výfukové plyny motoru obsahují kromě zplodin spalování paliva zplodiny hoření mazacího oleje a látky vzniklé z palivových a olejových přísad. Výfukové plyny obsahují vodík v malých množstvích (1-2%) H₂ a inertní plyny – argon Ar atd.

Průměrné složení výfukových plynů domácích spalovacích motorů

Toxické výfukové komponenty dieselových motorů při plném zatížení

Zyryanov, V. Yu. Analýza benzinu při spalování / V. Yu Zyryanov. — Text: bezprostřední // Mladý vědec. — 2020. — Č. 19 (309). — S. 25-28. — URL: https://moluch.ru/archive/309/69738/ (datum přístupu: 29.12.2024. XNUMX. XNUMX).

Problémy spojené s používáním automobilů jsou v ruské vědě a praxi dlouhodobě studovány. Jedním z hlavních problémů je potřeba studovat složení výfukových plynů z provozu vozidel za účelem snížení jejich škodlivých účinků.

Problematikou související s provozem spalovacích motorů se zabývali takoví autoři jako K. S. Golokhvast, N. K. Khristoforova a další [1], M. S. Assad, V. V. Grushevsky [2], Sufiyanov R. Sh., Moiseev A. E. [3], Smolenskaya N. M., Smolensky V. V. [4], Sadov A. A., Govorukhin I. A. [5].

Účel tohoto článku — analyzovat složení výfukových plynů vznikajících při provozu spalovacího motoru a zvážit způsoby, jak snížit jejich škodlivý dopad na životní prostředí, jakož i účinnost.

Relevantnost tématu je, že výfukové plyny znečišťují životní prostředí. V moderních podmínkách je globální oteplování a také vysoká úroveň znečištění měst běžným problémem. Jedním z hlavních důvodů je rostoucí počet vozidel produkujících výfukové plyny.

Pro jednotlivce spočívá význam tématu v nutnosti zvolit typ motoru a pro něj optimální palivo z hlediska ekonomické spotřeby paliva, údržby motoru a životnosti jeho používání.

Je třeba vzít v úvahu samotný spalovací motor a procesy v něm probíhající.

Spalovací motor (ICE) je tepelný motor, kde se chemická energie paliva hořícího ve spalovací komoře přeměňuje na mechanickou práci.

Procesy probíhající ve spalovacím motoru během každého ze 4 zdvihů (cykly jsou jednotlivé procesy probíhající ve válci během jednoho zdvihu pístu a tvořící celý pracovní cyklus spalovacího motoru):

− vstřikování – spalovací prostor se roztáhne, ventil je otevřený a naplněný palivovou směsí;

− komprese – ventil je uzavřen, píst se pohybuje nahoru, objem komory se zmenšuje;

− silový zdvih – palivová směs se vznítí. Směs rozšiřuje spalovací komoru a tlačí píst;

− výfuk – píst jde nahoru, ventil je otevřený, spalovací prostor je očištěn od zplodin hoření.

ICE jsou klasifikovány podle různých kritérií.

1) podle zařízení: plynová turbína – spalovací práce je vnímána pracovními lopatkami; reaktivní – reaktivní tlak, ke kterému dochází, když se používají produkty spalování vytékající z trysky; píst – práce plynných zplodin spalování se provádí ve válci, nebo se používá v poháněném stroji. Pístové motory jsou dvoudobé a čtyřdobé.

Dvoudobý motor je pístový spalovací motor, ve kterém je pracovní proces v každém z válců ukončen dvěma zdvihy pístu.

Čtyřdobý motor je pístový spalovací motor, ve kterém je pracovní proces v každém z válců dokončen ve čtyřech zdvihech pístu.

2) podle účelu: doprava (automobil, loď, letadla); stacionární – pracuje na jednom místě a je připevněn k základu nebo k pevnému pevnému rámu; speciální – použití takových motorů umožňuje zjednodušit elektrický pohon a dát mu některé vlastnosti, které motory pro všeobecné použití neposkytují.

3) podle typu použitého paliva: provoz na těžké palivo (nafta); plyn; benzín.

Motorová nafta je kapalný produkt používaný jako palivo ve vznětovém motoru s vnitřním spalováním;

Plyn používaný jako palivo ve spalovacích motorech je propan-butan a metan.

Nejběžnější benzinové motory jsou ty, které se používají v osobních automobilech. O ty je pro odhalení tématu největší zájem.

Benzín je bezbarvá hořlavá kapalina získávaná rafinací ropy. Benzín se vyrábí v několika jakostech, jejich vlastnosti jsou uvedeny v tabulce 1.

Značky benzínu ajejich vlastnosti

Označit

GOST/TU

Oktanové číslo (metoda motoru)

Oktanové číslo (metoda výzkumu)

Oktanové číslo je ukazatel charakterizující detonační odolnost paliva, který se používá u spalovacích motorů s vnější tvorbou směsi.

V Rusku jsou v současnosti akceptovány a používány pouze 2 metody pro stanovení oktanového čísla v benzínu. Výzkumná metoda pro stanovení oktanového čísla znamená provádění testů v přísném souladu s GOST 8226–82 [6] a GOST R 32339–2013 [7]. Metodu motoru pro stanovení oktanového čísla stanoví GOST 511–81 [8] a GOST R 32340–2013 [9]. Srovnávací analýza naftových a benzínových motorů je uvedena v tabulce 2.

Srovnávací charakteristiky nafty abenzinové motory

Vznětový motor

Plynový motor

– motorová nafta je méně náchylná k požáru

– Vznětový agregát je šetrnější k životnímu prostředí, protože plně a efektivněji spaluje palivo. Motorová nafta je také čistší než benzín

– Spotřeba nafty je o 30–35 % nižší než u benzínových motorů

– Životnost vznětového motoru je delší než u benzinových motorů

— absence zapalovacího systému v konstrukci vznětového motoru odstraňuje řadu problémů, které jsou vlastní benzínovým pohonným jednotkám

– benzínové motory jsou výkonnější než dieselové motory

– Hlučnost benzínového motoru je nižší než u dieselového motoru

– benzínový motor je tišší než naftový motor

– benzinový motor je z hlediska nákladů na údržbu výhodnější než dieselový motor

– nafta je náchylná na mráz

– Náklady na dieselový vůz jsou o 25–35 % dražší než jeho benzínové protějšky. Motor je také dražší na údržbu a opravy. Také majitelé dieselových aut by měli častěji měnit filtry a oleje.

— vznětový motor je těžší než benzinový, což ovlivňuje rozložení hmotnosti vozidla, jeho dynamické vlastnosti a ovladatelnost

— trakce na dně je mnohem horší

– vysoké nároky na kvalitu olejů

– vyšší spotřeba paliva s rostoucím zatížením

— nebezpečí výbuchu a požáru je vyšší než u motorové nafty

Z hlediska životního prostředí je lepší používat motorovou naftu. Ve prospěch naftového motoru hovoří i rozdíl v ceně a spotřebě paliva.

Bez ohledu na druh paliva vznikají při provozu spalovacího motoru výfukové plyny. Výfukové plyny jsou hlavním zdrojem toxických látek dvoudobých a čtyřdobých spalovacích motorů, které znečišťují životní prostředí.

Hlavními složkami výfukových plynů motoru jsou oxidy uhlíku, dusíku a uhlovodíky (tabulka 3).

Složení výfukových plynů při provozu různých spalovacích motorů

Součásti výfukových plynů

Obsah podle objemu,%

Toxicita

Plynový motor

dieselový motor

Dusík – chemický prvek skupiny 15 s atomovým číslem 7. Tato jednoduchá látka je dvouatomový plyn bez chuti, vůně a barvy.

Kyslík je chemický prvek skupiny 16 s atomovým číslem 8. Chemicky aktivní nekov a nejlehčí prvek ze skupiny chalkogenů.

Vodní pára je plynný stav agregace vody. Neexistuje žádná chuť, vůně ani barva. Molekuly vody vznikají při jejím odpařování.

Oxid uhličitý je bezbarvý plyn, téměř bez zápachu, s chemickým vzorcem CO2, hustota 1,98 kg/m3. Pevný oxid uhličitý se nazývá suchý led.

Oxid uhelnatý je binární chemická sloučenina uhlíku a kyslíku. Kromě oxidu uhličitého a oxidu uhelnatého jsou další oxidy uhlíku klasifikovány jako organické sloučeniny.

Aldehydy jsou třídou organických sloučenin, které obsahují aldehydovou skupinu.

Oxid sírový je sloučenina síry a kyslíku o složení SO2. Bezbarvý plyn se štiplavým zápachem, toxický. Pod tlakem se stlačuje při pokojové teplotě.

Saze jsou amorfní uhlík, produkt nedokonalého spalování nebo tepelného rozkladu uhlovodíků za nekontrolovaných podmínek. Používá se v gumárenském a pneumatikářském průmyslu.

Benzpyren je aromatická sloučenina, látka první třídy nebezpečnosti. Vzniká při spalování uhlovodíkových kapalných, pevných a plynných paliv.

Když motor běží na olovnatý benzín, olovo je přítomno ve výfukových plynech a u motorů na motorovou naftu jsou přítomny saze.

Navzdory výhodám motorové nafty jsou benzínové motory nejrozšířenější, a proto je benzín nejpoužívanějším palivem v osobních automobilech. Při jeho spalování vzniká 92 % emisí CO, z toho 63 % tvoří uhlovodíky a 46 % oxidy dusíku. Při nedostatku vzduchu hoří palivo a vzniká velké množství oxidu uhelnatého.

Závěry adoporučení

Pro snížení škodlivých účinků výfukových plynů na životní prostředí byla vyvinuta nová ekologická paliva:

1) bionafta – na bázi rostlinných olejů, používaná v čisté formě a jako různé směsi s motorovou naftou;

2) stlačený vzduch – pomáhá malým vozům snížit spotřebu paliva na 3 litry na 100 km. Pneumatický hybrid může cestovat až 80 % času na stlačený vzduch, aniž by vytvářel škodlivé emise.

3) solární panely – taková auta jsou vybavena panely, které sbírají solární energii a akumulátorem o kapacitě 6 kilowatthodin. Při nedostatku slunečního záření vystačí rezerva baterie na 600 km.

4) kapalný vodík – taková auta mohou jezdit na benzín a kapalný vodík. Disponují 74litrovou nádrží na benzín a zásobníkem na 8 kg kapalného vodíku. Tyto vozy mohou během jedné jízdy používat oba druhy paliva: přepínání paliva probíhá automaticky.

5) elektromotor je prvkem elektrického pohonu. Skládá se z pohyblivé části (rotor) a stacionární části (stator). Po připojení napájení se rotor otáčí. Elektromotory našly v poslední době široké uplatnění v osobních automobilech.

Pro zlepšení stavu životního prostředí je také nutné provést následující opatření:

− výstavbu silnic pomocí nových technologií, které snižují emise snížením zatížení motoru a zvýšením rychlosti;

− snížit škody z provozu dopravy používáním ekologicky šetrných druhů dopravy a veřejné dopravy;

− zlepšit kvalitu paliv a maziv.

1. Golokhvast K. S., Khristoforova N. K. et al. Složení suspenze automobilových výfukových plynů // Metody environmentálního výzkumu. 2013. č. 6. s. 95–101.
2. Assad M. S., Grushevsky V. V. et al. Měření koncentrace polycyklických aromatických uhlovodíků ve spalinách benzinového motoru // Spalování a výbuch. 2016. č. 9..4. s. 22–27.
3. Sufiyanov R. Sh., Moiseev A. E. Měření obsahu oxidu uhelnatého ve výfukových plynech automobilové dopravy // XII mezinárodní vědecká a praktická konference. ICNS „Věda a vzdělávání“. 2018. s. 65–68.
4. Smolenskaya N. M., Smolensky V. V. Toxicita výfukových plynů v benzínových motorech při provozu na stlačený zemní plyn a benzín // Bulletin SUSU. Řada „Strojní inženýrství“. 2018. T.18. č. 4. s. 57–65.
5. Sadov A. A., Govorukhin I. A. et al. Vliv dopravy na životní prostředí a události // Mládež a věda. 2014. č. 4. S. 28.
6. GOST 8226–82 (ST SEV 2183–80) Palivo pro motory. Výzkumná metoda pro stanovení oktanového čísla.

7. GOST 32339–2013 (ISO 5164:2005) Ropné produkty. Stanovení detonačních charakteristik motorových paliv. Metoda výzkumu.

8. GOST 511–2015 Palivo pro motory. Motorová metoda pro stanovení oktanového čísla.

9. GOST 32340–2013 (ISO 5163:2005) Ropné produkty. Stanovení detonačních charakteristik motorových a leteckých paliv. Motorická metoda.

Základní pojmy (vygenerováno automaticky): vnitřní spalování, motorová nafta, benzínový motor, motor, dieselový motor, oktanové číslo, plyn, spalovací komora, oxid uhelnatý, škodlivé účinky.