lovesouthernsocial.com

Дизель - широко используемое топливо, но при его сгорании выделяются канцерогенные соединения, вредные для окружающей среды.

Изображение: Itaro

что такое дизель

Дизель - это топливо, используемое при автомобильных и морских перевозках пассажиров и грузов. В Бразилии использование дизельных двигателей в легких транспортных средствах запрещено законом с 1976 года, и в настоящее время они используются в стране только в грузовиках, автобусах и тяговых транспортных средствах 4 × 4 (включая средние пикапы, внедорожники и кроссоверы).

Дизель - это масло, полученное из нефти. В его составе есть атомы углерода, водорода и, в более низких концентрациях, серы, азота и кислорода. Дизель более плотный (имеет более длинную углеводородную цепь) и менее летуч, чем другие компоненты нефти, такие как бензин, что облегчает его разделение путем перегонки.

Узнайте, как дизельное топливо отделяется от масла, в этом коротком видео.

В процессе сгорания дизельные двигатели выделяют газы и твердые частицы, которые ухудшают качество воздуха. Эти выбросы были классифицированы как канцерогенные для человека Международным агентством по изучению рака (IARC), связанным с ООН. Агентство пришло к выводу, что высокое воздействие дизельных выбросов вызывает рак легких.

Поскольку у дизельного топлива более длинная углеводородная цепь, он имеет большую тепловую мощность (выделяет больше тепла при сгорании). Это делает автомобили, использующие топливо, более экономичными, то есть они потребляют меньше топлива на километр пути. Однако это не гарантирует, что он меньше загрязняет воздух.

В дизельных двигателях смеси воздуха и топлива менее однородны, чем в бензине. Дизель является менее летучим топливом, и его двигатель работает за счет самовоспламенения - обе характеристики затрудняют смешивание. Это означает, что в дизельных двигателях для обеспечения полного сгорания в камере сгорания должен быть избыток воздуха. В отсутствие этого избытка происходит выброс сажи, окиси углерода (CO) и углеводородов (HC) из-за неполного сгорания, и этот двигатель загрязняет окружающую среду в семь раз больше, чем бензин.

Образовавшиеся газы

Выбросы от дизельных двигателей состоят из газов, паров и твердых частиц. Составляющие газы и пары включают диоксид углерода, монооксид углерода, оксиды азота, диоксид азота, оксиды серы и различные углеводороды, некоторые из которых являются летучими органическими соединениями. Эти загрязнители воздуха могут также взаимодействовать друг с другом или подвергаться фотолизу, образуя так называемые вторичные загрязнители, такие как озон, пероксиацетилнитраты и другие.

Согласно исследованию, более 95% твердых частиц, образующихся из выхлопных газов дизельных двигателей, имеют размер менее 1 кубического микрометра (мкм³ - миллионная часть кубического метра), что облегчает их вдыхание и проникновение в легкие. Элементарный углерод (материал в виде частиц) образует черную сажу на фотографии ниже.

Вдыхаемые твердые частицы и озон являются опасными агентами, на которые в крупных городах мира приходится 40% и 80% дизельного топлива, соответственно, сжигаемого автомобильным парком.

NOx - одно из соединений, выбрасываемых в более высоких концентрациях дизельными двигателями. Исследования в туннелях показывают, что эти двигатели производят в пять раз больше NOx, чем автомобили с бензиновым двигателем, и что большая часть выбросов твердых частиц приходится на грузовики.

Концентрация серы в дизельном топливе также вызывает беспокойство. Согласно исследованию, если концентрация серы в топливе высока, выбросы загрязняющих газов также будут высокими, особенно диоксида серы (SO2) и оксида серы (SO3), которые наносят ущерб здоровью человека. При контакте с атмосферной влагой SO2 образует серную кислоту (H2SO4), которая в значительной степени способствует образованию кислотных дождей, может подкислять почву и воду, нанося вред развитию мелких водорослей и насекомых.

Риск для здоровья

SOx и NOx влияют на дыхательную систему, вызывая кратковременные приступы астмы и раздражение дыхательных путей, а также длительные хронические сердечно-сосудистые и респираторные заболевания. CO снижает способность крови переносить кислород, а твердые частицы вызывают респираторную аллергию, а также переносят другие загрязнители, такие как тяжелые металлы и канцерогенные органические соединения.

В 2002 году Агентство по охране окружающей среды США (EPA) выпустило отчет, в котором предупреждалось о рисках длительного воздействия паров дизельного топлива. Согласно отчету, длительное вдыхание этих твердых частиц, а также оксидов серы и азота может вызвать рак у людей. В 2013 году Ярк пришел к выводу, что выбросы дизельного двигателя действительно вызывают рак легких и, вероятно, рак мочевого пузыря.

По словам Пауло Сальдивы, исследователя из лаборатории загрязнения атмосферы медицинского факультета Университета Сан-Паулу (FM-USP), среди загрязняющих веществ наиболее вредными являются твердые частицы. По словам исследователя, эти частицы накапливаются в альвеолах легких, усугубляя респираторные заболевания, и попадают в кровоток, потенциально поражая другие органы. В городе Сан-Паулу, например, по оценкам, на каждое увеличение концентрации вдыхаемых твердых частиц в воздухе на 10 микрограммов на кубический метр (мкг / м³) (дым, сажа и т. Д.) 1,5% госпитализаций по поводу ишемической болезни сердца у пожилых людей и более 4% при заболеваниях легких у детей и пожилых людей.

Контроль выбросов

Государственный сектор принимает ряд мер, направленных на сокращение выбросов этих загрязнителей в атмосферу. Среди них можно упомянуть Экологическую инспекцию транспортных средств и Программу контроля загрязнения воздуха.

Экологический осмотр транспортного средства

Экологическая инспекция транспортных средств была создана с целью проверки выбросов загрязняющих веществ от автомобилей. Во время проверки проводятся испытания выхлопной системы для проверки уровней газов, загрязняющих веществ и шума. Проверку должны проводить штаты и муниципалитеты.

Программа контроля загрязнения воздуха (Proconve)

В 1986 году Национальный экологический совет (Конама) создал Программу контроля загрязнения воздуха автотранспортными средствами (Proconve) с целью сокращения и контроля загрязнения атмосферы от мобильных источников (автотранспортных средств). Затем были установлены сроки, максимальные пределы выбросов и технологические требования для отечественных и импортных автомобилей.

Технологические достижения

Было создано несколько технологий, позволяющих свести к минимуму образование загрязняющих газов автомобилями. Они помогают сделать топливо более чистым и создать двигатели с низким уровнем выбросов. Среди существующих заслуживают особого внимания некоторые:

Катализаторы и фильтры твердых частиц

Эти технологии появились для очистки и / или удержания выхлопных газов. Катализатор состоит из двух химических веществ (палладия и молибдена), которые вступают в реакцию с газами, превращая их в водяной пар, двуокись углерода и азот (нетоксичные газы). Есть разные типы катализаторов. Фильтр твердых частиц выполняет функцию фильтрации некоторых газов, образующихся при сгорании в двигателе. По закону с 1983 года все автомобили должны иметь каталитический нейтрализатор. Однако по-прежнему существуют автомобили с дизельным двигателем (например, автобусы и грузовики), которые ездят без хороших катализаторов из-за преклонного возраста автопарка.

прямой впрыск

Эта технология позволяет впрыскивать топливо непосредственно в камеру сгорания. Таким образом, смесь воздуха и топлива меньше, и период ожидания во впускном коллекторе пропускается. В этом типе двигателя топливо впрыскивается в самую горячую часть камеры сгорания с наименьшим количеством воздуха. То, как топливо распределяется внутри камеры, обеспечивает более равномерное и полное сгорание.

Этот вариант прямого впрыска для дизельных двигателей применяется с 1950-х гг. Раньше был только непрямой впрыск с предварительной камерой сгорания. Эта предварительная камера предназначена для обеспечения правильного смешения топлива и сжатого воздуха.

Прямой впрыск повышает эффективность двигателя и снижает расход топлива. Однако в дизельном двигателе он может производить больше NOx в качестве побочного продукта реакции. Некоторые автопроизводители пытались решить эту проблему с помощью таких мер, как производство специальных катализаторов, рециркуляция выхлопных газов, среди других мер, которые увеличивают стоимость производства двигателей.

В случае мошенничества Volkswagen - подтверждение того, что компания вмешивалась в выбросы загрязняющих газов из дизельных двигателей, стало достоянием общественности - выбросы оксидов азота были в 10-40 раз выше предела, установленного Агентством по охране окружающей среды ( EPA), и первые 11 миллионов автомобилей, у которых было подтверждено наличие мошеннического программного обеспечения, работающего на турбодизельном двигателе 2.0 с прямым впрыском.

Дизельное топливо с низким содержанием серы

В 2012 году экологическое законодательство и Proconve 07 вынудили начать процесс создания и использования дизельного топлива с низким содержанием серы в его составе, дизельного топлива S10 и S50 - с содержанием серы 10 частей на миллион (ppm) и 50 ppm соответственно - в стране. . За 20 лет содержание дизельного топлива в Бразилии изменилось с 13 тысяч частей на миллион до нынешних 10 частей на миллион. Это, вместе с технологиями двигателей, делает уровни выбросов аналогичными европейским.

Более низкая концентрация серы в топливе снижает выбросы оксидов серы, а также помогает снизить выбросы других загрязняющих веществ, таких как NOx и твердые частицы. Это связано с тем, что триоксид серы, образующийся в процессе сгорания, может образовывать серную кислоту при соединении с водой. Эта кислота разъедает металлические части двигателя. Другими словами, сера разрушает компоненты двигателя, такие как каталитический нейтрализатор, и, как следствие, снижает эффективность этого оборудования.

Инициатива по снижению содержания серы очень хороша, но парк необходимо обновить (в старых двигателях ожидаемого эффекта не будет), и, как упоминалось выше, должна быть проведена проверка. Узнайте больше о дизельных двигателях S10 и S50 в Бразилии.