Загрязнение атмосферы

Большинство автомобилей изготавливаются для обеспечения идеального сжигания топлива, но через некоторое время, когда автомобиль подвергается износу, двигатель не может эффективно функционировать, что приводит к выбросу токсичных веществ. Причем нет особой разницы, какой двигатель – бензиновый или дизельный – загрязнение все равно происходит (табл.1). Хотя и эксперты советуют переходить на дизельное топливо: при его использовании не используется тэтраэтил свинца, а топливо сжигается практически полностью. Теоретически предполагается, что при полном сгорании топлива в ре­зультате взаимодействия углерода и водорода (входят в состав топлива) с кислородом воздуха образуется углекислый газ и водяной пар. Реакции окис­ления при этом имеют вид:

Практически же вследствие физико-механических процессов в цилинд­рах двигателя действительный состав отработавших газов очень сложный и включает более 200 компонентов, значительная часть которых токсична.

Вред приходится на живых существ и вызывает множество заболеваний органов дыхания и рака легких у людей. Токсичные газы могут также разрушать растения, которые являются важной составляющей экологического цикла.

Табл.1 Состав автомобильных выхлопных газов (оксиды азота* – токсичные компоненты, сажа – канцерогены)

Выброс	Бензиновый двигатель, %	Дизельный двигатель, %
N2	74-77	76-78
O2	0,3-8,0	2,0-18,0
H2O	3,0-5,5	0,5-4,0
СO2	0,0-16,0	1,0-10,0
CO	0,1-5,0	0,01-0,5
Оксиды азота*	0,0-0,8	0,0002-0,5
Углеводороды*	0,2-3,0	0,09-0,5
Альдегиды*	0,0-0,2	0,001-0,009
Сажа	0,0-0,04	0,01-1,10
Бензпирен	10-20*10^-6	10*10^-6

Одной из самых больших угроз, которую загрязнение автомобилей создает для окружающей среды, является истощение озонового слоя (самый легкий и тонкий слой в атмосфере, который содержит относительную концентрацию озона (до 0,001%)). Озоновый слой предотвращает попадание вредных ультрафиолетовых (УФ) лучей в нашу атмосферу. Но это не значит, что он полностью отражает солнечные лучи, он ослабляет радиацию примерно в 6500 раз, делая их относительно безвредными. УФ-лучи могут вызывать множество заболеваний и изменять генетический состав живых существ. Хотя хлорфторуглероды (ХФУ) были запрещены к использованию в автомобилях, страны, где правила регулирования и контроля менее строгие, все еще используют их.

Разрушение озонового слоя представляет собой образование озоновых дыр, через которые проникает ультрафиолетовое излучение. Без озонового слоя уничтожению подлежали бы многие важные для экосистемы микроорганизмы, флора и фауна была бы подвержена мутации, сильно пострадало бы зрение животных и человека. Примечательно, что сам озон также является опасным веществом, в больших объемах негативно влияющим на здоровье человека. Он способствует разрушительным процессам в легких человека, преждевременному старению тканей и т.д. Запах озона можно услышать после сильной грозы.

В России влияние автотранспорта на состояние атмосферы ухудшают следующие факторы:

1. Некачественное топливо; хоть Россия и является одним из лидеров по добыче нефти, качество бензина оставляет желать лучшего. Очень часто на заправочных станциях продают топливо, разбавленное тетраэтилсвинцом, который повышает октановое число. Однако сейчас официально добавление этого вещества под запретом, хотя оно широко использовалось в СССР с 1942 года. И до сих пор экологи не могут оправиться от урона атмосфере: проехав 100 м, машина выбрасывала около 3-4 г свинца.

2. Старые отечественные автомобили, не имеющие нейтрализатора выхлопных газов.

3. Российские дороги; из-за того, что большинство дорог узкие, с большим количеством перекрестков и светофоров, автомобилистам приходится стоять в «пробках». Количество выхлопных газов при этом увеличивается, а люди в городах получают еще большую дозу токсичных веществ.

Чтобы определить качество воздуха, следует учитывать не только концентрацию токсичных веществ в атмосфере, но и промежуток между их выбросом и негативным воздействием. Уровень загрязнения устанавливают по следующим критериям:

1. Наибольшая повторяемость (НП). Частота превышения разрешенной концентрации в течение месяца или года.

2. Стандартный индекс (СИ). Величина является результатом отношения измеренной концентрации загрязняющего материала на максимально допустимую концентрацию примесей. Данные параметры определяют во время выброса загрязняющих веществ в атмосферу.

3. Индекс загрязненности атмосферы (ИЗА). Комплексный показатель, для расчета которого потребуется определить коэффициент токсичности загрязнителя и его среднюю концентрацию за сутки и за год.

4. Предельно допустимая концентрация (ПДК) загрязняющих веществ в качестве меры, ограничивающей содержание загрязняющих веществ в окружающей природной среде. ПДК – это такая концентрация, при воздействии которой на организм человека периодически или в течение всей жизни, прямо или опосредованно (через экологические системы, а также через возможный экономический ущерб) не возникает заболеваний или изменений состояния здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований сразу или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений.

Низкий уровень засорения – СИ менее 1, показатель ИЗА входит в промежуток между 0 и 4, НП не более 10%. Данным стандартам на территории России соответствуют: Сочи и Кострома. Высокая степень загрязнения фиксируется в Чите, Новороссийске и Магнитогорске, где СИ варьируется от 5 до 10, НП достигает 50%, ИЗА составляет 7-13 единиц.

Если населению Земли удастся снизить уровень загрязнения атмосферы, то люди удивятся, насколько чистым и прозрачным может быть воздух.