Уменьшение вредных выбросов автомобильным транспортом

В последние десятилетия в связи с быстрым развитием автотранспорта и авиации существенно увеличилась доля выбросов, поступающих в атмосферу от подвижных источников: грузовых и легковых автомобилей, тракторов, тепловозов и самолетов. Согласно оценкам, в городах на долю автотранспорта приходится (в зависимости от развития в данном городе промышленности и числа автомобилей) от 30 до 70% общей массы выбросов.

К основным загрязняющим атмосферу веществам, которые выбрасывают подвижные источники, относятся оксид углерода, углеводороды и оксиды азота.

С 1 января 2008 г. в России начал действовать новый для нашей страны стандарт экологической безопасности Евро-3. Это означает, что все выпускаемые в обращение автотранспортные средства на всей территории страны будут соответствовать экологическому стандарту Евро-3. Это должно подтверждаться «Одобрением типа транспортного средства» для новой автомобильной техники (не бывшей в эксплуатации) или сертификатом соответствия — для бывшей в эксплуатации.

Введение

данного евростандарта приведет к тому, что двигатели автотранспортных средств значительно в меньших объемах станут загрязнять выхлопами окружающий воздух.

Какие же требования выдвигают международные экологические стандарты Евро? Так, Евро-1 предусматривает выброс бензиновым двигателем оксида углерода не более 2,72 г/км, углеводородов — не более 0,72 г/км, оксидов азота — не более 0,27 г/км. В Евро-2 ужесточены почти в три раза нормы по содержанию в выхлопе углеводородов. Евро-3 — это около 34 показателей, по которым определяется экологичность двигателя. Однако главным является резкое снижение содержания твердых частиц, СО и оксидов азота в отработанных газах.

В странах ЕС нормы Евро-3, которые на 30—40% жестче требований Евро-2, вступили в действие уже в 2000 г., а в январе 2005 г. страны Запада перешли на выпуск автомобильной техники, соответствующей стандарту Евро-4, а с сентября 2009 г. — Евро-5, который резко ужесточает требования по выбросу вредных токсичных веществ выхлопными газами. Стандарт Евро-5 обязателен для всех новых грузовых автомобилей, продаваемых в Евросоюзе с октября 2008 г. Для легковых автомобилей — с 1 сентября 2009 г. В России стандарт Евро-5 действует на все ввозимые автомобили с 1 января 2014 г. Технический регламент также предусматривает выпуск в обращение автомобильных бензинов и дизельного топлива стандарта не ниже Евро-2 до 31 декабря 2012 г., Евро-3 — до 31 декабря 2014 г., Евро-4 — до 31 декабря 2015 г., Евро-5 — с 1 января 2016 г.

Одним из важных показателей качества автомобильного бензина является детонационная стойкость. Для повышения октанового числа в топливо вводят добавки. Самый простой метод повышения детонационной стойкости — добавление тетраэтилсвинца. В большинстве стран уже приняты или разрабатываются законодательные меры, ограничивающие и дозы этилирования, и объем потребления этилированных бензинов, так как 1 л бензина может содержать около 1 г тетраэтилсвинца, который разрушается и выбрасывается в виде соединений свинца. В выбросах дизельного транспорта свинец отсутствует. Свинец — один из основных отравителей внешней среды, и поставляют его главным образом современные двигатели с высокой степенью сжатия, выпускаемые автомобильной промышленностью.

Перед учеными и инженерами возникла задача — погасить детонацию иными способами. Это можно было сделать, например, обеднив топливновоздушную смесь, по тогда на полных мощностях двигатель работал плохо. Добавляли к бензовоздушным смесям водород — двигатель работал хорошо, но широкое применение водорода требовало большой подготовительной работы. Оставался один путь — найти иные, менее токсичные антидетонаторы. В поисках их ученые опробовали почти все элементы таблицы Менделеева и вынуждены были признать, что немногие из них могут быть использованы для этих целей. По многим причинам в числе основных претендентов оказались соединения марганца.

В России работы, связанные с созданием антидетонаторов на основе элементоорганических соединений марганца, велись под руководством академика А. Н. Несмеянова. Бензин с этими присадками обеспечивает нормальную эксплуатацию автомобилей в диапазоне пробега 60—100 тыс. км. Каталитические нейтрализаторы отработавших газов при этом работают безотказно. А токсичность выхода остается на уровне обычных бензинов.

Значительно улучшить состав выхлопных газов можно с помощью различных добавок к топливу. Ученые разработали присадку, которая снижает содержание сажи в выхлопных газах на 60—90% и канцерогенных веществ — на 40%.

В последнее время на нефтеперерабатывающих предприятиях страны широко внедряются установки для получения низкооктановых бензинов. Отличие данных установок от действующих на других заводах заключается в том, что они позволяют эффективнее облагораживать горючее. В результате можно выпускать неэтилированные, малотоксичные бензины, поэтому они считаются относительно чистыми. Использование их снижает загрязненность атмосферного воздуха, увеличивает срок службы автомобильных двигателей, сокращает расход топлива.

Уменьшение вредных выбросов в атмосферу может быть сокращено переходом бензинового топлива на газ.

Высокооктановое, стабильное, но составу газовое топливо хорошо смешивается с воздухом и равномерно распределяется по цилиндрам двигателя, способствуя более полному сгоранию рабочей смеси. Суммарный выброс токсичных веществ у автомобилей, работающих на сжиженном газе, значительно меньше, чем у машин с бензиновыми двигателями. Так, грузовик «ЗИЛ-130», переведенный на газ, имеет показатель по токсичности почти в 4 раза меньше, чем его бензиновый собрат.