Урок по теме «Тепловые двигатели и охрана окружающей среды»

Раньше природа устрашала человека,

а теперь человек устрашает природу

Жак Ив Кусто

Цели урока:

-образовательные: - раскрыть роль и значение ТД в современной цивилизации и связанных с ними экологических проблем;  выяснить пути охраны окружающей среды;

-развивающие: продолжить формирование навыков исследовательской  работы; содействовать формированию навыков сравнения, выделения главного и второстепенного в изучаемом материале, обобщения, логического мышления; формирование умений работы с дополнительной литературой; развитие  познавательного интереса к предмету;

-воспитательные: воспитание бережного отношения к  окружающей нас природе; развитие коммуникативных способностей.

Тип урока: комбинированный урок.

Средства обучения:

1.Техническое обеспечение: ноутбук, демонстрационный экран, мультимедийный проектор. Презентация по теме «Тепловые двигатели и охрана окружающей среды»

2. Раздаточный материал:

1)Распечатка практической работы «У светофора»

2) Тексты, содержащие информацию по рассматриваемой теме.

3) листы ватмана, фломастеры для каждой группы;

Организация работы учащихся

        Урок проводится в форме конференции под названием «Следствие ведут знатоки». За неделю до проведения урока учащиеся делятся на группы, перед каждой группой определенная ставится задача:

- Первая группа «Экспертов-экологов» получает задание провести практическую работу по физике с экологическим содержанием «У светофора». Работа взята из материалов для проведения учебной и внеурочной работы по экологическому воспитанию.  «Физика и экология» Составители Г.А.Фадеева и В.А.Попова, г. Волгоград (См. приложение1)

-Вторая группа  должна подобрать материалы о влиянии тепловых двигателей на окружающую среду

-Третья группа учащихся участвует в подготовке сообщения “Влияние тепловых двигателей на здоровье окружающих”

-Четвертая группа учащихся ищет пути решения экологических проблем, связанных с использованием тепловых двигателей (В поисках эко-машины будущего).

Ход урока

I. Организационный момент.

II. Стадия «Вызов»

            На стадии вызова учащимся предлагается прочесть два  синквейна на одну и ту же тему, при этом тема синквейна не задается. Ребята должны определить, на какую тему составлен данный синквейн и объяснить, почему взгляды  на одно  и то же устройство столь противоречивы. (В ходе поиска ответа на данный вопрос формулируется тема урока  «Тепловые двигатели и охрана окружающей среды».)

        Эпиграфом сегодняшнего урока я взяла слова Жака Жана Кусто:

«Раньше природа устрашала человека, а теперь человек устрашает природу».  Думаю, в конце нашего урока мы вернемся к этому утверждению, и ответим на вопрос - «Действительно ли это так? »

            Но прежде чем начать разговор о том, как отражается использование тепловых двигателей на природе, я предлагаю вам ответить на несколько вопросов, чтобы вспомнить о том, что представляет собой тепловой двигатель:

1)      какие двигатели называют тепловыми;

2)      какие виды тепловых двигателей вам известны;

3)      что представляют собой ДВС, паровые и газовые турбины, реактивные двигатели;

4)      что называют КПД теплового двигателя;

5)      насколько высокий КПД имеют современные тепловые двигатели: ДВС, турбины, дизельные двигатели.

III. Стадия «Осмысление»

            Итак, вы владеете информацией о том, что представляют собой тепловые двигатели, какие они бывают, для чего они необходимы человеку. Как по-вашему, какая  задача стоит перед нами сегодня? (Выслушиваются мнения учащихся)

Задача урока: Выяснить, влияют  ли тепловые двигатели на окружающую среду, и если влияют, то как. Что может сделать человек для того, чтобы уменьшить это влияние и не допустить экологической катастрофы.

 В течение недели усилия четырех групп были направлены на то, чтобы получить ответы на данные вопросы.  Я предлагаю представителям каждой группы поделиться полученной информацией с другими.

         Учащиеся  озвучивают результаты проделанной работы. При этом оценивается как работа группы в целом, так и умение представителя группы изложить изученный материал.

         В случае, если представители групп подготовили отчет без презентации, учитель в процессе выступления учащихся может демонстрировать свою презентацию, дополняя тем самым ответы учащихся:

Слайд 2  

Влияние на экологию тепловых двигателей  

•      - загрязнение атмосферы

•      - шумовые загрязнения

•      - проблемы утилизации отработанных автомобилей

•      - загрязнение почвы

•      - повышение температуры атмосферы

  Слайд 3

Ø  1т бензина, сгорая, выделяет 500-800кг вредных веществ;

Ø  В атмосферу ежегодно выбрасывается 5 млрд.т СО2;

Ø  В состав выхлопных газов входит 1200 компонентов, в том числе оксид углерода, оксиды азота, углеводороды, альдегиды, оксиды металлов (наиболее вредный- оксид свинца), сажа и др.

   Слайд 4

Слайд 5

  Слайд 6,7

Пути снижения токсичности двигателей

•      Создание транспортных средств, обеспечивающих уменьшение загрязнения атмосферы выхлопными газами, например, использование в автомобилях вместо карбюраторных бензиновых двигателей дизелей, в топливо которых не добавляют соединений свинца.

•      Перевод транспорта на сжиженный газ значительно уменьшит поступления оксида углерода в атмосферу.

•      Применения специальных фильтров, уменьшающих выброс оксида углерода в атмосферу.

•      Токсичность отработавших газов можно уменьшить путём предупреждения образования токсичных компонентов или посредством их нейтрализации.

•      Создание мощных электромобилей не выбрасывающих вредных газов в атмосферу.

•      Для сохранения равновесия в воздушном океане необходимо расширение лесной зоны.

        Первой выступают представители группы №2 с вопросом о влиянии тепловых двигателей на окружающую среду.

          Затем слово предоставляется группе исследователей.

         После этого выступает группа с информацией о влиянии тепловых двигателей на здоровье жителей Земли.

        Учитель подводит ребят к вопросу: Что делать? На этот вопрос отвечают представители последней группы.

       IV. Стадия «Рефлексия»

        На стадии рефлексии  учитель возвращает ребят к эпиграфу урока и предлагает учащимся ответить на вопрос «Что имел  ввиду Ж. И. Кусто, говоря о том, что человек устрашает природу?»

    Далее  объявляется  конкурс на лучший кластер по теме «Тепловой двигатель и окружающая среда». Для его создания учащиеся каждой группы должны  использовать полученную  на уроке информацию. При отборе лучшего кластера учитываются следующие моменты: 1)полнота раскрытия темы; 2) дизайн; 3) участие каждого члена группы; 4) защита кластера; 5) умение отвечать на вопросы.  Группа, представившая лучший кластер, отмечается высшей отметкой.

V. Домашнее задание.

      Учащимся предлагается решить задачу экологического содержания:

      Автомобиль массой 1200кг движется по горизонтальному участку дороги со скоростью 60 км/ч, которая не меняется в процессе движения. КПД двигателя 30%.Сколько оксида углерода выделится за 1час в атмосферу с выхлопными газами, если при сгорании 1кг бензина выделяется 280г оксида углерода? Какие другие токсичные вещества выделяются с выхлопными газами автомобиля? (1,5кг. Оксиды азота, альдегиды, сажа…)

VI. Подведение итогов урока.

              Наше сегодняшнее исследование подошло к концу. Знатоки потрудились на славу, сегодня на уроке прозвучало  много новой и  полезной информации, над которой, конечно, необходимо задуматься.

   Мы с вами живем в современном мире научно-технического прогресса, который напрямую связан с применением различных видов тепловых машин, нет ни одной области человеческой деятельности, где бы не применялись машины. Но с другой стороны, использование тепловых машин ставит под угрозу жизнь человека на Земле, и чтобы она не угасла, каждый человек должен беречь природу. Ведь бездушность и бездумность человека могут быстро уничтожить то, что создавалось веками.  А закончить урок я бы хотела строками В. Шефнера

Ты, человек, любя природу,

Хоть иногда её жалей.

В увеселительных  походах

Не растопчи её полей.

В вокзальной сутолоке века

Ты оценить её спеши.

Она твой давний, добрый лекарь,

Она - союзница души.

Не жги её напропалую

И не исчерпывай до дна.

И помни истину простую:

Нас много, а она одна.

Приложение 1

«У светофора»

Цель работы: оценка и вычисление токсичных продуктов от работы транспорта.

Место проведения: автотрасса, перекресток-светофор.

Приборы: часы с секундной стрелкой.

Для проведения практической работы выбрано место проведения перекресток-светофор, т.к. особенно много канцерогенных веществ выделяется во время разгона, торможения, при работе двигателя на холостом ходу, а также при езде по ямам и колдобинам.

Состав выхлопных газов бензиновых и дизельных двигателей (г/мин)

Ход работы:

1. Засекаем время  t = 10 мин.

2.    Определяем число машин, останавливающихся у светофо­ра, n.

3.    Определяем количество переключений:

торможение

                                                                 набор скорости          k

холостой ход

M = t n k (m_C0 + m _C02+m _N02+m _сажи )

Вопросы и задания:

1.Сравните выброс токсичных продуктов бензиновых и дизельных двигателей.

2.Сравните выброс токсичных продуктов транспортом в разное время дня.
Приложение 2

          На протяжении всего XX века производство автомобилей стремительно возрастало.

В 1998 г. по дорогам мира ездило уже 700 млн. автомобилей. К 2010 г. это число достигает миллиардной отметки.

                     Такое распространение автомобиль получил главным образом благодаря

  качествам установленного на нём двигателя. При сравнительно небольшой массе  он развивает мощность, достаточную для быстрой езды, потребляя при этом не так уж    много топлива: одной заправки хватает на 400-500 км. Двигатель готов к работе и летом  и зимой.

              Всё было хорошо, пока автомобилей не стало слишком много. Очевидно, что при таком количестве машин лёгкий дымок, выходящий из выхлопных труб, загрязняет окружающий воздух настолько, что это причиняет ощутимый вред здоровью людей и природе. Среди множества различных газов и химических соединений, выбрасываемых автомобилем, есть и токсичные вещества. В цилиндрах двигателя происходит окисление мелкораспылённого и испарённого  топлива кислородом воздуха с образованием тепла, углекислого газа (СО₂) и воды. За тысячные доли секунды, отводимые на этот процесс при каждом такте   работы двигателя, часть топлива не успевает сгореть. Продукты его неполного сгорания выбрасываются из выхлопной трубы в атмосферу.

Больше всего выделяется моноксида углерода (СО — угарного газа) и различных

    углеводородов, среди которых особую опасность представляет бензопирен — вещество,

        способствующее возникновению онкологических заболеваний. Кроме того, азот,

       входящий в состав воздуха, при высоких температурах и давлении, развиваемых в

        цилиндрах двигателя, реагирует с кислородом, образуя весьма опасные оксиды.

                          Дизели выбрасывают ещё и сернистый ангидрид (SO₂) — при работе

       на топливе, в котором содержится много серы, а также твёрдые частицы, образующиеся при горении топлива в цилиндрах, и масляные аэрозоли. При больших количествах твёрдых частиц отработанные газы делаются видимыми — двигатель дымит.

                          Есть и ещё одна опасность. Дело в том, что чем сильнее сжимается горючая смесь в цилиндрах до воспламенения искрой от свечи зажигания, тем эффективнее и экономичнее работа двигателя. Если использовать низкосортный бензин (так называемый низкооктановый), то нормальный процесс сгорания  горючей смеси нарушается. Возникает детонация — сгорание со взрывной скоростью. При этом двигатель перегревается, быстро изнашивается, а его

       мощность падает. Таких последствий можно избежать, применяя  высокосортный (высокооктановый) бензин, но для его изготовления  необходима сложная и дорогостоящая технология по переработке нефти.

                          Однако выяснилось, что добавление к низкооктановому бензину

       даже небольшого количества так называемой этиловой жидкости (1—3 г  на 1 л бензина) позволяет использовать его в двигателях, не опасаясь возникновения  детонации. Этот путь как более простой и дешёвый и был избран практически повсеместно. Бензин с присадкой этиловой жидкости получил название этилированного. Но этиловая жидкость содержит свинец и соединения, способствующие его превращению в летучие соли, которые уносятся с выхлопными газами, что в результате привело к большому накоплению свинца в окружающей среде и повлияло

       на здоровье населения. Поэтому многие страны с 80-х гг. XX в. начали переходить на использование неэтилированного бензина, а применение этилированного резко сократилось. В США, Японии, в некоторых европейских странах и крупнейших российских городах он теперь вообще запрещён.

Приложение 3

         Для защиты окружающей среды от вредного  воздействия выхлопных газов тепловых двигателей с 2000 г. в России установлены  соответствующие европейским стандартам нормы на новые модели автомобилей.

                          Что же делается для того, чтобы обеспечить соответствие автомобилей современным, весьма жёстким нормам? Совершенствуются уже существующие двигатели, создаются новые, обеспечивающие более полное  сгорание топлива. Карбюраторное смесеобразование заменяется впрыском  топлива, широко внедряется электроника. Это, конечно, заметно уменьшает токсичность отработанных газов, но снизить её до безопасных пределов

всё же не удаётся. Приходится вредные вещества, выходящие из цилиндров  двигателя, ликвидировать уже в выпускной системе. Для этого применяются  каталитические нейтрализаторы. Но их использование связано с определёнными  трудностями, так как отработанные газы проходят по выпускной системе с большой  скоростью; температура их изменяется в широких пределах и достигает 900 ⁰С,  а сами нейтрализаторы, которые устанавливаются под днищем автомобиля,

       подвергаются значительным внешним механическим и тепловым воздействиям.

                          В современных нейтрализаторах в качестве катализаторов  применяют платину, палладий, родий. Это очень дорогие металлы, и, хотя  их расходуется не так уж много (на производство нейтрализатора для легкового автомобиля нужно 1—3 г), стоимость устройства оказывается высокой. При использовании нейтрализаторов заправлять автомобиль можно

       уже только неэтилированным бензином, иначе нейтрализатор приходит в негодность,

        да и расход топлива увеличивается. Предъявляются более строгие требования к приборам

        питания и зажигания, к их конструкции и регулировке. В связи с этим автомобиль

       становится дороже. Так, в современных зарубежных автомобилях на системы

       нейтрализации и электронные устройства приходится 10—12 % общей стоимости.

       Несмотря на это, автомобилестроители во всём мире переходят на оснащение

       своей продукции нейтрализаторами, так как это обеспечивает снижение выбросов

       вредных веществ на 80—90 %.

                          На токсичность отработанных газов большое влияние оказывает сорт применяемого топлива и его качество. В настоящее время увеличивается производство бензинов без свинцовистых присадок, в дизельном топливе ограничено содержание серы, топливо из нефти заменяется

        более «чистым» сжатым природным газом. Можно использовать в качестве  топлива и водород, обеспечивающий очень чистый выхлоп. Однако пока не удаётся создать дешёвые и безопасные системы образования и хранения   водорода на борту автомобиля.

                          Значительный интерес представляют электрические двигатели, использующие аккумуляторные батареи и электрохимические генераторы.   Электромобили отличаются хорошей приспосабливаемостью к переменным режимам    городского движения, простотой технического обслуживания, а главное —    экологической чистотой. Однако широкого практического применения они     пока не находят. Во-первых, нет надёжных, лёгких и достаточно энергоёмких

       аккумуляторов. Во-вторых, перевод автомобильного парка на питание от  электрохимических аккумуляторов приведёт к расходованию на их    подзарядку огромного количества электроэнергии, значительная часть   которой вырабатывается на электростанциях при сжигании ископаемого    топлива. Так что в этом случае загрязнение воздуха будет происходить  не от автомобилей, а от электростанций. По причине дороговизны и  тихоходности не стали пока обычными и электромобили, работающие от солнечных батарей.

   Приложение 4

Мотор на водородном топливе.

       Мир транспорта, которым пользуется человек, весьма разнообразен, но «сердцем»

подавляющего большинства транспортных средств является тепловой двигатель. Повсеместное   же использование  тепловых двигателей  пагубно воздействует на окружающую среду.

        Производители автомобилей пытаются  совершенствовать тепловые  двигатели с целью

охраны природы. Одним из видов экологически чистого транспорта является  мотор на водородном  топливе.

    Физические свойства водорода очень интересны. При сгорании водород  выделяет большое количество теплоты. В единице массы он содержит почти в 3 раза больше тепловой энергии, чем бензин, и при его горении не выделяются вредные газы. Важное качество водорода по сравне­ние с электричеством — возможность его накопления и хранения в огромных  резервуарах, в том числе в естественных подземных хранилищах,  а также транспортировка по трубам на огромные расстояния  со значительно меньшими потерями, чем при передаче электричества по  самым совершенным высоковольтным линиям.

               В обычных условиях водород, как известно, образует молекулу из двух атомов и представляет собой газ. Охлаждение примерно до t =- 250 °С превращает его в жидкость, а  t=- 259°С в твердое тело. Жидкий водород испаряется. Притока тепла через изоляцию полностью избежать не удается, хотя потери тут и невелики - всего  десятые доли процента. Однако и их можно уменьшить,  используя водородно-воздушные топливные элементы.

  Благодаря высокой удельной теплоте сгорания водород может быть, широко использован на всех видах транспорта, а также для отопления городов, производства электрической энергии, в металлургии и т. д.

        Результаты испытаний двигателя, работающего на водородном топливе, показали, что при работе двигателя происходит существенное повышение полноты сгорания, увеличение КПД двигателя, выхлопные газы состоят в основном из паров воды! Двигатель практически не нагревается, поскольку процесс сгорания водорода происходит очень быстро.

       Природа располагает незначительным запасом чистого водорода, зато запасы водорода, связанного в органическом веществе и в воде, практически неисчерпаемы. Разрыв этих связей позволяет производить водород и затем использовать его как топливо. Разработаны многочисленные методы по получению чистого водорода.

             Обеспечение автозаправочных станций сжатым водородом и заполнение баллонов, находящихся в автомобиле, технически больших проблем не представляет. Современные материалы гарантируют высокую надежность таких сосудов. Однако увеличивается вес автомобиля и уменьшается полезное пространство, т. к. баллон с одним кг сжатого при 70 МПа водорода занимает в 7,5 раза больше места, чем энергетически эквивалентное количество бензина.

         В сжиженном виде водород занимает значительно меньше места, хотя для этого его необходимо охладить всего до двух десятков градусов выше абсолютного нуля. Однако развитие криогенных технологий и успехи, достигнутые в сфере использования сверхнизких температур, уже сегодня позволяют без особого ущерба полезному пространству автомобиля хранить на его борту запас жидкого водорода, достаточный для пробега 500 км и более.

          Хотя на текущий момент полноценной замены традиционному  ДВС нет, очевидно, уже скоро появится новое направление в двигателестроении на водородном топливе, которое имеет все шансы стать конкурентным.

Используемая литература:

Т.Е.Гнедина «Физика и творчество в твоей профессии» Москва «Просвещение» 1988
Приложение 5

Чем опасен транспорт для здоровья человека.

           Одним из основных источников загрязнения окружающей природной среды всё в большей степени становится транспорт. С одной стороны, он облегчил человеку жизнь, с другой – отравляет её в самом прямом смысле слова. Практически во всех крупных городах Европы наблюдается смог и регулярно фиксируется повышенное содержание в воздухе таких опасных загрязнителей, как оксиды азота и серы, угарный газ, бензол, фенолы, бензопирены, мелкая пыль и др. Автомобильный транспорт дает более половины выбросов оксидов азота и свыше трети выбросов летучих органических соединений. Плохо отрегулированные дизельные двигатели выбрасывают значительной количество сажи, исключительно опасной для здоровья человека. Специфической является проблема использования зимних шипованных шин, поскольку при их трении о дорогу из асфальта в воздух попадают силикатная пыль и мельчайшие частицы битумов.

          Проведённый анализ отработавших газов бензиновых и дизельных двигателей показал, что отработавшие газы по качественному составу состоят из многих десятков компонентов.

Оксид углерода (II).

                 Первичный эффект, вызывающий токсические проявления оксида углерода (при концентрациях близких к 0,01 %), обусловлен конкуренцией с кислородом за связывание с гемоглобином, поэтому кислородная ёмкость крови уменьшается пропорционально количеству поступившего в организм оксида углерода и, как следствие, развивает картина кислородной недостаточности (в течение часа при концентрации  в воздухе на уровне 0,05%, наступает головная боль, тошнота). Пребывание человека в атмосфере, содержащей от 0,20 до 0,25%, сопровождается потерей сознания примерно через 30 мин. Особенно высокая концентрация оксида углерода в воздухе наблюдается на перекрёстках больших автомагистралей при скоплении автотранспорта.

Оксид азота.

                Оксиды азота, образующиеся в цилиндре двигателя при высоких температурах и давлениях (2800°С и около 10 атм.). Весьма опасны для людей, животных и растений даже при малых концентрациях. При контакте отработавших газов с влажной поверхностью (слизистые, бронхи и т.д.) образуется азотная и азотистая кислоты, поражающие слизистые оболочки и альвеолярную ткань лёгких (выраженные явления при содержании отработавших газов 0,0013%), что приводит к сложным рефлекторным расстройствам, а при высоких концентрациях (0,004%) – к отёку лёгких. У людей, подвергающихся длительному воздействию оксидов азота в концентрациях, превышающих ПДК, наблюдается хроническое воспаление слизистых оболочек верхних дыхательных путей, хронические бронхиты, реже – воспалительные явления слизистой желудочно-кишечного тракта, расстройства обмена веществ, мышечная и сердечная слабость, нервные расстройства. Оксиды азота обладают выраженным токсическим действием на плод в период беременности, что послужило причиной пересмотра их ПДК (при этом было установлено их специфическое действие на развитие беременности и плод). Длительное воздействие оксидов азота в концентрациях, превышающих 2-5 ПДК, приводит к увеличению смертности плода до родов, ребёнка в родах и в течении первых семи дней после родов. Сочетание действия оксида углерода, оксидов азота и оксида серы в концентрациях на уровне ПДК приводит к увеличению количества спонтанных абортов почти в 10 раз.

Углеводороды.

                Воздействие на организм человека углеводородов бензинового ряда выражается в нарушениях функционального состояния центральной нервной системы; в наибольшей степени страдает высшая нервная деятельность, что связано с наркотическим действием углеводородов. В очень низких концентрациях действие углеводородов приводит к функциональным расстройствам нервной системы – неврастении, вегетоневрозам, развитию астено-вегетативного синдрома, раздражительности и вспыльчивости – вплоть до симптоматики диэнцефального синдрома (в лёгких случаях – сильное головокружение при резких движениях головой). 

Альдегиды.

                 Крайне неприятной составной частью отработавших газов автомашин являются пахучие альдегиды (акролеин и формальдегид), которые присутствуют в выбросах двигателей внутреннего сгорания. Особенно ими богаты отработавшие газы дизельных двигателей. Раздражение глаз и органов дыхания под влиянием альдегидов появляется значительно раньше, чем концентрация последних достигнет опасного предела. Акролеин – обладает сильным раздражающим действием на слизистые верхних дыхательных путей, обусловливает запах отработавших газов, особенно дизельных двигателей. Формальдегид – протоплазматический яд, оказывает сильное раздражающее действие на слизистые и на функции нервной системы. При малых концентрациях (около 0,007% и более, при ПДК в атмосферном воздухе до 0,00001%) и хроническом воздействии приводит к гиперемии слизистых верхних дыхательных путей, раздражительности, вызывает головные боли, сердцебиение, повышенное потоотделение, иногда расстройства кожной, болевой и температурной чувствительности.

Оксиды серы.

                При концентрациях в воздухе на уровне 0,0017% возникает раздражение слизистых оболочек глаз и кашель после нескольких вдохов, при концентрации более 0,004% наблюдается потеря сознания в течении 3 мин. При длительном воздействии в малых концентрациях (около 0,0001%) наблюдаются изменения со стороны органов пищеварения – потеря белизны и блеска зубов (их поверхность становится шероховатой и желтоватой, вплоть до коричневых оттенков окраски), повышение чувствительности зубов к горячей и холодной пище. Со стороны желудочно-кишечного тракта – развитие хронического гастрита. В некоторых случаях наблюдается увеличение печени и её болезненность. Со стороны эндокринных органов имеют место функциональные нарушения щитовидной железы и нарушения менструального цикла.

Свинец.

                 Частицы соединений свинца в отработавших газах по своим размерам меньше микрона, накапливаясь в организме человека, действуют на кроветворные органы. Загрязнение воздуха свинцом при сжигании этилированного бензина создаёт значительную опасность для здоровья населения. Соединения свинца добавляют в бензин для предотвращения детонации топлива в двигателе, приводящей к снижению мощности двигателя и его быстрому износу. Накапливаясь в почве и растениях, свинец может попадать и в организм человека не только через воздух, но и через овощи, фрукты, молоко. Будучи накапливающим  ядом, свинец накапливается в организме человека, создавая угрозу хронического свинцового отравления.

Сажа.

Биологическое действие сажи приводит к острым и хроническим заболеваниям (чаще бронхитам).

            Особой проблемой автотранспорта является совместное присутствие в отработавших газах оксидов азота и углеводородов (бензинового ряда), в том числе, альдегидов, способных к фотохимическим реакциям. Оксиды азота (в первую очередь диоксид азота) под действием ультрафиолетового излучения солнца (в видимом спектре) разлагаются на оксид азота и атомарный кислород. Эта первичная реакция даёт начало множеству вторичных реакций, появлению свободных радикалов, образованию озона и полимеризации. Совместное окисление углеводородов и окислов азота приводит к образованию фотооксидантов – пероксиацилнитратов и пероксбензоилнитратов. Для них характерно раздражающее действие на слизистые оболочки животных и человека, повреждение растительности, разрушение резины и битумных покрытий уже при концентрации 0,2 – 2,5 мг/м³.

В ряде западных стран суммарная концентрация фотооксидантов используется для оценки степени загрязнения атмосферного воздуха отработавшими газами автотранспорта.

               Проблема совместного присутствия нескольких компонентов не ограничивается возможностью образования фотооксидантов. При совместном воздействии имеет место эффект суммирования биологического действия этих веществ. 

В поисках эко-машины будущего

1.Гибридные машины

2.Более экономичное использование горючего.

3.Новые виды горючего

1.Производство нового поколения  гибридных машин сулит многообещающие перспективы. Гибридный автомобиль имеет ДВС, динамо-машину, накопители элетроэнергии (аккумуляторы) и электродвигатель, что позволяет повысить эффективность использования энергии сжимаемого топлива и уменьшить выбросы вредных газов. Когда автомобиль останавливается, его двигатель автоматически выключается, а во время движения и торможения кинетическая энергия через динамо-машину преобразуется и используется для подзарядки аккумуляторов. Одним из главных преимуществ гибридного автомобиля является то, что его можно заправлять на уже имеющихся автозаправочных станциях.

2.Хотя за последние 20 лет потребление бензина массовыми марками автомобилей на одну единицу мощности мотора снизилось почти вдвое, еще несколько лет назад автопроизводителям не верилось, что на рынке могут появиться машины, расходующие лишь 3л горючего на 100км пути. Активисты Гринписа доказали, что это возможно. С помощью различных технических усовершенствований им удалось еще почти вдвое снизить потребление горючего экспериментальной машиной. Ныне на рынке предлагаются несколько моделей со столь же эффективным использованием горючего.

             К сожалению, на этом пути необходимость экономии горючего стала вступать в противоречие со все более ужесточающимися требованиями к чистоте выхлопа и к безопасности автомобиля для пассажиров и пешеходов.

3.Целесообразность использования новых видов горючего, таких, как этиловый спирт, метан или водород, связана с тем, что в процессе их сгорания выделяется значительно меньше вредных веществ. При использовании метана и спирта в выхлопных газах присутствуют только углекислый газ и водяные пары, а при сгорании водорода-только водяные пары. Кроме того, метан и этиловый спирт могут быть получены из возобновляемых источников энергии (метан-практически из любых органических отходов, перерабатываемых в метантэнтах, а спирт- из любых растительных отходов, сбраживаемых дрожжами) либо из неисчерпаемых источников сырья (водород получается путем гидролиза обычной соленой воды).

        Огромный недостаток этих видов горючего состоит в том, что для их использования необходимо создавать новую инфраструктуру, специальные автозаправочные или газонаполнительные станции.

         В ряде стран Центральной и Восточной Европы созданы двигатели, приводимые в движение природным или попутным газом (пропаном, бутаном) либо смесью метана и традиционных сортов топлива, которые успешно заменили ранее устанавливающиеся на автобусах и грузовиках сильно загрязняющие окружающую среду карбюраторные двигатели и дизели.