Можно ли использовать выхлопные газы

Обновлено: 12.07.2024

Во второй половине 20 века во многих странах мира произошел резкий скачок развития автомобилестроения. Увеличение количества машин привело к усилению беспокойства как ученых, так и простых обывателей по поводу влияния продуктов сгорания топлива на здоровье человека и на экологию в целом.

Данная проблема загрязнения атмосферы выхлопными газами не потеряла своей актуальности. В их составе присутствует множество токсичных компонентов, поэтому выхлопные газы – одна из главных экологических проблем современности.

Что такое выхлопные газы?

Выхлопными газами автомобилей называют продукты переработки топлива, выбрасываемыми в атмосферу. Их состав и влияние на окружающую среду начали активно изучать еще в 60-е годы 20 века.

За последние десятилетия количество автомобилей на планете значительно увеличилось, а вредные выбросы, возникающие в процессе их работы стали серьезной проблемой. Особенно страдает от них экология крупных городов. Присутствие веществ, содержащихся в их составе, в мегаполисах превышает допустимые нормы и может привести к возникновению различных заболеваний.

Состав выхлопных газов

Состав выхлопных газов автомобилей зависит от качества используемого топлива и типа двигателя. Но отличия будут только в процентном составе тех или иных веществ. Выхлопы автомобилей состоят как из вполне безвредных веществ, так и из достаточно токсичных.

В большей части они состоят из таких газов, как азот, кислород, диоксид углерода и водяные пары. Эти вещества входят в состав атмосферного воздуха и не представляют никакой опасности для людей и окружающей среды. Объем каждой из вредных примесей в составе не превышает 1-2%, реже 5-10%. К опасным для здоровья можно отнести следующие компоненты:

Оксид углерода.
Альдегиды.
Углеводороды.
Диоксид серы.
Сажа
Бензапирен.

Компонент	Объемная доля в бензиновом двигателе, %	Объемная доля в дизельном двигателе, %	Токсичность
Азот	74–77	76–78	нетоксичен
Кислород	0,3–8	2–18	нетоксичен
Водяной пар	3–5,5	0,5–4	нетоксичен
Диоксид углерода	5–12	1–10	нетоксичен
Оксид углерода	0,1–10	0,01–5	токсичен
Углеводороды	0,2–3	0,009–0,5	токсичны
Альдегиды	0–2	0,001–0,009	токсичны
Диоксид серы	0–0,002	0–0,03	токсичен
Сажа, г/м3	0–0,04	0,1–1,1	токсична
Бензапирен, г/м3	0,01–0,02	0–0,01	токсичен

Монооксид углерода и углекислый газ

Эти вещества считаются опасными и наносящими серьезный ущерб экологии. В большинстве стран мира автомобили проходят проверку и сертификацию на соответствие международным нормам по их содержанию в составе выхлопных газов автомобилей.

Вред, наносимый этими примесями, зависит от их концентрации в воздухе. Так малое содержание (до 0,05%) углекислого газа может привести к возникновению головной боли и тошноты, а более высокое (0,5%) – вызывает удушье и смерть в течение 15 минут.

Причиной высокого содержания углекислого газа в воздухе является неполное сгорание топлива. Это чаще всего происходит при прогреве двигателя. Поэтому прогревать автомобиль рекомендуется в хорошо проветриваемом помещении или на свежем воздухе.

Также уменьшить количество указанных веществ в составе автомобильных выхлопов можно при помощи правильной настройки карбюратора, заменой старого воздушного фильтра или регулировкой впрыскивающих клапанов.

Углеводороды и органические масла

Остатки не прогоревших углеводородов и пары органических масел не представляют опасности для здоровья людей. Но под действием солнечных лучей они вступают в реакцию с другими компонентами воздуха и образуют токсичные соединения. Полученные вещества могут вызвать раздражение слизистых оболочек и дыхательных путей. Кроме того, одним из основных элементов смога являются углеводороды и их соединения.

Если следить за состоянием уплотнительных колец, а также настроить карбюратор и свечи зажигания таким образом, чтобы углеводороды в процессе работы двигателя прогорали полностью, то в результате будут выделятся безвредные вещества: углекислый газ и пары воды.

Формальдегид

В результате взаимодействия формальдегида, выделяемого автомобилями, с атмосферным азотом и рядом других компонентов воздуха образуются токсичные соединения. При их достаточной концентрации образуется туман, который может представлять опасность для человека.

Пыль и сажа

Мельчайшие твердые частицы, содержащиеся в выхлопных газах автомобилей, оседают на обочинах и различных объектах вдоль автомобильных трасс. При постоянном вдыхании подобной пыли и сажи возникает риск развития заболеваний дыхательной и сердечно-сосудистой системы. Из-за малых размеров частиц сажи, они легко попадают непосредственно в кровеносные сосуды и оказывают пагубное влияние на них изнутри.

Возможности полностью исключить данные вещества из состава выхлопных газов пока не существует. Единственной возможностью уменьшить их количество – это применение качественного топлива.

Бензпирен

Бензпирен (Бензапирен) относится к группе полициклических ароматических углеводородов (ПАУ). Данные мутагенные и канцерогенные вещества способны накапливаться в природных объектах, воде и почве. Бензипрен самый распространенный из ряда опасных веществ этой группы. Со временем он накапливается в организме человека и, при достижении определенной критической концентрации, оказывает необратимые воздействия на его здоровье.

Объем выхлопных газов

В среднем при сжигании одного литра топлива выделяется 16 тысяч литров выхлопных газов. Примерный объем газов, выделяемых каждым автомобилем можно вычислить, исходя из среднего расхода топлива на 100 км пробега, заявленного производителем машины. Для этого придется суммировать пройденное расстояние и считать общий объем заправленного топлива.

Выхлопы каждого автомобиля за 1 день или пройденный километр сосчитать просто невозможно. Также нельзя определить общий объем выхлопа большого количества машин, так как неизвестно сколько проезжает ежедневно или ежечасно каждая машина. Поэтому любые данные подобных исследований можно считать сильно усредненными или приближенными.

Влияние выхлопных газов на здоровье человека

Высокая концентрация вредных веществ, содержащихся в выхлопах автомобилей, в атмосфере представляет серьезную опасность для здоровья. Одним из самых быстродействующих и наиболее опасных компонентов автомобильных выхлопов является угарный газ. Он не имеет вкуса и запаха, а при высокой концентрации в замкнутом объеме вызывает тошноту, головокружение, удушье, обмороки и смерть.

Долгое время в качестве автомобильного топлива использовался этилированный бензин, в продуктах его сгорания присутствовал свинец. Этот опасный для человека элемент способен накапливаться в организме. Сейчас этот металл исключен из состава бензина, но за время применения этилированного бензина, свинец мог серьезно повлиять на здоровье жителей крупных городов.

При нагревании углеводородов под воздействием прямых солнечных лучей они окисляются и при вдыхании вызывают раздражение слизистых оболочек глаз и обострение хронических заболеваний дыхательной системы.

Сажа и бензипрен, накапливаясь в организме человека, способны вызвать появление опухолей, в том числе и недоброкачественных.

При классификации веществ, вырабатывающихся в процессе сгорания автомобильного топлива, по степени опасности для человека выделяют 6 основных групп:

Безопасные.
К ним относятся азот и его соединения, водород и водяные пары, кислород, углекислый газ и другие элементы земной атмосферы.
Оксид углерода или угарный газ.
Наиболее опасная составляющая отходящих газов, он способен вызвать отравление и привести к смерти от сильнейшего удушья.
Оксид и диоксид азота.
Эти вещества считаются более опасными чем угарный газ, при длительном воздействии данных газов даже в небольшой концентрации можно заболеть астмой, получить отек легких или хронический бронхит, а также они способствуют развитию заболеваний пищеварительной, сердечно-сосудистой и нервной систем.
Углеводородные соединения.
В эту группу входит множество органических соединений, большинство из которых ядовиты, вредны для сердечно-сосудистой системы или приводят к возникновению опухолей.
Альдегиды.
Вызывают раздражение слизистых оболочек, приводят к заболеваниям дыхательных путей и убивают нервные клетки.
Сажа и мелкодисперсные элементы
Кроме непосредственного влияния на дыхательные пути и кровеносные сосуды способны впитывать в себя вредные вещества и способствовать их накоплению в организме.

Лечение при отравлении

В случае отравления продуктами сгорания топлива следует срочно обратиться в больницу. Для снижения вреда выхлопных газов автомобилей для сердечно-сосудистой системы производят инъекции препаратов для нормализации ее работы.

При отравлении угарным газом проводят искусственную вентиляцию легких, детоксикацию.

Первая помощь при отравлении

При подобных отравлениях необходимо вывести пострадавшего на свежий воздух, расположить его в сидячем или полусидячем положении и срочно вызвать скорую помощь. До приезда медицинской бригады можно укрыть пострадавшего теплым одеялом и дать теплое питье.

Влияние выхлопных газов на окружающую среду

Выхлопы автомобилей влияют на городскую экологию следующим образом:

Загрязнение воздуха, воды и почвы вредными веществами.
Отравление растений, растущих вдоль дорог.
Возникновение ядовитых кислотных осадков.
Отрицательное влияние на сельскохозяйственные и кормовые культуры на полях рядом с дорогами.

Все перечисленные факторы тем или иным образом влияют и на здоровье местных жителей.

Как защититься от выхлопных газов?

Для защиты от вредного воздействия газов в местах большого скопления техники или в автомобильных пробках можно применить противогаз или респиратор. Но они редко имеются под рукой. Уменьшить воздействие автомобильных выхлопов можно при помощи самодельной повязки из шарфа или платка.

Для защиты квартиры , расположенной вблизи дороги или парковки, рекомендуется приобрести плотные стеклопакеты, чаще применять специальные приборы – очистители воздуха и как можно больше времени проводить за городом или в парках.

Влияние загрязнения атмосферы на здоровье человека и окружающую среду

Основные химические загрязнители атмосферы

Основные загрязнители атмосферы: классификация по агрегатному состоянию

Экологический класс транспортного средства: как узнать, таблица, по VIN

Антропогенное загрязнение атмосферы: виды, основные источники, последствия

Можно ли использовать выхлопной газ от двс как альтернативу углекислоте для сварки полуавтоматом? Слышал что такие опыты были, но нигде не могу найти информацию. Кто-нибудь пробовал? Какое качество шва?

Не советую угли кислота совершенно без вреднaя, она просто вытесняет кислоров а вот выхлопной газ это прото яд. И сказать что он хорошо защищает сварку не могу, это так перебится, а сварка с ним не очень хорошая, Сейчас угли кислоты полно поехал и купил, если нужно не много, взял малых болон, и слил с большого, мы даже им с болона накачивали камеры с грузовика, затем на камеру гирю и варили

ефим елдырин Просветленный (39611) вполне нормальное, суть процесса чтобы не допустить кислород к расплавленому металлу. а в выхлопном газе его нет ( при условии что движок исправен) такое давно делали еще лет тридцать назад когда не было компактных сварочных полуавтоматов. делали самоделки вот и использовали выхлоп. были даже мобильные от бортовои сети авто, небольшие по объему работы делать

Баллон от в нашем городе стоит от 5300 (40) л. + заправка 450 р. но не в этом дело, вопрос чисто ради интереса

Эх Костик! Не будь наивным. Это ж как надо разрегулировать карб чтобы получить много СО. Пока варить будешь-свечи точно угробишь и не только. И сам отравишься-там ещё и СН и NOx и СО2.Гремучая ядовитая смесь, стоит ли оно того?

Не было мысли работать при заведённом двигателе. Не пойму что там надо регулировать в карбе, если выхлоп и есть углекислый газ в основном. Я не химик, могу ошибаться, ну а насчёт свечей, я вас умоляю, тут уж я точно знаю. В советский газик любые свечи и работают вечно практически. Их и уменя целое ведро всевозможных.

Почитайте по сварке, какие качества придаёт шву азот хотя- бы. Сама кислота стоит почти ничего, гроши.

При заворачивании винта качества-СО уменьшается до 0,СН при этом наоборот растёт. Чтобы получить больше СО винт выворачивается, больше бензина больше СО, свечи чернеют.

Баки топливные заполняют при сварке, не более. Для нормального шва содержание выхлопных газов вряд- ли пойдёт.

В выхлопе много водяного пара, который точно не будет улучшать качество шва. Есть сварочная проволока с флюсом-ей можно варить без газа, правда качество шва тоже не блещет-шов получается неравномерный, с раковинами. Но если объёмы работ предстоят небольшие или конструкция не очень ответственная-то как вариант пойдёт. Только больше времени будет уходить на зачистку шва и на закрывание раковин шпатлёвкой.

По моему нет. Они только портят экологию, так как это продукт внутреннего сгорания.
Хотя можно что - то придумать.. .
Например можно что-то надувать ими.. . ну и так далее.

В годы второй мировой немцы нашли применение выхлопным газам - загоняли людей в помещения и травили выхлопами людей.

Да, вожможно в будущем так и зделают на время, я надеюсь. Правдо уже переходят на новый уровень машин-Электромобили, На водородной тяге и даже на водном топливе. Есть уже кое-какие прототипы автомобилей в странах.

Можно использовать в качестве метода массового убоя птиц, зараженных птичьим гриппом!
К общепринятым методам (например, таким, которые
последовательно вызывают гуманную смерть при применении
индивидуальных средств) убоя птиц относятся барбитураты, хлороформ,
двуокись углерода, угарный газ и отстрел свободновыгульных птиц.
Откручивание голов применяется как условно приемлемый метод и
поэтому используется для мелких птиц (приблизительно до 1 кг) .
Наиболее подходящим веществом для массового убоя птицы является
углекислый газ. Применение угарного газа несет в себе потенциальную
опасность для персонала. И требует применения специальных мер защиты
для работников.
Методика использования для гуманного убоя птицы углекислого газа:

Преимущество убоя птиц с помощью углекислого газа заключается в
быстро наступающем обезболивающем действии и смерти, а также по
причине его негорючести и отсутствии взрывоопасности невысокой
опасности для персонала.
Молекулярная масса углекислого газа 44.01, т. е. на 50 % тяжелее
воздуха. Такая масса позволяет ему быстро вытеснять воздух у
поверхности земли и достигать высоты дыхания птицы, находящейся на
полу.
Для убоя взрослой птицы рекомендуется концентрация углекислого
газа от 50 % до 55 %. Такое процентное содержание необходимо для
прекращения деятельности головного мозга и последующей смерти
взрослых птиц в течение 2-5 минут.
Вычисления по определению количества углекислого газа,
требуемого для достижения нужных концентраций, усложняются ожидаемой
утечкой камер, установленных на точке убоя. Необходимо, чтобы
концентрация углекислого газа надежно обеспечивала смерть всех птиц;
поэтому вычисления по определению требуемого количества углекислого
газа основывается на получении конечной концентрации 70 %.
Вместо углекислого газа можно использовать для умерщвления птиц выхлопной угарный газ от автомобилей

Конечно, у студентов-технарей, которые изучают ДВС есть даже такой предмет- утилизация отработавших газов (ОГ) . Наверное самый известный пример- турбонаддув, когда энергия ОГ используется для привода компрессора.

Все привыкли к тому, что выхлопные газы вредны для окружающей среды. Во первых они подогревают температуру воздуха, во вторых происходит выброс вредных веществ. Но, если копнуть глубже, окажется, что в выхлопных газах содержится большое количество энергии.

Для начала можно использовать турбину, которая будет приводиться в действие с помощью выхлопных газов. Но даже после совершение полезной работы выхлопные газы остаются достаточно нагретыми.

За идею качественного использования выхлопных газов давно взялась компания БМВ, которая постоянно готовит нам новые и замечательные сюрпризы в автомобильном мире.

В качестве достойного примера было принято использовать выхлопные газы для нагрева воды, далее вода превратится в пар. А пар будет использоваться в качестве привода для паровой машины, задача которой, подкручивать коленчатый вал двигателя автомобиля.

В качестве альтернативы такому способу появилась новая идея, которая была основана на превращении тепла от выхлопных газов в электрический ток.

Превращение тепла выхлопных газов в электрический ток

Для осуществления конвертации теплоты в ток было предложено установить термоэлектрический элемент. Это позволило бы сократить потребление электроэнергии от главного источника питания штатного генератора. Такая постановка задачи позволит значительно сэкономить ресурс движения автомобиля.

Итак, термоэлектрогенератор устанавливается на выхлопной трубе.

Проблема , которая стала перед нами, заключается в том, что преобразование происходит при движение автомобиля со скоростью свыше 120 км/час. Аргументируется это малой температурой выхлопных газов. Но при хорошем разгоне по трассе свыше 120 км/час, можно получить дополнительно около 1 КВт, что для БМВ не проблема.

При сжигании ископаемого топлива отхода образуется диоксид углерода. Как и прочий мусор, почти весь выбрасываемый СО2 попадает в атмосферу и вызывает изменения климата, а небольшое количество вещества оседает на землю. Но ученые задумались – что если попытаться переработать диоксид углерода и снова заставить его работать?

Сейчас в лабораториях по всему миру исследователи бьются над решением этой задачи. Помимо желания помочь природе, у ученых есть неплохой финансовой стимул. Фонд X Prize заплатит $20 млн команде, которая к 2020 году придумает технологию для переработки СО2, выделяемого из дымовых труб угольных или газовых электростанций, в полезные продукты.

Высшая цель исследователей – придумать такую технологию, которая позволит превратить продукт сжигания топлива в новое топливо. Теоретически, если это будет сделано в больших масштабах с использованием возобновляемых источников энергии или даже солнечного света, больше не будет никаких выбросов и потерь. Те же молекулы углекислого газа будет выделяться, захватываться и перерабатываться в новые виды топлива, затем снова выделяться, перерабатываться и так далее, бесконечно.

Пока углекислый газ используется при производстве некоторых удобрений и специальных пластмасс, но эти процессы далеко не всегда являются энергосберегающими. Дело в том, что почти все компании при производстве используют диоксид углерода из природных подземных резервуаров. Если все смогут перейти на выбрасываемый в воздух углекислый газ, его количество сократиться до 0,5% вредных выбросов. Сейчас ежегодно в воздух в результате деятельности человека выбрасывается около 32 млрд тонн углекислого газа.

Картина рисуется идиллическая: если все получится, мир очистится от десятков тонн вредных выбросов. Однако разработка устройств, которые смогут эффективно и экономично преобразовывать большое количество углекислого газа, потребует преодоления многих препятствий. Как минимум, для разделения молекул вещества потребуется источник энергии. Также есть проблема масштаба: сейчас люди в лабораториях работают с пробирками, и нужно найти способ, как перейти от миллиграммов к мегатоннам.

В Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли группа исследователей под руководством доктора Этуотер пытается имитировать то, что растения делают с помощью фотосинтеза. Ученые хотя хотят взять СО2 и воду и, используя только солнечный свет, превратить углекислый газ в топливо. Исследовательский центр начал работу над этой задачей в 2010 году, первые пять лет были посвящены одному из аспектов фотосинтеза — расщеплению воды на компоненты, водород и кислород.

Исследователи создали чип, состоящий из полупроводникового материала, катализаторов и мембран, и заключили ее в прозрачный контейнер с водой. Когда чип подвергается воздействию света и пузырьков газа — водорода с одной стороны, кислорода с другой — он начинает подниматься. Согласно расчетам, такой чип примерно в десять раз эффективнее, чем типичный завод, который использует только около одного процента от солнечного света, попадающего на него.

В настоящее время центр работает над второй частью уравнения фотосинтеза. Ученые хотят интегрировать обе части уравнения в устройство, которое, возможно, будет очень похоже на панели солнечных батарей. Однако оно будет вырабатывать не электроэнергию, а топливо. Возможно, это будет метанол, который может быть использован сам по себе как источник энергии или преобразован в бензин.

Расщепление диоксида углерода — гораздо более трудоемкий процесс, чем расщепление воды, он состоит из шести этапов, каждый из которых требует энергии и катализатора. В природе это, кажется, происходит без особых усилий, но для улучшения эффективности этого процесса потребовались миллионы лет эволюции.

В лаборатории пока тестируют разные методы, основанные на использовании различных оксидов металлов. Но в результате получаются побочные продукты, которых нет в природном процессе. Сейчас задача исследовательской группы --создать устройство, которое будет производить только один продукт, как это происходит в естественном процессе фотосинтеза, но делать это более эффективно. Кроме того, устройство должно работать в течение многих лет, как и панели солнечных батарей — крепкий орешек для умов инженеров и конструкторов.

Есть и другие исследовательские группы и стартапы, которые работают над преобразованием СО2. К примеру, компания Sunfire, базирующаяся в немецком Дрездене, построила прототип устройства, которое производит синтетическую сырую нефть из углекислого газа и воды. Такая сырая нефть может быть использована в дизельном топливе. В 2015 году в Audi использовали такое топливо для краткосрочной заправки одного из своих автомобилей.

Еще одна группа молодых ученых в Беркли основала стартап Opus 12. В компании занимаются над разработкой устройства для преобразования углекислого газа, которое будет питаться от электросетей. Их идея состоит в том, чтобы использовать способность СО2 быть преобразованным во многие различные продукты, в зависимости от катализатора реакции. Сейчас ученые трудятся над разработкой подходящих катализаторов.

В своей небольшой лаборатории ученые распыляют тестируемые катализаторы на небольшую мембрану, с использованием модифицированного аэрографа. Мембрану с нанесенным покрытием затем помещают в прототип реактора. Этот прототип размером со смартфон, но более толстый. Мини-реактор подключен к источникам углекислого газа, воды и электричества. После того как реакция произошла, продукты реакции тщательно анализируются. Правда, пока информация о том, что получается в результате хранится в тайне.

В течение следующих полутора лет компания будет работать над увеличением реактора: для начала его доведут до размера посудомоечной машины. Этого будет достаточно, чтобы начать получать доход от продажи переработанных веществ небольшим нишевым производствам. Второй шаг – избавиться от необходимости подключать реакцию к электричеству, перейти на использование возобновляемых источников энергии, чтобы снизить стоимость производства.

Предполагается, что в обозримом будущем Opus 12 будет располагать таким реактором, который сможет перерабатывать тонны диоксида углерода в день в топливо или другие продукты. Этого все еще мало для планеты, но достаточно для небольшой компании. В ближайшие пять лет перед подобными исследовательскими лабораториями стоит задача придумать идею, а перенес ее в большие масштабы – это вопрос времени.

Читайте также: