|
Проблема токсичности отработавших газов занимает одно из ведущих мест в комплексе развития двигателестроения. В процессе работы поршневого двигателя внутреннего сгорания в атмосферу выбрасываются токсичные вещества. Выброс происходит с отработавшими газами, картерными газами, а также в результате испарения топлива. Около 98 % отработавших газов составляют вещества, содержащие углерод. Оставшуюся часть составляют окислы азота.
Токсичными компонентами являются: оксид углерода СО, углеводороды СН, оксиды азота NOх, твердые частицы, бензол, толуол, полициклические ароматические углеводороды ПАУ, бензапирен, сажа и твердые частицы, свинец и сера.
В настоящее время нормы на выбросы вредных веществ судовыми дизелями устанавливает IMO, международная морская организация. Этим стандартам должны удовлетворять все выпускаемые в настоящее время судовые дизели.
Основными составляющими, опасными для человека, в выхлопных газах являются: NOx, СO, CnHm. Рассмотрим воздействие токсичных веществ на окружающую среду и человека.
Окись углерода СО.
Попадая в организм человека и соединяясь с гемоглобином крови, СО дает устойчивое соединение - карбоксигемоглобин, препятствующее процессу газообмена в клетках организма и вызывая тем самым удушье. При вдыхании воздуха с содержанием СО свыше 0,125 мг/л появляются признаки легкого отравления, а при концентрации 1,25 мг/л через два часа появляются головная боль, тошнота, заканчивающиеся потерей сознания.
Окислы азота NOx.
Отравление NOx имеет скрытый характер: человек может удовлетворительно чувствовать себя при работе на воздухе, содержащем опасные концентрации, но впоследствии тяжело заболевает.
Основное воздействие на организм человека дают азотная и азотистая кислоты, образующиеся непосредственно в дыхательных путях человека при соединении NOx с водой. При вдыхании с воздухом 0,2 мг/л NOxв течение 0,5 часа человек серьезно заболевает.
Токсичное воздействие NOx при его выбросах в атмосферу влечет за собой разрушение озонного слоя земли, расположенного на высоте от 10 до 50 км.
Нормируемые концентрации двуокиси азота по IMO на 80% от максимальной мощности - 14 г/кВт*ч.
Класс опасности - 2.
Сажа.
Сама по себе не токсична, но в атмосфере она способна адсорбировать бензапирен - полициклический углеводород ароматического ряда, который обладает канцерогенным действием. Сажа может длительное время находиться во взвешенном состоянии, увеличивая тем самым время воздействия токсических веществ на человека.
Наибольшую опасность для здоровья человека представляют частицы размером от 0,7 до 8 мкм. Частицы размером менее 0,7 мкм и более 8 мкм при вдыхании в легкие не попадают благодаря естественной защите дыхательных органов человека.
По IMO для судовых дизелей на режиме 80% от максимальной мощности допустим выброс сажи 0,4 г/кВт*ч.
Углеводороды CnHm.
Наибольшую опасность для человека представляют углеводородные соединения канцерогенной группы. Среди них выделяется бензопирен С20Н12, являющийся индикатором присутствия в смеси других канцерогенов.
Попадая в организм человека, полициклические ароматические углеводороды накапливаются до критических концентраций и стимулируют образование злокачественных опухолей.
Нормируемая концентрация для бензопирена ПДК (рз)=0.00015мг/мі ПДК (сс)=0.001 мкг/мі
Класс опасности - 1 (канцерогены).
Углекислый газ СО2.
Воздействие концентраций СО2 опасно в том отношении, что при поглощении длинноволнового теплового излучения создается так называемый парниковый эффект, обуславливающий перегрев поверхности земли и изменение земного климата.
|