СНИЖЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУШНОГО БАССЕЙНА ПУТЕМ ВНЕДРЕНИЯ МЕТАНА В КАЧЕСТВЕ ОСНОВНОГО ВИДА АВТОМОБИЛЬНОГО ТОПЛИВА

В настоящее время в России экологическая ситуация, характеризующая прогрессирующим ухудшением окружающей природной среды повлекшее ухудшение здоровья населения. Экологическая обстановка в России, как и во всём мире, превращается в кризисную. Одна из основных проблем увеличение количества выхлопных газов автотранспорта, при этом количество автомобилей постоянно растет, заводы известных компаний выпускают все большое количество новых моделей и осуществляют огромный сбыт автомобилей по всему миру. Количество автомобилей в среднестатистической семье превышает один, а иногда два и три автотранспортных средства, не говоря уже о больших компаниях и специальном транспорте.

Краевой центр Приморского края подвергается загрязнению продуктами сгорания от выхлопных газов, а так же резиновой и асбестовой пылью. Загрязнение воздуха колоссально влияет на здоровье людей, с каждым годом растёт количество детей с хроническими заболеваниями дыхательных путей, снижается иммунитет.

Владивосток входит в пятёрку городов России по наибольшему количеству автомобилей на человека, уступая место таким мегаполисам как Москва, Санкт-Петербург, Новосибирск и Екатеринбург. При этом, если с лидерами наблюдается существенный разрыв — например, в российской столице по дорогам колесят 3,8 миллиона машин, то с Новосибирском у приморского города разница всего в двадцать тысяч легковых авто. По официальным источникам во Владивостоке зарегистрировано 422 тысячи 600 только легковых автомобилей, не учитывая специальной техники.

Количество вредных веществ, выброшенных в атмосферу за 2017 год, в Приморском крае составило 192947 тонн.

Основной причиной загрязнения воздушного бассейна является применение нефтепродукта в качестве топлива. Из года в год увеличение автомобильного парка влечет за собой загрязнение воздушного бассейна продуктами сгорания. Двигатели внутреннего сгорания, к сожалению, не могут эксплуатироваться без выпуска выхлопные газов в окружающею среду. Автомобили, работающие на бензинном топливе выпускают в атмосферу простые вещества – оксиды углерода, сажа, углеводороды и др. С помощью аналитических расчетов было выявлено, что бензин содержит двухсот токсичных веществ. Попадание в атмосферу выхлопных газов влечёт за собой колоссальную опасность для здоровья людей. Оксид углерода привод к нарушению нервной и сердечной системы, а так же влечёт развитию атеросклероза (хронического заболевание артерий эластического и мышечно-эластического типа). Вдыхание токсичных веществ так же влечёт за собой воспаление легких и дыхательных путей. Так же оксиды азота понижают кровяное давление, вызывают головокружение, является побудителем сонливости, расстройством дыхания и кровяной системы человека.

В основе выхлопных газов содержаться безвредные продукты сгорания – углекислые газы и пары воды. Но в небольших количествах токсичные вещества. Оксиды углерода, углеводороды смешанного состава, оксиды азота, образованных под влиянием высокой температуры и давлении.

При горении топлива, протекает создание токсичных газов. Условия горения, состояние, состав топлива неразрушимо связанны со свойствами выпускаемых в атмосферу токсичных веществ. Двигатели, использовавшие принудительное воспламенение, с недостатком кислорода для окисления топлива, будет получать больше количество оксидов углерода. При использовании транспорта в местах с часто варьирующей скоростью авто движется 1/3 путевого времени в процессе холостого хода. В данном состоянии двигатель поглощает энергию из автомобиля, что влечёт за собой нерациональный расход топлива, которое сопутствует выбросу газов углерода и углеводорода в окружающую среду.

Конечно же, снижение автомобильного парка невозможно, по понятным на то причинам, но есть способы снижения выбросов, с помощью использования менее вредного топлива. Сжиженный углеводородный газ (СУГ) в качестве автомобильного топлива является наилучшим вариантом по охране воздушного бассейна, в то же время оставаясь экономически выгодным средством.

Но что подразумевается под автомобильным выхлопным газом? Это смесь, включающая в себя 200 различным веществ. В основе присутствуют углеводороды – полностью сгоревшие компоненты топлива. Увеличением поступление данного токсичного вещества вызвано работой автомобиля на малых оборотах или при резкой увеличении скорости автомобиля. В данные моменты выделение частиц в 10 раз превышает чем при работе двигателя в стандартном режиме. Так же не стоит забывать и о окиси углерода, образующего в различных местах, где происходить сжигание. При стандартном режиме авто в выхлопных газах концентрации оксида углерода составит 2,7 %, при уменьшении скорость 3,9 %, а при использовании малого хода – до 7 %.

Помимо токсичных веществ, получившихся в результате сгоревших компонентов топлива, существуют факторы износа деталей цилиндра, поршня двигателя. Что приводит к увеличению токсичных веществ. Основой продуктивности и экологической составляющей является цилиндр, т. к. герметичность камеры сгорания зависит от уплотняющей способности кольца в сопряжении с цилиндром.

Газовые двигатели (они же ГБО) применяют в свою очередь углеводородное вещества (метан, водород) что является чистым для применения по сравнению с бензиновыми автомобилями. Примени данных систем вредных веществ, поступающих в атмосферу становиться меньше в 5 раз. Концентрация топлива бензиновых двигателей 54 г/1 кг воздуха является основной причиной не полноценному сгоранию нефтепродукта. Что приводит к содержанию крупного числа угарного газа. Если же температура в двигательной системы автомобиля достигает более 1800 градусов, при которой возникает окисление азота воздуха обильным кислородом с образованием окислов азота, токсичность которых в 41 раз превосходит токсичность Со. Помимо вышеперечисленных веществ при использовании бензина выделяются углеводороды и остатки неполного окисления, которые вырабатываться в пристеночном слое камеры сгорания что не позволяют жидкому топливу испариться.

Применение газового топлива будет полностью чистым продуктом, но по сравнению с бензиновым топливом, газ показывает себя с экологически чистой стороны, в основе из-за содержания малой концентрации различных смесей. Избыток кислорода позволяет не образовывать продукты неполного сгорания. Невозможно отрицать содержания CO в меньшем объеме, так как температура сгорания ниже. При верной эксплуатация ГБО, выбрасывание CO в 10 раз меньше, окислов азота в 1.5, углеводородов в 2.

Применение газа как автомобильного топлива является важнейшим экологическим мероприятием, ведущее за собой улучшения качества здоровья населения земного шара. В условиях городов миллионщиков, газовые установки значительно снижают загрязнение воздушного бассейна. По ГБО в наше время создаются программы, мотивирующие переход на газовое топливо. Ежегодно правительство строже относиться к подобным загрязнениям. Использование газового топлива – одно из лидирующих методов решения экологических проблем.

По данным Управления МВД России по Приморскому краю всего зарегистрированных автомобилей на период 2017 года в Приморском крае составит: 873241 автомобилей.

Количество вредных веществ, выброшенных в воздушный бассейн, тонн за 2017 год составило 31617 тыс.тонн.

Рисунок 1. Влияние вида топлива на выбросы СО₂ автомобильными ДВС

Как следует из диаграммы автомобиль работающий на природном газе снижает выпуск CO2 на 23–38 % по сравнению с двигателями работающие на бензиновом топливе. При использовании природного газа в смеси с синтез-газом на 52 % при снижении токсичности. Достоинством синтез-газа как топлива является наличие в нем свободного водорода. Дополнение к углеводородному топливу водорода увеличивает скорость и полноту сгорания, увеличивая КПД и снижению несгоревших углеводородов в отработавших газах. Существенно повышается при наличии в топливовоздушной смеси свободного водорода предел эффективного обеднения, что позволяет перейти частично к качественному регулированию нагрузки, увеличить термический КПД цикла и снизить потери на газообмен. В классическом понимании синтез-газ в основном состоит из смеси водорода с оксидом углерода.

Список литературы:

1. Грушников, В. А. Экологические и экономические проблемы автотранспорта / В. А. Грушников // Автотранспорт: эксплуатация, обслуживание, ремонт. - 2010. - № 9. - С.33-37.
2. Дом энергии - сайт об альтернативных источниках энергии, электростанциях и генераторах URL:dom-en.ru (дата обращения 10.12.17)
3. Донченко, В. В. Нормативное обеспечение оценки технического состояния эксплуатируемых автотранспортных средств по параметрам экологической безопасности / В. В. Донченко, Ю. И. Кунин //Автотранспортное предприятие. - 2008. - № 1. - С.15-20.
4. Международный научный журнал научный журнал «Молодой ученый» № 2 (37) / 2012
5. Территориальный орган федеральной службы государственной статистики URL:primstat.gks.ru (дата обращения 10.12.17)