Выхлопные газы, их состав и действие на организм человека

Выхлопные газы — основной источник токсичных веществ двухтактного и четырехтактного двигателя внутреннего сгорания, которые загрязняют нашу окружающую среду. Наиболее остро это ощущается в крупных городах. Отработавшие газы — это неоднородная смесь различных газообразных веществ с разнообразными химическими и физическими свойствами, состоящая из продуктов полного и неполного сгорания топлива, избыточного воздуха, аэрозолей и различных микропримесей (как газообразных, так и в виде жидких и твердых частиц), поступающих из цилиндров двигателей в его выпускную систему. В своем составе они содержат около 300 различных веществ, большинство из которых — токсичны.

Основными нормируемыми токсичными компонентами выхлопных газов двигателей являются оксиды углерода, азота и углеводорода. Кроме того, с выхлопными газами в атмосферу поступают предельные и непредельные углеводороды, альдегиды, канцерогенные вещества, сажа и другие компоненты.

При работе двигателя на этилированном бензине в составе выхлопных газов присутствует свинец, а у двигателей, работающих на дизельном топливе — сажа.

Мероприятия по снижению концентрации токсичных веществ в выхлопных газах

В настоящее время Правительства всех стран вводит определенные нормы на концентрацию вредных веществ в выхлопных газах автомобилей. Поэтому производители автомобилей, чтобы попасть на рынок, вынуждены проводить модернизацию систем ДВС с целью снижения уровня токсичных веществ.

Такими системами могут служить каталитические нейтрализаторы, сажевые фильтры, мочевина и многое другое. Так, например, для дизельных двигателей устанавливаются нейтрализаторы выхлопных газов, которые позволяют снизить токсичность на 80%. В системах безниновых двигателй устанавливают антитоксикатор в систему питания, что также позволяет добиться снижения концентрации вредных веществ.

Недоксид или моноксид — он же угарный газ (CO)

Прозрачный, не имеющий запаха ядовитый газ, немного легче воздуха, плохо растворим в воде. Оксид углерода продукт неполного сгорания топлива, на воздухе горит синим пламенем с образованием диоксида углерода (углекислого газа). В камере сгорания двигателя CO образуется при неудовлетворительном распыливании топлива, в результате холоднопламенных реакций, при сгорании топлива с недостатком кислорода, а также вследствие диссоциации диоксида углерода при высоких температурах. При последующем сгорании после воспламенения (после верхней мертвой точки, на такте расширения) возможно горение оксида углерода при наличии кислорода с образованием диоксида. При этом процесс выгорания CO продолжается и в выпускном трубопроводе. Необходимо отметить, что при эксплуатации дизелей концентрация CO в выхлопных газах невелика (примерно 0,1 — 0,2%), поэтому, как правило, концентрацию CO определяют для бензиновых двигателей.

Оксиды азота (NO, NO2, N2O, N2O3, N2O5, в дальнейшем NOx)

Оксиды азота являются одними из наиболее токсичных компонентов отработавших газов. При нормальных атмосферных условиях азот представляет собой весьма инертный газ. При высоких давлениях и особенно температурах азот активно вступает в реакцию с кислородом. В выхлопных газах двигателей более 90% всего количества NOx составляет оксид азота NO, который ещё в системы выпуска, а затем и в атмосфере легко окисляется в диоксид (NO2). Оксиды азота раздражающе воздействуют на слизистые оболочки глаз, носа, разрушают легкие человека, так как при движении по дыхательному тракту они взаимодействуют с влагой верхних дыхательных путей, образуя азотную и азотистую кислоты. Как правило, отравление организма человека NOx проявляется не сразу, а постепенно, причем каких либо нейтрализующих средств нет.

Закись азота (N2O гемиоксид, веселящий газ) газ с приятным запахом, хорошо растворим в воде. Обладает наркотическим действием.

NO2 (диоксид) бледно-желтая жидкость, участвующая в образовании смога. Диоксид азота используется в качестве окислителя в ракетном топливе. Считается, что для организма человека оксиды азота примерно в 10 раз опаснее CO, а при учете вторичных превращений в 40 раз. Оксиды азота представляют опасность для листьев растений. Установлено, что их непосредственное токсичное влияние на растения проявляется при концентрации NOx в воздухе в пределах 0,5 — 6,0 мг/м3. Азотная кислота вызывает сильную коррозию углеродистых сталей. На величину выброса оксидов азота оказывает значительное влияние температура в камере сгорания. Так, при повышении температуры от 2500 до 2700 К скорость реакции увеличивается в 2,6 раза, а при уменьшении от 2500 до 2300 К — уменьшается в 8 раз, т.е. чем выше температура, тем выше концентрация NOx. Ранний впрыск топлива или высокие давления сжатия в камере сгорания также способствуют образованию NOx. Чем выше концентрация кислорода, тем выше концентрация оксидов азота.

Углеводороды (CnHm этан, метан, этилен, бензол, пропан, ацетилен и др.)

Углеводороды органические соединения, молекулы которых построены только из атомов углерода и водорода, являются токсичными веществами. В выхлопных газах содержится более 200 различных CH, которые делятся на алифатические (с открытой или закрытой цепью) и содержащие бензольное или ароматическое кольцо. Ароматические углеводороды содержат в молекуле один или несколько циклов из 6 атомов углерода, соединенных между собой простыми или двойными связями (бензол, нафталин, антрацен и др.). Имеют приятный запах. Наличие CH в отработавших газах двигателей объясняется тем, что смесь в камере сгорания является неоднородной, поэтому у стенок, в переобогащенных зонах, происходит гашение пламени и обрыв цепных реакций Не полностью сгоревшие CH, выбрасываемые с выхлопными газами и представляющие собой смесь нескольких сотен химических соединений, имеют неприятный запах. CH являются причиной многих хронических заболеваний. Токсичны также и пары бензина, которые являются углеводородами. Допустимая среднесуточная концентрация паров бензина составляет 1,5 мг/м3. Содержание CH в выхлопных газах возрастает при дросселировании, при работе двигателя на режимах принудительного холостого хода (ПХХ, например, при торможении двигателем). При работе двигателя на указанных режимах ухудшается процесс смесеобразования (перемешивания топливовоздушного заряда), уменьшается скорость сгорания, ухудшается воспламенение и, как результат, — возникают его частые пропуски. Выделение CH вызывается неполным сгоранием вблизи холодных стенок, если до конца сгорания остаются места с сильным локальным недостатком воздуха, недостаточным распыливанием топлива, при неудовлетворительном завихрение воздушного заряда и низких температурах (например, режим холостого хода). Углеводороды образуются в переобогащенных зонах, где ограничен доступ кислорода, а также вблизи сравнительно холодных стенок камеры сгорания. Они играют активную роль в образовании биологически активных веществ, вызывающих раздражение глаз, горла, носа и их заболевание, и наносящих ущерб растительному и животному миру.

Углеводородные соединения оказывают наркотическое действие на центральную нервную систему, могут являться причиной хронических заболеваний, а некоторые ароматические CH обладают отравляющими свойствами. Углеводороды (олефины) и оксиды азота при определенных метеорологических условиях активно способствуют образованию смога.

Смог от выхлопных газов.

Смог (Smog, от smoke дым и fog — туман) ядовитый туман, образуемый в нижнем слое атмосферы, загрязненной вредными веществами от промышленных предприятий, выхлопными газами от автотранспорта и теплопроизводящих установок при неблагоприятных погодных условиях. Он представляет собой аэрозоль, состоящую из дыма, тумана, пыли, частичек сажи, капелек жидкости (во влажной атмосфере). Возникает в атмосфере промышленных городов при определенных метеорологических условиях. Поступающие в атмосферу вредные газы вступают в реакцию между собой и образуют новые, в том числе и токсичные соединения. В атмосфере при этом происходят реакции фотосинтеза, окисления, восстановления, полимеризации, конденсации, катализа и т.д. В результате сложных фотохимических процессов, стимулируемых ультрафиолетовой радиацией Солнца, из оксидов азота, углеводородов, альдегидов и других веществ образуются фотооксиданты (окислители).

Низкие концентрации NO2 могут создать большое количество атомарного кислорода, который в свою очередь образует озон и вновь реагирует с веществами, загрязняющими атмосферный воздух. Наличие в атмосфере формальдегида, высших альдегидов и других углеводородных соединений также способствует вместе с озоном образованию новых перекисных соединений. Продукты диссоциации взаимодействуют с олефинами, образуя токсичные гидроперекисные соединения. При их концентрации более 0,2 мг/м3 наступает конденсация водяных паров в виде мельчайших капелек тумана с токсичными свойствами. Их количество зависит от сезона года, времени суток и других факторов. В жаркую сухую погоду смог наблюдается в виде желтой пелены (цвет придает присутствующий в воздухе диоксид азота NO2 капельки желтой жидкости). Смог вызывает раздражение слизистых оболочек, особенно глаз, может вызвать головную боль, отеки, кровоизлияния, осложнения заболеваний дыхательных путей. Ухудшает видимость на дорогах, увеличивая тем самым количество дорожно-транспортных происшествий. Опасность смога для жизни человека велика. Так, например, лондонский смог 1952 г. называют катастрофой, так как за 4 дня от смога погибло около 4 тыс. человек. Наличие в атмосфере хлористых, азотных, сернистых соединений и капелек воды способствует образованию сильных токсичных соединений и паров кислот, что губительно сказывается на растениях, а также сооружениях, особенно на исторических памятниках, сложенных из известняка. Природа смогов различна. Например, в Нью-Йорке образованию смога способствуют реакции фтористых и хлористых соединений с капельками воды; в Лондоне присутствие паров серной и сернистой кислот; в Лос-Анджелесе (калифорнийский или фотохимический смог) наличие в атмосфере оксидов азота, углеводородов; в Японии — присутствие в атмосфере частиц сажи и пыли.

Угарный газ — опасен для здоровья автомобилиста

Угарный газ в гараже от автомобиля

Угарный газ – опасный и незаметный враг автомобилиста

Наше общество развивается стремительными темпами. Однако чем быстрее развивается инфраструктура и чем крупнее становятся города, тем больше опасных веществ выбрасывается в окружающую среду. Среди этих веществ находится угарный газ.

Некоторые водители зависимы от курения. Табачный дым и угарный газ – смертельный коктейль, являющийся дамокловым мечом для водителей. Если в воздухе содержится превышающее норму количество угарного газа, то в крови образуется карбоксигемоглобин, препятствующий доставке кислорода к органам, возникает гипоксия. За гипоксией следуют нарушения обменных процессов, которые могут повлечь за собой тяжелые последствия для здоровья человека и даже летальный исход.

Вредные вещества в смертельной для организма дозировке появляются при пересеченииводного препятствия. При преодолении рек, глубоких канав выхлопная труба может оказаться погруженной в воду. Вредные газы не смогут выйти через нее, и тогда они попадают в автомобиль. Самое страшное то, что люди, находящиеся в салоне, сначала ничего не почувствуют. Газ не имеет явного запаха.

Причины и последствия отравления угарным газом

Отравление угарным газом является причиной смерти десятков человек в год. Чаще всего это случается в теплое время года, когда любителям бездорожья приходится ездить по илистым почвам, глубоким канавам, через реки.

Рассмотрим ситуацию: автомобиль въезжает в реку, почва оказывается илистой, мягкой, машина буксует и застревает, однако двигатель продолжает работать…

Глушитель автомобиля оказывается под водой. Каждый водитель, естественно, попытается выбраться, поэтому начнет выжимать газ. В лучшем случае машина вытянет, и здоровый водитель поедет по своим делам дальше. В худшем – водитель безрезультатно попытается раскачать автомобиль вперед-назад, колеса пробуксуют.

Машина под водой

Автомобилист оставит попытки, выкурит пару сигарет, возможно, попытается еще раз. Затем позвонит друзьям по телефону, выслушает советы или позовет на помощь. Все это время, 5 минут или 10, двигатель работает. Но ведь глушитель автомобиля под водой. Внутрь салона постепенно проникает шпион-убийца, не обладающий запахом.

Угарный газ. «Почему так сильно болит голова, будто ее раскалывают, как орешек? Почему меня тошнит? Почему рвет? Это нервозность? Мне очень плохо…» — думает шокированный водитель.

Не путайте нервозность с отравлением, уважаемые автомобилисты! Вы ведь не путаете воду с серной кислотой.

Влияние угарного газа на человека на видео:

Зимой также не стоит расслабляться. Во время метелей и снежных бурь автомобиль словно обносит стеной из снега, и количество выветриваемых выхлопов снижается, часть попадает в салон.

Чтобы предотвратить отравление газами в тяжелых погодных условиях можно надеть шланг на выхлопную трубу. Если машина с работающим двигателем стоит на месте, то рекомендуем поставить ее так, чтобы ветер и снег не мешали выходу выхлопных газов. Можно также открыть окна.

Угарный газ – вещь страшная

Степень поражения газом зависит от процентного содержания вещества в воздухе (чем больше, тем хуже), а также времени нахождения человека в зоне поражения. Процесс проникновения газа в организм заметить трудно, так как угарный газ не имеет сильного запаха. Диагностировать реальное поражение организма можно только по серьезным симптомам:

На ранней стадии отравления можно заметить также слуховые галлюцинации, ухудшение зрения, потерю чувствительности.

Далее следуют энцефалопатия и слабость. Человек может перестать чувствовать реальность, отдавать отчет своим действиям. Следующая стадия – кома. Безвозвратно отмирают нейроны головного мозга, наблюдается аритмия, нарушения функции дыхательного аппарата. Если никто не поможет, пострадавшего ожидает смерть в течение 30 минут.

Больше всего к угарному газу восприимчивы дети. Сила воздействия растет с уменьшением массы тела и расстояния до источника, а также отсутствием возможности противостоять карбоксигемоглобинемии.

Тестирование автомобиля УАЗ на выхлоп газов глушителя в воде

Исследовательский центр, занимающийся испытанием двигателей в различных условиях, решил произвести тесты. Испытуемыми стали самые популярные среди жителей России марки автомобилей для бездорожья: УАЗ 31519, УАЗ 469 (старый образец) и УАЗ 31512.

Все машины плотно укомплектованы дорогостоящей аппаратурой и отправлены покорять местные водоемы, которые в огромном количестве встречаются на пути рисковых водителей. Поток реки спокойный, брод глубиной не более полуметра, от берега до берега – метра 3-4. «Кто не рискует, тот…» — подумали бы множество любителей экстрима и, нажав педаль газа, ринулись бы пересекать речушку.

Тест было решено проводить на участке, где был брод. Старенький УАЗик безжалостно загнали в речку, чтобы вся подвеска и, конечно же, выхлопная труба оказались затоплены. Машина расположена против течения, а значит, выхлопные газы заносит прямо под авто.

В салоне УАЗ в районе грудной клетки водителя постоянно измерялось содержание вредных для здоровья веществ. Солнышко светит, птички поют, что может испортить такой денек? Результат пробы. Содержание отравляющих веществ в воздухе салона превышает допустимые значения в 15 раз! Еще хуже оказалось новость то, что шкала прибора достигла максимума в 300мг/ м³, зашкаливает.

Значит, в действительности опасных веществ содержится в разы больше…Сколько раз вы участвовали на УАЗике в подобном? Аж мурашки по коже, каким же чудесным образом вы не отравились. Небольшая доза, скорее всего, была получена, однако не угрожающая жизни.

Тем временем тест УАЗа продолжается, машина оказалась развернута по течению, чтобы выхлопные газы не заносило под автомобиль. Спустя 5 минут уровень выхлопов в салоне перестал зашкаливать и опустился до 172мг/ м³, уже не 400, но также опасно, ведь допустимая норма – всего лишь 20…

И только после того, как автомобиль с экспедицией выехал из речки, испытатели открыли все окна, проветрили авто, прошло пару минут, уровень опасных газов в воздухе стал принимать приемлемые значения.

Первая помощь при отравлении угарным газом

Если вдруг вы стали свидетелем ситуации поражения человека опасным газом, сразу же выносите потерпевшего проветриться на свежий, чистый воздух. Угарный газ выходит из организма, когда в него попадает кислород из атмосферы. Если пострадавший кратковременно находился у источника газа, то после пребывания на свежем воздухе сможет самостоятельно прийти в себя. Разотрите тело, приложите ткань, смоченную холодной водой, к груди. Если пострадавший в состоянии пить и в создании, то предложите теплый чай.

В случае длительного воздействия вредных веществ на организм, пострадавшему требуется незамедлительная госпитализация и профессиональная помощь. Если функция дыхательного аппарата нарушена, то будет проведена искусственная вентиляция дыхательных путей. Если пациент может дышать сам, его поместят в барокамеру до нормализации состояния пострадавшего.

Ни в коем случае нельзя напрямую делать искусственное дыхание человеку, который только что отравился угарным газом. Вы попросту вдохнете его в себя. Воспользуйтесь платком или мокрой марлечкой.

Соблюдение правил обязательно!

Производители автомобилей также не обходят этот вопрос стороной. В инструкции, прилагающейся к каждому автомобилю, черным по белому написано, что категорически запрещено дремать и отдыхать в автомобиле при двигателе, который работает «в холостую». Про озера или метели и говорить нечего! Производители авто вообще не советуют ездить при такой погоде.

Любой автомобилист обязан со всей серьезностью отнестись к мерам безопасности. Но особенно внимательными должны быть автомобилисты, работающие зимой в холодных районах нашей страны. Множество человек трагически погибают, смертельно отравляясь угарным газом, при обогреве транспортного средства. При этом машина в идеальном состоянии, исправна. Авто находится на улице, не в помещении…

Вы можете погибнуть, даже если просто чините машину в закрытом помещении. Двигатель работает на холостом ходу. Дверь в помещение закрыта, проветривается слабо. Угарный газ будет также накапливаться в гараже, как и в салоне. Известны случаи десятков глупых смертей подобного типа. В какой-то момент человеку становилось плохо, он не обращал внимание. Через несколько минут терял сознание. И умирал.

Поэтому ремонтные работы обязательно нужно проводить на улице, либо на специальных станциях технического обслуживания – СТО.

Если вы решили отремонтировать автомобиль в своем гараже, то оборудуйте его согласно правилам безопасности:

1. Обязательно устанавливаем систему вентиляции для отвода вредных веществ наружу
2. Угарный газ легче воздуха, поэтому летит вверх
3. Чем выше будет потолок вашего гаража, тем безопаснее
4. Для абсолютного выведения вредных веществ из помещения, к глушителю подсоедините шланг.

Может, кто-то подумает: «А зачем все это? Открою двери нараспашку, и все будет выветриваться само!». Это недопустимо. Полное улетучивание газов невозможно без специального оборудования. Не забудьте поставить автомобиль в соответствии с правилами безопасности. Ставим его глушителем в сторону дверей, капотом к стене.

Ни в коем случае нельзя прогревать двигатель внутри помещений. И находясь на свежем воздухе, даже если потоки ветра относят газы от машины, постарайтесь уменьшить время работы автомобиля на холостом ходу.

Видеоролик о несчастном случае отравления угарным газом:

Каждый водитель обязан быть максимально внимателен. Обязательно регулярно проверяйте исправность всего автомобиля. Чтобы предотвратить отравления газами, проверяйте исправность выводящих систем авто, их герметичность.

Некоторые водители могут и на слух определить, исправна выхлопная труба или нет, и даже на глаз. Однако лучше и надежнее всего будет воспользоваться услугами СТО. Неисправные компоненты подлежат срочной замене. Не откладывайте на потом. Например, к плачевным последствиям приведет езда на автомобилях с прогоревшими прокладками. Владельцев авто с кузовами «универсал» или «комби» следует обратить особое внимание на эту проблему.

Статья написана для того чтобы предупредить водителей России и помочь им. Помните, внимательность и осторожность – основа вашей безопасности за рулем. Машина – это не только быстрый и комфортный способ перемещения, это и непростой механизм, который производит внушительное количество веществ, способных убить вас.