Текст книги "Безопасность и защита человека в чрезвычайных ситуациях"

От загрязнения атмосферного воздуха прежде всего страдают люди, животные и растения. Например, отходы медеплавильных заводов (хлор, мышьяк, сурьма) часто вызывают гибель домашних и диких животных, поедающих отравленную этими веществами пищу, к тяжелым заболеваниям скота приводит загрязненность фтористыми соединениями. Медь и цинк, попадающие с выбросами предприятий на землю, иногда полностью уничтожают травяной покров. Воздействие сернистого газа и его производных на человека и животных проявляется в поражении верхних дыхательных путей. Под влиянием этого газа и серной кислоты происходит разрушение хлорофилла в листьях растений, в связи с чем ухудшается фотосинтез и дыхание, замедляется их рост, снижается качество древесных насаждений и урожайность сельскохозяйственных культур, а при более высоких дозах и продолжительности воздействия растительность погибает. Подсчитано, что общее количество выбросов сернистого газа в атмосферу нашей планеты тепловыми электростанциями, металлургическими заводами, нефтеперерабатывающими предприятиями и другими антропогенными источниками с 1905 по 1965 г. возросло в 4 раза, а к настоящему времени достигло почти 150 млн т. Из этого количества до 110 млн т (более 70 % мировых выбросов сернистого газа) приходится на страны Европы, Соединенные Штаты Америки и Канаду. Учитывая, что использование твердого топлива, в частности бурого угля (характеризующегося высоким содержанием серы), все возрастает, следует предвидеть соответствующее увеличение выбросов сернистого газа.

Загрязнение атмосферного воздуха не только таит в себе угрозу здоровью людей, но и наносит большой экономический ущерб. Наличие в воздухе соединений серы ускоряет процессы коррозии металлов, разрушение зданий, сооружений, памятников культуры, ухудшает качество промышленных изделий и различных материалов. Установлено, например, что в промышленных районах сталь ржавеет в 20 раз, а алюминий разрушается в 100 раз быстрее, чем в сельской местности.

Вредные для человека и для природы выбросы могут перемещаться в воздушных потоках на громадные расстояния. Например, выбросы промышленных предприятий ФРГ и Великобритании переносятся на расстояния более 1000 км и выпадают на территории Скандинавских стран, а из северо-восточных штатов США – на территории Канады. Вредоносные последствия загрязнения среды сказываются и в нашей стране. Так, по данным Европейской экономической комиссии ООН, через российскую границу в воздушных потоках с запада на восток идет в 4 раза больше серы, чем в обратном направлении.

В России наиболее неблагоприятными с точки зрения здоровья населения по-прежнему остаются города с высокой концентрацией промышленности. Загрязненная атмосфера вызывает увеличение числа заболеваний дыхательных путей. Ее состояние сказывается на показателях заболеваемости даже в разных районах индустриальных городов. Например, в Москве предрасположенность к бронхиальной астме, бронхиту, конъюнктивиту, фарингиту, тонзиллиту, хроническим отитам на 40–60 % выше в районах с высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха. Наиболее неблагополучные показатели распространенности бронхиальной астмы регистрируются в пределах Садового кольца, в северо-западной и северо-восточной частях столицы.

В Новокузнецке были изучены риски нарушения здоровья различных групп населения под влиянием загрязнений атмосферы. Исследования были выполнены в Институте комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний Сибирского отделения РАН. По данным стационарных исследований, максимальные разовые и среднесуточные концентрации загрязнений атмосферного воздуха в жилых районах превышали допустимые по пыли в 4,2–8,6 раза, по сернистому газу – в 2—10,4 раза, по окиси углерода – в 1,9–7 раз, по двуокиси азота – в 2,7—16,3 раза, по сероводороду – в 1,4–9 раз, по фенолу – в 5– 17,6 раза, по саже – в 4,2—24,7 раза, по серной кислоте – в 1,1–4 раза, по формальдегиду – в 2–8,3 раза. В пробах пыли содержалось до 36 микроэлементов, среди которых такие токсичные, как свинец, кадмий, ртуть, хром, сурьма, цинк. Исследования показали, что наиболее сильно связаны с уровнем загрязнения атмосферного воздуха показатели заболеваемости детей всех возрастных групп. В самом загрязненном районе показатель заболеваний органов дыхания выше среднего по городу в 2,1 раза, кожи и подкожной клетчатки – в 2,7 раза, крови и кроветворных органов – в 2 раза. Комплексная оценка состояния здоровья детей, осуществленная на основе углубленного медицинского осмотра школьников 7—11 лет, показала, что общее число здоровых детей в высокозагрязненном районе составило 6,6 %, в контрольном районе – 19,9 %. Более трети учащихся в загрязненном районе имеют функциональные отклонения, а две трети страдают различными хроническими заболеваниями. У 20,3 % детей, проживающих в районе с высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха, выявлено повышенное артериальное давление (в контрольном районе – у 9,7 %), у 47,7 % – анемия (в контрольном районе – у 19,3 %). Изучение распространенности аллергических заболеваний среди детей в Новокузнецке показало, что наибольшее число их отмечается в районах с высоким загрязнением атмосферы (в 5,6 раза больше по сравнению с контрольным районом). Причем в этих районах отмечено большое число тяжелых форм аллергий в сочетании с другими заболеваниями.

Все названные патологии, по заключению исследователей, связаны с воздействием пыли, сернистого ангидрида, серной кислоты и двуокиси азота.

Существенное значение при заболеваниях легких в условиях загрязненной атмосферы имеет возрастной фактор. Если обращаемость людей с легочной патологией до 19 лет принять за 100 %, то в возрастной группе 20–29 лет она составила 109 %, 30–39 лет – 250 %, 40–49 лет – 302 %, 50–59 лет – 549 % и 60 лет и старше – 449 %. При этом у мужчин наименьший показатель заболеваемости наблюдается в возрастной группе 20–29 лет, у женщин – до 19 лет. В старших возрастных группах у мужчин показатели заболеваемости выше, чем у женщин.

Кислотные дожди

Термин «кислотные дожди» ввел в 1872 г. английский инженер Роберт Смит в книге «Воздух и дождь: начало химической климатологии». Эти дожди, содержащие растворы серной и азотной кислот, наносят значительный ущерб природе. Земля, водоемы, растительность, животные и постройки становятся их жертвами. На территории России в 1996 г. вместе с осадками выпало более 4 млн т серы и 1,25 млн т нитратного азота. Особенно тревожная ситуация сложилась в Центральном и Центрально-Черноземном районах, а также в Кемеровской области, Алтайском крае, г. Норильске. В Москве и Санкт-Петербурге с кислотными дождями на землю в год выпадает до 1500 кг серы на 1 км². Заметно меньше кислотность осадков в прибрежной зоне северных, западно– и восточносибирских морей. Самым благоприятным регионом в этом отношении признана Республика Саха (Якутия).

При сжигании любого ископаемого топлива (угля, горючего сланца, мазута) в составе выделяющихся газов содержатся диоксиды серы и азота. В зависимости от состава топлива их может быть меньше или больше. Особенно насыщенные сернистым газом выбросы дают высокосернистые угли и мазут. Миллионы тонн диоксидов серы, выбрасываемые в атмосферу, превращают выпадающие дожди в слабый раствор кислот. Окислы азота образуются при соединении азота с кислородом воздуха при высоких температурах главным образом в двигателях внутреннего сгорания и котельных установках.

Дождевая вода, образующаяся при конденсации водяного пара, в идеальном варианте должна иметь нейтральную реакцию. Но даже в самом чистом воздухе всегда есть диоксид углерода, и дождевая вода, растворяя его, чуть подкисляется, а собрав кислоты, образующиеся из диоксидов серы и азота, она становится заметно кислой.

В 70-х гг. XX в. в реках и озерах Скандинавских стран стала исчезать рыба, снег в горах окрасился в серый цвет, листва с деревьев стала раньше времени опадать на землю. Очень скоро те же явления заметили в США, Канаде, Западной Европе. В Германии пострадало около 30 % лесов. Все это происходило вдали от городов и промышленных центров. Выяснилось, что причины всех этих бед – кислотные дожди.

Показатель, характеризующий кислотные и щелочные свойства воды, не одинаков в разных водоемах, но в ненарушенной природной среде диапазон этих изменений строго ограничен. Природные воды и почвы обладают буферными возможностями, они способны нейтрализовать определенную часть кислоты и сохранить среду. Однако очевидно, что буферные способности природы небеспредельны. В водоемы, пострадавшие от кислотных дождей, новую жизнь могут вдохнуть небольшие количества фосфатных удобрений. Они помогают планктону усваивать нитраты, а это ведет к снижению кислотности воды. Использование фосфатов достаточно дешево, кроме того, они оказывают минимальное воздействие на химический состав воды.

Огромный вред наносят кислотные дожди лесам. Леса высыхают, развивается суховершинность на больших площадях. Кислота увеличивает подвижность в почвах алюминия, который токсичен для мелких корней, и это приводит к угнетению листвы и хвои, хрупкости ветвей. Особенно страдают хвойные деревья, потому что хвоя сменяется реже, чем листья, и в связи с этим накапливает больше вредных веществ за один и тот же период. Хвойные деревья желтеют, у них изреживаются кроны, повреждаются мелкие корни. У лиственных деревьев изменяется окраска листьев, они преждевременно опадают, гибнет часть кроны, повреждается кора. Естественного возобновления хвойных и лиственных лесов, которые подверглись кислотным дождям, обычно не происходит.

Все больший ущерб кислотные дожди наносят сельскохозяйственным культурам: повреждаются покровные ткани растений, изменяется обмен веществ в клетках, растения замедляют рост и развитие, уменьшается их сопротивляемость к болезням и паразитам, падает урожайность.

Проведены исследования степени восприимчивости к кислотным дождям 18 видов сельскохозяйственных культур и 11 видов декоративных растений на ранних стадиях роста. Наиболее подверженными вредоносному воздействию оказались томаты, соя, фасоль, табак, баклажаны, подсолнечник и хлопчатник. Наименее восприимчивыми – озимая пшеница, кукуруза, салат, люцерна и клевер.

Кислотные дожди не только убивают живую природу, но и разрушают памятники архитектуры. Прочный, твердый мрамор реагирует с раствором серной кислоты и превращается в гипс. Колебания температур, потоки дождя и ветер разрушают этот мягкий материал. Исторические памятники Греции и Рима, простояв тысячелетия, в последние годы разрушаются прямо на глазах. Такая же судьба грозит и Тадж-Махалу – шедевру индийской архитектуры периода Великих Моголов, английским Тауэру и Вестминстерскому аббатству. Стены собора Святого Павла в Риме из портлендского известняка разъедены на глубину 2,5 см. В Голландии статуи на соборе Святого Иоанна тают, как леденцы. Черными отложениями изъеден королевский дворец в Амстердаме. Более 100 тыс. ценнейших витражей, украшающих соборы в Шартре, Контерберри, Кельне, Эрфурте, Праге, Берне и других городах Европы, могут быть полностью утрачены в ближайшие 15–20 лет.

Изучив данные о кислотности осадков, выпадающих в различных регионах Западной Европы, и о воздействии их на здания и сооружения, сотрудники Дублинского университета (Ирландия) выявили, что самое катастрофическое положение сложилось в центре Манчестера (Великобритания), где за 20 месяцев кислотные осадки растворили более 120 г на 1 м² камня (песчаника, мрамора или известняка). Город пострадал очень сильно, хотя общее количество осадков в наблюдаемый отрезок времени там было крайне низким. Очевидно, что слишком высока была степень их кислотности. За Манчестером следует Липхун (графство Гэмпшир в Великобритании) и Антверпен (Бельгия), где каждый камень под открытым небом потерял 100 г с 1 м². Даже такие известные загрязненностью атмосферы города, как Афины, Копенгаген и Амстердам, подвергаются кислотному разрушению в значительно меньшей степени.

Спасать природу от закисления сегодня необходимо. Для этого надо резко снизить выбросы в атмосферу окислов серы и азота, но прежде всего сернистого газа, так как именно серная кислота и ее соли на 70–80 % обусловливают кислотность дождей, выпадающих на больших расстояниях от места промышленного выброса.

Наблюдения за химическим составом и кислотностью осадков в России ведут около 130 станций, отбирающих на химический анализ суммарные пробы, и 108 пунктов, на которых в оперативном порядке измеряют только величину показателя, характеризующего кислотность осадков. Пробы осадков, содержащих от 11 до 20 компонентов, анализируются в пяти кустовых лабораториях.

Система контроля загрязнения снежного покрова на территории России осуществляется 625 пунктами, обследующими площадь в 15 млн км². Пробы тестируют на наличие ионов сульфата, нитрата аммония, тяжелых металлов, определяют значение показателя кислотности осадков.

Вредное влияние автотранспорта на окружающую среду

В автомобильных двигателях внутреннего сгорания в мире ежегодно сжигается около 2 млрд т нефтяного топлива. При этом коэффициент полезного действия в среднем составляет 23 %, остальные 77 % уходят в окружающую среду.

В России автотранспорт также ежедневно выбрасывает в атмосферу большое количество загрязняющих веществ. Особенно тяжелая экологическая ситуация в связи с этим сложилась в Москве, Санкт-Петербурге, Томске, Краснодаре. В этих городах 30 % заболеваний горожан непосредственно связаны с загрязненностью воздуха выхлопными газами. Автомобильными двигателями выделяется в атмосферный воздух более 95 % оксида углерода, около 65 % углеводородов и 30 % оксидов азота от общего количества этих загрязняющих атмосферу веществ.

Известно, что топливо сгорает в камере при взаимодействии с кислородом воздуха. Этот процесс сопровождается интенсивным выделением тепла, которое и преобразуется в работу. Воспламенение и сгорание бензиновоз-душной (горючей) смеси длится тысячные доли секунды. К такому быстрому процессу она недостаточно хорошо приспособлена: в смеси остаются газы от предыдущего цикла, препятствующие доступу кислорода к частицам топлива, не удается добиться идеального перемешивания смеси. В результате не все топливо окисляется до конечных продуктов, и для нормального протекания процесса сгорания топливо приходится добавлять. Если в горючей смеси количество топлива превышает расчетное, смесь называется богатой, если его меньше – бедной. При средних нагрузках в камеру сгорания попадает обедненная смесь. Если смесь несколько обогатить, скорость ее сгорания увеличивается, в камере развиваются более высокие температуры и давление. Для максимальных нагрузок или резкого перехода с малой нагрузки на большую требуется богатая смесь. Интенсивно подается топливо в цилиндры и при пуске холодного двигателя, когда горючую смесь образуют только самые легкие фракции топлива. В этих случаях из-за недостатка кислорода топливо сгорает не полностью. Двигатель, хотя и развивает большую мощность, но работает неэкономично и выбрасывает в атмосферу большое количество токсичных веществ (оксид углерода, оксиды азота, альдегиды и несгоревшие углеводороды). Среди них особую опасность представляют ароматические составляющие, в частности бензапирен, вызывающий онкологические заболевания. Кроме того, входящий в состав воздуха азот при высокой температуре и давлении в цилиндрах двигателя реагирует с остаточным кислородом. В результате этой реакции образуются оксиды азота – еще одна вредная составляющая выхлопных газов. Токсичные вещества образуются и при использовании топлива с некоторыми присадками и примесями (например, свинец, присутствующий в этилированном бензине).

Автомобиль загрязняет атмосферный воздух не только токсичными компонентами отработавших газов, парами топлива, но и продуктами износа шин и тормозных накладок. В атмосферный воздух постоянно поступают пары топлива из баков, что наиболее заметно в летний период в местах массовых стоянок автомобилей.

В городские водоемы и почву попадают топливо, масла, моющие средства, сажа и грязная вода после мойки автомашин. Количество выделяемых в окружающую среду вредных веществ зависит от численности и структуры автомобильного парка, а также от технического состояния автомобилей, главным образом их двигателей. Только из-за отсутствия необходимой регулировки карбюратора бензинового двигателя внутреннего сгорания выброс оксида углерода может возрасти в 4–5 раз.

На состав отработавших газов двигателя большое влияние оказывает режим работы автомобиля в городских условиях. Низкая скорость движения, многократные торможения и разгоны способствуют повышенному выделению вредных веществ.

В вопросах защиты атмосферы от загрязнения автомобильными выхлопами наша страна существенно отстала от развитых стран Запада по многим показателям. Двигатели даже новых отечественных автомобилей, сходящих с конвейеров автозаводов, выбрасывают в расчете на 1 км пройденного пути в 3–5 раз больше вредных веществ, чем их зарубежные аналоги. Проверки показывают, что каждый пятый автомобиль эксплуатируется с повышенной токсичностью или дымностью отработавших газов. В крупных городах доля загрязнения воздуха автотранспортом достигает 70–80 % от общего уровня загрязнения. В ряде городов содержание окиси углерода в воздухе над автомагистралями в 10–12 раз превышает предельно допустимую норму. По оценкам медиков и экологов, загрязнение, производимое автотранспортом, заметно сокращает среднюю продолжительность жизни населения.

В Москве состояние воздушного бассейна в районах автовокзалов характеризуется превышением ПДК по окислам углерода в 10 раз, двуокиси азота – в 2 раза, формальдегиду – в 2,9 раза. За последние годы концентрация оксида углерода увеличилась в столице на 100 %, оксида азота – на 50 %, диоксида азота – на 37,7 %, углеводородов бензиновой фракции – на 130 %, формальдегида – на 26 %, бензапирена – на 33,3 %. Годовая концентрация бензола превышает стандарт допустимой концентрации, установленный Всемирной организацией здравоохранения, в 9 раз.

На Московской кольцевой автодороге крупные частицы свинца оседают на расстоянии до 30 м, а при отсутствии зеленых насаждений – и до 400 м от проезжей части.

С 30-х гг. прошлого столетия над Лос-Анджелесом в теплое время года стал появляться смог – туман, имеющий влажность около 70 %. Это явление назвали фотохимическим туманом, так как для его возникновения необходим солнечный свет, вызывающий сложные превращения смеси углеводородов и окислов азота, поступивших в воздух в результате автомобильных выбросов, в вещества, значительно превышающие по своей токсичности исходные атмосферные загрязнения. Фотохимический туман сопровождается неприятным запахом, резко снижает видимость. Под его воздействием у людей воспаляются глаза, слизистые оболочки носа и горла, они ощущают удушье, у них обостряются легочные заболевания. Туман вредно влияет и на растения. На верхней поверхности листьев появляется пятнистый белый налет, а нижняя поверхность приобретает бронзовый или серебристый оттенок. После этого растение погибает. Фотохимический туман вызывает быструю коррозию металлов, растрескивание красок, резиновых и синтетических изделий.

Основной причиной возникновения фотохимического тумана являются отработавшие газы автомобилей. На каждом километре пути легковой автомобиль выделяет около 10 г окиси азота. В Лос-Анджелесе, городе с огромным парком автомобилей, часты температурные инверсии – до 260 дней в году. Инверсионный слой располагается на небольшой высоте, а интенсивность солнечной радиации в этом городе достаточно велика, поэтому явно выраженный фотохимический туман бывает здесь более 60 дней в году. Кроме того, в городе особый климат. Он располагается на берегу залива, который с трех сторон окружен горами, а со стороны океана постоянно движется воздушный поток, сильно нагревающийся под действием солнечного тепла и поэтому устремляющийся вверх. Верхнюю часть этой гигантской колбы закрывает низкий инверсионный слой, проходящий на уровне 200–250 м. В утренние часы «пик» в воздухе накапливается большое количество отработавших газов, и уже к полудню образуется фотохимический туман. Во второй половине дня под действием усиливающегося нагрева инверсия ослабевает, смог поднимается вверх. Как уже говорилось, фотохимический туман возникает в загрязненном воздухе в результате фотохимических реакций, протекающих под действием солнечного излучения. В ясные дни солнечная радиация вызывает расщепление молекул двуокиси азота с образованием окиси азота и атомарного кислорода. Атомарный кислород, соединяясь с молекулами кислорода, образует озон. Казалось бы, озон, окисляя окись азота, должен вновь превратиться в кислород, а окись азота – в двуокись. Но этого не происходит, так как окись азота вступает в реакцию с содержащимися в отработавших газах олефинами. В результате в атмосфере накапливается избыток озона.

Затем новые массы двуокиси азота расщепляются и способствуют дальнейшему накоплению озона. Возникает своеобразная цепная реакция, и в атмосфере происходит практически постоянное накопление озона. Процесс образования озона прекращается только в ночное время.

В настоящее время во многих крупных городах мира – Нью-Йорке, Чикаго, Бостоне, Детройте, Токио, Милане – образуется фотохимический туман. В городах России пока подобных явлений не наблюдалось, однако условия для них могут возникнуть.

Для уменьшения загрязнения атмосферного воздуха отработавшими газами необходим повседневный технический контроль за состоянием автомобиля, так как низкий уровень технического обслуживания и отсутствие необходимого контроля приводят к нарушению работы узлов и систем автомобиля, что приводит к увеличению выброса вредных веществ в атмосферный воздух. Сегодня особенно актуальной становится задача не только и не столько совершенствования конструкции автомобилей с точки зрения ограничения их токсичности, сколько повышение уровня технического обслуживания, усиление контроля за их техническим состоянием.

Со времени введения первого стандарта величина суммарного выброса вредных веществ отечественными автомобилями (с учетом токсикологической значимости компонентов отработавших газов) снижена более чем в 2 раза, в том числе по окиси углерода – в 4 раза, по углеводородам – в 2,5–3 раза.

В настоящее время действуют три основных стандарта, по которым измеряют предельно допустимые выбросы автомобиля страны-производителя:

• европейский международный стандарт, утвержденный в 1993 г., действует на территории всех европейских государств и признан во всем мире;

• более жесткий американский стандарт, который планируется объединить с европейским для упрощения процедуры контроля;

• самый строгий стандарт, также действительный во всем мире, существует в Японии.

Отечественные стандарты экологической безопасности далеко не в полном объеме соответствует нынешним мировым требованиям.

В нашей стране существуют государственные стандарты, которые распространяются на автомобили, находящиеся в эксплуатации, то есть на весь автомобильный парк России. Это ГОСТ 17.02–02.03—87 «Охрана природы. Атмосфера. Нормы и методы измерений содержания окиси углерода и углеводородов в отработавших газах с бензиновыми двигателями. Требования безопасности» и ГОСТ 17.02–02.01—84 «Охрана природы. Атмосфера. Дизели автомобильные. Дымность отработавших газов. Нормы и методы измерений». Предусмотренные этими ГОСТами нормы часто не выполняются, особенно в отношении содержания окиси углерода и дыма в отработавших газах. Фактические их концентрации остаются высокими и примерно вдвое превышают нормы. Это происходит по ряду причин, основными из которых являются: отсутствие строго контроля при выпуске новых автомобилей на заводах-изготовителях; недостаточное оснащение автомобилей нейтрализаторами вследствие ограниченного выпуска их отечественной промышленностью; несоблюдение работниками службы технической эксплуатации автопредприятий правил по контролю, регулированию и ремонту узлов и систем, влияющих на токсичность отработавших газов.

В 1997 г. утверждена программа «Оздоровление окружающей среды г. Москвы», включающая экологическую проверку не менее 800 тыс. городских автомобилей. Машины, токсичные выбросы которых превышают норму, запрещаются к эксплуатации. С этого же года правительство Москвы ввело систему инструментального контроля всех транспортных средств при прохождении ежегодного государственного технического осмотра. В случае выявления неисправности автовладельцу придется обращаться на станцию техобслуживания, затем снова пройти и оплатить инструментальный контроль. Такая система проведения технического осмотра позволяет уменьшить количество вредных выбросов примерно на 16 %, а уровень шума – приблизительно на 18 %. Изменен порядок прохождения государственного технического осмотра при постановке автомобилей на учет. Теперь постановка на учет будет производиться только после техосмотра в специально созданном для этого пункте инструментального контроля.

Совершенствование двигателя внутреннего сгорания

В последние годы все крупные автомобильные компании мира заняты разработкой экологически безопасных автомобильных двигателей. Постоянно совершенствуя действующие моторы, они предпринимают шаги к созданию новых, с более полным сгоранием топлива. Результаты этой работы уже заметны. Автомобили ведущих фирм Европы и США выбрасывают в атмосферу в 10–16 раз меньше вредных веществ, чем в 80-х гг. прошлого века. В значительной степени этому способствовали такие нововведения, как двигатели, работающие на переобедненных смесях, многоклапанные системы перераспределения, впрыск топлива вместо карбюраторного смесеобразования, электронное зажигание. При запуске холодного двигателя в современных карбюраторах используются автоматы пуска и прогрева. На режимах торможения двигателя применяют экономайзер принудительного холостого хода – клапан, отключающий подачу топлива. Большое внимание уделяется подбору обедненных регулировок дозирующих систем карбюратора. На двигателях с впрыском топлива появились электронные системы корреляции состава горючей смеси в зависимости от температуры, климатических и других условий. Система термостатирования воздуха поддерживает оптимальную температуру на входе в двигатель и создает условия для полного сгорания горючей смеси. Система зажигания с высокой энергией распада свечи повышает надежность воспламенения этой смеси.

Для уменьшения выброса окислов азота используется рециркуляция – перепуск части отработавших газов из выпускного трубопровода во впускной. При этом понижается температура сгорания и газов образуется значительно меньше. Рециркуляция применяется не только на двигателях с искровым зажиганием, но и на дизелях. Перспективны в этом плане системы электронного регулирования, оптимизирующие работу двигателя на всех режимах. Кроме того, автомобильные заводы планомерно ужесточают технологические допуски и повышают точность изготовления приборов питания и зажигания, деталей пускной и выпускной систем, кривошипного механизма и газораспределения.

Автомобиль можно сделать экологически более чистым, применяя электронные системы управления, оптимизирующие работу двигателя, тормозов и других агрегатов. В Германии поставлена задача сократить средний расход автомобильного топлива с 9 до 5 л на 100 км пробега.

В ближайшие 5 лет рынок новых машин должны завоевать модели с двигателем прямого впрыска топлива, который обеспечивает расход топлива на уровне дизельных двигателей и скоростные характеристики спортивных машин на бензиновом ходу. Компания «Мицубиси моторс» выпускает также машины с двигателями нового класса. Однорядный 4-цилиндровый двигатель с рабочим объемом 1,8 л, не имеющий камеры предварительного смешения, отличается от аналогов с предкамерным впрыском вдвое большей степенью сжатия (20: 1). Он способен работать при соотношении в смеси 40: 1 и более стабилен на малых оборотах. Благодаря этому на 25 % повышается экономия топлива в городских условиях, на 8 % снижается потребление топлива при движении со скоростью свыше 120 км/ч по сравнению с обычными бензиновыми двигателями и на 85 % увеличивается мощность по сравнению с дизельными аналогами.

Российские ученые создали принципиально новый автомобильный поршневой двигатель, не имеющий аналогов в мире. В основу разработки положено открытое группой ученых Российской академии наук явление так называемого С-процесса – молекулярного смесеобразования со стопроцентным испарением бензина. В двигатель поступает сухая безвоздушная газовая смесь (бензогаз), которая сгорает полностью и быстро. Выхлоп такого двигателя экологически чист. В результате отпадает необходимость в дорогостоящих технологиях, связанных с нейтрализацией отработавших газов.

Повышение качества автомобильных бензинов

В настоящее время большое значение для улучшения экологической обстановки имеет запрещение в качестве автомобильного топлива этилированного бензина.

В большинстве северных стран Европы он практически уже не используется. Кроме того, все новые автомобили западных производителей оборудуются специальным катализатором и могут заправляться только неэтилированным топливом.

Европейский союз потребовал от всех стран ЕС полностью прекратить использование свинца при производстве автомобильного горючего. Прекращено производство этилированного бензина на нефтеперерабатывающем предприятии Москвы, расположенном в районе Капотни. Подобные меры принимаются и на других подобных предприятиях России.

В настоящее время производители автомобильного топлива разработали специальные добавки к бензину, не содержащие свинца, но и не снижающие эффективности топлива. Так, российские ученые совместно с коллегами из нидерландской транснациональной компании «Ай-Си-Ди» создали фетерол – высокооктановую добавку к бензину, делающую его полностью соответствующим зарубежным и отечественным санитарным нормам. Производство такого бензина освоено на ряде российских заводов. Имеется реальная возможность изготавливать до 300 тыс. т фетерола ежегодно и производить на его основе 2–2,5 млн т экологически чистых бензинов.

Акционерное общество «Омский каучук» наладило крупнейшее в России производство метилтретичнобутило-вого эфира (МТБЭ) – добавки к бензинам, улучшающей их качество и экологическую чистоту. В США 80 % кислородосодержащих добавок приходится именно на МТБЭ. Его применение снижает содержание в автомобильных выхлопах оксида углерода на 10–20 %, несгоревших углеводородов – на 5—10 % и вредных летучих соединений – на 13–17 %. Автолюбителей может привлечь МТБЭ прежде всего своим высоким октановым числом – 110 единиц.