Загрязнение окружающей среды автотранспортом

Влияние углекислого газа на человека.

Ученые уже давно  подозревают, что углекислый газ  имеет прямое отношение к глобальному  потеплению, но, как оказалось, углекислый газ может иметь непосредственное отношение и к нашему здоровью. Человек является основным источником углекислого газа в помещении, поскольку мы выдыхаем от 18 до 25 литров этого газа в час. Повышенное содержание уровня углекислого газа может наблюдаться во всех помещениях, где находятся люди: в школьных классах и институтских аудиториях, в комнатах для совещаний и офисных помещениях, в спальнях и детских комнатах.

Влияние инертных газов  на организм человека

В смеси с кислородом вдыхание высших инертных газов приводит человека в состояние, сходное с алкогольным опьянением. Такое наркотическое действие инертных газов обуславливается растворением их в нервных тканях. И чем выше атомный вес инертного газа, тем выше его растворимость, и тем большее наркотическое действие он способен оказывать.

Дыхание гелиевым воздухом практически исключает азотную  эмболию (кессонную болезнь), которой при переходе от повышенного давления к нормальному подвержены водолазы и специалисты других профессий, работа которых проходит в условиях повышенного давления. Причина этой болезни – довольно значительная, особенно при повышенном давлении, растворимость азота в крови. По мере уменьшения давления он выделяется в виде газовых пузырьков, которые могут закупорить кровеносные сосуды, повредить нервные узлы. В отличие от азота, гелий практически нерастворим в жидкостях организма, поэтому он не может быть причиной кессонной болезни. К тому же гелиевый воздух исключает возникновение "азотного наркоза", внешне сходного с алкогольным опьянением.

Человек вдыхает, конечно, не чистый газ, а его смесь кислородом. Коктейль "веселящего газа" безопасен, он не вызывает привыкания, во время приема давление и частота сердечных сокращений остаются в норме. В США, Израиле, Великобритании 100% детских стоматологических клиник ежедневно применяют "веселящий газ".Эффект от "веселящего газа" проходит также быстро как и наступает. Достаточно нескольких минут для того, чтобы газ выветрился из легких. Пациент самостоятельно возвращается домой и даже может в этот же день беспрепятственно садиться за руль.

• Климатические  условия, способствующие распространению загрязнению окружающей среды

 

 

Влияние метеорологических  элементов на распространение и  концентрацию вредных примесей в  атмосфере оценивается в некоторых  работах, выполненных в последние  годы.

В этих исследованиях  подробно рассматриваются и устанавливаются  ведущие метеорологические факторы, вклад которых в общие условия увеличения загрязнения различен в зависимости от типа выбросов (холодных или теплых), высоты источников загрязнения и ряда других причин.

Ослабление ветра до штиля может привести к тому, что - либо сильно возрастет концентрация примесей, особенно при наличии инверсии, либо при отсутствии инверсии неограниченно возрастет подъем перегретых выбросов в высокие слои атмосферы и увеличится их рассеивание.

На распространение  примесей влияет также и направление ветра. В условиях городов с большим количеством источников выбросов из-за особенностей внутригородской циркуляции воздуха не удается установить прямой зависимости между направлением ветра и загрязненностью воздуха.

Влияние температуры на загрязнение чрезвычайно так как этот фактор тесно связан и с синоптической ситуацией, и с особенностями циркуляции воздуха в условиях городской застройки. Удалось установить, что относительно высокая по сравнению со средними значениями температура воздуха при слабых ветрах способствует увеличению концентрации примесей в воздухе. При низких температурах воздуха усиливается всплывание перегретых выбросов за счет увеличения разности между температурой выбрасываемых примесей и температурой окружающего воздуха. Кроме того, при низких температурах и небольшой скорости ветра эффект острова тепла над городом приводит к усилению потока более чистого воздуха с окраин в центр города.

При рассмотрении условий загрязнения необходимо учитывать и такие факторы, как метеорологическая инерция и инерция самого содержания примесей в воздухе. Метеорологическая инерция представляет собой тенденцию к сохранению тех атмосферных факторов, которые определяют уровень содержания примесей в воздухе. Как уже говорилось, наиболее опасными ситуациями являются застой воздуха и снижение скорости ветра до 0—1 м/с. В условиях застоя воздуха чаще всего наблюдается либо колебание содержания примесей в атмосфере с одним или несколькими максимумами, либо его уменьшение. Это объясняется и особенностями местной циркуляции при образовании острова тепла над городом, и увеличением градиента концентрации, способствующего удалению примесей.

 

Осадки очищают воздух от примесей, однако при прямом переносе примесей со стороны источников выбросов очищение воздуха осадками не наблюдается.

Наблюдается тесная связь  повышения концентраций примесей в  воздухе с условиями существования  стационарных антициклонов. При этом повышенная загрязненность воздуха наблюдается над обширным районом, включающим несколько пунктов.

• Экологические чистые автомобили

 

В настоящее ведутся  работы по созданию транспортных средств  с гибридной комбинацией двигателей. То есть на одном транспортном средстве используются два разных типа двигателя.

Широкое распространение  получила гибридная комбинация двигатель внутреннего сгорания - электродвигатель. Для поездок по центру города в час пик применяется электродвигатель, не имеющий эмиссии, а вне города - обычный бензиновый.

Большую перспективу  имеет следующий метод. Бензиновый двигатель работает в постоянном режиме, заряжая батареи. При этом транспортное средство движется, используя электродвигатель.

Преимущества:

Значительное уменьшение эмиссии за счет постоянного режима работы двигателя внутреннего сгорания,

Упрощение механической схемы - не нужна механическая трансмиссия и коробка передач, что снижает общий шум транспортного средства.

Недостатки:

Большая дополнительная масса (генератор + батареи + электродвигатель),

Увеличение общего шума от работающих генератора и электродвигателя.

Например, BMW, Honda, Mazda. Они предлагают пока сохранить в автомобиле возможность ездить и на бензине (по аналогии с распространенными ныне двухтопливными системами «бензин/газ»). Такой подход, по замыслу конструкторов, облегчит постепенный переход автотранспорта полностью на водородное питание. Так, BMW уже выпускает, пусть и не серийно, модели седьмой серии, оснащенные двигателями, работающими на водороде. В перспективе концерн намерен оснащать водородными двигателями все свои автомобили.

Автомобиль Honda FCX Clarity, также с водородным двигателем, должен появиться на рынке уже нынешним летом. Пока, правда, только на американском.

Однако широкому применению водорода в качестве идеального автомобильного топлива препятствует немало проблем. Самая большая из них – топливные  баки.

Факторы останавливающие  распространение водорода как топливо

Потому, что не решена главная проблема – как хранить водород в  автомобиле. Подсчитано, что на 10 кг водорода автомобиль может проехать столько же, сколько на 30 кг бензина, но такое количество газообразного  водорода занимает объем 8000 л и чтобы  хранить его, требуется резервуар  массой около 1500 кг. Выход: нужно либо сжать газ, либо перевести его  в жидкое состояние.

Первый вариант небезопасен  – водород придется сжимать до 300-350 атмосфер и для его хранения нужен баллон, рассчитанный на столь высокое давление, но зато в таком баке водород может сохраняться долго.

Во втором случае безопасность на высоте, но как хранить газ, который  сжижается лишь при температуре 20 градусов по Кельвину? Даже в криогенных баках, снабженных теплоизоляцией, эквивалентной 9-метровому слою пенополистирена, температура водорода, которая должна, напоминаем, составлять не выше -253°С, поднимается на несколько градусов в сутки. Газ медленно, но верно нагревается, давление его растет и предохранительный клапан начинает стравливать дорогое топливо в атмосферу. Ей-то, атмосфере, ничего, а вот владельцу водородного автомобиля – убытки. Нужна мощнейшая изоляция. А это проблема.

Конструкторы разных стран пошли  разными путями: Mazda выбрала вариант с баком высокого давления, BMW – с жидким водородом.

Концерн General Motors начал  эксперименты с топливными элементами еще в 60-х годах прошлого столетия. Тогда в Детройте построили микроавтобус с электродвигателем мощностью 32 кВт, получавшим энергию от батарей из 32 блоков топливных элементов. Питаясь водородом из стальных баллонов, микроавтобус мог пройти на одной заправке до 200 км. Но когда топливный кризис 70-х был преодолен, о топливных элементах забыли, их американцы применяли лишь в рамках своей лунной программы – так, на орбитальной станции NASA Skylab (1973-1979 годы) они были едва ли не основными источниками энергии.

По утверждению разработчиков, работать Mercedes Benz F125 будет на водороде, мощность двигателя составит 231 лошадиную силу, а до 100 км в час авто сможет разогнаться всего за 4 секунды. Максимальную скорость предвещают в 220 километров в час. Потребление водорода составит 0,79 кг на 100 км пробега.

Если говорить о дизайне  концепт-кара, то вероятнее всего  дизайнеры черпали вдохновение  из F800: его жидкая форма и двери-«крылья чайки». Так автомобили Benz приобретают своеобразную элегантность и новое равновесие.

Для Mercedes Benz F125 инженеры создали легкую конструкцию из углеволокна, алюминия и армированной пластмассы, что уменьшило вес авто. Он равен всего лишь 1700 кг. Концепт Mercedes Benz F125 обладает вполне внушительным багажником: объем 470 литров. Емкость топливного бака, сделанного из углеродного волокна, 7,5 килограмм водорода. Этого достаточно для того, чтобы преодолеть 1000 км. Примерная оценка экономии топлива: 170 км на 3,78 л (1 галлон). Кроме того, экологический автомобиль получает часть энергии от аккумулятора мощностью в 10КВт. Это позволяет Mercedes Benz F125 проехать еще 31 км пути.

Главным элементом управления станут жесты водителя: один взмах  рукой – включается музыка, свет или стеклоочистители.

Электрический автомобиль, хотим мы этого или нет, является безусловным и неотвратимым будущим автомобилестроения, при этом будущим ближайшим. Многие производители по всему миру вкладывают значительные средства в разработку электромобилей, чему способствует неуклонный рост цен на нефтепродукты, необходимость снижения вредных выбросов от автомобиля, а также разработки устройств хранения энергии, технологий энергопотребления.

В настоящее время крупнейшими  рынками электрических автомобилей  являются США, Япония, Китай и ряд  европейских стран (Франция, Нидерланды, Норвегия, Германия, Великобритания). Из производителей электрокаров выделяются компании Nissan, Mitsubishi, , Honda, Ford и др. Наша страна пока находится в стороне и от производства и от потребления электромобилей, за исключением разработок отдельных энтузиастов (известная Lada Ellada не в счет, она построена на импортных комплектующих).

Под термином «электрический автомобиль» или «электромобиль» понимается транспортное средство, которое приводится в движение одним или несколькими электрическими двигателями. При этом питание электромотора может осуществляться от аккумуляторной батареи, солнечной батареи или топливных элементов. Наибольшее распространение получила конструкция электромобиля с питанием от аккумуляторной батареи.

Аккумуляторная  батарея требует регулярной зарядки, которая может осуществляться от внешних источников тока, путем рекуперации энергии торможения, а также от генератора на борту электромобиля. Генератор приводится от двигателя, но такая схема, по сути, электромобилем уже не является, а относится к одной из разновидностей гибридного автомобиля.

Работа  по созданию электрических автомобилей ведется в двух направлениях - разработка новых моделей и адаптация серийных автомобилей.

Последнее направление более предпочтительное, т.к. менее затратное. Выпускаемые  электромобили в зависимости  от предназначения можно разделить на три группы:

• городские электромобили (максимальная скорость до 100 км/ч);
• шоссейные электромобили (максимальная скорость свыше 100 км/ч);
• спортивные электромобили (максимальная скорость свыше 200 км/ч).

Устройство электрического автомобиля

В отличие от автомобиля с двигателем внутреннего сгорания электромобиль имеет более простую конструкцию, включающую минимальное количество движущихся частей, а значит более надежную.

Основными конструктивными элементами электрического автомобиля являются:

• аккумуляторная батарея;
• электродвигатель;
• трансмиссия;
• бортовое зарядное устройство;
• инвертор;
• преобразователь постоянного тока;
• электронная система управления.

Схема электромобиля Mitsubishi i-MiEV

1. датчик давления в тормозной системе;
2. электроусилитель рулевого управления ;
3. приборная панель;
4. датчик положения педали газа;
5. датчик положения педали тормоза;
6. датчик положения селектора переключения передач;
7. блок управления электромобилем;
8. блок управления аккумуляторной батареи;
9. бортовое зарядное устройство;
10. преобразователь постоянного тока;
11. блок управления кондиционером;
12. инвертор;
13. электродвигатель;
14. уровень зарядки аккумуляторной батареи;
15. модуль аккумуляторной батареи;
16. трансмиссия;
17. компрессор кондиционера;
18. отопитель;
19. разъем для обычной зарядки;
20. разъем для быстрой зарядки