Суммарная мощность автомобильных двигателей в России превышает установленную мощность всех тепловых электростанций страны. Соответственно и горючего автомобили «съедают» гораздо больше, чем тепловые электростанции.
Автомобильные выхлопные газы – смесь примерно 1200 химических элементов и более 280 соединений. В основном это газообразные вещества и небольшое количество твердых частиц, находящихся во взвешенном состоянии. Газовая смесь состоит из инертных газов, проходящих через камеру сгорания.
В выхлопных газах содержатся углеводороды – не сгоревшие или не полностью сгоревшие компоненты топлива, доля которых резко возрастает, если двигатель работает на малых оборотах или в момент увеличения скорости при старте, т. е. во время заторов у красного сигнала светофора. Один автомобиль в среднем поглощает ежегодно 4 т кислорода и выбрасывает с выхлопными газами примерно 800 кг оксида углерода, около 40 кг оксидов азота и почти 200 кг различных углеводородов.
В выхлопных газах содержатся также альдегиды, обладающие резким запахом и раздражающим действием. К ним относятся акролеины, формальдегид; последний обладает особенно сильным действием. Оксид азота, содержащийся в автомобильных выбросах, играет большую роль в образовании продуктов превращения углеводородов в атмосферном воздухе.
В выхлопных газах присутствуют неразложившиеся углеводороды топлива. Среди них особое место занимают непредельные углеводороды этиленового ряда, в частности гексан и пентан. Из-за неполного сгорания топлива в двигателе автомашины часть углеводородов превращается в сажу, содержащую смолистые вещества. Особенно много сажи и смол образуется при технической неисправности мотора и в моменты форсирования двигателя. Стремясь получить так называемую «богатую смесь», уменьшают соотношение воздуха и горючего. В этих случаях за машиной тянется хвост дыма, который содержит полициклические углеводороды и, в частности, бенз(а)пирен.
Весьма опасной составной частью выхлопных газов автомашин являются соединения неорганического свинца, образующиеся при сгорании в двигателе автомобиля тетраэтилсвинца, который добавляют к бензину. В 1 л бензина может содержаться около 1 г тетраэтилсвинца, который разрушается и выбрасывается в виде соединений свинца. В выбросах дизельного транспорта свинец отсутствует. Тетраэтилсвинец используется с 1923 г. в качестве добавки к бензину. С этого времени выброс свинца в окружающую среду непрерывно возрастает.
Автотранспорт является одним из основных источников загрязнения среды обитания.
Возможные варианты источников загрязнения:
1. Стоянка автомобилей – это территория или помещения, предназначенные для хранения автомобилей в течение определенного периода времени.
2. Автозаправка.
3. Автомагистраль
а) за городом;
б) в черте города (линейная часть улицы, остановки, перекресток, некачественные дорожные покрытия).
Для расчета валового выброса и мощности выброса автомобильный транспорт подразделяется на 3 группы: легковые автомобили, грузовые автомобили и автобусы, которые в свою очередь делятся на подгруппы по типу используемого топлива (бензин, дизельное топливо), по году выпуска автомобилей, по объему двигателей внутреннего сгорания (ДВС).
Валовые выбросы веществ рассчитываются для 3-х периодов, которые условно определяются по величине среднемесячной температуры:
- холодный период – месяцы, в которых среднемесячная температура ниже –5 0C;
- теплый период – месяцы со среднемесячной температурой выше +5 0C;
- переходный период – месяцы со среднемесячной температурой от — 5 0C до +5 0C.
При расчете учитываются следующие шесть загрязняющих веществ: оксид углерода CO, углеводороды CxHy (рассчитываются по формальдегиду), оксиды азота NOx (в пересчете на диоксид азота NO2), оксиды серы SOх (в пересчете на диоксид серы SO2), сажа С, свинец Pb.
В зависимости от типа двигателя автомобиля в атмосферу выбрасываются следующие вещества:
1. Двигатель внутреннего сгорания, работающий на бензине – CO, CxHy, NOx, SOх, Pb.
2. Дизельный двигатель, работающий на дизельном топливе – CO, CxHy, NOx, SO2, C.
3. Газовый двигатель – CO, CxHy, NOx, SOх.
Также можно выделить группу суммации (SO2 + NO2), т.к. при воздействии на организм человека она оказывает совершенно другие патологии, чем вещества SO2 и NO2 в отдельности.
Наиболее безопасными являются автомобили, работающие на сжатом природном газе, так как в их выбросах не присутствуют такие вредные вещества, как свинец и сажа.
Перечень веществ (иногда говорят «список веществ»), принятых к расчету, с течением времени меняется. Так, раньше в официальных методиках не рассматривались такие вещества, как свинец и диоксид серы.