Zóna odcizení houby • Arkady Kuramshin • Vědecko-populární úkoly na "prvcích" • Chemie, biologie

Houbová zóna

Úkol

Rospotrebnadzor doporučuje: "Shromažďovat houby od silnic, dálnic, mimo osídlené oblasti, v ekologicky čistých oblastech." Nedoporučuje se shromažďovat houby, které jsou blíže než 500 metrů od příliš nezatížených místních komunikací a méně než 1000 metrů od velkých silnic s vysokou hustotou dopravy (pokud je les velmi hustý a bez lesíků, mohou být tyto vzdálenosti sníženy o polovinu) a nezáleží na tom, zda je cesta nyní používána nebo opuštěna . Situace je podobná letištím – dokonce i malým letadlům, dokonce i dlouho opuštěným: neměli byste si vybírat houby blíže než pár set metrů od nich. Ale u železnic je zóna "odcizení hub" mnohem menší – jen 50 metrů od železnice. Stejné pravidlo však platí i pro nové silnice uvedené do provozu po 1. červenci 2003: je bezpečné vybrat houby jen 50 metrů od silnice. Vysvětletejaký je rozdíl mezi hygienickými normami pro různé typy silnic a různé druhy dopravy.


Tip 1

Motory, nafta a vrtule poháněné vrtulí nebo vrtulníky se liší v jejich provozu? Potřebují jiné nebo stejné palivo?


Tip 2

Výraz "houby absorbují výfukové komponenty" je docela běžné. Jak se může lišit složení výfukových plynů automobilových, leteckých a vznětových motorů.


Tip 3

Nezapomeňte, že deriváty, jejichž prvky jsou nejtěžší se spojit s cirkulací látek v přírodě a v důsledku toho jsou horší vylučovány z těla.


Řešení

Obvykle se nebezpečí shromažďování hub u silnic vysvětluje obecně, jako například: "při spalování paliva se do ovzduší a do půdy vypouštějí látky, které mohou mít karcinogenní, mutagenní a toxické účinky na lidské tělo."

Z podmínek tohoto problému lze chápat, že látky, které vstupují (nebo spadají) do životního prostředí nebo spíše do půdy (rostoucí plodové tělo houby akumuluje nebezpečné látky z půdy), s výfukovými plyny z automobilů, vrtulí a vrtulníků jsou nebezpečnější pro tělo, než látky z výfukových plynů železničních lokomotiv. Takový rozdíl je způsoben, jak je snadné odhadnout, s využitím různých typů motorů a různých paliv.

Závitové letecké motory a většina automobilů jsou benzinové spalovací motory, ve kterých je předem stlačená směs vzduchu a paliva zapálena elektrickou jiskrou.Je důležité, aby tato směs byla dobře komprimovaná, ale předčasně se nevybuchla (z komprese a vysokých teplot). Tato vlastnost se nazývá palivo odolné proti detonaci. Čistý benzin – zlomek oleje získaný destilací – není vhodný jako palivo pro benzinový motor. Pro zlepšení antidetonační kvality lze benzín chemicky modifikovat a / nebo přidávat s antidetonačními přísadami.

Dieselové lokomotivní motory jsou převážně vznětové motory a pracují kvůli samovznícení paliva vstřikovaného ve spalovací komoře z účinků ohřátého vzduchu během komprese. Vznětové motory jsou více "všežravé": prakticky všechny těžké frakce olejové rektifikace z petroleje do topného oleje a dokonce i ropy, stejně jako řepkový olej, použitý kuchyňský olej apod., Mohou být použity jako palivo. – nebo modifikace.

Pro úplnost je třeba dodat, že v "velkém letectví" se používají hlavně kerosenové tryskové motory, což však není důležité pro řešení problému – bezpečnostní zóna letiště je zpravidla poměrně velká, takže se vám nevejdou houby velmi blízko.

Jakékoli palivo získané z ropy je směs sestávající převážně z nasycených a aromatických uhlovodíků. Jediný rozdíl je v detailech: například v sérii benzínu – kerosenového topného oleje vzrůstá molekulová hmotnost a teplota varu uhlovodíků.

Porovnáváme-li průměrné složení výfukových plynů moderních benzinových a dieselových motorů, vidíme, že neexistují zásadní rozdíly v obsahu škodlivých látek emitovaných každým motorem. Níže je tabulka z článku Výfukové plyny. Obsahuje však údaje o dieselových motorových motorech, ale dieselové motory dieselových lokomotiv pracují na stejném principu jako automobily, a proto relativní složení jejich výfukových plynů bude velmi blízko, ne-li totožné.

Komponenty
výfukových plynů
Motory
Petrol AutomotiveDiesel
Dusík, obj.%74-7776-78
Kyslík, obj.%0,3-8,02,0-18,0
Voda (výpary), obj.%3,0-5,50,5-4,0
Oxid uhličitý, obj.%0,0-16,01,0-10,0
Oxid uhelnatý,% objemových0,1-5,00,01-0,5
Oxidy dusíku, obj.%0,0-0,80,0002-0,5
Uhlovodíky, obj.%0,2-3,00,09-0,5
Aldehydy, obj.%0,0-0,20,001-0,009
Sádra, g / m30,0-0,040,01-1,1
Benzopyren, g / m310-20×10−610×10−6

Toxické a mutagenní složky výfukových plynů zahrnují produkty neúplného spalování uhlovodíkových paliv – oxid uhelnatý (oxid uhelnatý), uhlovodíky, aldehydy, saze a benzopyren, stejně jako oxidy dusíku vzniklé při spalování.Z nich se v půdě mohou hromadit pouze uhlovodíky, saze a benzapyrény a zbytek je nebezpečný pouze přímým vdechováním výfukových plynů. Z dlouhodobého hlediska, oxid uhelnatý, smísí se s atmosférou a pomalu oxidují na oxid uhličitý, oxidy dusíku nebo jejich reakční produkty s vodou – kyselina dusičná a kyselina dusitá a jejich soli – bude absorbována rostlinami, aldehydů oxidované na alkoholy, které se považují mikroorganismy a plynné uhlovodíky (metan, ethan, propan a butany) se také uvolní do ovzduší a budou se účastnit chemických procesů, a nikoli v půdě.

Srovnání výfukových plynů naftových motorů a benzínových motorů ukazuje, že se liší v "obohacování" půdy o nebezpečné látky: benzapyrény jsou přibližně stejné, vznětový motor vydává více sazí, ale benzínový automobil produkuje více uhlovodíků. Ve skutečnosti to byla absence významných rozdílů, které vedly k tomu, že pro nové silnice a železnice jsou "hygienické normy" pro shromažďování hub stejné.

Obr. 2 Plakát "Pozor na otravu olovnatým benzínem" a podobné plakáty varující před nebezpečím olovnatého benzinuzvyklý na hangánech u čerpacích stanic. Umělci V. V. Danilov, D. A. Dmitriev, 1956. Obrázek z litfund.ru

Ukazuje se, že tabulka neuvádí důvod většího nebezpečí cest. Ale to je logické, protože nejnebezpečnější látky pro půdu od července 2003 v Rusku ve výfukových plynech automobilových motorů prostě neměly být tvořeny (kvůli zákonu č. 34-FZ). Jedná se o organické a anorganické sloučeniny olova přítomné ve výfukových plynech, neboť po dlouhou dobu ke zvýšení výkonu motoru a zvýšení oktanového čísla benzinu byl použit olovnatý benzin, ke kterému byl přidán tetraethyl olovo jako antidetonační přísada (Pb (C2H5)4). Ale v leteckém benzínu, který se používá pro šnekové letectvo, se používá dodnes tetraethyl olovo.

Vzhledem k tomu, že "olověné" přísady byly používány poměrně dlouho, produkty z úplného a neúplného spalování tetraethyl olova, přirozeně, nahromaděné po silnicích. Pokud znáte průměrné roční kilometry a spotřebu paliva, můžete odhadnout míru katastrofy. Obsah olova v olovnatém benzínu se pohyboval od 0,15 do 0,37 g / l, a například v roce 1995 bylo v Rusku 19,6 milionu vozů.Podle některých údajů je celkové uvolňování olova do ovzduší z automobilové dopravy v tomto roce odhadováno na zhruba 4 000 tun.

Větry přenesly olověné aerosoly z výfukových plynů až na kilometr od dálnic. Silniční vegetace snižuje tento účinek (oslabuje vítr a pohlcuje škodlivé látky), proto je to jeden z důvodů, proč byly lesní přístřešky vysázeny po silnicích mezi zemědělskými pozemky.

Od konce sedmdesátých let začal SSSR zahájit proces zanechání použití tetraethyl olova, který skončil, jak již bylo řečeno, v roce 2003. Nicméně silnice jsou stále silně kontaminovány olovem a protože to a jeho deriváty patří do první třídy nebezpečí, měli bychom se stále zdržet sběru hub na dálnicích, ať už je to lákavý nápad "zaparkovaný na straně silnice, šel do lesa, kufr. "


Po slovu

Olovnatý benzín, nebo spíše benzin obsahující tetraethyl olovo, byl hromadně vyráběn od dvacátých let minulého století. Současně povolil, aby se hromadně vyráběné vozy staly konkurencí, a pak jezdili na vozy tažené koňmi.Ale i přes to v roce 2010 byl zařazen do časopisu Čas v seznamu padesát nejhorších vynálezů v dějinách lidstva.

Vynálezce oktánové stupnice benzínu a jiných paliv Sir Harry Ricardo (1885-1974). Fotografie z imechearchive.wordpress.com

U benzinových spalovacích motorů je směs stlačeného vzduchu a paliva zapálena elektrickou jiskrou. Pro efektivní provoz motoru je nutné, aby tato směs byla co nejkomprimovanější – to znamená, že je na nejnižším objemu. Zkřevnění směsi při maximální kompresi zvyšuje množství užitečné práce, která, rozšiřující se, způsobuje produkty spalování směsi, což ovlivňuje jak rychlost vozidla, tak i spotřebu paliva. Ale někdy palivo, když komprese exploduje sám, před žhářskou jiskrou. Toto "sebezáření" se nazývá detonace. Detonace snižuje účinnost motoru a přispívá k jeho rychlejšímu opotřebení (všimněte si, že základem pro fungování naftového motoru je naopak schopnost se samovolně vznítit během komprese). Schopnost paliva odolat detonaci během komprese se nazývá oktanové číslo. První oktanovou stupnici uhlovodíkových paliv v roce 1921 navrhl britský inženýr Harry Ricardo.

Nízké oktanové číslo (přibližně 66 jednotek) přímých destilačních benzinů (získaných pouze pomocí ropné rektifikace – tj. Fyzikálními metodami a bez dalšího chemického zpracování destilované frakce) neumožnilo zvýšit výkon spalovacích motorů spálením směsi paliva a vzduchu a rozvojem vysokých rychlostí.

Thomas Midgley (1889-1944). Foto z ru.wikipedia.org

V roce 1921 objevil americký inženýr Thomas Midgley (Thomas Midgley, starý zdroj – Thomas Midgley), že první organokovová sloučenina získaná v roce 1852 a nikde jinde, která byla použita – tetraethyl olovo – zvýšila oktanové číslo benzinu. O dva roky později, v roce 1923, tři americké společnosti – General Motors, DuPont a Standard Oil vytvořily společný podnik společnosti Ethyl Gasoline Corporation. Slovo "ethyl" v názvu bylo používáno speciálně tak, aby lidé neměli strach se slovem "lead". Téměř okamžitě začali pracovníci pracovat s příznaky chronické otravy olovem. V roce 1924 se sám Midgley vydal na dovolenou, aby se zotavil z otravy olovem, ale tuto skutečnost schoval. Stejně jako Ethyl Corporation se vždy řídil praxí pevného odmítnutí toxicity produktu.

V naší zemi nebyl tetraethyl olovo používán dokud ne 1942.Ale poté, co obdržel Lend-Lease od spojenců řady nákladních automobilů a amerických a britských stíhačů, musel SSSR naléhavě koupit ethyl kapalinu, aby přidal tetraethyl olovo k domácím benzínům, aby zvýšil svou schopnost detonace – nízké oktanové číslo sovětských benzínů vedlo k rychlému opotřebení amerických a britských motorů navržený pro vyšší oktanové palivo. Etylalkohol byl roztok tetraethyl olova v brometanu nebo dibrompropanu (stál na čerpacích stanicích v nádržích s varovným znamením "Ethyl – jed"). Brom-organické sloučeniny nejen dobře rozpouštějí tetraethyl olovo, ale umožňují je také zavádět do benzinu, ale také přispívají k tomu, že produkty spalování tetraethylového olova se snadněji uvolňují spalinami než usazováním na části motoru. Nejprve byl etilirovaný benzín pořádán ve vojenských palivových skladech a pak v rafinériích.

Omezení používání přísad tetraethyl olova v důsledku rostoucí otravy olovem v prostředí začalo, když byly vynalezeny – v USA.Tento proces probíhá od roku 1970 a výroba a používání olovnatého benzinu bylo zcela zakázáno. V Evropě byl v roce 2000 zakázán tetraethylový olovo (ačkoli některé země ho opustili dříve), v Rusku – v roce 2003 (i když většina vozidel byla již v době zákazu již převedena na ekologičtější varianty pohonných hmot). V současné době se používá tetraethylether v Jemenu, Palestině, Afghánistánu a Severní Koreji.

Nyní se oktanové číslo benzinu zvyšuje dvěma způsoby. První – chemické zpracování benzínu rovný závod. Takové metody zahrnují procesy krakování a reformování, při kterých jsou dlouhé uhlovodíkové řetězce rozděleny na kratší a izomerace lineárních uhlovodíků do rozvětvených řetězců (uhlovodíky s dlouhými a lineárními řetězci snižují oktanové číslo paliva a zvyšují je krátkodobými a větvenými).

Použijte přísady a anti-knock. Jedná se také o organokovové sloučeniny – cymantren (tricarbonyl (η5-cyklopentadienyl) mangan, Mn (n5-C5H5) (CO) a ferrocen (bis-n5-cyklopentadienyl (II), n5-C5H5)2Fe).Při spalování těchto látek jsou oxidy manganu a železa prakticky neškodné pro životní prostředí, ale pevné částice těchto oxidů mohou (podobně jako mimochodem, způsobit tuhé produkty spalování tetraethyl olova) způsobit zanášení motoru. Pro zvýšení oktanového čísla můžete přidat k sloučeninám obsahujícím palivo a kyslík – alkoholy a ethery (oktanové číslo v ethanolu je 100 jednotek), ale přidání malého množství antidetonačních přísad do přímého chemického rafinace je účinnější než jednoduše přidání velkého množství přísad do získané frakce benzínového oleje pouze opravou oleje bez následného chemického zpracování.


Like this post? Please share to your friends:

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: