Стокообразование и водоотведение на предприятиях черной металлургии.

Черная металлургия является одним из крупнейших потребителей воды. Из общего количества воды, потребляемой предприятиями из источников, до 10-15 % составляют безвозвратные потери, связанные с испарением и каплеуносом в системах оборотного водоснабжения, приготовлением химически очищенной воды, потерями в технологических процессах и др. Остальная вода после использования возвращается в водоем в виде сточных вод.. Сточные воды образуются при обогащении руд, очистке технологических газов и аспирационного воздуха, гидротранспортировке различной пыли, золы и других материалов, грануляции шлаков охлаждения прокатного оборудования, отделке проката, разливке чугуна и сплавов, а также при охлаждении доменных и мартеновских печей, конверторов и др. Доля водопотребления и водоотведения составляет: на охлаждение оборудования – 49%, очистку газов и воздуха – 26%, обработку и отделку металла – 12%, гидравлическую транспортировку отходов производства – 11%, прочие нужды – 2%

Влияние выпуска сточных вод металлургических предприятий на санитарное и общеэкологическое состояние водоемов.

При сбросе загрязненных сточных вод металлургических комбинатов в водоеме резко увеличивается содержание взвешенных веществ, значительная часть которых осаждается вблизи места выпуска. Отложения осадка в водоеме могут достигать нескольких десятков сантиметров и служить источником вторичного загрязнения. Параллельно с этим отмечаются уменьшение прозрачности и появление специфической бурой окраски воды.

В водоеме, куда сбрасываются стоки металлургических заводов, могут наблюдаться также повышение температуры воды, некоторое увеличение окисляемости и биологической потребности кислорода, ухудшение кислородного режима. В отдельных случаях отмечается наличие маслянистой пленки на поверхности воды и появление токсичных веществ. Поступление токсичных веществ наряду с наличием высоких концентраций мелкодисперсной взвеси, может привести к гибели водных организмов и нарушению естественных процессов самоочищения.

Особо неблагоприятные условия могут создаваться при сбросе сточных вод металлургических заводов в водохранилище. Наблюдаемые в таких зарегулированных водоемах слабое перемешивание и замедленное течение приводят к резкому ухудшению санитарно-гигиенического состояния водного объекта.

Поступление в поверхностные водоемы, особенно маломощные, больших количеств загрязненных сточных вод металлургических заводов может заметно ухудшить санитарный режим на значительном протяжении, затрагивая интересы многих водопользователей.

Этим определяется важность проведения технологических мероприятий с целью исключения отрицательного влияния сброса сточных вод металлургических заводов на санитарные условия водопользования и здоровье населения.

В зависимости от конкретных условий металлургического предприятия комплексное использование воды достигается следующими путями:

1) последовательная передача избыточной или продувочной воды от потребителей с более высокими требованиями к качеству воды потребителям с более низкими требованиями;

2) переход от локальных к централизованным системам водоснабжения групп цехов с идентичными требованиями к качеству воды (при этом происходит усреднение качества воды, что, как правило, способствует ее стабилизации и интенсификации процесса очистки);

3) централизованная аккумуляция случайных сбросов, дренажных вод, поверхностного стока и их очистка с целью дальнейшего использования.

Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство. Источники загрязнений - теплоэлектростанции, которые вместе дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух оксиды азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов. Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется до серного ангидрида, который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида с аммиаком образуются кристаллы сульфата аммония. Подобным образом, в результате химических, фотохимических, физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы, образуются другие вторичные признаки.

140.Воздействие транспортно-дорожного комплекса на окружающую среду. Источники и состав выбросов автотранспортных средств. Экологические аспекты аварий на транспорте. Пути совершенствования экологических показателей при эксплуатации автомобилей.

Автомобильный парк.

В первой половине ХХ века основное количество загрязнителей в атмосферу городов индустриально развитых стран поступало с выбросами промышленных предприятий. Однако сейчас на первое место среди источников загрязнения вышел автомобильный транспорт.

Эффективность и удобства при использовании автомобиля во всех хозяйственных и деловых областях, а также личной жизни человека привели к исключительно широкому его применению.

Первые автомобили появились в конце XIX столетия, первым серийным автомобилем был Ford T (полное название Ford Model T), который скоро вывел предприятие Форда в мировые лидеры. В 1910 г. их насчитывалось около 300 тыс., а перед началом второй мировой войны – уже 46 млн. За сорок с лишним послевоенных лет автомобильный парк вырос более чем в десять раз и в 1987 г. превысил полумиллиардный рубеж. В 1998 г. число автомобилей достигло 600 млн. В 2008 году в мире насчитывается 700-750 млн. автомобилей.

Ожидается, что к 2030 на Земле будет 1,2 млрд. машин! А к концу первого десятилетия XXI века парк автомобилей достигнет миллиардной отметки.

Структура автомобильного парка РФ в зависимости от типа автомобиля выглядит следующим образом: в целом по России, на долю легковых автомобилей приходится не менее 80% от общей численности автомобильного парка. Доля грузовых автомобилей составляет примерно 13%. Автобусов в России значительно меньше - около 2% от общей численности автомобильного.

Состав парка автомобилей по видам используемого топлива практически не изменился. Количество автомобилей, использующих газ в качестве топлива, не превышает 2 %. Доля грузовых автомобилей с дизельным двигателем в среднем для России составляет 28 %, а автобусов примерно 63 %.

Загрязнение ОС: одним из основных источников негативного воздействия на окружающую среду и здоровье населения является автомобильный транспорт, на долю которого приходится более 40% суммарного выброса от стационарных и передвижных источников и более 90% объема вредных выбросов транспортного комплекса.

Уже два десятилетия назад доля автотранспорта в загрязнении атмосферы крупных городов достигла 50%. На сегодня этот показатель существенно вырос. По некоторым оценкам выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания обеспечивают уже порядка 70-75% всех выбросов вредных и токсичных веществ в атмосферный воздух современных мегаполисов. Ежегодно в России объемы вредных выбросов в атмосферу от автомобильного транспорта увеличивается примерно на 3%.

Вклад автотранспорта в суммарный выброс РМЭ за 2009 год 63,5 %

Один автомобиль за год поглощает из атмосферы в среднем более четырех тонн кислорода, выбрасывая при этом с обработанными газами примерно 800 кг угарного газа, 40 кг оксидов азота и почти 200 кг различных углеводородов. В целом общее количество вредных веществ, ежегодно выбрасываемых автомобилями в России, превышает 20 млн. тонн. Экологический ущерб специалисты оценивают примерно в 3,5 млрд. долларов в год.

Негативное воздействие автомобильного транспорта проявляется не только в загрязнении атмосферы. Автомобильный транспорт является основным источником шумового загрязнения в городах, причиной отчуждения и деградации земли, используемой для стоянки и хранения автомобилей, загрязнения окружающей среды твердыми и жидкими отходами транспортной деятельности.

Придорожные территории загрязняются продуктами износа шин, антифрикционных материалов и дорожного покрытия. Проливы смазочных материалов, топлива и эксплуатационных жидкостей загрязняют почву.

Реальная ситуация такова, что число автомобилей будет и далее возрастать. Поэтому актуальнейшей задачей становится минимизация негативного воздействия автотранспорта на окружающую среду.

В настоящее время большая часть автомобилей снабжена двигателями внутреннего сгорания, существенным недостатком которых являются выделяющиеся в окружающий воздух выхлопные газы вредные для здоровья человека.

В камере сгорания автомобильного двигателя происходит химическое соединение элементов, входящих в состав топлива, с кислородом воздуха, сопровождающееся интенсивным выделением тепла, которое и преобразуется в работу. Для полного сгорания одного кг бензина требуется 14,8 кг воздуха.

Однако за тысячные доли секунды, отводимые на процесс сгорания в цилиндре, не происходит полного перемешивания топлива с воздухом, и остающиеся от предыдущего цикла продукты сгорания препятствуют доступу кислорода к частицам топлива. В результате не всё топливо успевает соединиться с кислородом воздуха, и часть его в виде токсичных оксида углерода и углеводородов выбрасывается в атмосферу.

Горючая смесь, в которой топлива больше, чем может быть окислено кислородом, поступившим с воздухом, называется богатой. Если же воздуха больше, чем необходимо для полного сгорания топлива, то смесь называется бедной.

Для увеличения мощности двигателя приходится в цилиндры вводить больше топлива, чем это теоретически необходимо. И хотя не всё топливо при этом сгорит и двигатель будет работать менее экономично, зато будет получена требуемая мощность.

На многих режимах работы двигателя горючая смесь не соответствует теоретически требуемой для полного сгорания топлива. Происходит выброс в атмосферу токсичных веществ. При этом их концентрации также лежат в широких пределах.

В состав отработавших газов входят следующие токсичные вещества и поэтому наиболее опасные для здоровья человека: окись углерода, окислы (окись и двуокись) азота, углеводороды, среди которых особую опасность представляют полициклические ароматические углеводороды и, в частности, бенз(а)пирен, способствующий возникновению онкологических заболеваний, альдегиды (формальдегид и акролеин), соединения серы, свинец и его соединения, сажа.

Оксид углерода образуется при горении с недостатком кислорода, а также в ходе диссоциации СО₂ при температурах 2000 К, при окислении углеводородов и частичном окислении сажи.

Диоксид углерода СО₂ – продукт полного сгорания углеводородов. СО₂ образуется в камере сгорания, нейтрализаторах и выпускной трубе.

Углеводороды СxНy представлены несколькими десятками различных веществ. Наличие углеводородов в отработавших газах обусловлено такими явлениями, как неполнота сгорания топлива, наличием в камере сгорания зон относительно низких температур, неоднородность топливно-воздушной смеси, пропуски зажигания в отдельных циклах или цилиндрах двигателя. Кроме того, в камере сгорания идут не только процессы глубокого окисления компонентов топлива, приводящие к образованию СО, СО2, Н2О, но и пиролиз, а также синтез новых углеводородов, которые не содержатся в исходном топливе (полициклические ароматические углеводороды, альдегиды, фенолы и т.п.). Наибольшую опасность представляет 1,2-бензапирен, являющийся сильным канцерогеном.

Сажа. Образуется при сгорании углеводородов в условиях значительной нехватки кислорода (коэффициент избытка воздуха α = 0,33-0,7). Выход сажи также возрастает при увеличении массового отношения С/Н в топливе. На поверхности частиц сажи происходит сорбция полициклических ароматических углеводородов. Это является причиной отнесения сажи к разряду опасных загрязнителей. При больших количествах твердых частиц отработавшие газы делаются видимыми – двигатель дымит.

Оксиды азота NOx. Среди всех оксидов азота, образующихся в камере сгорания ДВС, преобладает NO. Его доля в отработавших газах бензиновых двигателей достигает 99 %, а в дизельных – более 90 %. При сгорании топлива в цилиндрах двигателя возникают высокие температуры и давления. Входящий в состав воздуха азот при этих условиях вступает в реакцию с несгоревшим кислородом, в результате чего образуются оксиды азота – весьма токсичные вещества.

Другим важным источником образования NО выступают азотсодержащие компоненты топлива, которые значительно легче окисляются, чем атмосферный азот.

Соединения серы. Сера входит в состав топлива и при его горении окисляется до SО₂. Оксид серы (IV) может окисляться дальше:

2SO2 + O2 → 2SO3. (9)

Взаимодействие оксида серы (VI) с парами воды при температурах ниже 815 К приводит к образованию серной кислоты:

SO3 + HO2 → H2SO4.

Токсичные вещества образуются также из-за применения топлив с некоторыми присадками и примесями: это свинец при использовании этилированного бензина и сернистый ангидрид при работе дизелей на топливах, содержащих серу.

Особенно опасен свинец, представляющий реальную угрозу здоровью населения: свинцовая интоксикация даже при небольших дозах ведет к нарушению деятельности центральной нервной системы, развитию анемии и болезней почек, а у детей – к отставанию в умственном и физическом развитии.

Наряду с процессом горения топлива при выполнении транспортной работы протекают еще ряд процессов, вносящих свой вклад в общую картину ингредиентного и параметрического загрязнений. Таковыми являются:

1. Испарение топлива и других эксплуатационных материалов;

2. Износ поверхностей. Является причиной загрязнения окружающей среды минеральной пылью, резиновой крошкой, частицами металлов, асбестосодержащими частицами фрикционных материалов;

3. Акустическое излучение, производимое при работе автотранспортного средства, т.е. шум.

Пути и методы улучшения экологических показателей автомобиля

Начавшееся в 2006 г. сокращение валовых выбросов загрязняющих веществ вызвано качественным улучшением экологической структуры парка автотранспортных средств в связи с введением в действие постановления Правительства Российской Федерации от 12 октября 2005 г. № 609 специального технического регламента “О требованиях к выбросам автомобильной техникой, выпускаемой в обращение на территории Российской Федерации, вредных загрязняющих веществ”.

Уровень внешнего шума легковых автомобилей не должен превышать 74 дБА, а грузовых и автобусов, в зависимости от массы и мощности двигателя, лежать в пределах 76 - 80 дБА. Уровень внутреннего шума в зависимости от типа автотранспортного средства должен составлять 78 - 82 дБА.

Совершенствование систем питания и зажигания ДВС, ужесточение технологических допусков при изготовлении деталей, формирующий камеру сгорания, системы подачи топлива, впускных трубопроводов. Например, переход на Евро-1 требует фактического отказа от карбюраторных двигателей в пользу инжекторных.

Между расходом топлива и количеством выделяемых с отработавшими газами углеродосодержащих соединений, в том числе и токсичных, имеется определенная связь. Чем меньше расходы топлива, тем меньше вредных веществ выбрасывается с отработавшими газами.

Уменьшение выброса вредных веществ на режимах торможения двигателем достигается с помощью экономайзера принудительного холостого хода – клапана, отключающего подачу топлива на этом режиме. На двигателях с впрыском топлива используются электронные системы коррекции состава горючей смеси в зависимости от температурного режима, климатических условий и т.п.

Система термостатирования воздуха, поддерживающая его температуру на входе в двигатель в определенных пределах, обеспечивает оптимальные условия для подготовки горючей смеси, независимо от температуры окружающего воздуха.

Применение систем каталитической нейтрализации на американских автомобилях в первое время снизило экономичность расхода топлива. Однако всё большее внедрение электроники позволило справиться с этой проблемой.

Повышение качества моторных топлив.

Сорт топлива и его качество оказывают большое влияние на токсичность отработавших газов автомобильных двигателей. В частности, снижение содержания ароматических углеводородов, отказ от использования тетраэтилсвинца, снижение содержания серы в дизельном топливе (до 0,05 %).

В настоящее время практически не используется этилированный бензин. Десятилетия нефтеперерабатывающие предприятия использовали тетраэтилсвинец для того, чтобы обеспечить возможность применять низкосортный бензин для форсированных двигателей с высокими степенями сжатия.

Тетраэтилсвинец добавляется к топливу в виде этиловой жидкости, содержащей помимо свинца галоидные соединения, способствующие превращению свинца в летучие соли, которые уносятся с выхлопными газами. Эти содержащие свинец вещества оседают на поверхности земли и окружающих предметов, а также попадают в организм человека.

Кроме того, для улучшения качеств дизельных топлив введены жесткие ограничения на содержание серы. Находящиеся в топливе сероорганические соединения при сгорании образуют окислы серы, приводящие к возникновению кислотных дождей, а также увеличивают выброс твердых частиц.

Принятие специального технического регламента “О требованиях к выбросам автомобильной техникой, выпускаемой в обращение на территории Российской Федерации, вредных загрязняющих веществ” послужило стимулом для улучшения качества топлива, необходимого для этих автомобилей. В результате в положительную сторону меняется структура топливного рынка. Постановлением Правительства от 30 декабря 2008 г. № 1076 введены изменения в топливный регламент “О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту”, на основании которого автомобильный бензин класса Евро-2 с массовой долей серы не более 500 мг/кг будет выпускаться до 31 декабря 2010 г., а дизельное топливо – до 31 декабря 2011 г. Выпуск в оборот автомобильного бензина класса Евро-3 с массовой долей серы 150 мг/кг и дизельного топлива с массовой долей 350 мг/кг разрешен до 31 декабря 2011 г., а класса Евро-4 с массовой долей серы не более 50 мг/кг – до 31 декабря 2014 г.

Переход на топливо более высоких классов позволяет значительно снизить выбросы в атмосферу диоксида серы, полиароматических углеводородов, твердых частиц, повысить эффективность и долговечность работы систем очистки отработавших газов автомобиля. Крупные нефтяные компании Лукойл, ТНК-ВР, Газпром и другие уже выпускают топливо экологических классов Евро-3 и Евро-4 с моющими и многофункциональными присадками. Объем производства низкосернистых дизельных топлив составляет почти 20 % от общего объема производства.

К сожалению, в настоящее время качество топлива на отечественных заправочных станциях зачастую крайне низкое.

Рециркуляция отработавших газов. Для уменьшения выбросов оксидов азота используется рециркуляция – перепуск части отработавших газов 15-20 % из выпускного трубопровода во впускной. Это позволяет снизить температуру горения и, как следствие, уменьшить выбросы оксидов азота на 60-80 % . Однако возрастает потребление топлива.

Нейтрализация отработавших газов.

Совершенствование рабочего процесса и приборов смесеобразования заметно уменьшает загрязнение воздуха, но все же снизить токсичность отработавших газов до необходимого уровня этим путем не удается. Вредные вещества, выходящие из цилиндров двигателя, приходится ликвидировать уже в выпускной системе. Для этого применяются каталитические нейтрализаторы.

Современные каталитические нейтрализаторы существенно снижают загрязнение окружающего воздуха токсичными выбросами автомобиля.

В качестве катализаторов выступают платина, палладий, родий. Металлы-катализаторы используют в виде тончайшей активной пленки, напыленной на поверхность материала-носителя (гранулы Al2O3, SiO2, цеолиты, керамика, фольга из нержавеющей стали). Отработавшие газы проходят через слой катализатора, на котором происходят реакции превращения токсичных компонентов в нетоксичные или менее токсичные. Роль катализатора заключается в обеспечении протекания требуемой реакции и ее ускорении. Современные каталитические нейтрализаторы позволяют снизить содержание в отработавших газах одновременно трех загрязняющих компонентов: CO, CxHy, NOx. В основе нейтрализации лежат реакции:

2 NO + 2CO → N2 + 2CO2

При α > 1;

2NO + H2 → N2 + 2H2O

2 NO+5CO+3H2O→2NH3+5CO2;

2NO+5H2→2NH3+2H2O; При α < 1

(2x+y/2)NO+CxHy+y/3 H2→xN2+y/3 H2O+xCO2+y/3NH3;

Для увеличения N2 по сравнению с NH3 в катализатор вводят добавки рутения и родия. Температурный интервал, в котором наблюдается эффективная работа нейтрализатора, составляет 600-1100 К.

Каталитические нейтрализаторы подразделяют на:

1) окислительные – уменьшающие выброс оксида углерода и углеводородов на 80–90 %. Действуют как дожигатели продуктов неполного сгорания;

2) трехкомпонентные, или бифункциональные, уменьшающие выброс CO, CxHy, NOx на 75–90 %. В трехкомпонентном нейтрализаторе платина и палладий вызывают окисление СО и CxHy, а родий приводит к восстановлению NOx. Кстати, родий – субпродукт при получении платины – наиболее ценный в этой троице. И именно его в первую очередь «отравляет» свинец, содержащийся в бензине.

Степень очистки отработавших газов от CO, CxHy возрастает с обеднением смеси, в то время как наибольшая степень очистки от NOx достигается при обогащенных составах смеси.

Максимальный эффект нейтрализации одновременно по трем компонентам CO, CxHy, NOx значительно возрастает, если в цилиндр двигателя поступает ровно столько воздуха, сколько необходимо для полного сгорания топлива, т.е в узком интервале значений коэффициента избытка воздуха (α = 0,98-0,99). При этом необходимость дозировать топливо с высокой точностью. Поэтому требуется наличие кислородного датчика после нейтрализатора и электронной системы впрыска топлива, которая в зависимости от содержания кислорода в отработавших газах, расхода воздуха и других параметров, задает длительность впрыска топлива.

Нейтрализация обработавших газов осуществляется не только бензиновых двигателях, но и дизельных. В этом случае процесс протекает в три стадии: на первой идет улавливание и дожигание сажи, на второй – восстановление NОx, на третьей – окисление СО и CxHy. Для осуществления первой стадии нейтрализатор устанавливают в комбинации с фильтром. В качестве фильтрующею материала предпочтительна керамика, которая термостойка, прочна, долговечна и обладает высокой фильтрующей способностью. Перечисленные достоинства позволяют осуществлять регенерацию фильтра, поры которого быстро забиваются частицами сажи. Для регенерации используются термический метод (внешний подогрев фильтра отработавшими газами или пламенем) для дожигания сажи, либо применяют присадки к топливу (активаторы), способствующие интенсивному сгоранию частиц сажи. Присадки в количестве 0,02 % обеспечивают надёжную регенерацию фильтра при температуре отработавших газов 600 - 650 К.

Для последующего дожигания оставшейся сажи применяют катализатор на основе оксидов ванадия с обеспечением электроразогрева для инициирования процесса дожигания. Сущность процесса дожигания сводится к следующему. После электроразогрева (инициирования) катализатора на его поверхности образуется некоторое количество свободных радикалов, которые затем десорбируются в газовую фазу и, достигая поверхности частиц сажи в присутствии кислорода, вызывают ее окисление. Таким образом, процесс осуществляется не на поверхности катализатора, а над его поверхностью. Скорость дожигания сажи напрямую зависит от концентрации радикалов над катализатором. Поэтому для интенсификации выхода радикалов с поверхности катализатора в газовую фазу, используют высокочастотное электрическое поле.

После фильтрации и дожигания сажи в отработавших газах протекают реакции каталитического восстановления NОx. Сущность процесса такова. Катализатор, например медный, нагретый до 800 К и выше взаимодействует с оксидами азота по схеме:

2 NOx+2xCu ^≥800K 2xCuO+N2,

C uO+CO Cu+CO2.

Скорость второй реакции ниже, чем первой, поэтому поверхность меди остаётся чистой только на 60-65 %.

На заключительной стадии идет окисление СО и CxHy при температуре 680 - 880 К в присутствии платины и палладия по реакциям:

C O+H2O CO2+H2,

C xHy+ x+y/4 O2 xCO2+y/2H2O.

Окисление СО и низкомолекулярных углеводородов происходит с эффективностью до 95 %. Окисление CxHy происходит труднее. Эффективность последнего процесса составляет порядка 80 %.

Реакции (15) и (16) лежат также в основе работы окислительного каталитического нейтрализатора отработавших газов бензиновых двигателей.

Использование каталитических нейтрализаторов связано со значительными экономическими затратами и трудностями технического и организационного порядка. Увеличивается расход топлива. Для бензиновых двигателей требуется применение только неэтилированного бензина, так как даже одноразовая заправка этилированным бензином приводит нейтрализатор в негодность. В каталитических нейтрализаторах используют драгоценные металлы. Так, на один нейтрализатор идет 1,5–3,0 г платины. Предъявляются более строгие требования к конструкции и технологии изготовления приборов питания и зажигания, к соблюдению установленных регулировок. В связи с этим возрастает стоимость автомобиля. Так, в современных автомобилях зарубежного производства на системы нейтрализации и электронные устройства приходится до 10–12 % от его общей стоимости. Не смотря на все это экологическая обстановка заставляет автомобилестроителей во всем мире переходить на оснащение автомобильного транспорта системами нейтрализации.

Поддержание технического состояния, т.е. своевременное техническое обслуживание и ремонт, регулировка агрегатов в пределах допусков заводов-изготовителей.

Использование новых рабочих процессов. В числе перспективных рабочих процессов двигателей - использование переобеднённой смеси, т.е. работа в диапазоне α = 1,4-1,6. Как видно из диаграммы на рис. 3, даже при отсутствии нейтрализатора можно значительно снизить содержание CO, CxHy, NOx.

Использование новых видов топлива.

Необходимость экономии невозобновляемых источников энергии и постепенный рост стоимости традиционных нефтяных топлив стимулирует переход на альтернативные (нефтяным) виды моторного топлива.

Однако использование водорода связано с целым рядом серьезных технических и организационных проблем по его получению, транспортировке, хранению, отпуску потребителям. И хотя эти вопросы постепенно разрешаются, в обозримом будущем вряд ли возможно его массовое применение в автотранспорте. Это же можно сказать и о смешанном топливе, содержащем водород.

В странах с жарким климатом распространение получили автомобили с двигателями, работающими на спиртовых топливах (метаноле и этаноле). Применение спиртов снижает выброс вредных веществ на 20–25 %. К недостаткам спиртовых топлив относится существенное ухудшение пусковых качеств двигателя и высокая коррозионная агрессивность и токсичность самого метанола. В России спиртовые топлива для автомобилей в настоящее время не применяются. Метанол слишком токсичен и поэтому маловероятно его широко использование в качестве топлива для автомобилей.

На сегодняшний день наиболее экологичным и удобным в применении является сжиженный газ, при сгорании которого образуется в два раза меньше CO и CxHy по сравнению с бензином.

К преимуществам газового топлива относятся высокое октановое число и возможность применения нейтрализаторов. Однако при их использовании уменьшается мощность двигателя, а большая масса и габариты топливной аппаратуры снижают эксплуатационные показатели автомобиля. К недостаткам газообразных топлив относится также высокая чувствительность к регулировкам топливной аппаратуры. При неудовлетворительном качестве изготовления топливной аппаратуры и при низкой культуре эксплуатации токсичность отработавших газов двигателя, работающего на газовом топливе, может быть даже выше, чем у бензинового варианта.

Одним из перспективных направлений улучшения качества атмосферного воздуха в крупных городах является применение гибридных силовых установок на автомобильном транспорте, позволяющих более эффективно использовать энергию и минимизировать выбросы загрязняющих веществ (ЗВ) и парниковых газов (ПГ). За первые полгода 2009 г. в Россию ввезено около 5000 подержанных гибридных автомобилей Toyota Prius. Исследования показали, что в городских условиях автомобиль с гибридным двигателем экономичнее дизельного на 37%, а бензинового на 41%.