 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
41
Типичный автомобильный двигатель середины 60-х годов выбрасывал с выхлопными газами в
среднем 73 г оксида углерода на каждые 1,5 км пробега. К 1981 г. выброс оксида углерода новыми
автомобилями достиг уровня всего 3,4 г на 1,5 км (данные США).
Для достижения установленного стандарта выхлопные газы смешиваются с воздухом в присутствии
катализатора. Дальнейшее окисление оставшегося оксида углерода происходит в каталитическом
преобразователе (Pt/Pd
– платина-палладий). Именно такая система в настоящее время повсеместно
выбрана для уменьшения выбросов СО в атмосферу. В Москве, например, по решению мэрии не
оформляют покупку автомобилей иностранных марок до 1985 г. выпуска, т. е. без установленных
каталитических дожигателей на выхлопные газы. В США годовые выбросы оксида углерода
постепенно уменьшались начиная с 1976 г., по мере того как новые модели автомобилей с
каталитическими преобразователями выхлопных газов сменяли старые, менее эффективные модели;
общий выброс СО автотранспортом США сократился с 64,3 млн т в 1976 г. до 47,7 млн т в 1983 г., т.е.
на 25%. Одна из причин столь небольшого снижения связана с общей длиной пробега автомобилей,
которая ежегодно возрастает из-за постоянного роста числа автомобилей на дорогах и улицах.
Эффективность каталитических преобразователей со временем уменьшается и необходимо регулярно
осуществлять повторные проверки выхлопных газов автомобилей на содержание СО. Борьба за
качество воздуха во всех странах продолжается, поскольку пробег автомобилей непрерывно растет.
Этот неограниченный рост можно было бы сократить за счет создания новых систем общественного
транспорта, привлекательных для населения и способных широко развиваться, или перехода на
электромобили.
Оксид углерода IV (СО2). Влияние углекислого газа (СО2) связано с его способностью поглощать
инфракрасное излучение (ИК) в диапазоне длин волн от 700 до 1400 нм. Земля, как известно, получает
практически всю свою энергию от Солнца в лучах видимого участка спектра (от 400 до 700 нм), а
отражает в виде длинноволнового ИК-излучения.
С 1850 г. содержание СО2 в атмосфере возросло с 0,027 до 0,033% в связи с техногенной
деятельностью. Человечество сожгло в XX в. ископаемых видов топлива столько, сколько за весь
период своего существования до XX в. Поглощая ИК-излучение, СО2 действует как парниковая пленка.
Подсчитано, что если к 2000 г. среднегодовая температура возрастет на 1°С, то в результате таяния
ледников уровень Мирового океана поднимется на 1,5 м. К счастью, накопление углекислого газа в
атмосфере идет в 2–3 раза медленнее, чем это подсчитано теоретически.
Механизмом вывода углекислого газа из атмосферы является поглощение его в результате
фотосинтеза растений, а также связывание его в океанских водах по реакции: СО2+Н2О+Са
2+
=
=СаСО3+2Н
+
.
Пыль. Причины основных выбросов пыли в атмосферу – это пыльные бури, эрозия почв, вулканы,
морские брызги. Около 15– 20% общего количества пыли и аэрозолей в атмосфере – дело рук человека:
производство стройматериалов, дробление пород в горнодобывающей промышленности, производство
цемента, строительство. Например, во Франции приблизительно 3% общего объема производимого
цемента выбрасывается в атмосферу (около 100 т в год). Пыль, осевшая в индустриальных городах,
содержит 20% оксидов железа (Fе2О3), 15% оксида кремния (SiO2) и 5% сажи (С). Промышленная пыль
часто включает также оксиды различных металлов и неметаллов, многие из которых токсичны (оксиды
марганца, свинца, молибдена, ванадия, сурьмы, теллура).
Американский эколог О. Бартон так охарактеризовал проблему, связанную с запыленностью
атмосферы: «Одно из двух: либо люди сделают так, что в воздухе станет меньше дыма, либо дым
сделает так, что на Земле станет меньше людей».
Пыль и аэрозоли не только затрудняют дыхание, но и приводят к климатическим изменениям,
поскольку отражают солнечное излучение и затрудняют отвод тепла от Земли. Например, так
называемые смоги в очень населенных южных городах (Мехико –
22 млн жителей и др.) снижают
прозрачность атмосферы в 2–5 раз.
Кислород (О2). Кислород на Земле создан самой жизнью. Рис. 4.4 иллюстрирует историю
происхождения кислорода на планете Земля. Примерно 2 млрд лет назад содержание свободного
кислорода в земной атмосфере начало возрастать. После того как из части атмосферного кислорода
сформировался защитный озоновый слой, начали развиваться наземные растения и животные. С
течением времени содержание кислорода в атмосфере значительно менялось, поскольку менялись
уровни его образования и использования [30].