Vliv vůně benzínu na lidský organismus a možné následky
CHEMICKÉ SLOŽENÍ VÝFUKOVÝCH PLYNŮ VOZIDLA, JEHO VLIV NA LIDSKÉ ZDRAVÍ
Kolbasina N.I. 1, Kotov M.M. 1
1 Altajská dopravní vysoká škola
Práce ve formátu PDF
Text práce je umístěn bez obrázků a vzorců.
Plná verze práce je k dispozici v záložce “Job Files” ve formátu PDF
Složkou znečištění ovzduší jsou tisíce chemických sloučenin, zejména kovy nebo jejich oxidy, toxické látky a aerosoly. Podle Světové zdravotnické organizace (WHO) se v současnosti v praxi používá až 500 tisíc chemických sloučenin. Navíc asi 40 tisíc sloučenin má vlastnosti, které jsou velmi škodlivé pro živé organismy, a 12 tisíc je toxických.
Nejčastějšími znečišťujícími látkami jsou popel a prach různého složení, oxidy neželezných a železných kovů, různé sloučeniny síry, dusíku, fluoru, chloru, radioaktivní plyny, aerosoly atd. Největší znečištění ovzduší pochází z oxidů uhlíku – asi 200 milionů tun ročně, prach – asi 250 milionů tun ročně, popel – asi 120 milionů tun ročně, uhlovodíky – asi 50 milionů tun ročně.
Jedním ze zdrojů znečištění ovzduší jsou motorová vozidla, jejichž provoz způsobuje obrovské emise nejrůznějších chemikálií. Ve městech se jezdí obrovské množství aut s dieselovými motory. Je ale známo, že výfukové plyny z dieselového motoru obsahují mnohem více toxických a jedovatých látek než z motoru s karburátorem. Více než 200 látek škodlivých pro lidský organismus je obsaženo ve výfukových plynech spalovacích motorů (ICE), jejichž základem je: oxid uhelnatý a dusnatý, dusík a oxidy siřičité.
Situaci s výfukovými plyny vozidel dále zhoršuje skutečnost, že ve všech ruských městech prakticky neexistuje monitorování výfukových plynů na obsah CO. Stanice údržby nejsou vybaveny přístroji pro analýzu plynů a seřízení motorů automobilů.
Podle statistik průměrně jeden osobní automobil vypustí do ovzduší asi jeden kilogram různých toxických a karcinogenních látek za den. Navíc se takové látky mohou akumulovat a zůstat v životním prostředí až 5 let.
Výfukové plyny se často týkají všech emisí do městské atmosféry, včetně kotelen, továren a dalších průmyslových podniků. Ve skutečnosti se tento termín správně vztahuje pouze na emise z dopravy, které vznikají v důsledku zpracování paliva. Říká se jim také odpadní plyny.
Výfukové plyny jsou produktem práce spalovacích motorů a vzhledem k rychlému nárůstu počtu přeprav za posledních 50 let a zejména nárůstu osobních vozidel ve městech se výfukové plyny v ovzduší měst usadily vážně a dlouhodobě a jejich počet jen roste.
Je důležité vědět, že pouze jedno auto je schopno vypustit do ovzduší asi kilogram takových škodlivých sloučenin za jediný den. Vozidla, jejichž motory běží na naftu spíše než na benzín nebo plyn, mají větší škodlivý účinek na lidské zdraví, vegetaci, zvířata, půdu a vodní zdroje a produkují větší množství sazí.
Nákladní automobily a autobusy produkují podle statistik více výfukových plynů než osobní automobily. Tato skutečnost přímo souvisí s provozním režimem a objemy spalovacích motorů automobilů.
Například osobní automobil vyprodukuje asi 220 mg/m3 oxidu uhelnatého za den, autobus 230 mg/m3 a malý nákladní automobil až 500 mg/m3. Osobní automobil vyprodukuje 45 mg/m3 oxidu dusíku, autobus 18 mg/m3 a malý nákladní automobil 70 mg/m3. Také autobus na rozdíl od osobního auta neustále vypouští do ovzduší oxidy síry, uhlíku a sloučenin olova.
Výfukové plyny automobilů jsou kombinací dvou set až tří set chemických sloučenin, které lidskému organismu dosti škodí. Vznikají spalováním různých automobilových paliv a uvolňují se do volné atmosféry. Největší množství toxinů je přítomno ve výfukových plynech při volnoběhu motoru a při snížených otáčkách. V takových režimech dochází ke špatnému vyhoření paliva a ke ztrátě nespálených palivových článků dochází v množství více než desetkrát vyšším než emise ve standardním režimu vozidla.
Výfukové plyny různých druhů paliv mohou obsahovat takové škodlivé prvky, jako jsou:
oxidy dusíku a uhlíku;
oxidy dusíku a siřičité;
různé sloučeniny olova;
Obsah základních chemikálií ve výfukových plynech spalovacích motorů se liší podle typu motoru, benzínu nebo nafty, ale hlavní soubor zůstává stejný (tab. 1). Když motor běží na olovnatý benzín, olovo je přítomno ve výfukových plynech a u motorů na motorovou naftu jsou přítomny saze.
Chemické složení výfukových plynů automobilů
Objemový zlomek v benzínovém motoru, %
Objemový podíl v dieselovém motoru, %
Oxid uhličitý CO2
Oxid uhelnatý (CO – oxid uhelnatý)
Oxid siřičitý SO2
Jak je patrné z tabulky, složení výfukových plynů je značně různorodé a většina složek je toxická. Na základě chemického složení a vlastností, jakož i charakteru působení na lidský organismus se dělí do skupin.
Jedná se o netoxické látky (dusík, kyslík, vodík, vodní pára, oxid uhličitý a další přirozené složky atmosférického vzduchu).
Je to oxid uhelnatý nebo oxid uhelnatý (CO) je produktem nedokonalého spalování paliva, působí narkoticky a dráždí kůži a sliznice. Oxid uhelnatý se při vdechování váže na hemoglobin v krvi, vytlačuje z něj kyslík, což má za následek hladovění kyslíkem, které postihuje především centrální nervový systém. Vysoké koncentrace oxidu uhelnatého, dokonce i krátkodobá expozice, mohou způsobit smrt; malé dávky způsobují závratě, bolesti hlavy, únavu a pomalou reakční dobu. Oxid uhelnatý je jedním z faktorů, které způsobují onemocnění srdce – anginu pectoris, tzn. snížení přenosu kyslíku do tkání, zvláště škodlivé pro myokard (srdeční sval).
Obsahuje oxidy dusíku – NO a NO2. Způsobuje silné podráždění očních sliznic při vysokých koncentracích oxidů dusíku (nad 0,004 %) se objevují astmatické projevy a plicní edém.
Tato skupina zahrnuje různé uhlovodíky (přípojky typu CxHy). Uhlovodíky spolu s toxickými vlastnostmi mají také karcinogenní účinky. Benzopyren (C29H12), obsažený ve výfukových plynech benzínových a naftových motorů, je zvláště karcinogenní.
Tuto skupinu tvoří organické sloučeniny – aldehydy. Výfukové plyny obsahují především formaldehyd, akrolein a acetaldehyd. Tyto sloučeniny dráždí zrakové orgány, dýchací cesty a poškozují centrální nervový systém, ledviny a játra. S fotochemickým smogem se zanítí oči, sliznice nosu a krku, zaznamenají se příznaky dušení, exacerbace plicních a nervových onemocnění a bronchiální astma.
Složkami této skupiny jsou saze a další rozptýlené částice. Adsorbcí benzopyrenu na svém povrchu působí saze silněji negativně než v čisté formě. Saze, stejně jako jakýkoli jemný prach, ovlivňují dýchací systém, ale hlavním nebezpečím je, že se na nich adsorbují karcinogenní látky, a proto se zvyšuje riziko rakoviny.
Do této skupiny patří sloučeniny síry – anhydrid kyseliny sírové, sirovodík, který se vyskytuje ve výfukových plynech při použití paliva s vysokým obsahem síry. Sloučeniny síry působí dráždivě na sliznice lidského krku, nosu a očí. Oxid siřičitý způsobuje rakovinu. Vdechování vlhkého vzduchu s obsahem oxidu siřičitého je nebezpečné zejména pro lidi trpící kardiovaskulárními chorobami. Dlouhodobé vdechování vysokých koncentrací oxidu siřičitého má na organismus zvláště toxický účinek a způsobuje narušení nervového systému.
Do této skupiny patří olovo a jeho sloučeniny. Tyto složky se objevují ve výfukových plynech při použití olovnatého benzínu.Sloučeniny olova ovlivňují orgány a tkáně těla, nervový systém, gastrointestinální trakt, narušují metabolické procesy a vedou k růstu rakoviny. Nebezpečí otravy sloučeninami olova je umocněno tím, že se jako karcinogenní látky z těla neodstraňují, ale hromadí se v něm, stejně jako v půdě a rostlinách. V lidském těle je olovo zadržováno bílkovinami červených krvinek, poté se dostává do krevní plazmy a dostává se do ledvin, jater a dalších orgánů. Olovo se postupně hromadí v kostech a zůstává v nich po dlouhou dobu.
Poškození dásní, střevní poruchy, onemocnění ledvin, cév a centrálního nervového systému, inhibice syntézy bílkovin, negativní vlivy na genetický aparát buňky jsou důsledkem otravy olovem. Pokud člověk přijímá více než 0,1 mg iontů olova denně vodou, může to vést ke zvýšené únavě, depresi, dysfunkci nervového systému, anémii, selhání ledvin a křečím. Ionty olova lze z vody odstranit jejich vysrážením jako sulfidy.
Otrava olovem i v raných stádiích postihuje mozek, což má za následek snížení inteligence u dětí, zhoršenou koordinaci pohybů a zhoršení sluchu a paměti.
Z 1000 tun škodlivin, které se každý den dostávají do ovzduší z výfuků automobilů, 200 tun oxidu uhelnatého, 800 tun uhlovodíků a dalších sloučenin. Prioritní škodlivou nečistotou ve výfukových plynech vozidel s benzínovým pohonem je oxid uhelnatý (CO), který tvoří v průměru 69 % celkových emisí škodlivých látek. Podíl ostatních nečistot je rozdělen následovně: 17 % tvoří oxidy dusíku (NOx) a 14 % celkové uhlovodíky (CH) (viz příloha 4).
Vzhledem k obsahu škodlivých a dokonce toxických látek ve výfukových plynech automobilů a také neustálému působení takových prvků na lidské orgány mohou způsobit rozvoj akutních a chronických onemocnění.
Automobil by byl mnohem šetrnější k životnímu prostředí, kdyby jeho motor přeměňoval uhlovodíková paliva výhradně na oxid uhličitý a vodní páru. Jenže. Teplota spalování paliva může být buď příliš vysoká, nebo naopak velmi nízká, což vede k jeho nedokonalému spalování. Kromě toho bychom neměli zapomínat na kvalitu samotného paliva a nečistot v něm obsažených. To vše, jak známo, vede ke vzniku toxických látek: oxidu uhelnatého, oxidů dusíku a síry, nespálených uhlovodíků a dalších plynů, jakož i částic sazí a sloučenin olova.
Emise z dopravy jsou dnes hlavní příčinou znečištění ovzduší ve městě a neustále ovlivňují lidské zdraví.
Složení výfukových plynů je velmi rozmanité a většina složek je toxická. Výfukové plyny z automobilů mohou být zdraví škodlivé a docela vážné. Za prvé, oxid uhelnatý nebo oxid uhelnatý nemá chuť ani vůni, ale ve vysokých koncentracích způsobuje závratě, bolesti hlavy, nevolnost a může vést k mdlobám.
To není celý výčet účinků intenzivně vydávaného, na první pohled nevinného namodralého oparu z tlumiče výfuku auta. Škody způsobené výfukovými plyny automobilů se z velké části vysvětlují karcinogeny – sazemi a benzopyrenem, které přispívají k rozvoji nádorů, zejména zhoubných.
Vzhledem k výfukovým plynům a škodám, které způsobují, musíme dodat o celém účinku tohoto chemického koktejlu: dlouhodobý kontakt s výfukovými plyny vede ke smrti, zejména na otravu oxidem uhelnatým. Největší nebezpečí těchto emisí spočívá v jejich množství, prevalenci a velikosti jemných částic, které umožňují, aby výfukové plyny procházely přirozenými bariérami těla a dostávaly se do plic. Při neustálém vystavení těla výfukovým plynům se může vyvinout imunodeficience a mozkové cévy mohou trpět; nervový, dýchací, kardiovaskulární systém. Navíc většina toxických látek obsažených ve výfukových plynech může interagovat mezi sebou i s ostatními složkami atmosféry, což přispívá ke vzniku smogu.
Výfukové emise přímo ovlivňují vnitřní dýchací orgány a u malých dětí jsou mnohem významnější než u dospělých. Největší koncentrace emisí je totiž na úrovni obličejů malých dětí.
Chemické sloučeniny nacházející se ve výfukových plynech, zejména těžké kovy, mají tendenci se hromadit v těle V důsledku toho začíná struskování těla s následným rozvojem závažných onemocnění.
Výfukové plyny způsobují největší škody řidičům a cestujícím vozidel, kteří musí dlouho stát v dopravních zácpách, protože koncentrace oxidu uhelnatého uvnitř automobilu může překročit maximální přípustné normy. Výfukové plyny z vozidel tvoří smog (smog, z kouře – kouř a mlha – mlha) – toxická mlha ve spodní vrstvě atmosféry. Smog se skládá z mlhy, kouře, částic sazí, prachu a kapiček kapaliny (ve vlhké atmosféře). Škodlivé plyny vstupující do atmosféry spolu reagují a tvoří nové, toxické sloučeniny. Smog složený z dusíku, sloučenin síry a kapiček vody způsobuje podráždění sliznic, bolesti hlavy, komplikace onemocnění dýchacích cest, otoky atd.
Vzhledem k tomu, že výfukové plyny pomáhají snižovat množství kyslíku v krvi a narušují normální výměnu plynů, měli byste vzít tělo na zdravé procházky na předměstí nebo do parku daleko od silnice, abyste se nadýchali dávky čerstvého vzduchu.
Pokud jste neustále vystaveni výfukovým emisím, měli byste si zpestřit jídelníček o antioxidanty, které se nacházejí v bobulích, ovoci, zelené zelenině a zeleném čaji a také semenech, a pít více vody, protože podporuje detoxikaci. Tento „doping“ pomáhá tělu vyrovnat se s následky vdechnutí chemického koktejlu a udržuje zdraví.
Každý člověk by se měl zamyslet nad vážnými důsledky atmosféry nasycené škodlivými chemikáliemi. Život, který nám kdysi dala příroda, by neměly narušovat umělé faktory, které negativně ovlivňují lidské zdraví.
Eliminovat přítomnost motorových vozidel ze života je však nemožné nebo problematické, ale je docela možné a nutné snížit množství škodlivých nečistot obsažených ve výfukových plynech. Jednou z cest k ekologické silniční dopravě je její přechod na alternativní paliva.
V posledních letech dochází k aktivnímu vývoji biologických paliv, elektromobilů a možných úprav motorů, které eliminují uhlovodíkové „krmení“ automobilů a snižují množství škodlivých výfukových plynů. To vše je však zatím spíše otázkou budoucnosti než současnosti, proto je nyní lepší se před emisemi chránit. Pro ochranu lidského prostředí musí vláda přijmout zákony určené k optimalizaci pohybu městské dopravy. Současné zaměření by se navíc mělo soustředit na produkci dopravy šetrné k životnímu prostředí, rozvoj alternativních zdrojů energie pro vozidla, rozvoj půjčovny kol a ekologizaci města.
Čistý vzduch a hodně zdraví!
Reference: