Одно из первых мест в общем уровне токсичности занимает сажа, так как, во – первых, ее выбросы значительны (определяют повышенную дымность) и достигают по массе 1 % от расхода топлива, во – вторых, она выступает в роли накопителя ПАУ. Так, выбросы сажи дизелем 6Ч 15/18 в смену достигают 1,2…1,6 кг, а дизелем 6Ч 13/14 – до 3 кг. Наличие сажи в ОГ приводит к появлению неприятных ощущений, загрязненности воздуха и ухудшению видимости. Частицы сажи высокодисперсны (диаметр 50…180 нм, масса не более 10—10 мг), поэтому они долго остаются в воздухе, проникают в дыхательные пути и пищевод человека. Подсчеты показывают, что частицы сажи размером до 150 нм могут находиться в воздухе во взвешенном состоянии около восьми суток. Если относительно крупные частицы сажи размером 2… 10 мкм легко выводятся из организма, то мелкие размером 50…200 нм задерживаются в легких и вызывают аллергию.
Высокое содержание сажи (20…90 %) является обычным для частиц в ОГ дизельных двигателей. Частицы сажи сформированы в так называемой газовой стадии и вызваны неполным процессом сгорания. При этом частицы меньше 50 нм, обнаруживаемые в дизельной эмиссии, в основном образованы из серы, которая все еще входит в состав дизельного топлива.
Бензапирен относится к группе полициклических ароматических углеводородов, отличающихся высокой канцерогенностью, и является среди них наиболее опасным. Данное вещество в 3 млн раз токсичнее оксида углерода (II) и в 40 тыс. раз – оксидов азота.
Проблема предотвращения загрязнения окружающей среды канцерогенными ПАУ выходит за рамки крупных промышленных городов. Повышенное содержание бензапирена наблюдается повсеместно, причем отмечено сезонное колебание концентрации бензапирена в почве сельскохозяйственных полей. Опасность подобного загрязнения заключается в возможности перехода бензапирена в возделываемые культуры, а затем в организм человека. Наибольшее его количество найдено в пробах кочанной капусты (15,6…24 мкг/кг), наименьшее – в пробах помидоров (0,22 мкг/кг). В хлебном зерне его содержится от 0,68 до 1,44 мкг/кг.
Среди вредных соединений ОГ дизелей оксиды азота являются одними из наиболее токсичных выбросов после бензапирена (NOx в 75 раз токсичнее оксида углерода (II)).
Оксиды азота раздражающе действуют на слизистые оболочки глаз, носа, остаются в легких в виде азотной и азотистой кислот, образующихся в результате их взаимодействия с влагой верхних дыхательных путей. Опасность воздействия оксидов азота заключается в том, что отравление организма проявляется не сразу, а постепенно, причем каких‑либо нейтрализующих средств нет.
Важность мероприятий, направленных на уменьшение содержания оксидов азота в ОГ двигателей, объясняется как отрицательным влиянием на здоровье людей, так и тем, что они являются причиной образования смога, выпадения кислотных дождей.
Оксид углерода (II) является одним из основных нормируемых параметров, так как составляет значительный объем токсичных соединений, входящих в ОГ дизелей. Попадая в организм человека вместе с вдыхаемым воздухом, СО снижает функцию кислородного питания, выполняемую кровью. Он вытесняет кислород из крови и образует с гемоглобином стойкое соединение – карбоксигемоглобин. Вступая в реакцию с гемоглобином крови, СО блокирует его возможность снабжать организм кислородом. В результате этого у человека наступает удушье, нарушаются функции центральной нервной системы, возможна потеря сознания.
Наибольшей опасности отравления оксидом углерода (II) подвергаются люди, находящиеся в закрытых, плохо проветриваемых помещениях
рядом с работающим двигателем. Опасно также находиться в кабине транспортного средства с негерметичной системой выпуска ОГ.
Из огромного количества углеводородных соединений различных классов наиболее активную роль в образовании смога играют олефины. Вступая в реакции с оксидами азота под воздействием солнечного облучения, они образуют озон и другие фотооксиданты – биологически активные вещества, вызывающие раздражение глаз, горла, носа, заболевания этих органов у человека и наносящие ущерб растительному и животному миру.
В России действуют природоохранные стандарты ГОСТ 17.2.2.05–97 «Охрана природы. Атмосфера. Нормы и методы определения выбросов вредных веществ с отработавшими газами дизелей, тракторов и самоходных сельскохозяйственных машин» и ГОСТ 17.2.2.02–98 «Охрана природы. Атмосфера. Нормы и методы определения дымности отработавших газов дизелей, тракторов и самоходных сельскохозяйственных машин» (введены в действие соответственно с 01.06.1999 г. и 01.01.2000 г.). Стандарты в части методов определения дымности и выбросов оксидов азота, оксида углерода и углеводородов в основном соответствуют международному стандарту ИСО 789/4—86 «Сельскохозяйственные тракторы. Методы испытаний. Часть 4. Измерение дымности отработавших газов» и Правилам ЕЭК ООН № 96 «Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения дизелей для установки на сельскохозяйственных и лесных тракторах в отношении выброса этими дизелями загрязняющих веществ». В то же время установленные этими государственными стандартами нормы выбросов и дымности менее жесткие, чем регламентированные Правилами № 96 на дизели, предназначенные для установки на сельскохозяйственные и лесные тракторы.
Существующие предельные значения выбросов в странах Евросоюза приведены в нормативах «
