Sēņu atsvešināšanās zona • Arkādijs Kuramšins • Zinātniski populāri uzdevumi "Elementiem" • Ķīmija, bioloģija

Sēņu zona

Uzdevums

Rospotrebnadzor iesaka: "Savākt sēnes prom no ceļiem, maģistrālēm, ārpus apdzīvotas vietas, ekoloģiski tīras teritorijas." Nav ieteicams savākt sēnes tuvāk par 500 metriem no pārāk noslogotiem vietējiem ceļiem un mazāk nekā 1000 metru attālumā no lieliem ceļiem ar augstu satiksmes blīvumu (ja mežs ir ļoti blīvs un bez pļavām, šos attālumus var samazināt uz pusi) . Situācija ir līdzīga lidlaukiem – pat mazie gaisa kuģi, pat ilgi pamesti: jums nevajadzētu izvēlēties sēnītes tuvāk nekā dažus simtus metru no tiem. Bet dzelzceļam "sēņu atsvešināšanās" zona ir daudz mazāka – tikai 50 metru attālumā no dzelzceļa. Tomēr tas pats noteikums attiecas arī uz jauniem ceļiem, kas nodoti ekspluatācijā pēc 2003.gada 1.jūlija: ir tikai droši izvēlēties sēnes tikai 50 metru attālumā no ceļa. Paskaidrojietkāda iemesla dēļ šāda sanitārajām normām atšķiras dažāda veida ceļi un dažādi transporta veidi.


1. padoms

Vai motora, dīzeļdzinēja un dzenskrūves piedziņas dzenskrūves vai helikopteri darbojas atšķirīgi? Vai viņiem vajadzīga cita vai vienāda degviela?


2. padoms

Frāze "Sēnes absorbēt izplūdes komponentus" ir diezgan izplatīta. Kā var mainīties automobiļu, aviācijas un dīzeļdzinēju izplūdes gāzu sastāvs.


3. padoms

Atcerieties, ka elementu atvasinājumi ir visgrūtāk pievienojušies vielu apritei dabā un, kā rezultātā, ir sliktāk izvadīti no ķermeņa.


Šķīdums

Parasti sēņu sagūstīšanas draudi ir izskaidrojami vispār: "kad kurināmais deg, vielas, kas var izraisīt kancerogēnu, mutagēnu un toksisku ietekmi uz cilvēka ķermeni, nokļūst gaisā un augsnē ar izplūdes gāzēm."

No problēmas apstākļiem var saprast, ka vielas, kas iekļūst (vai / vai nokrist) vidē vai drīzāk augsnē (sēnīšu pieaugušais augļu ķermenis uzkrāj bīstamas vielas no augsnes), ar automobiļu, dzenskrūvju un helikopteru izplūdes gāzēm ir bīstamākas ķermenim, nevis vielām no dzelzceļa lokomotīvju izplūdes gāzēm. Šāda atšķirība ir radusies, kā ir viegli uzminēt, izmantojot dažādu veidu dzinējus un dažādu degvielu.

Skrūves aviācijas dzinēji un lielākā daļa automašīnu ir benzīna iekšdedzes dzinēji, kuros iepriekš saspiestu gaisa un degvielas maisījumu aizdegas ar elektrisko dzirksteli.Ir svarīgi, lai šis maisījums būtu labi saspiests, bet tas nav eksplodēts priekšlaicīgi (no saspiešanas un augstas temperatūras). Šo īpašumu sauc par detonācijas izturīgu degvielu. Tīrais benzīns – eļļas frakcija, kas iegūta destilējot, nav piemērota benzīna motora degvielai. Lai uzlabotu pretbloķēšanas īpašības, benzīnu var ķīmiski pārveidot un / vai pievienot tam ar pretbloķēšanas piedevām.

Dīzeļmotoru dzinēji pārsvarā ir dīzeļmotori un darbojas degšanas kamerā izsmidzinātās degvielas pašaizdegšanās dēļ, kas rodas no sasildīšanas gaisa iedarbības kompresijas laikā. Dīzeļdzinēji ir vairāk "visēdāji": kā degviela var izmantot gandrīz visas smagās eļļas izšķīdināšanas smagās frakcijas no petrolejas uz mazutu un pat jēlnaftu, kā arī rapšu sēklu eļļu, lietotu cepamo eļļu utt. Turklāt visi šie dīzeļdegvielas veidi ir piemēroti vai modifikācija.

Visbeidzot, jāpiebilst, ka "lielajā aviācijā" galvenokārt tiek izmantoti petrolejas dzinēji, taču tas nav svarīgi problēmas risināšanai – lidostu drošības zona parasti ir diezgan liela, tādēļ sīpoli neietilpst ļoti tuvu.

Jebkura degviela, kas iegūta no naftas, ir maisījums, kas galvenokārt sastāv no piesātinātajiem un aromātiskajiem ogļūdeņražiem. Vienīgā atšķirība ir detaļās: piemēram, benzīna – petrolejas – mazuta sērijas sērijā palielinās ogļūdeņražu molekulmasa un viršanas temperatūra.

Ja mēs salīdzinām mūsdienīgo benzīna un dīzeļdzinēju vidējo izplūdes gāzu sastāvu, mēs redzam, ka būtiski neatšķiras no katra motora izstaroto kaitīgo vielu saturs. Zemāk ir tabula no izstrādājuma Izplūdes gāzes. Tomēr tajā ir dati par dīzeļdzinēju automobiļu dzinējiem, taču dīzeļlokomotīvju dīzeļdzinēji strādā pēc tāda paša principa kā automobiļi, tādēļ radinieks to izplūdes gāzu sastāvs būs ļoti tuvs, ja ne identiski.

Komponenti
izplūdes gāzes
Dzinēji
Benzīns automobiļiDīzeļa
Slāpeklis, tilp.%74-7776-78
Skābeklis, tilp.%0,3-8,02,0-18,0
Ūdens (tvaiki), tilp.%3,0-5,50,5-4,0
Oglekļa dioksīds, tilp.%0,0-16,01,0-10,0
Oglekļa monoksīds,% pēc tilpuma0,1-5,00,01-0,5
Slāpekļa oksīdi, tilp.%0,0-0,80,0002-0,5
Ogļūdeņraži, tilp.%0,2-3,00,09-0,5
Aldehīdi, tilp.%0,0-0,20,001-0,009
Soti, g / m30,0-0,040,01-1,1
Benzopirēns, g / m310-20×10−610×10−6

Izplūdes gāzu toksiskas un mutagēnas sastāvdaļas ir ogļūdeņražu degvielu nepilnīgas sadegšanas produkti – oglekļa monoksīds (oglekļa monoksīds), ogļūdeņraži, aldehīdi, kvēpi un benzopirēns, kā arī sadegšanas procesā radušies slāpekļa oksīdi.No tiem tikai augsnē var uzkrāties tikai ogļūdeņraži, kvēldiegi un benzaprīni, bet pārējie ir bīstami tikai ar izplūdes tiešu ieelpošanu. Ilgākā laika posmā, oglekļa monoksīds, sajauc ar atmosfēru un lēnām oksidētu uz oglekļa dioksīdu, slāpekļa oksīdu vai reakciju produktu to ar ūdeni – slāpekļskābes un slāpekļa skābes un to sāļi – tiks absorbē augi, aldehīdi oksidētā uz spirtu, kas ir pielīdzināmi ar mikroorganismiem, vai gāzveida ogļūdeņražu (metāns, etāns, propāns un butāni) arī nonāk atmosfērā un tur tiks iesaistīti ķīmiskajos procesos, nevis augsnē.

Salīdzinājums izplūdes dīzeļdegvielas un benzīna dzinējiem liecina, ka tie daudz neatšķiras no "bagātināšanai" no augsnes bīstamo vielu: benzapirenov izceļas apmēram tāds pats, dīzeļdzinēju izdala vairāk kvēpiem, bet benzīna auto – vairāk ogļūdeņraži. Faktiski tas bija būtisku atšķirību trūkums, kas noveda pie tā, ka jaunajiem ceļiem un dzelzceļam sēņu savākšanas "sanitārās normas" ir vienādas.

Zīm. 2 Plakāts "Uzmanieties saindēšanās Svina benzīna" un līdzīgas zīmes, brīdinot par briesmām svinu saturošam benzīnam,ko izmanto, lai žautos degvielas uzpildes stacijās. Mākslinieki V.V. Danilovs, D.A. Dmitrijevs, 1956. Attēls no litfund.ru

Izrādās, ka tabulā nav norādīts ceļa bīstamības iemesls. Bet tas ir loģiski, jo vissmagākās augsnes vielas kopš 2003. gada jūlija Krievijā automobiļu dzinēju izplūdes gāzēs vienkārši nav jāveido (likuma Nr. 34-FZ dēļ). Tie ir organiskie un neorganiskie svina savienojumi, kas atrodas izplūdes gāzēs, jo ilgu laiku, lai palielinātu dzinēja jaudu un palielinātu benzīna oktāna skaitli, tika izmantots svinu saturošs benzīns, kam tetraetila svins tika pievienots kā pretsalipes piedeva (Pb (C2H5)4) Bet aviācijas benzīna, kas tiek izmantots skrūvju aviācijai, tetraetila svins tiek izmantots līdz šai dienai.

Tā kā "svina" piedevas tika izmantotas diezgan ilgu laiku, pilnīgi un nepilnīgi sadegot tetraetilsvilnu, protams, uzkrāta pa ceļiem. Ja jūs zināt vidējo gada nobraukumu un degvielas patēriņu, varat novērtēt katastrofas mērogu. Svina saturs svina benzīnā svārstījās no 0,15 līdz 0,37 g / l, un, piemēram, 1995. gadā Krievijā bija 19,6 miljoni automašīnu.Saskaņā ar dažiem datiem kopējais svina saturs atmosfērā no autotransporta šajā gadā ir aptuveni 4000 tonnas.

Vēji no svina aerosoliem izplūdes gāzu emisijas attālumā no automaģistrālēm uz kilometru. Ceļa veģetācija samazina šo efektu (vājina vēju un absorbē kaitīgas vielas), tāpēc tas ir viens no iemesliem, kādēļ mežaudzes jostas tika apstādītas pa ceļiem, kas šķērso izmantoto lauksaimniecības zemi.

Kopš 20. gadsimta septiņdesmito gadu beigām PSRS sāka atteikšanos no tetraetilsvina izmantošanas, kas, kā jau minēts, beidzās 2003. gadā. Tomēr ceļa malām joprojām ir smags piesārņojums ar svinu, un tā kā tā un tā atvasinājumi pieder pie pirmās bīstamības klases, joprojām būtu jāatturas no sēņu savākšanas uz automaģistrālēm neatkarīgi no tā, cik vilinoši ideja "novietota ceļa malā, iegāja mežā, ieguva pilnu bagāžnieks. "


Pēcvārds

Svinu saturošs benzīns vai, visticamāk, benzīns, kas satur tetraetilsvilu, kopš 20. gadsimta 20. gadiem masveidā ražots. Vienā reizē viņš atļāva masveidā ražotām automašīnām kļūt par konkurentu un pēc tam izraut transportlīdzekļus zirgu pārvadāšanai.Bet neskatoties uz to 2010.gadā tika iekļauts žurnālā Laiks piecdesmit sliktāko izgudrojumu sarakstā cilvēces vēsturē.

Oktānaarmas benzīna un citu degvielu izgudrotājs sers Harijs Ricardo (1885-1974). Foto no imechearchive.wordpress.com

Benzīna iekšdedzes dzinējos saspiesta gaisa un degvielas maisījumu aizdedzina ar elektrisko dzirksteļu palīdzību. Lai efektīvi darbotos motors, ir nepieciešams, lai šis maisījums būtu pēc iespējas saspiests, tas ir, pēc iespējas zemākam tilpumam. Maisījuma zudums ar maksimālu kompresiju palielina lietderīgā darba apjomu, kas, paplašinot, veido maisījuma sadegšanas produktus, kas ietekmē gan automašīnas ātrumu, gan degvielas patēriņu. Bet dažreiz degviela, kad saspiests eksplodē pats, pirms dedzināšana dzirksteles. Šo "pašaizsardzību" sauc par detonāciju. Detonācija samazina motora efektivitāti un veicina tā ātrāku nolietošanos (ņemiet vērā, ka vienlaicīgi dīzeļdzinēja darbības pamatā, gluži pretēji, ir spēja sevi aizdegties kompresijas laikā). Degvielas spēju pretoties detonācijai kompresijas laikā sauc par oktāna skaitli. Britu inženieris Harijs Rikardo ierosināja 1921. gadā pirmo ogļūdeņražu degvielas oktāna skalu.

Zemā oktāna skaitlis (apmēram 66 vienības) tiešās destilācijas benzīnās (iegūts tikai ar eļļas izlabošanas palīdzību, tas ir, ar fizikālām metodēm un bez turpmākas destilēta frakcijas ķīmiskās apstrādes) neļāva palielināt iekšdedzes dzinēju jaudu, sadedzinot degvielas-gaisa maisījumu un attīstot lielus ātrumus.

Thomas Midgley (1889-1944). Foto no ru.wikipedia.org

1921. gadā amerikāņu inženieris Thomas Midgley (Thomas Midgley, vecie avoti – Thomas Midgley) atklāja, ka 1852. gadā iegūtais pirmais organometalliskais savienojums un tetraetilsvīns, kas citur nebija izmantots, paaugstināja benzīna oktānskaitli. Divus gadus vēlāk, 1923. gadā, trīs amerikāņu korporācijas – General Motors, DuPont un Standard Oil izveidoja Ethyl Gasoline Corporation kopīgu uzņēmumu. Vārds "etils" virsrakstā tika izmantots tieši tā, lai cilvēki nebaidītos ar vārdu "svins". Gandrīz uzreiz darba ņēmēji sāka parādīties hroniskas svina saindēšanās pazīmes. 1924. gadā pats Midgli devās atļauties atgūties no saindēšanās ar svinu, bet viņš šo faktu slēpa. Viņš, tāpat kā "Ethyl Corporation", vienmēr ir ievērojis praksi droši noraidīt zāļu toksicitāti.

Mūsu valstī tetraetila svins netika izmantots līdz 1942. gadam.Bet, saskaņā aizdot-Izīrē sabiedroto puses kravas un amerikāņu un britu kaujinieki saņēmuši, PSRS bija ātri nopirkt etilspirtu šķidrumu pievienot tetraetilsvins iekšējā benzīna palielināt savu detonācijas spējas – zems oktānskaitli padomju benzīna izraisīja strauju pasliktināšanos ASV un Lielbritānijas dzinēju paredzēts augstākajai oktānskaitļai. Etil šķidrums bija risinājums tetraetilsvina jo bromoethane vai dibromopropane (pirms viņa stāvēja uz degvielas uzpildes stacijas cisternās ar brīdinājumu, ka saka "etil – indi!"). Broma savienojumi ir ne tikai labi izšķīst tetraetilsvins, kas ļauj ievadīt to benzīnu, bet arī veicināja to, ka sadedzināšana tetraetilsvins viegli devies ar izplūdes gāzēm, un nav atrisināts uz dzinēja detaļām. Pirmkārt, etilirovanie benzīna tika organizēta armijas kurināmā noliktavas, un pēc tam – naftas pārstrādes rūpnīcās.

Tetraetilsvilda piedevu izmantošanas ierobežošana, kas saistīta ar apkārtējās vides svina saindēšanu, sākās, kad tās tika izgudrotas – ASV.Šis process norisinājās kopš 1970. gada, un līdz 1986. Gadam svina benzīna ražošana un izmantošana bija pilnīgi aizliegta. Eiropā tetraetilsvils tika aizliegts 2000. gadā (lai gan dažas valstis to atcēla iepriekš), Krievijā – 2003. gadā (lai gan atkal lielākā daļa transportlīdzekļu līdz aizliegumam jau tika pārveidoti par videi draudzīgākām degvielas versijām). Pašlaik tetrametilsvils joprojām tiek izmantots Jemenā, Palestīnā, Afganistānā un Ziemeļkorejā.

Tagad benzīna oktānskaitlis tiek palielināts divos veidos. Pirmais – benzīna taisnas sacensības – ķīmiskā pārstrāde. Šādas metodes ietver plaisas un reformēšanas procesus, kuros garās ogļūdeņražu ķēdes tiek sadalītas īsākos, un notiek lineāru ogļūdeņražu izomerizācija uz sazarojumiem (ogļūdeņraži ar garām un lineārām ķēdēm samazina degvielas oktāna skaitli un palielina to ar īsām un sazarotajām).

Piesakies un pretslīdes piedevas. Tie ir arī organometalliskie savienojumi – cymantrene (tricarbonyl (η5-ciklopentadienil) mangāna, Mn (η5-C5H5) (CO) un ferocēna (bis-η5-ciklopentadienil (II), η5-C5H5)2Fe).Kad šīs vielas tiek sadedzinātas, mangāna un dzelzs oksīdi praktiski nav bīstami videi, tomēr šo oksīdu cietās daļiņas (piemēram, kā tetraetilēna svina degšanas produkti) var izraisīt piesārņošanu ar motoru. Lai palielinātu oktāna skaitli, jūs varat pievienot degvielai un skābekli saturošiem savienojumiem – spirtiem un ēteriem (etanola oktānskaitlis ir 100 vienības), bet neliela daudzuma pretsalipes piedevu pievienošana tiešā ķīmiskā pārstrādes produktam ir daudz efektīvāka nekā vienkārši pievienojot lielu daudzumu piedevu iegūtai benzīna eļļas frakcijai tikai ar eļļas labošanu bez turpmākas ķīmiskās apstrādes.


Like this post? Please share to your friends:
Atbildēt

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