Аннотация
 Скачать 0.51 Mb.
|
|
Окислы азота также содержатся в отработавших газах. В наибольшем количестве встречаются окиси и двуокись азота. В организм они проникают через верхние дыхательные пути. Симптомы отравления проявляются только через 6 ч в виде кашля, одышки, удушья, возможен отек легких. В крови нитриты и нитраты превращают оксигемоглобин в метагемоглобин. Возможны хронические отравления, сопровождающиеся болью в груди, кашлем, болями в области сердца и головными. В помещениях ТОО «Автопарк», как и во всех автотранспортных предприятиях для создания чистого воздуха используется местная и общеобменная вентиляция. Бензол (С6Н6) используют в качестве топлива для автомобилей в смеси с бензином не более 25% по объему. При применении бензола возможны острые и хронические отравления. Хронические отравления бензолом характеризуются изменением сосудистых стенок и поражением кроветворной функции костного мозга. В начальной стадии при хроническом отравлении больные жалуются на головные боли и головокружение, утомляемость, сонливость, раздражительность, общее недомогание, а иногда на коже рук появляются дерматиты или экземы. Острое отравление сопровождается головокружением, шумом в ушах, мышечной слабостью, чувством опьянения. Хранить бензол разрешается только в металлической и герметически закрытой таре на складах, оборудованных вентиляцией, и на открытых площадках под навесом. Приготовление бензино-бензольной смеси допускается только механизированным способом, а при температуре наружного воздуха выше +4°C бензол с бензином смешивается на открытом воздухе. Категорически запрещается засасывать бензол ртом. Для сифонирования рабочие обеспечены насосами-сифонами с шлангами. Пары бензина оказывают вредное действие на центральную нервную систему. Могут быть острые и хронические отравления. При тяжелой степени и при острых отравлениях наблюдается потеря сознания, рефлекторная остановка дыхания, судороги, дрожание конечностей, кашель с мокротой. Хроническая форма отравления сопровождается неврастенией, вегетоневрозами. Едкие щелочи – едкий натр (NaOH) и едкое кали (КОН) используется при обезжиривании и мойке автомобильных деталей. Едкий натр и едкое кали действуют прижигающим образом, на коже образуется струп, под которым щелочь проникает в глубь ткани. При длительной работе и несоблюдении правил техники безопасности могут наблюдаться дерматиты, размягчение и отторжение рогового, появление трещин и сухости кожи. Во избежание повреждения кожи необходимо внедрение механизации и герметизации технологического процесса. Аналогично действию едких щелочей действует и кальцинированная сода (NaСО3), но значительно слабее, чем другие щелочи. В целях предохранения рук от высыхания кожу до работы смазывают ожиряющей мазью, по окончании работы моют руки теплой водой с мылом. Ацетон (СН3СОСН3) – бесцветная с эфирным запахом жидкость. Он обладает наркотическими свойствами и вызывает раздражение кожи. При отравлении ацетоном возникает головная боль, головокружение, общая слабость, состояние легкого опьянения. Мерой предосторожности от воздействия ацетона является устройство эффективной вентиляции. Охлаждающая жидкость – специальная этиленгликолевая низкозамерзающая жидкость, заливаемая в систему охлаждения автомобиля во время его эксплуатации в зимнее время года. Этиленгликоль (СН2ОН – СН2ОН) и его водные растворы крайне ядовиты. Он поражает центральную нервную систему и почки человека. Случайное заглатывание даже небольшого количества охлаждающей жидкости может привести к смертельному исходу. Для предупреждения отравлений охлаждающей жидкостью строго соблюдают общие требования техники безопасности. Использование жидкости допускается только по прямому назначению. Ее перевозка и хранение осуществляется в исправных металлических бидонах с герметическими крышками бочках с завинчивающимися пробками, имеющих приспособления для укрепления пломбы. Тара под охлаждающую жидкость тщательно очищается от твердых осадков, налетов и ржавчины, промывается щелочным раствором и пропаривается. После работы с охлаждающей жидкостью, особенно перед приемом пищи, для предупреждения попадания этиленгликолевых смесей моют руки с мылом. Персонал, занятый на работах с применением охлаждающей жидкости, допускается к работе только после ознакомления с правилами ее применения. Методы испытания на токсичность. Используемый в двигателях в качестве топлива, бензин, сгорая, выбрасывается в атмосферу в виде отработавших газов, которые представляют опасность для здоровья человека. Проблема заключается в неполноте сгорания горючей смеси в камере сгорания двигателя, из-за чего несгоревшая часть выбрасывается в атмосферу, состав которой и представляет собой опасность для человека и для окружающей среды. Полнота сгорания топливной смеси в двигателе определяется экспериментальными методами посредством полного анализа состава отработавших газов. Используемые в настоящее время методы анализа позволяют осуществлять весьма точную количественную оценку компонентов, содержащихся в отработавших газах, в том числе токсичных. В частности, в последние годы получил широкое применение метод анализа отработавших газов автомобилей, давно уже используемый при испытаниях двигателей внутреннего сгорания. На основании данных о количественном составе отработавших газов можно получить ряд ценных сведений о процессе работы двигателя, в частности: определить конечные результаты процесса сгорания, а также установить степень полноты сгорания, обусловленную физическими и химическими факторами; оценить качество процессов образования смеси и газообмена; установить влияние различных факторов на протекание процесса сгорания с целью эффективного воздействия на отдельные его стадии. Зная количественный состав продуктов сгорания, можно определить: коэффициент избытка воздуха; количественное и качественное различие смеси в отдельных цилиндрах многоцилиндрового двигателя; характер протекания процесса сгорания; потери энергии в случае неполного или некачественного сгорания; степень токсичности отработавших газов. Присутствие в отработавших газах несгоревших соединений, таких, как: окись углерода СО, водород Н2, метан СН4, углеводороды СН или элементарный углерод С2 в виде сажи является свидетельством неполного сгорания. Наличие горючих газовых смесей СО, Н2, СН свидетельствует о некачественном сгорании. Сгорание считается неполным при наличии в отработавших газах твердых веществ – сажи и несгоревших углеводородов. В настоящее время существует много методов анализа, позволяющих проводить количественную оценку состава газовых смесей. В данной работе рассматриваются только методы, нашедшие широкое использование. Для анализа отработавших газов применяются методы, основанные на использовании химических свойств отдельных веществ, входящих в состав газовых смесей. К числу химических методов анализа относятся метод Орса и калориметрический метод. К физическим методам относятся методы, основанные на использовании физических свойств исследуемых компонентов: абсорбции (поглощения) инфракрасного или ультрафиолетового излучения исследуемой средой; теплопроводности газов, магнитной восприимчивости кислорода по отношению к другим газам; ионизации при сгорании углеводородов в пламени водородной горелки. Известен также аналитический метод газовой хроматографии, основанный на использовании различных свойств поглощения (сорбции) и испарения (десорбции) заполнителем колонки (сорбентом) отдельных компонентов, содержащихся в проходящем через колонку газе-носителе. Измерительные приборы, используемые для анализа отработавших газов, с точки зрения подачи в них проб газов можно разделить: приборы для периодических или непрерывных измерений компонентов газов, поступающих непосредственно в прибор; приборы для периодических измерений компонентов газов, подаваемых в прибор из емкостей, ранее наполненных отработавшими газами. Более удобными с точки зрения практики исследований двигателей являются приборы для непосредственных измерений. Проба отработавших газов непрерывно вводится в анализирующую систему непосредственно из выпускной трубы работающего двигателя. Время необходимое для определения процентного содержания измеряемого компонента, составляет от 3-10 с. Единственным недостатком приборов данного типа то, что при их помощи можно определить только один из компонентов газовой смеси. Ранее в качестве метода анализа отработавших газов двигателей использовался химический метод Орса, осуществляющийся посредством анализатора с тем же названием. Метод Орса заключается в следующем. Определенное количество отработавших газов последовательно проходит через камеры, заполненные химическими реактивами, подобранными таким образом, что каждый из них поглощает один из компонентов отработавших газов. На основании разницы объемов пробы отработавших газов до и после поглощения определяется объемное содержание анализируемого компонента. В настоящее время данный метод не применяется, так как он является очень трудоемким. Метод абсорбционной спектрофотометрии – колориметрия. Данные методы являются оптическими методами, в основе которых лежит использование воздействия электромагнитного излучения на исследуемую пробу. Наиболее распространенными являются методы абсорбционной спектрофотометрии видимого, ультрафиолетового и инфракрасного излучения. При данных методах используются электромагнитные излучения с длиной волн: видимая область спектра 4*10…8*10 см, ультрафиолетовая область спектра 1*10…4*10 см, инфракрасная область спектра 8*10…3*10 см. Все методы абсорбционной спектрофотометрии основаны на измерении абсорбции (поглощения) электромагнитного излучения с определенной длиной волны исследуемой средой. Максимальное поглощение, соответствующее некоторой определенной длине волны, и тип кривой абсорбции зависят от структуры данной молекулы. Они являются ее специфической характеристикой и могут служить для идентификации молекулы. В целях использования явления абсорбции для анализа отработавших газов необходимо изучить зависимость между концентрацией вещества в растворе и излучением, поглощаемым этим раствором. Наиболее часто используемым методом колориметрических измерений является метод эталонной – аналитической кривой. Он заключается в определении зависимостей между концентрацией (в установленных пределах) окрашенного вещества в растворе и величиной поглощения излучения. Спектрофотометрия в видимом спектре – колориметрия. Важной особенностью поглощения излучения в видимой области спектра является возможность визуального наблюдения явления. Данная особенность использована при разработке методики определения окислов азота в отработавших газах. Чтобы исключить зависимость оценки от индивидуальных свойств человеческого глаза, в приборах для измерения интенсивности излучения использованы фотоэлементы и фотоячейки, с помощью которых производится объективная оценка. Сущность колориметрического метода заключается в избирательном воздействии реагирующего вещества на искомое вещество. В результате такого воздействия получаем окрашенный продукт. Спектрофотометрия в ультра фиолетовой области спектра. Схема спектрофотометра и ультрафиолетового излучения в основном та же, что и у приборов, используемых в диапазоне видимого излучения. Он состоит из источника ультрафиолетового излучения, которым чаще всего является водородная лампа, системы разложения света (кварцевая призма или дифракционная решетка), регулируемого окна, камер с репером – эталонным газом и исследуемым газом, детектора, в качестве которого обычно используют фотоэлементы, чувствительные к ультрафиолетовому излучению, и измерительной электросистемы, действующей по принципу компенсации. Спектрофотометрия в инфракрасной области спектра. Оптическая система спектрофотометра инфракрасного излучения идентична схемам вышеописанных приборов. Различие касается качества конструктивных особенностей отдельных деталей приборов. в качестве источника инфракрасного излучения обычно используют электрически разряженное волокно из агломерированной смеси окислов церия, тория, циркония и иттрия. Для детектирования инфракрасного излучения нельзя использовать фотоэлементы или фотоячейки, так как они не реагируют на данную область излучения. Здесь применяют термопары и чувствительные диафрагменные конденсаторы. Учитывая сложность спектральной картины поглощения в инфракрасной области, в данных приборах раньше, чем в других, стали использовать автоматическую регистрацию спектра и двухлучевую систему, благодаря чему исключаются не только регистрация спектра газа-носителя, но также и пики создаваемые, например двуокисью углерода, присутствующей в воздухе, через которые проходит луч прибора. Метод газовой хроматографии. Газовая хроматография нашла применение при анализе отработавших газов для определения углеводородов. Метод газовой хроматографии основан на использовании адсорбции газов и паров на твердый носитель – сорбент (твердая фаза - газ) или равновесную систему жидкость – газ, причем жидкость находится в неподвижном состоянии в результате осаждения ее в виде очень тонкого слоя на твердый сорбент. При газовой хроматографии проба исследуемой смеси газов или паров вводится в проходящий через колонку газ-носитель, являющийся вымывающим агентом. На выходе из колонки получаем смесь газа-носителя с анализируемым компонентом. Хемилюминесцентный метод. Определение концентрации окислов азота в отработавших газах двигателей производится посредством измерения количества NO и NO или посредством измерения суммы NO+NOдва обозначаемой NOикс. Установлено, что при анализе отработавших газов, полученных в результате сгорания бедных смесей, в анализаторе инфракрасного излучения NO в пробе газа быстро окисляется в NOдва. Поэтому в случае, когда окисление в анализируемой пробе происходит в одной емкости анализатора, необходим двойной анализ. Кроме того, учитывая наличие в отработавших газах COдва, Oдва, CO, SOдва и водяного пара, измерения следует проводить выборочно. В настоящее время используют следующие основные методы определения окислов азота в отработавших газах: химический колориметрический метод Зальцмана, массовую спектрометрию, поглощение ультрафиолетового излучения – на недисперсионном анализаторе, газовую хроматографию, поглощение инфракрасного излучения – на недисперсионном анализаторе хемилюминесцентный метод. Приборы для непрерывного анализа отработавших газов. Пробоотборники и зонды для отбора проб отработавших газов. Отработавшие газы непрерывно поступают из выпускной системы двигателя с точно определенной интенсивностью, обеспечиваемой специальными дисковыми насосами. Пробы газов, поступающие в анализатор, во время прохождения через газоотводы очищаются в керамических фильтрах от механических загрязнений и обезвоживаются. При оценке токсичности автомобиля или при исследованиях по определению причин образования токсичных компонентов в процессе сгорания топлива в двигателе пробы берут из выпускной трубы или непосредственно из цилиндра двигателя. Независимо от места взятия пробы необходимо чтобы устройство для отбора проб обеспечивало репрезентативность состава пробы при данных условиях работы двигателя. Необходимо также сохранить первоначальный состав пробы до введения ее в анализатор, не допуская попадания в пробу воздуха при ее отборе. Кроме того, должны быть обеспечены нормальные условия работы анализаторов и выпускной системы двигателя. Приборы для непрерывного анализа отработавших газов. Для всесторонней оценки точности отработавших газов двигателей необходимо, как отмечалось выше, определить содержание в них таких компонентов, как CO, NOикс, CэнHэм, бензпирен, сажа, соединения свинца и серы, а также установить запах и степень дымности. Ограничимся коротким обзором типовых анализаторов для определения отдельных токсичных компонентов непрерывным способом рекомендуемых стандартами испытаний двигателей на токсичность отработавших газов. В настоящее время широко используются газоанализаторы, основанные на принципе спектрофотометрии. Анализаторы данного типа позволяют быстро, точно и непрерывно проводить анализ отработавших газов двигателя. Основными изготовителями таких анализаторов являются фирмы «Хориба» (Япония), «Бекман» (США), «Хартман-Браун» (ФРГ). Измерение дымности отработавших газов. Компоненты отработавших газов, образующиеся в результате сгорания моторных топлив, за исключением окиси азота, теоретически являются прозрачными бесцветными. Выброс окрашенных и утративших прозрачность отработавших газов свидетельствует о неудовлетворительности протекания процесса сгорания. Наличие в отработавших газах углерода в виде мелких частиц сажи размером в несколько десятков микрометров, а также мельчайших капелек топлива являются свидетельством неполного и некачественного сгорания топлива и вызывает окрашивание отработавших газов. Несгоревшие молекулы углеводородов придают им голубой оттенок, а сажа – черную окраску. Сажа адсорбирует большое количество ароматических углеводородов и поэтому представляет собой опасный токсичный компонент. Способность молекул сажи к поглощению и рассеиванию света зависит не только от их количества, но и от их размеров. Поэтому между количеством сажи и их задымленностью и окраской не существует однозначной зависимости. Вследствие этого определить качество процесса сгорания на основании визуальной оценки задымленности и окраски отработавших газов можно только приближенно. Все известные и применяемые методы оценки степени дымности отработавших газов основаны на принципе оптического измерения их прозрачности или на измерении содержания в них частиц сажи, осаждаемой на поверхности фильтровальной бумаги, через которую пропускаются отработавшие газы. При последнем методе, который использован в дымомерах Боша, степень дымности отработавших газов определяют посредством измерения почернения поверхности бумаги. Наиболее распространенным дымомером, основанным на принципе измерения разницы поглощения света облаком отработавших газов и воздуха, является дымомер Хартриджа. Данный прибор имеет шкалу, разделенную на 100 ед. за единицу принята степень ослабления интенсивности светового потока на 1 %. Правильность показаний прибора периодически проверяют посредством эталонного фильтра, соответствующего задымленности в 50 ед. Дымомеры данного типа характеризуются высокой стабильностью и объективностью показаний. |