Zonens svampevirksomhed • Arkady Kuramshin • Videnskabeligt populære opgaver på "Elements" • Kemi, Biologi

Champignon Zone

opgave

Rospotrebnadzor anbefaler: "Indsaml svampe væk fra veje, motorveje, udenfor befolkede områder, i økologisk rene områder." Det anbefales ikke at samle svampe tættere end 500 meter fra ikke-belastede lokale veje og mindre end 1000 meter fra store veje med høj trafikdensitet (hvis skoven er meget tæt og uden glades kan disse afstande reduceres med halvdelen), og det er ligegyldigt, om vejen nu bruges eller forlades . Situationen ligner hinanden med flyvepladser – selv små fly, selv længe forladt: Du bør ikke vælge svampe tættere end nogle få hundrede meter fra dem. Men for jernbanerne er zonen "svampevirksomhed" meget mindre – kun 50 meter fra jernbanen. Den samme regel gælder dog også for nye veje i drift efter 1. juli 2003: det er sikkert at vælge svampe kun 50 meter fra vejen. forklareHvad er årsagen til en sådan forskel i sanitære normer for forskellige vejtyper og forskellige transporttyper.


Tip 1

Skiller motor-, diesel- og propeldrevne propeller eller helikoptere sig i deres drift? Har de brug for forskellige eller samme brændstof?


Tip 2

Udtrykket "Svampe absorberer udstødningskomponenter" er ret almindeligt. Hvordan kan sammensætningen af ​​udstødningsgasserne i bil-, luftfarts- og dieselmotorer varieres.


Tip 3

Husk, derivaterne af hvilke elementer er det sværeste at deltage i cirkulationen af ​​stoffer i naturen og som følge heraf er værre udskilt fra kroppen.


beslutning

Fare for at samle svampe i nærheden af ​​vejene er normalt forklaret som: "Når brændstof forbrænder, kan stoffer, der har kræftfremkaldende, mutagene og toksiske virkninger på menneskekroppen komme ind i luften og jorden med udstødningsgasser."

Af betingelserne for problemet kan man forstå, at stoffer, der kommer ind i eller falder ind i miljøet, eller rettere i jorden (svampens voksende frugtkrop akkumulerer farlige stoffer fra jorden), med udstødningsgasser fra biler, propeller og helikoptere er farligere for kroppen end stoffer fra udstødningsgasser fra jernbanelokomotiver. En sådan forskel er forårsaget, som det er let at gætte, ved hjælp af forskellige typer af motorer og forskellige brændstoffer.

Skruemotorer og de fleste biler er benzinforbrændingsmotorer, hvor en forkomprimeret luftbrændstofblanding antændes af en elektrisk gnist.Det er vigtigt, at denne blanding er godt komprimeret, men ikke eksploderet for tidligt (fra kompression og høje temperaturer). Denne ejendom kaldes detonationsresistent brændstof. Ren benzin – brøkdelen af ​​olie opnået ved destillation – er ikke egnet som brændstof til en benzinmotor. For at forbedre anti-knock kvalitet kan benzin modificeres kemisk og / eller tilsættes det med anti-knock additiver.

Dieselmotorer er overvejende dieselmotorer og opererer på grund af selvantændelse af brændstoffet, der sprøjtes i forbrændingskammeret, fra virkningerne af opvarmet luft under kompression. Dieselmotorer er mere "allernedige": Næsten alle tunge fraktioner af olieudbedring fra petroleum til brændselsolie og endda råolie samt rapsfrøolie, anvendt madolie osv. Kan bruges som brændstof. Desuden er alle disse typer dieselolie egnede -eller modifikation

For fuldstændighed skal det tilføjes, at der i den store luftfart hovedsageligt anvendes petroleumstrålemotorer, men det er ikke vigtigt for løsningen af ​​problemet – lufthavnens sikkerhedszone er normalt ret stor, så du passer ikke til svampe meget tæt på dem.

Ethvert brændstof afledt af petroleum er en blanding, der hovedsageligt består af mættede og aromatiske carbonhydrider. Den eneste forskel er i detaljer: For eksempel i serien af ​​benzin – petroleum – brændselsolie øges molekylvægten og kogepunktet for kulbrinter.

Hvis vi sammenligner den gennemsnitlige sammensætning af udstødningsgasser fra moderne benzin- og dieselmotorer, kan vi se, at der ikke er nogen grundlæggende forskelle i indholdet af skadelige stoffer, der udledes af hver enkelt motor. Nedenfor er en tabel fra artiklen Udstødningsgasser. Det indeholder dog data for dieselmotorer, men dieselmotorer i diesel lokomotiver arbejder på samme princip som biler, derfor relativ sammensætningen af ​​deres udstødningsgasser vil være meget tæt, hvis ikke identisk.

komponenter
udstødningsgas
motorer
Benzin bilindustriendiesel
Nitrogen, vol.%74-7776-78
Oxygen, vol.%0,3-8,02,0-18,0
Vand (dampe), vol.%3,0-5,50,5-4,0
Kuldioxid, vol.%0,0-16,01,0-10,0
Kulilte, volumenprocent0,1-5,00,01-0,5
Nitrogenoxider, vol.%0,0-0,80,0002-0,5
Hydrocarboner, vol.%0,2-3,00,09-0,5
Aldehyder, vol.%0,0-0,20,001-0,009
Sot, g / m30,0-0,040,01-1,1
Benzopyren, g / m310-20×10−610×10−6

Giftige og mutagene komponenter i udstødningsgasser omfatter produkter af ufuldstændig forbrænding af kulbrintebrændstoffer – kulilte (carbonmonoxid), carbonhydrider, aldehyder, sod og benzopyren samt kvælstofoxider dannet under forbrænding.Af disse har kun kulbrinter, sod og benzapyrener en chance for at akkumulere i jorden, og resten er kun farlige ved direkte indånding af udstødninger. På lang sigt blander kulilte med atmosfæren og bliver langsomt oxideret til kuldioxid, nitrogenoxider eller deres reaktionsprodukter med vand- salpetersyre og salpetersyrer og salte deraf – vil blive absorberet af planter, aldehyder oxideres til alkoholer, som vil blive absorberet af mikroorganismer og gasformige carbonhydrider (metan, ethan, propan og butaner) frigives også i atmosfæren og vil være involveret i kemiske processer der og ikke i jorden.

Sammenligning af diesel- og benzinmotorens udstødningsgasser viser, at de ikke er meget forskellige i jordens berigelse med farlige stoffer: benzapyrener er omtrent ens, dieselmotoren udsender mere sod, men benzinbilen producerer flere carbonhydrider. Faktisk var det fraværet af betydelige forskelle, der førte til, at for de nye veje og jernbaner er de "sundhedsnormer" til opsamling af svampe de samme.

Fig. 2. Plakat "Pas på blyant benzinforgiftning" og lignende plakater advarsel om farerne ved blyholdig benzinplejede at hænge ud på tankstationer. Kunstnere V.V. Danilov, D.A. Dmitriev, 1956. Billede fra litfund.ru

Det viser sig, at bordet ikke angiver årsagen til den større fare for veje. Men det er logisk, da de farligste stoffer til jorden siden juli 2003 i Rusland i udstødningsgasser af bilmotorer simpelthen ikke bør dannes (på grund af lov nr. 34-FZ). Disse er organiske og uorganiske blyforbindelser, der er til stede i udstødningsgasser, fordi lang tid for at øge motoreffekten og øge oktantalet af benzin, blev der anvendt blyholdig benzin, hvori tetraethylleder (Pb (C2H5)4). Men i luftfart benzin, der bruges til skruen luftfart, er tetraethyl bly anvendt til denne dag.

Da "bly" additiver blev brugt i temmelig lang tid, akkumulerede produkterne af fuldstændig og ufuldstændig forbrænding af tetraethylleder naturligvis langs veje. Hvis du kender den gennemsnitlige årlige kilometertal og brændstofforbrug, kan du estimere omfanget af katastrofen. Hovedindholdet i blyholdig benzin spænder fra 0,15 til 0,37 g / l, og for eksempel var der i 1995 19,6 millioner biler i Rusland.Ifølge nogle data anslås den samlede udledning af bly til atmosfæren fra motortransport i det pågældende år til ca. 4.000 tons.

Vinden transporterede bly aerosoler fra udstødningsgasser op til en kilometer fra motorveje. Vejkantig vegetation reducerer denne effekt (svækker vinden og absorberer skadelige stoffer), så dette er en af ​​grundene til, at skovbælter blev plantet langs veje, der kører mellem landbrugsarealer, der anvendes.

Siden slutningen af ​​1970'erne begyndte Sovjetunionen processen med at opgive brugen af ​​tetraethyl-bly, hvilket endte som allerede nævnt i 2003. Ikke desto mindre er vejkanterne stadig stærkt forurenet med bly, og da det og dets derivater hører til den første klasse af fare, bør man stadig afstå fra at samle svampe på motorveje, uanset hvor fristende ideen "parkeret ved siden af ​​vejen, gik ind i skoven, scorede fuld bagagerum. "


efterskrift

Ledet benzin, eller snarere benzinholdig tetraethyl-bly, er masseproduceret siden 1920'erne. På et tidspunkt tillod han masseproducerede biler til at blive en konkurrent, og så skubbe køretøjer ud på en hestevogn.Men på trods af dette blev i 2010 medtaget i bladet tid i listen over de halvtreds værste opfindelser i menneskehedens historie.

Opfinder af oktan skala benzin og andre brændstoffer Sir Harry Ricardo (1885-1974). Foto fra imechearchive.wordpress.com

I benzinforbrændingsmotorer antændes komprimeret luftbrændstofblanding med en elektrisk gnist. For effektiv drift af motoren er det nødvendigt, at denne blanding kan være så komprimeret som muligt – det vil sige til det lavest mulige volumen. Arson af blandingen ved maksimal kompression øger mængden af ​​nyttigt arbejde, som udvider, gør blandingen af ​​forbrænding, hvilket påvirker både bilens hastighed og brændstofforbrug. Men nogle gange brændstof når komprimeret eksploderer alene, før brandstikgnisten. Denne "self-arson" kaldes detonation. Detonering reducerer motorens effektivitet og bidrager til dens hurtigere slitage (bemærk at basen for driften af ​​en dieselmotor samtidig er evnen til selvantændelse under kompression). Et brændstofs evne til at modstå detonation under kompression kaldes oktantalet. Den første oktan skala af kulbrinte brændstof i 1921 blev foreslået af den britiske ingeniør Harry Ricardo.

Det lave oktantal (ca. 66 enheder) af direkte destillationsgasoliner (opnået kun ved hjælp af olietragtning – det vil sige med fysiske metoder og uden yderligere kemisk behandling af den destillerede fraktion) tillod ikke at forøge forbrændingsmotorerne ved at forbrænde brændstofluftblandingen og udvikle høje hastigheder.

Thomas Midgley (1889-1944). Foto fra ru.wikipedia.org

I 1921 opdagede den amerikanske ingeniør Thomas Midgley (Thomas Midgley, gamle kilder – Thomas Midgley), at den første organometalliske forbindelse opnået i 1852 og ingen steder der blev brugt – tetraethyl bly – forøgede oktantalet benzin. To år senere, i 1923, dannede tre amerikanske virksomheder – General Motors, DuPont og Standard Oil et joint venture af Ethyl Gasoline Corporation. Ordet "ethyl" i titlen blev brugt specifikt for ikke at skræmme folk med ordet "bly". Næsten straks begyndte arbejderne på arbejde at vise symptomer på kronisk blyforgiftning. I 1924 gik Midgley selv om at forlade sig fra blyforgiftning, men han skjulte denne kendsgerning. Han, som Ethyl Corporation, har altid fulgt den praksis for solidt at afvise produkttoksicitet.

I vores land blev tetraethyl bly ikke anvendt før 1942.Men efter at have modtaget en låneforpagtning fra allierede fra en gruppe lastvogne og amerikanske og britiske krigere, måtte USSR hurtigst muligt købe ethylvæske for at tilføje tetraethyl-bly til husholdningsgasoliner for at øge deres detonationsevne – et lavt oktan antal sovjetiske benziner førte til hurtig slitage af amerikanske og britiske motorer designet til højere oktan brændstof. Ethylvæske var en opløsning af tetraethyl-bly i bromethan eller dibromopropan (det plejede at stå ved tankstationer i tanke med et advarselsskilt "Ethyl-gift!"). Brom-organiske forbindelser opløser ikke kun tetraethyl-blybrønden, så det kan introduceres i benzin, men også bidraget til, at forbrændingsprodukterne af tetraethylleder undgås lettere med udstødningsgasser end at slå sig ned på motordele. For det første blev etilirovanie benzin organiseret i hærens brændstof depoter, og derefter – i raffinaderier.

Begrænsning af anvendelsen af ​​tetraethyl blyadditiver på grund af stigende blyforgiftning af miljøet begyndte, hvor de blev opfundet – i USA.Denne proces har været i gang siden 1970, og i 1986 var produktionen og brugen af ​​blyholdig benzin helt forbudt. I Europa blev tetraethyl bly forbudt i 2000 (selv om nogle lande forladte det før), i Rusland – i 2003 (selvom de fleste køretøjer igen var blevet omdannet til mere miljøvenlige versioner af brændstoffet på forbudstidspunktet). I øjeblikket anvendes tetraethyl bly stadig i Jemen, Palæstina, Afghanistan og Nordkorea.

Nu øges oktantalet benzin på to måder. Den første kemiske behandling af benzin straight race. Sådanne metoder indbefatter krakning og reformeringsprocesser, hvori lange carbonhydridkæder er opdelt i kortere, og isomerisering af lineære carbonhydrider ind i forgrenede forekomster (kulbrinter med lange og lineære kæder sænker brændstofets oktantal og øger dem med korte og forgrenede).

Påfør og anti-knock additiver. Disse er også organometalliske forbindelser – cymantren (tricarbonyl (η5-cyclopentadienyl) mangan, Mn (η5-C5H5) (CO) og ferrocen (bis-η5-cyclopentadienyl (II), r5-C5H5)2Fe).Når disse stoffer bliver brændt, er mangan og jernoxider praktisk taget ufarlige for miljøet, men faste partikler af disse oxider kan (som for øvrig, faste forbrændingsprodukter af tetraethyl-bly) føre til tilstopning af motoren. For at øge oktantalet kan du tilføje til de brændstof- og iltholdige forbindelser – alkoholer og ethere (ethanol-oktanantalet er 100 enheder), men at tilføje en lille mængde anti-knocktilsætningsstoffer til et kemisk raffineringsprodukt med direkte kørsel er mere effektiv end blot at tilføje en stor mængde tilsætningsstoffer til den opnåede benzinoliefraktion kun ved korrigering af olie uden efterfølgende kemisk behandling.


Like this post? Please share to your friends:
Skriv et svar

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