キノコの疎外ゾーン•Arkady Kuramshin•「要素」に関する科学的に人気のある課題•化学、生物学

きのこゾーン

タスク

Rospotrebnadzorは、「生態学的にきれいな地域で、道路、高速道路、人口の多い地域の外にキノコを集める」ことを推奨しています。あまり積載されていない地方道路から500メートル以上、高密度の大型道路から1000メートル未満のキノコを収集することは推奨されていません(これらの距離は半減できます) 。状況は飛行場と似ています。たとえ小さな飛行機であっても、長い間放棄されていても、数百メートル以上離れたキノコを選んではいけません。しかし、鉄道の場合、「キノコの疎外」のゾーンは、鉄道からわずか50メートルです。しかし、2003年7月1日以降に運転される新しい道路にも同様の規則が適用されます。道路からわずか50メートルのキノコを選ぶのが安全です。 説明するさまざまな種類の道路やさまざまな交通手段の衛生基準の違いの理由は何でしょうか。


ヒント1

モーター、ディーゼル、およびプロペラ駆動のプロペラまたはヘリコプターの動作は異なりますか?彼らは異なった、同じ燃料を必要としますか?


ヒント2

「キノコは排気成分を吸収する」というフレーズはかなり一般的です。自動車、航空、ディーゼルエンジンの排ガス組成をどのように変えることができるか


ヒント3

自然界の物質の循環に参加するのが最も難しい要素の派生物であり、結果として身体から排出されることがより悪いことを覚えておいてください。


ソリューション

通常、道路の近くでキノコを集める危険性は、「燃料が燃焼すると、人体に発癌性、突然変異誘発性、有毒性の影響を及ぼす可能性のある物質が大気中と排ガス中の土壌に侵入する」という一般的な意味で説明されます。

問題の状況から、環境に入ったり(あるいは落下する)土壌(土壌からの有害物質を蓄積する真菌の子実体)は、自動車、プロペラ、ヘリコプターからの排ガスがより危険であることが理解できます鉄道機関車の排ガスからの物質よりも身体にとって重要である。そのような違いは、異なる種類のエンジンと異なる燃料を使用して、推測するのが容易であるために生じます。

スクリュー航空エンジンおよびほとんどの自動車は、予圧縮された混合気が電気スパークによって点火されるガソリン内燃エンジンである。この混合物は十分に圧縮されているが、圧縮および高温からの早期には分解されないことが重要である。この特性は、耐爆発性燃料と呼ばれています。ガソリンエンジンの燃料としては、純粋なガソリン(蒸留によって得られたオイルの一部)は適していません。耐ノック性を向上させるために、ガソリンを化学的に改質することができ、および/またはアンチノック添加剤を用いてガソリンに添加することができる。

ディーゼル機関車エンジンは主としてディーゼルエンジンであり、圧縮中に加熱された空気の影響から燃焼室内に噴射された燃料の自己点火により作動する。ディーゼルエンジンは、より多くの「無生物」である:ケロシンから燃料油、さらには原油までの石油精留の実質的に全ての重質留分、菜種油、使用済食用油などを燃料として使用することができる。 – または変更。

完全性のためには、「大航空」では主に灯油ジェットエンジンを使用していますが、問題の解決には重要ではありません。空港のセキュリティゾーンは通常非常に大きいため、キノコに非常に近いとは言えません。

石油由来の燃料は、主に飽和および芳香族炭化水素からなる混合物である。唯一の違いは詳細です:例えば、一連のガソリン – 灯油 – 燃料油の場合、炭化水素の分子量と沸点が上昇します。

現代のガソリンとディーゼルエンジンの排ガスの平均組成を比較すると、各エンジンから放出される有害物質の内容には基本的な違いはないことがわかります。以下は、排気ガスの記事の表です。しかし、ディーゼル自動車エンジンのデータは含まれているが、ディーゼル機関車のディーゼルエンジンは自動車のディーゼルエンジンと同じ原理で働くため 相対的 それらの排気ガスの組成は、同一ではないにしても非常に近くなる。

コンポーネント
排気ガス
エンジン
ガソリン自動車ディーゼル
窒素、体積%74-7776-78
酸素、体積%0,3-8,02,0-18,0
水(蒸気)、体積%3,0-5,50,5-4,0
二酸化炭素、体積%0,0-16,01,0-10,0
一酸化炭素、体積%0,1-5,00,01-0,5
窒素酸化物、体積%0,0-0,80,0002-0,5
炭化水素、体積%0,2-3,00,09-0,5
アルデヒド、容積%0,0-0,20,001-0,009
スート、g / m30,0-0,040,01-1,1
ベンゾピレン、g / m310-20×10−610×10−6

排気ガスの毒性成分および変異原性成分には、燃焼中に形成される窒素酸化物だけでなく、一酸化炭素(一酸化炭素)、炭化水素、アルデヒド、すす、およびベンゾピレンの炭化水素燃料の不完全燃焼生成物が含まれる。これらのうち、炭化水素、すす、およびベンザピレンのみが土壌に蓄積する可能性があり、残りは排気ガスを直接吸入するだけで危険である。長期的には、一酸化炭素は大気と混合し、二酸化炭素、窒素酸化物または水との反応生成物 – 硝酸および亜硝酸およびその塩にゆっくりと酸化され、植物に吸収され、アルデヒドは微生物によって吸収されるアルコールに酸化され、気体炭化水素(メタン、エタン、プロパン、ブタン)も大気中に放出され、土壌中ではなく化学プロセスに関与します。

ディーゼルエンジンとガソリンエンジンの排ガスの比較から、有害物質を含む土壌の「濃縮」ではほとんど違いが見られません。ベンザピレンはほぼ同じで、ディーゼルエンジンはより多くの煤を放出しますが、ガソリン自動車はより多くの炭化水素を生成します。事実、新しい道路や鉄道については、キノコを収集するための「衛生基準」が同じであるという事実につながった大きな違いはなかった。

図1 2 ポスター "鉛ガソリン中毒に注意してください"と同様のポスターは、鉛ガソリンの危険性を警告ガソリンスタンドで遊んでいた。アーティストV.V. Danilov、D.A. Dmitriev、1956。 litfund.ruの画像

表は道路の危険性が高い理由を示していないことが判明しました。しかし、2003年7月以来、ロシアでは自動車エンジンの排ガス中の土壌にとって最も危険な物質が形成されてはならない(Law No. 34-FZ)ため、これは論理的です。これらは、排ガス中に存在する有機および無機の鉛化合物であり、エンジン出力を増大させ、ガソリンのオクタン価を増加させるため、鉛系ガソリンが使用された。2H5)4)。しかし、スクリュー航空に使用される航空ガソリンでは、テトラエチル鉛が今日まで使用されています。

「鉛」添加物はかなり長い間使用されていたので、道路に沿って自然にテトラエチル鉛の完全燃焼と不完全燃焼の生成物が蓄積した。平均年間走行距離と燃料消費量を知っている場合は、災害の規模を見積もることができます。有鉛ガソリンの鉛含有量は、0.15〜0.37g / lの範囲であり、例えば、1995年には、ロシアに19.6百万台の自動車があった。いくつかのデータによれば、その年の自動車輸送から大気への鉛の総放出量は約4,000トンと推定されている。

風は排気ガスから鉛​​エアロゾルを高速道路から1キロメートルまで運んだ。道路沿いの植生はこの影響を軽減し(風を弱め、有害物質を吸収する)、これが使用されている農地間の道路沿いに植林された理由の1つです。

1970年代後半から、ソ連はテトラエチル鉛の使用を放棄するプロセスを開始した。これはすでに述べたように2003年に終了した。それにもかかわらず、道端では依然として鉛がひどく汚染されており、その派生物は危険の第一線に属するため、道路の側面に駐車して、森林に入り、完全に得点したとしても、高速道路でキノコを収集することを控えるべきであるトランク。


後の言葉

有鉛ガソリン、またはテトラエチル鉛を含むガソリンは、1920年代から量産されています。一度は量産車を競争相手にしてから、馬車で車を押し出すことができました。しかし、これにもかかわらず2010年には雑誌に掲載された 時間 人類史上最悪の50の発明のリストに掲載されています。

オクタン規模のガソリンと他の燃料の発明者ハリー・リカルド(1885-1974)。 imechearchive.wordpress.comの写真

ガソリン内燃機関では、圧縮空気 – 燃料混合物は、電気スパークによって点火される。エンジンの効果的な運転のためには、この混合物を可能な限り圧縮して、すなわちできるだけ少ない体積にすることが必要である。最大圧縮時の混合気の放火は、自動車の速度と燃料消費の両方に影響を与える混合物の燃焼生成物を膨張させる有用な仕事の量を増加させる。しかし時には圧縮された燃料が火星の火花の前に爆発することもあります。この「自己破壊」はデトネーションと呼ばれます。デトネーションは、エンジンの効率を低下させ、摩耗を速めることに寄与する(同時に、ディーゼルエンジンの機能の基礎は、逆に、圧縮中に自己点火する能力であることに留意されたい)。圧縮中のデトネーションに耐える燃料の能力は、オクタン価と呼ばれます。 1921年の炭化水素燃料の最初のオクタン規模は英国のエンジニアHarry Ricardoによって提案された。

直接蒸留ガソリンの低オクタン価(約66単位)は、(オイル精留の助けを借りて、すなわち蒸留留分をさらに化学的に処理することなくのみ得られた)、燃料 – 空気混合物を燃焼させて高速度を発生させる内燃機関の出力を増加させることはできなかった。

Thomas Midgley(1889-1944)。 ru.wikipedia.orgの写真

1921年に、アメリカのエンジニア、Thomas Midgley(Thomas Midgley、古い情報源 – Thomas Midgley)は、1852年に得られた最初の有機金属化合物とそれ以外のテトラエチル鉛がガソリンのオクタン価を上昇させたことを発見しました。 2年後、1923年に、ゼネラル・モーターズ、デュポン、スタンダード・オイルの3社がエチル・ガソリン・コーポレーションの合弁事業を結成しました。タイトルの「エチル」という言葉は、「鉛」という言葉で人々を怖がらせないように特別に使用されていました。ほぼ直ちに、職場の労働者は慢性鉛中毒の症状を示し始めた。 1924年、Midgley自身は鉛中毒から回復するために休暇を取ったが、彼はこの事実を隠した。彼はEthyl Corporationのように、常に製品毒性をしっかりと拒絶するという慣行に従ってきました。

私たちの国では、テトラエチル鉛は1942年まで使用されていませんでした。しかし、一組のトラックやアメリカとイギリスの戦闘機の同盟国からの貸し借りを受けて、ソ連は、テトラエチル鉛を国内のガソリンに添加して爆発力を高めるために緊急にエチル液を購入しなければならなかった – 低オクタン価のソ連ガソリンがアメリカとイギリスのエンジン高オクタン価燃料用に設計されています。エチル液はテトラエチル鉛のブロモエタンまたはジブロモプロパン溶液(タンクのガソリンスタンドでは "Ethyl – poison!臭素有機化合物は、テトラエチル鉛をよく溶解し、ガソリンに導入するだけでなく、エンジン部品に沈殿するのではなく、排気ガスによってテトラエチル鉛の燃焼生成物がより容易に逃げたという事実にも寄与する。最初に、エチリロバニガソリンは軍用燃料貯蔵所で、その後精製所で組織されました。

環境の鉛中毒の増加によるテトラエチル鉛添加物の使用を制限することは、米国で発明されたところから始まりました。このプロセスは1970年から進められており、1986年までにガソリンの生産と使用は完全に禁止された。ヨーロッパでは、テトラエチル鉛は2000年に禁止された(一部の国はそれ以前に放棄したが)が、ロシアでは2003年に禁止された(ただし、禁止時期までに大部分の燃料はすでに環境に優しい燃料に変わっている)。現在、テトラエチル鉛は依然としてイエメン、パレスチナ、アフガニスタン、北朝鮮で使用されています。

ガソリンのオクタン価は2つの方法で増加しています。最初のガソリンストレートレースの化学処理。このような方法には、長い炭化水素鎖を短いものに分割し、直鎖状の炭化水素を分岐鎖状に異性化する(長鎖および直鎖の炭化水素が燃料のオクタン価を下げ、短鎖および分岐鎖の炭化水素を増加させる)クラッキングおよび改質プロセスが含まれる。

添加剤を塗布し、ノックインします。これらは有機金属化合物でもあり、シマンレン(トリカルボニル(η5 – シクロペンタジエニル)マンガン、Mn(η5-C5H5)(CO)およびフェロセン(ビス-η5 – シクロペンタジエニル(II)、η5-C5H5)2Fe)。これらの物質が燃焼すると、マンガンおよび酸化鉄は環境に対して実質的に危険ではありませんが、これらの酸化物の固体粒子は(勿論、テトラエチル鉛の固体燃焼生成物のように)エンジンの目詰まりを引き起こす可能性があります。オクタン価を増やすには、アルコールとエーテル(エタノールオクタン価は100単位です)に燃料と酸素を含む化合物を加えることができますが、得られたガソリン留分に多量の添加物を添加するよりも、少量のアンチノック添加剤を直接化学精製製品に加える方が効率的です後続の化学処理なしで油の精留によってのみ達成される。


Like this post? Please share to your friends:
コメントを残す

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