ΡΥΠΟΙ KAI ΠΑΡΕΝΕΡΓΕΙΕΣ ΣΤΟΝ ΑΝΘΡΩΠΙΝΟ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟ
ΦΤΑΙΕΙ ΑΡΑΓΕ O OTTO;
TOY NIKOY ΧΑΡΑΛΑΜΠΙΔΗ
Φυσικού. M. Sc
NA TA ΡΙΞΟΥΜΕ ΟΛΑ ΣΤΟΥΣ ΒΕΝΖΙΝΟΚΙΝΗΤΗΡΕΣ ΠΟΥ ΕΚΠΕΜΠΟΥΝ ΒΛΑΒΕΡΑ
ΚΑΥΣΑΕΡΙΑ, KAI ΣΤΙΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΧΗΜΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΠΟΥ EXOYN
THN KAKH ΣΥΝΗΘΕΙΑ NA ΕΝΩΝΟΝΤΑΙ ΕΠΙΚΙΝΔΥΝΑ ΠΟΛΛΕΣ ΦΟΡΕΣ ΜΕΤΑΞΥ
ΤΟΥΣ;
ΠΡΟΣ TO ΠΑΡΟΝ ΑΣ KANOYME MIA MIKPH ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑΣ KAI
ΑΣ ΕΝΗΜΕΡΩΘΟΥΜΕ ΓΙΑ ΤΙΣ ΠΑΡΕΝΕΡΓΕΙΕΣ ΠΟΥ ΑΠΛΟΧΕΡΑ ΠΡΟΣΦΕΡΟΥΝ
OI ΡΥΠΟΙ ΣΤΗ ΜΕΛΛΟΝΤΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΜΑΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ, ΜΗΠΩΣ KAI
ΒΑΛΟΥΜΕ ΜΥΑΛΟ.
Δεν μπορείς να έχεις και την πίτα ολάκερη και το σκύλο
χορτάτο. Μια παροιμία που υπάρχει σ' όλες τις γλώσσες του
κόσμου, τουλάχιστον όσον αφορά στο νόημά της. Μια παροιμία η
οποία εκφράζει την κατάσταση που αντιμετωπίζουμε τις
τελευταίες δεκαετίες και σίγουρα θα μας απασχολήσει
περισσότερο στο άμεσο μέλλον. Μιλάμε για την καλπάζουσα
βιομηχανική ανάπτυξη των τελευταίων 20-30 χρόνων και το τίμημα
της βεβαρυμένης ατμόσφαιρας με διαφόρων ειδών ρύπους -
παραπροϊόντα αυτής της δραστηριότητας, το οποίο καλούμαστε να
πληρώσουμε.
Για να μην μιλήσουμε για τον σύγχρονο τρόπο ζωής, όπου ο
καθένας από μας θεωρεί εντελώς φυσιολογική την απαίτηση να
έχει στην κατοχή του ένα μηχάνημα, το οποίο εκμεταλλευόμενο
την ενέργεια που υπάρχει σε ορισμένες χημικές ενώσεις, τον
μεταφέρει με ταχύτητες 100 ή και 200 χλμ. την ώρα πάνω στην
επιφάνεια του πλανήτη. Για να επιτευχθεί βέβαια ο ιερός σκοπός
της "ελεύθερης" μετακίνησης, εμπλουτίζουμε την ατμόσφαιρα μ'
ένα σωρό χημικές ενώσεις που σε καμία περίπτωση η φύση από
μόνη της δε θα το έκανε.
Δυστυχώς όσο κι αν δε μας αρέσει, μια από τις βασικότερες
πηγές ρύπανσης της ατμόσφαιρας, αν όχι η βασικότερη, είναι ο
κινητήρας εσωτερικής καύσης. Αυτό βέβαια αφορά περισσότερο τα
αστικά κέντρα όπου η συγκέντρωση οχημάτων είναι μεγαλύτερη,
αλλά από την άλλη η ατμόσφαιρα δεν έχει "σύνορα" για να
περιοριστεί η διάχυση των ρύπων. Το φαινόμενο είναι αρκετά
πρόσφατο ώστε να έχουμε εμπεριστατωμένη γνώση για τις
μακροπρόθεσμες επιπτώσεις στην υγεία μας.
ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΡΥΠΩΝ ΣΤΟΥΣ ΒΕΝΖΙΝΟΚΙΝΗΤΗΡΕΣ
Είναι προφανές ότι η κυριότερη παράμετρος για τη λειτουργία
του κινητήρα και τα καυσαέρια που παράγει είναι η ποιότητα του
καυσίμου που καταναλώνει. Όλοι έχουμε αναρωτηθεί γιατί ο
κινητήρας μας, σύγχρονη εξέλιξη εκείνου που σχεδίασε ο Otto,
βήχει και "δεν πάει με τίποτα", αφού έχουμε βάλει βενζίνη σε
απόμερο και χαμένο από τον κόσμο βενζινάδικο, όπου ο βενζινάς
πειραματίζεται επάνω σε κινητήρες που καίνε νερό.
Για να μην κάνουμε τη ζωή μας δύσκολη, στη συνέχεια θα εννοούμε βενζίνη
καθαρή χωρίς νερό, σκουριές, χώμα και άλλα τέτοια περίεργα.
Για την τέλεια καύση ενός όγκου βενζίνης απαιτούνται 14 όγκοι
ατμοσφαιρικού αέρα υπό Κ.Σ. ( Κανονικές Συνθήκες: Πίεση μίας
ατμόσφαιρας, θερμοκρασία 300K για όσους δεν πρόσεχαν στο
μάθημα της Χημείας). Αυτή η σχέση βενζίνης-αέρα 14:1
ονομάζεται στοιχειομετρική αναλογία, συμβολίζεται με το λ και
τα συστήματα τροφοδοσίας σε όλους (σχεδόν) τους
βενζινοκινητήρες προσπαθούν να την διατηρούν σταθερή σε όλες
τις περιοχές λειτουργίας. Στις περιπτώσεις όπου π.χ. η
αναλογία είναι 15:1 ( λ>1 ) λέμε ότι ο κινητήρας δουλεύει με
πτωχό μίγμα (περίσσεια αέρα) ενώ αν η αναλογία είναι 13:1 (λ<1)
λέμε ότι ο κινητήρας δουλεύει με πλούσιο μίγμα (περίσσεια καυσίμου).
Όταν λοιπόν ο κινητήρας δουλεύει με πτωχό μίγμα, η εκπομπή
μονοξειδίου (CO) και άκαυστων υδρογονανθράκων (HC) παραμένει
σε χαμηλά επίπεδα διότι υπάρχει αρκετό οξυγόνο ώστε να γίνει
καλή καύση. 'μα βέβαια το παρακάνουμε ( λ>1.2 ), η εκπομπή
άκαυστων υδρογονανθράκων αυξάνεται διότι λόγω δυσκολίας
ανάφλεξης του μίγματος δε γίνεται πια σωστή καύση.
Αν τώρα ο κινητήρας δουλεύει με πλούσιο μίγμα έχουμε αυξημένη
εκπομπή μονοξειδίου (CO) και άκαυστων υδρογονανθράκων (HC)
λόγω έλλειψης οξυγόνου (ατελής καύση).
Ας δώσουμε λοιπόν, το σωστό μίγμα (λ=1) στον κινητήρα. Έχουμε
τέλεια καύση άρα και μικρή εκπομπή μονοξειδίου (CO) και
άκαυστων υδρογονανθράκων (HC). Σωθήκαμε; Όχι, διότι
παραμονεύουν τα οξείδια του αζώτου (NOx). Σε συνθήκες τέλειας
καύσης αναπτύσσονται μεγάλες θερμοκρασίες, τα μόρια του
οξυγόνου και του αζώτου αδυνατούν να παραμείνουν χημικώς
σταθερά και αντιδρούν παράγοντας οξείδια του αζώτου.
Τα παραπάνω ισχύουν σε συνθήκες σταθερής λειτουργίας. Υπάρχουν
όμως και πολλοί άλλοι παράγοντες που επηρεάζουν την ποιότητα
των καυσαερίων:
Πλανίζοντας την κυλινδροκεφαλή του μοτέρ με σκοπό την αύξηση
της απόδοσης, αφενός υπάρχει κίνδυνος αυταναφλέξεων αφετέρου
αυξάνει τη θερμοκρασία λειτουργίας οδηγώντας σε αυξημένη
εκπομπή οξειδίων του αζώτου.
Αύξηση των στροφών λειτουργίας επίσης αυξάνει τη θερμοκρασία
λειτουργίας με αποτέλεσμα αυξημένη εκπομπή οξειδίων του
αζώτου. Μειώνεται όμως η εκπομπή άκαυστων υδρογονανθράκων λόγω
καλύτερου στροβιλισμού και ομογενοποίησης του καύσιμου
μίγματος.
Απότομες μεταβολές από το ρελαντί σε πλήρες φορτίο και
αντίστροφα αλλοιώνουν τη σύσταση του μίγματος, κύρια λόγω
αδυναμίας του συστήματος τροφοδοσίας να ανταποκριθεί σε τόσο
γρήγορες μεταβολές, αυξάνοντας την εκπομπή ρύπων εφόσον ο
κινητήρας τροφοδοτείται κατά περίπτωση με πτωχό ή πλούσιο
μίγμα. Το φαινόμενο είναι πιο έντονο σε κινητήρες με συμβατικό
καρμπιρατέρ, ενώ τα συστήματα ψεκασμού μπορούν να ελέγξουν
αποτελεσματικότερα την τροφοδοσία ελαχιστοποιώντας τις
ανεπιθύμητες παρενέργειες.
Στην αύξηση εκπομπής άκαυστων υδρογονανθράκων συμβάλλουν και
ορισμένες άλλες δευτερεύουσες διαδικασίες. Μια από αυτές είναι
η ατελής καύση σε απομακρυσμένες περιοχές του θαλάμου καύσης,
όπου το μέτωπο της φλόγας φθάνει εξασθενημένο λόγω κυρίως της
ψύξης. Πολύ πιθανό μάλιστα είναι να παραμένουν περιοχές όπου
δε γίνεται καθόλου καύση όπως μικροεσοχές και πόροι στην
επιφάνεια του θαλάμου. Μια δεύτερη διαδικασία είναι η εκφυγή
άκαυστου μίγματος διαμέσου των στεγανοποιητικών ελατηρίων του
εμβόλου, κατά τη φάση της συμπίεσης (φαινόμενο blow-by ). Μια
τρίτη είναι η πιθανολογούμενη παρακράτηση υδρογονανθράκων πριν
την καύση από το φιλμ του λιπαντικού και η διαφυγή τους κατά
τη φάση της εξαγωγής.
Επιπλέον, λόγω της εξάτμισης, άκαυστοι υδρογονάνθρακες
διαφεύγουν από τα ρεζερβουάρ των αυτοκινήτων και στο
βενζινάδικο από τη μη στεγανή εφαρμογή του στομίου της αντλίας
με το στόμιο του ρεζερβουάρ.
ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΣΤΟΝ ΑΝΘΡΩΠΙΝΟ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟ
Οι ρύποι που περιέχονται στα καυσαέρια των κινητήρων επιδρούν
με διάφορους τρόπους στον ανθρώπινο οργανισμό. Υπάρχουν οι
άμεσες επιπτώσεις από την έκθεση του ανθρώπινου οργανισμού, οι
οποίες είναι γνωστές, αλλά και οι μακροπρόθεσμες για τις
οποίες δεν ξέρουμε και πολλά πράγματα. Π.χ δε γνωρίζουμε τι
μπορεί να παρουσιάσει ο ανθρώπινος οργανισμός αν ζει σε
περιβάλλον με περιεκτικότητα 2% σε διοξείδιο του άνθρακα τη
στιγμή που ο άνθρωπος εξελίχθηκε και προσαρμόστηκε σε
περιβάλλον με περιεκτικότητα 0.04%.
Οι κυριότεροι ρύποι και η επίδρασή τους είναι η εξής:
α) Μονοξείδιο του άνθρακα (CO)
Αέριο προϊόν ατελούς καύσης του άνθρακα, άοσμο, άχρωμο και
άγευστο. Παρουσιάζει μεγαλύτερη χημική συγγένεια με την
αιμοσφαιρίνη (η ουσία του αίματος που δεσμεύει το οξυγόνο) απ'
ότι το οξυγόνο. Ενώνεται με την αιμοσφαιρίνη σχηματίζοντας την
ανθρακυλαιμοσφαιρίνη αναστέλλοντας έτσι τη διαδικασία ομαλής
οξυγόνωσης του αίματος με επιπτώσεις στην καρδιά και το
νευρικό σύστημα. Σε συγκέντρωση πάνω από 0.3% στον αέρα είναι
επικίνδυνο έως θανατηφόρο για χρόνο έκθεσης πάνω από 30 λεπτά.
β) Οξείδια του αζώτου (NOx)
Στα καυσαέρια των κινητήρων συναντώνται το μονοξείδιο του
αζώτου, το οποίο είναι ισχυρό δηλητήριο που προκαλεί ερεθισμό
των πνευμόνων και παράλυση, και το διοξείδιο του αζώτου. H
παρουσία τους στην ατμόσφαιρα με την επίδραση της ηλιακής
ακτινοβολίας συντελεί στη δημιουργία όζοντος (O3) (φωτοχημική
αντίδραση) και στην εμφάνιση του φωτοχημικού νέφους.
γ) Διοξείδιο του θείου (SO2)
Αέριο το οποίο ενώνεται με τους υδρατμούς της ατμόσφαιρας
δημιουργώντας θειϊκό οξύ (H2SO4), ουσία δραστικότητα και
καυστική. Παράγεται περισσότερο από τη βιομηχανική
δραστηριότητα παρά από τους κινητήρες εσωτερικής καύσης. Το
διοξείδιο του θείου ευθύνεται για το φαινόμενο της όξινης
βροχής που έχει βλάψει σοβαρά μεγάλες δασικές εκτάσεις στη
δυτική Ευρώπη.
δ) άκαυστοι υδρογονάνθρακες (HC)
Αποτέλεσμα ατελούς καύσης οι υδρογονάνθρακες χωρίζονται σε
κορεσμένους, ακόρεστους και αρωματικούς.
Οι ακόρεστοι συμμετέχουν σε φωτοχημικές αντιδράσεις και
ευνοούν την ανάπτυξη του φωτοχημικού νέφους.
Οι πιο επικίνδυνοι είναι οι αρωματικοί υδρογονάνθρακες
(βενζόλιο, τολουόλιο) οι οποίοι είναι καρκινογόνοι ακόμη και
σε μικρές συγκεντρώσεις και για μικρή χρονική διάρκεια έκθεσης
του οργανισμού σε αυτούς. Με την καθιέρωση της αμόλυβδης
βενζίνης χρησιμοποιούνται σε αντικατάσταση των ενώσεων του
μολύβδου. Γι' αυτό είναι επιτακτική η χρήση του καταλυτικού
μετατροπέα στους κινητήρες που καίνε αμόλυβδη βενζίνη.
ε) Ενώσεις, οξείδια του μολύβδου (PbOx)
Πολύ τοξικές ενώσεις που σχηματίζονται από τον μόλυβδο που
υπάρχει (υπήρχε) ως πρόσθετο στη βενζίνη. Το 75% του μολύβδου που
περιεχόταν στη βενζίνη αποβαλλόταν στο περιβάλλον, ενώ το
υπόλοιπο κατακρατούνταν από το λιπαντικό. Ένα αυτοκίνητο
συμβατικής τεχνολογίας με κατανάλωση 10lt/100 km απέβαλλε 0.5
κιλό μόλυβδο ανά 10.000 km.
Οι ενώσεις αυτές προκαλούσαν δηλητηρίαση του αίματος και του
μυελού των οστών. Προσέβαλλαν περισσότερο τις νεαρές ηλικίες
και μπορούσαν να προκαλέσουν μέχρι και πνευματική καθυστέρηση.
στ) Διοξείδιο του άνθρακα (CO2)
Κατά βάση αβλαβές αέριο για τον ανθρώπινο οργανισμό. Συμβάλλει
όμως στο φαινόμενο του θερμοκηπίου αυξάνοντας έτσι τη μέση
θερμοκρασία του πλανήτη πράγμα όχι και τόσο αβλαβές ή ανώδυνο
για το μέλλον.
Με τις υγείες σας λοιπόν, όσο κι αν πιστεύουμε ότι η
τρομοκρατία και η κινδυνολογία δεν πιάνουν τόπο σε ώριμα
σκεπτόμενους ανθρώπους. Το ότι φτάσαμε εδώ όμως σίγουρα δε
δείχνει και τόση ωριμότητα!-Ν.Χ.
Βρήκα αυτό το κείμενο στο αρχείο μου, το είχαμε δημοσιεύσει στο περιοδικό που εργαζόμουν παλιά σε μια έρευνα για το Νέφος.
Με αφορμή τις ανησυχίες όλων σας για τις επιπτώσεις της ακτινοβολίας των κεραιών κιν. τηλεφωνίας, το βάζω κι αυτό και πιστεύω να το βρείτε ενδιαφέρον...
