На железнодорожном транспорте проводятся испытания макетных образцов нейтрализаторов вредных веществ отработавших газов тепловозов, разработана конструкторская документация на опытный образец нейтрализатора-глушителя для установки на тепловозе ТЭП-70. Разрабатываемые нейтрализаторы рассчитаны на 1 — 2 года работы без замены блоков, их применение позволит снизить выбросы вредных веществ по оксидам азога на 40 %, оксидам углерода и углеводородам — на 60 — 70 %, сажи — на 50 — 60 %
Отработавшие газы после турбокомпрессора направляется через уловитель частиц сажи, который сокращает концентрацию частиц до значения ниже предельно допустимой концентрации в 0,025 г/кВт.час. После этого происходит впрыск карбамида и перемешивание в смесительном канале до получения однородной смеси из отработавшего газа и карбамида. Сокращение концентрации NОх до значения ниже предельно допустимой границы 4 г/кВт.час происходит в катализаторе ЗСК. Так как эта технология для дизельных двигателей будет внедряться с 2012 года, она еще окончательно не определена производителями и будет уточняться.
Фильтры и специальные улавливатели в системе выпуска ДВС способствуют задержанию твердых частиц отработавших газов. В фильтрах сажа и другие твердые частицы улавливаются при прохождении через фильтрующий элемент или путем их центрифугирования. В специальных улавливателях создаются электростатические поля в сочетании с центрифугированием. Установка фильтров широко применяется в США. Керамические фильтры с тефлоновым покрытием задерживают 85 — 95 % сажи и твердых частиц, содержащихся в отработавших газах дизеля. В европейских странах из-за высокой стоимости сажевых фильтров предпочтение отдается каталитическим нейтрализаторам.
В дизелях практически любая неисправность топливоподающей системы влияет на расход топлива и дымность. Например, увеличение цикловой подачи сверх номинальной на 25 % повышает дымность отработавших газов на 40 %. В результате естественного износа деталей топливной аппаратуры расход топлива к моменту исчерпания ресурса возрастает на 8 — 10 %, дымность — на 20 — 30 %.
Для поддержания экологических параметров транспортных средств и эксплуатации на допустимом уровне необходим периодический контроль технического состояния транспортных средств с использованием диагностирования.
В настоящее время в локомотивных депо сети дорог России организуются пункты экологического контроля (ПЭК), предназначенные для экспериментальной оценки экологического воздействия локомотивов на окружающую среду. Пункты оснащаются анализатором процесса сжигания топлива 1МК-1400РL, который измеряет: температуру выхлопных газов; температуру окружающей среды; количество двухатомного кислорода (О2); количества окиси углерода (СО, г/нм3, %); окислов азота (NОх, г/нм3, %) и дымность (N, %). Прибор со встроенным компьютером вычисляет: избыточный воздух; количество двуокиси углерода в топливе (СО,); неразведенную окись углерода (СО pure) и другие параметры.
Реакция человеческого организма на транспортные загрязнения
Одной из основных причин заболеваемости и смертности населения, наряду с социальными, генетическими и другими факторами, является длительное воздействие на организм человека загрязняющих веществ антропогенного происхождения, обладающих токсическим эффектом. Принято считать, что около 30 % заболеваний являются экологически обусловленными. В первую очередь к этим заболеваниям относятся онкологические, аллергические, поражения кровеносной системы, врожденные аномалии и др.
По воздействию на организм человека компонентов отработавших газов они подразделяются на:
- токсичные — оксид углерода, оксиды азота, оксиды серы, углеводороды;
- канцерогенные – бенз(а)пирен;
- раздражающего действия — оксиды серы, углеводороды.
Влияние из всех перечисленных компонентов отработанных газов на организм человека зависит от их концентрации в атмосфере и продолжительности воздействия. При использовании в тепловозных дизелях обычного дизельного топлива продукты его сгорания на 99—99,8 % состоят из нетоксичных веществ. Однако незначительная часть продуктов сгорания высокотоксична и оказывает существенное влияние на окружающую природную среду. Загрязняют окружающую среду в значительно меньшей степени картерные газы, продукты испарения дизельного топлива и масла.
Из первой группы нетоксичных выбросов заслуживает внимания углекислый газ (СО2), содержание которого в отработавших газах в настоящее время не нормируется, однако, вопрос об этом ставится в связи с особой ролью СО2 в «парниковом эффекте».
Солнечная энергия попадает на земную поверхность в виде коротковолнового излучения, а отражается уже в виде длинноволнового (в инфракрасном диапазоне длин волн). Содержащиеся в атмосфере водяной пар, СО2, NОХ и другие многоатомные газы частично задерживают поток инфракрасного излучения (как стекло в парнике). Без такого парникового эффекта температура на Земле была бы ниже обычной на 30—40 °С.