Троянский конь цивилизации - [46]

Хотя проблема дополнительного сжигания вредных веществ в реакторах окончательно не решена, очевидно, что это один из реальных путей, позволяющий обезвредить выхлопные газы независимо от рабочего режима двигателя. А это, бесспорно, самое большое преимущество данного решения. Оба типа реакторов при этом можно объединять. Такого рода разработки ведутся в СССР, в частности, для дизельных двигателей. Но и проблема дополнительного сжигания вредных веществ могла бы отпасть, если бы был улучшен состав топливных смесей. Сейчас в этом направлении во всем мире идут интенсивные изыскания.

По аналогии с усовершенствованием двигателей в работах по созданию топлива тоже наметились два решения: радикальное, связанное с полным исключением бензина, и умеренное, направленное на улучшение современных горючих смесей, в том числе и бензина.

Радикальное решение сводится к тому, что, пока речь идет о бензиновых двигателях, следует перейти к иным углеводородам — к сжатому или сжиженному метану или сжиженным газам. Для дизельных двигателей рекомендуется двойное топливо — воздух, обогащенный в карбюраторе легкими углеводородами, и моторное топливо.

Метан имеется в природе. У него высокое октановое число (до 130), поэтому он позволяет обеспечить высокую компрессию. Сжиженный метан охлаждает воздух и повышает мощность двигателя. Из всех углеводородов он обладает наинизшей фотохимической активностью и воспламеняется в более широких температурных границах, чем бензин. Именно эта особенность позволяет использовать для двигателей обедненные смеси, в которых не только активнее сжигаются углеводороды, но и образуется меньше окислов азота.

Аналогичные свойства и у пропана и пропан-бутана, хотя тут приходится считаться с более низким октановым числом. В Лос-Анджелесе, городе знаменитого белого смога, метан и пропан-бутан применяются как топливо главным образом в городском и грузовом транспорте.

Специалисты задумываются и над применением этанола. У него высокое октановое число, хорошая летучесть и самые высокие температуры сгорания, чуть ниже, чем у бензина. Однако использование этанола возможно лишь при перевороте в технологии его производства, которая обеспечила бы достаточно низкую себестоимость продукта.

Так же обстоит дело и с водородом, который с точки зрения охраны окружающей среды был бы идеальным топливом для транспорта. Однако водород не только дорог, но и небезопасен, а в сжиженном состоянии очень труден для транспортировки. Его можно лишь иметь в виду на случай, если появятся миниатюрные устройства по превращению углеводородов в водород. Но реальность этого пока минимальна.

Каждый из «конкурирующих» углеводородов в сравнении с бензином имеет не только преимущества, но и значительные недостатки. Поэтому надежда перехода на пропан, пропан-бутан, этанол или водород очень мала. И человеку — если он хочет в борьбе с загрязнением пойти не только реальным, но и кратчайшим путем — остается сочетать совершенствование двигателей с совершенствованием существующих топлив, особенно бензина и моторного топлива.

В поисках оптимального состава бензиновых смесей стремятся ограничить или исключить самую важную присадку — тетраалкилсвинец. Это соединение содержат почти все существующие сегодня виды бензина, потому что оно повышает их октановое число: у дистиллированных бензинов на 15, у бензинов из катализированного крекинг-процесса на 5, у бензинов из гидрокрекинга — на 12 и у прочих бензинов — на 3–6 единиц. В США до 20 % производимого свинца добавляется в театраалкилы (на сумму 400 млн. долларов ежегодно).

До сих пор никакие другие добавки не дают такого повышения октанового числа при столь малых расходах, как добавка свинца. Но в то же время почти ни одно из загрязняющих окружающую среду веществ не оказывает столь вредного действия и на самого человека, и на служащую ему технику, как даже незначительные дозы этого тяжелого и токсичного металла.

Около 70–80 % тетраалкилсвинца попадает с выхлопными газами в воздух в виде аэрозолей окислов и галогенидов свинца. Лишь четверть его задерживается в двигателе, масле и фильтрах. Содержащие свинец частицы выхлопных газов, поднимаясь в воздух, осаждаются на деревьях, кустарнике и траве вдоль дорог. Повсюду в мире уже нельзя пасти скот вдоль шоссе и автострад. Съеденный животными свинец с молоком или мясом попадает в организм человека.

Концентрация свинца на улицах американских городов колеблется от 2 до 20 мг/м³. Нормально дышащий человек поглощает там в день 22–30 мг свинца, а курильщик — больше 40 мг. Следующую порцию свинца человек получает с продуктами питания и через соприкосновение с почвой, которая сама по себе содержит достаточное количество этого металла, примерно 16 мг/кг. Аккумуляция свинца в жизненном пространстве человека несет большую потенциальную опасность отравления подрастающего поколения.

Выяснилось, что исключение свинца из бензина уменьшает износ двигателя, ограничивает выхлоп продуктов сгорания, понижает коррозию выхлопной системы и увеличивает долговечность свечей и моторного масла. Сторонники применения тетраалкилсвинца в бензине, со своей стороны, обращают внимание на то, что удержание высокого октанового числа без присадок, содержащих свинец, связано с повышением содержания в бензине ароматических углеводородов, вызывающих раковые заболевания. Кроме того, повышение количества других вредных веществ в выхлопных газах (например, фотохимически активных углеводородов и др.) ухудшает видимость в городах. Исключение свинца из бензина может, по их мнению, вызывать катастрофические повреждения выхлопных вентилей при высоких скоростях.