مقالات
تاثیر خودروها بر میزان آلودگی هوا
آلودگی های ناشی از خودرو بیشترین نقش را در آلودگی هوای شهر و به تبع آن بیشترین تأثیر بر سلامت مردم را دارد. دی اکسیدکربن، اکسیدهای گوگرد و نیتروژن به همراه دهها مواد سمی دیگر ترکیباتی سمی هستند که در اثر سوخت خودرو درسطح شهر پخش می شوند. نوع و مقدار تولید این مواد سرطان زا که تاکنون ۱۷ نوع آن مشخص شده است بستگی به نوع سوخت، حرارت، میزان اکسیژن و عوامل دیگر متفاوت است.
ثابت شده است قسمت اعظم مواد سرطان زا بر اثر احتراق بنزین و گازوئیل در موتورها تولید می شود. به طور کلی با محاسباتی که انجام شده و با فرض اینکه اتومبیل ها در شرایط استاندار فنی کار نکنند، در عوض یک سال درشهری کوچک حدود ۰۰۰ /۴۰ کیلو ماده شیمیایی سرطان زا بر اثر احتراق بنزین و گازوئیل تولید و در هوا پخش می شود که این مقدار برای ایجاد سرطان در ۲ میلیارد موش کافی است.
آلودگی هوا چیست؟
زمانی که در جو و محیط ما، ماده ی اضافه ای به غیر از ترکیبات طبیعی وجود داشته باشد به اصطلاح به آن آلودگی هوا گفته می شود. آلودگی هوا مسئله ای مربوط به چند قرن اخیر است که توسط فعالیت های انسان ها مثل فعالیت های صنعتی، استفاده از مواد غیربازیافتی در صنایع و سوخت خودروها به وجود آمده است. در حقیقت از زمان پیدایش بشر تا قرن های متمادی جمعیت انسان بر روی کره ی زمین رشد چشمگیری نداشت، بنابراین آلودگی هوا هم وجود نداشت. اما از قرن 17 میلادی با یادگیری بهداشت فردی، جمعیت انسان ها روزبه روز رشد کرده و ناگهان موجب افزایش مصرف سوخت های فسیلی مانند زغال سنگ، نفت و گاز شده و نهایتاً موجب افزایش آلودگی هوا شده است.
این مواد اضافه در هوا شامل دی اکسید گوگرد، ذرات ریز معلق، مونواکسید کربن، ازن، دی اکسید نیتروژن، سرب و غیره هستند که تماس طولانی مدت با این مواد، هرچند به مقدار اندک موجب بیماری های خطرناکی مانند سرطان و بیماری های قلبی و ریوی می شود. با وجود آگاهی نسبت به تاثیرات مخرب آلاینده های هوا، اما به نظر می رسد مقابله با آلودگی هوا نسبت به آلودگی آب چندان برای بشر ضروری نبوده است. چون ما انسان ها همیشه آنچه که تاثیر سریع، واضح و کشنده داشته باشد را به سرعت علت یابی و ریشه کن می کنیم، مثل آلودگی های آب که منجر به بیماری های کشنده ای مانند وبا، حصبه و اسهال می شده است اما از آنجایی که آلودگی هوا مانند تاثیرات دود سیگار بر سلامتی ما به تدریج و غیر واضح اثر می گذارد، بنابراین حساسیت ما نسبت به آن کمتر از آلودگی آب می باشد.
در ویدیو زیر از تاثیر خودروها بر آلودگی هوا و همچنین سلامت محیط زیست و انسان ها گفته شده است.
ماشین ها و آلاینده ها
اغلب مردم تصور می کنند که اتومبیل های شخصی آن ها نقش چندانی در آلودگی هوا ندارد! اما باید در نظر داشت که اتومبیل های شخصی در بسیاری از کشورهای جهان منبع منحصر به فرد آلودگی شناخته می شوند زیرا آلودگی حاصل از میلیون ها وسیله نقلیه شخصی که در آنها تردد می کنند، تجمیع شده و عامل عمده آلودگی هوا می گردد .راندن یک وسیله نقلیه شخصی محتملا عمومی ترین فعالیت روزانه است که از سوی شهروندان صورت گرفته و موجب آلودگی هوا می شود!
منابع انتشار آلاینده های خودرو
قدرت حرکت اتومبیل از سوختن سوخت در موتور بدست می آید. آلودگی حاصل از اتومبیل ها و خودروها نتیجه محصولات جانبی است که در نتیجه این فرآیند احتراق بوجود می آیند و به محیط زیست تخلیه می شوند، هر چند تبخیر سوخت به تنهایی آلاینده دیگر هوا می باشد که مهم و حائز اهمیت است.
فرآیند احتراق
سوخت های بنزین و گازوییل حاوی هیدروکربن هستن که از اتمهای هیدروژن و کربن تشکیل شده اند. در یک موتور کامل اکسیژن هوا، هیدروژن را به آب و کربن را به دی اکسید کربن تبدیل می کند. نیتروژن هوا نیز به همان شکل اولیه باقی می ماند. در عمل فرآیند احتراق نمی تواند کامل باشد و موتورهای خودرو چندین آلاینده را وارد هوا می کنند.
- احتراق کامل: سوخت (هیدروکربن ها) +هوا (اکسیژن و نیتروژن) دی اکسید کربن + آب + نیتروژن تغییر شکل نداده
- احتراق موتور معمولی: سوخت + هوا هیدرو کربن های نسوخته + اکسید های نیتروژن + مونو اکسید کربن +دی اکسید کربن + آب
آلاینده های خروجی از اگزوز
هیدروکربن ها
هیدروکربن ها مولکولهای موجود در سوخت هستند که در نتیجه نسوختن و یا سوخت جزیی بدون تغییر باقیمانده و از اگزوز خارج می شوند. هیدروکربن ها در حضور نور خورشید و اکسیدهای نیتروژن ازن نزدیک به سطح زمین را بوجود می آورند که از عوامل مهم تشکیل اسماگ است. ازن موجب آبریزش چشم شده و به شش ها صدمه می زند و برای سیستم تنفسی آسیب رسان است. به نظر می رسد که ازن مشکل مهار نشدنی آلودگی هوا در بسیاری از شهرهای کشور های گوناگون باشد. برخی از هیدروکربن های خروجی از اگزوز اتومبیل سمی بوده و توانایی ایجاد سرطان را دارند.
اکسیدهای نیتروژن (NOX)
در موتور حرارت و فشار بالایی وجود دارد! عواملی که موجب می شود اتم های اکسیژن و نیتروژن هوا ترکیب شده و اکسیدهای نیتروژن (NOX) را بوجود بیاورند. اکسیدهای نیتروژن همانند هیدروکربن ها پیش سازهای تشکیل ازن هستند. آنها همجنین موجب ریزش باران اسیدی می شوند.
مونواکسید کربن
مونواکسید کربن محصول احتراق ناکامل است و وقتی که کربن سوخت بصورت ناکامل اکسید شود، محصول به جای دی اکسید کربن، مونو اکسید کربن می شود. مونو اکسید کربن میزان اکسیژن خون را کاهش می دهد و به ویژه برای کسانی که بیماری های قلبی دارند خطر ناک است.
دی اکسید کربن
دی اکسید کربن محصول احتراق کامل است اما در سال های اخیر سازمان حفاظت محیط زیست (EPA) به آن به چشم یک آلاینده نگاه می کند. دی اکسید کربن مستقیما بر سلامتی آدمها تاثیر منفی نمی گذارد اما چون یکی از گازهای گلخانه ای است که گرمای زمین را به دام می اندازد, در گرمایش جهانی زمین نقش دارد.
انتشارات حاصل از تبخیر
تبخیر سوخت هیروکربن ها را به هوا می فرستد. با کنترل هایی که امروزه در مورد آلاینده های خروجی از اگزوز صورت می گیرد و فرمولاسیون جدید بنزین، نقش تبخیر در فرستادن آلاینده ها به هوا از اتومبیل های مدل جدید که در روزهای داغی که غلظت ازن به بیشترین مقدار خود می رسد، کاملا قابل ملاحظه است. انتشارات حاصل از تبخیر از چند راه آلاینده ها را به هوا میفرستند:
- روزانه: با افزایش حرارت روزانه، مخزن بنزین داغ می شود و بخارهای بنزین را به هوا میفرستد.
- در حال حرکت: در حرکت اتومبیل، موتور داغ نیز به همان خوبی اگزوز می تواند موجب تبخیر بنزین بشود.
- غوطه وری داغ: در یک دوره زمانی بعد از خاموش شدن موتور، موتور همچنان داغ است و بخار بنزین همچنان از اتومبیل پارک شده وارد هوا می شود.
- سوخت گیری: بخار بنزین همیشه در مخزن سوخت وجود دارد. وقتی که مخزن (باک) پر است این بخارات وارد هوا می شود.
در همین زمینه توصیه میکنیم مقاله روش های کاهش مصرف سوخت خودرو را نیز مطالعه نمایید.
راه کارهای مقابله و کاهش آلودگی هوا
به طور کلی مسئله ی آلودگی هوا مثل سایر مسائل اجتماعی به عوامل متعددی بستگی دارد مانند صنعت، خودروها، پارامترهای هواشناسی مانند سرعت باد، شرایط آب و هوایی مانند کوه ها، دریاها و شیب منطقه. از آنجایی که مسائل اجتماعی را نمی توان تنها با یک راه حل مشخص حل نمود برای حل این معضل جهانی نیازمند برنامه ریزی های دقیق و همه جانبه هستیم. از میان همه ی راه ها مسئولین محیط زیست از شرکت های خودروسازی خواسته اند اقدامات جدیدی را برای مقابله با آلودگی خودروها انجام دهند. از جمله اقدامات شرکت های بزرگ خودروسازی در سراسر دنیا به این موارد می توان اشاره نمود.
مبدل های کاتالیزوری
خودروسازان به این نتیجه رسیده اند که علاوه بر تغییراتی که باید در موتور خودروها اعمال نمایند و مصرف سوخت های فسیلی را تا جای ممکن بکاهند، باید از فیلترهایی نیز استفاده کنند که میزان خروج آلودگی از خودروها را کاهش دهد بنابراین استفاده از مبدل های کاتالیزور در خودروها اجباری شد.
کاهش سرب بنزین
برای روان تر کار کردن موتور خودروها به بنزین، سرب می افزایند که این سرب نیز از خطرناک ترین آلاینده های محیط زیست است که برای مغز انسان به شدت ضرر دارد. برای کاهش سرب هوا برخی کشورها اقداماتی انجام داده اند مانند کشور امریکا که درسال های 1970 تا 1997 با کم کردن سرب بنزین توانست میزان سرب موجود در هوا را به طور چشمگیری کاهش دهد.
استفاده از مواد اولیه ی بازیافتی در ساخت خودروها
از طرف دیگر تولید خودروها به انرژی و مواد اولیه ی زیادی نیاز دارد. به کار بردن مواد اولیه ی بازیافتی در خودروهای سبز در برخی از کمپانی های خودروسازی قابل تقدیر است زیرا بخش زیادی از مواد خام به هدر نمی رود. برخی از شرکت های خودروسازی مانند کمپانی بی ام و، کارخانه ای برای بازیافت قطعات اتومبیل دارند.
خودروهایی با انرژی باتری یا خودروهای الکتریکی
از جمله راه کارهایی که شرکت های خودروسازی به آن رو آورده اند ساخت خودروهای الکتریکی می باشد. از این رو برخی از شرکت های معتبر جهان، موتور خودروهای خود را برقی نموده و آلایندگی هوا را تا حد زیادی کاهش داده اند. با کاهش نقص های این خودروها و توسعه ی نیروگاه هایی که برای شارژ دوباره ی خودروهای الکتریکی نیاز است، خودروهای برقی در بازار جهانی گسترش یافته است. اما شارژ باتری این خودروها در نیروگاه، آلودگی هایی را تولید می کند بنابراین جایگاه این نیروگاه ها را خارج شهر در نظر می گیرند. اولین موتورسیکلت ها در جهان با بنزین و گازوئیل کار می کردند، بنابراین امروزه کمتر استفاده می شوند و بیشتر سعی می شود که از موتورهایی استفاده شود که با باتری و برق کار می کنند تا بتوان کمتر آلاینده تولید کرد.
خودروهای هیبریدی
خودروسازان یک راه حل دیگر برای نقص موتورهای الکتریکی در نظر گرفتند و آن استفاده از باتری هایی است که بتوان آن ها را در هنگام رانندگی شارژ نمود. خودروهایی که بتوان آن ها را بدون نیاز به نیروگاه شارژ نمود موتور هیبریدی می گویند. این ساختار موجب می شود که مصرف و هزینه ی سوخت و آلایندگی محیط بسیار کمتر از خودروهای الکتریکی باشد. از نکات مثبت موتورهای هیبریدی آن است که این موتورها قادر هستند به راحتی با توان بالا کار کنند و به طور مثال از یک سربالایی به راحتی بالا بروند و در مدت زمان اندک تغییر سرعت بدهند.
جالب است که بدانید در یک وسیله ی نقلیه ی هیبریدی از باتری ها، موتور الکتریکی و موتور بنزینی استفاده می شود. موتور بنزینی این خودروها بسیار کوچکتر از خودروهای بنزینی مشابه است اندازه باتری این خودروها هم بسیار کوچکتر از باتری همه انواع وسایل نقلیه ی الکتریکی دیگر است. ارزش سوخت این خودروها حدود 2 برابر و انتشار آلایندگی آنها حدود یک دهم خودورهای معمولی است و اندازه و عملکردشان برابر است. در برخی از کشورها مانند ژاپن و کشورهای اروپایی از سیستم هیبریدی در وسایل نقلیه ی عمومی و شخصی استفاده می شود.