Защо оловото се използва за добавяне към бензин

2024 Автор: Sherilyn Boyd | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-16 09:37

"Тетраетилов олово" е използван в ранните модели автомобили, за да се намали ударът на двигателя, да се увеличат октановите рейтинги и да се помогне за износване на седалките на вентила в двигателя. Поради опасения относно замърсяването на въздуха и рисковете за здравето, този вид газ бавно се изпаряваше от началото на 70-те години насам и бе забранен изцяло на всички пътни превозни средства в САЩ през 1995 г.

За по-подробно обяснение защо е добавено олово към бензина, необходимо е да се разбере малко повече за бензина и какви качества го правят добър горивен материал в автомобилите. Самият бензин е продукт на суров нефт, който се състои от въглеродни атоми, свързани заедно в въглеродни вериги. Различната дължина на веригите създава различни горива. Например, метанът има един въглероден атом, пропанът има три, а октанът има осем въглеродни атоми, свързани заедно. Тези вериги имат характеристики, които се държат по различен начин при различни обстоятелства; като например температурата на кипене и температурата на запалване, могат да варират значително между тях. Тъй като горивото се компресира в цилиндъра на двигателя, то се нагрява. Ако горивото достигне температурата си на запалване по време на компресията, то ще се възпламени автоматично в неподходящо време. Това причинява загуба на мощност и повреда на двигателя. Горива като хептан (който има 7 въглеродни атома, свързани заедно) могат да се възпламени при много малко компресиране. Октанът, обаче, се справя изключително добре с компресията.

Колкото по-голямо е компресията в цилиндрите, която двигателят на автомобила може да произведе, толкова по-голяма е мощта, която може да излезе от всеки ход на буталото. Това налага да има горива, които да могат да се справят с по-висока компресия, без да се самозапалват. Колкото по-висок е октановият рейтинг, толкова повече компресия горивото може да се справи. Октановото число 87 означава, че горивото е смес от 87% октан и 13% хептан или всяка смес от горива или добавки, които имат същите показатели 87/13.

През 1919 г. Dayton Metal Products Co. се слива с General Motors. Те образуват научноизследователско отделение, което се стреми да реши два проблема: нуждата от високо компресионни двигатели и недостатъчното количество гориво, което да ги задвижва. На 9 декември 1921 г. химици под ръководството на Чарлз Ф. Кетеринг и неговите помощници Томас Мидли и Т. А. Бойд добави Тетраетил, който доведе до горивото в лабораторен двигател. Всеки настоящ удар, причинен от самозапалването на горивото, което се компресира след температурата му на запалване, беше напълно заглушено. По-голямата част от всички автомобили по онова време бяха обект на този удар на двигателя, така че изследователският екип беше много щастлив. С течение на времето други производители установиха, че чрез добавяне на олово към горивото те биха могли значително да подобрят октановия рейтинг на газа. Това им позволи да произвеждат много по-евтини горива и все пак да поддържат необходимите октанови рейтинги, които двигателят на автомобила изисква.

Друго предимство, което стана известно с течение на времето, беше, че тетраетил оловото запазва клапаните на седалките да се износят преждевременно. Изпускателните клапани, при ранните модели автомобили, които са били подложени на повреда на двигателя, са склонни да получават микроваркове, които ще се извадят при отваряне. Това доведе до груби седалки на клапаните и преждевременна повреда. Оловото спомага за запалването на горивото само когато е подходящо за мощния ход, като по този начин помага да се елиминира износването и разкъсването на изпускателния клапан.

Проблемите с тетраетиловия олово са били известни още преди големите петролни компании да започнат да го използват. През 1922 г., докато плановете за производство на оловен бензин са започнали, Томас Мидгле получи писмо от германския учен Чарлз Клаус, озаглавено "това е пълзяща и злонамерена отрова", и предупреди, че е убил друг учен. Това не изглеждаше така, че да заличи Мидли, който по време на фазата на планиране слезе с оловно отравяне. Докато се възстановява в Маями, Мидли пише на инженер в петролната индустрия, че общественото отравяне е "почти невъзможно, тъй като никой няма да се занимава многократно с бензин, съдържащ олово …" Друга опозиция на олово дойде от лабораторен директор на Службата за обществено здраве Част от американското министерство на здравеопазването и човешките услуги), който пише на асистента генерал-хирург, описващ олово, е "сериозна заплаха за общественото здраве".

Въпреки предупрежденията, производството на оловен бензин започва през 1923 г. Не е нужно дълго време работниците да започнат да се поддават на олово. В завода за производство на DuPont в Deepwater New Jersey работниците започнаха да падат като домино. Един работник починал през есента на 1923 година. Три починали през лятото на 1924 година и още четири през зимата на 1925 година. Въпреки това обществените противоречия не започнаха, докато не умреха петима работници и четиридесет и четири души бяха хоспитализирани през октомври 1924 г. Стандартно масло завод в Bayway NJ.

Службата за обществено здраве проведе конференция през 1925 г. за решаване на проблема с оловен бензин. Както бихте очаквали, Кетеринг свидетелства за използването на олово, като посочва, че петролните компании могат да произвеждат алкохолни горива, които имат предимствата, които са били предоставени от олово, но количествата, необходими за снабдяването на все по-голямо гориво гладно общество, не могат да бъдат изпълнени. Алис Хамилтън от университета в Харвард се противопостави на поддръжниците на оловен бензин и свидетелства, че този вид гориво е опасно за хората и за околната среда. В края на краищата, службата за обществено здраве позволи оловен бензин да остане на пазара.

През 1974 г., след като опасностите за околната среда започнаха да стават преобладаващо очевидни, EPA (Агенция за защита на околната среда) обяви планирано постепенно премахване на съдържанието на олово в бензина. Еднопосочните производители отговарят на тези и други стандарти за емисиите е да използват каталитични преобразуватели. Катализаторите използват химическа реакция, за да променят замърсителите като въглероден окис и други вредни въглеводороди до въглероден диоксид, азот и вода. Тетраетил оловото би имало склонност да запушва тези преобразуватели, което ги прави неактивни. По този начин безоловен бензин се превръща в гориво за всеки автомобил с каталитичен конвертор.

Изискванията на СИП, механизмите за контрол на емисиите на автомобили и появата на други алтернативи за обогатяване на октана очертават края на широкото използване на оловен бензин. Производителите скоро откриха, че автомобилите вече не могат да се справят с такова гориво; обществената толерантност към рисковете за околната среда и здравето не би позволила това; и стана невъзможно разходите да продължат да се произвеждат. На 1 януари 1996 г. Законът за чистотата на въздуха напълно забранява използването на оловно гориво за пътни превозни средства. Ако се окаже, че имате оловен бензин в колата си, може да бъдете обвинени в глоба от 10 000 долара.

Това не е напълно се отърва от оловен бензин. Все още имате право да го използвате за офроуд превозни средства, самолети, състезателни автомобили, селскостопанско оборудване и морски двигатели в Съединените щати.

Бонусни факти:

• Тъй като забраната на оловен бензин за повечето употреби в Съединените щати, средното ниво на олово в кръвта на американците е намаляло с повече от 75%. Това е особено важно, тъй като отрицателните ефекти на оловото, когато са въведени в човешкото тяло, са далеч, изключително тежки и потенциално постоянни. Полуживотът на олово в тялото също е доста дълъг седмици в кръвта ви, месеци в меките тъкани и години в костите ви. Освен това, за разлика от много други отрови, според Центровете за контрол и превенция на заболяванията, "Не е определено безопасно ниво на олово в кръвта".
• През 1985 г. СИП изчислява, че над 5 000 американци умират всяка година от сърдечни заболявания, причинени от оловно отравяне.
• През 1988 г. на Агенцията за токсични вещества и заболявания се дава доклад на Конгреса за отравяне с олово в Америка. Той стига до заключението, че всяка година от 1970-1987 г., тъй като етапът на EPA е излязъл от олово в бензина, 2 милиона деца годишно имат нивата на олово в кръвта им под токсични нива. Според доклада от 1927 до 1987 г. общо 68 милиона деца са имали токсично излагане на олово от оловен бензин.
• Тъй като оловото е естествено срещащ се тежък метал, за разлика от канцерогените като пестициди, отработени масла и радиоактивни материали, той няма да се разпадне с течение на времето. То не изпарява или изчезва.
• Само защото изглеждате здрави, не означава, че нямате високи нива на олово в кръвта си. Признаците и симптомите обикновено не се проявяват, докато натрупването на олово не достигне опасни количества. Тези признаци и симптоми включват: Високо кръвно налягане, спадане на умственото функциониране, болка, изтръпване и изтръпване на крайниците, мускулна слабост, главоболие, коремна болка, загуба на памет, нарушения на настроението, намален брой сперматозоиди, абнормни сперматозоиди и аборт или преждевременно раждане при бременни жени.
• Лечението на оловно отравяне се състои от лечение на симптомите и употребата на димеркаптосукцинова киселина, която е органично съединение на сяра или димеркапрол, известен също като британски анти-люис.
• На 27 октомври 2011 г. Програмата на ООН за околната среда обяви, че глобалното използване на оловен бензин ще бъде премахнато до 2013 г. Използването на оловен бензин все още е разрешено в 6 държави. Тези нации са Афганистан, Алжир, Ирак, Северна Корея, Мианмар и Йемен. НС подпомага тези държави в постепенното преустановяване на използването им.