Die Zone der Pilzentfremdung • Arkady Kuramshin • Wissenschaftlich-populäre Aufgaben an den "Elementen" • Chemie, Biologie

Pilzzone

Aufgabe

Rospotrebnadzor empfiehlt: "Sammeln Sie Pilze abseits von Straßen, Autobahnen, außerhalb besiedelten Gebieten, in ökologisch sauberen Gebieten." Es wird nicht empfohlen, Pilze in einer Entfernung von weniger als 500 Metern von nicht überlasteten Straßen und weniger als 1000 Meter von großen Straßen mit hoher Verkehrsdichte zu sammeln (wenn der Wald sehr dicht und ohne Lichtungen ist, können diese Entfernungen halbiert werden), egal ob die Straße jetzt benutzt oder verlassen wird . Die Situation ist ähnlich wie bei Flugplätzen – selbst kleinen Flugzeugen, die sogar lange verlassen sind: Pilze sollten nicht näher als ein paar hundert Meter von ihnen entfernt gepflückt werden. Aber für die Eisenbahn ist die Zone der "Pilzverfremdung" viel kleiner – nur 50 Meter von der Eisenbahn entfernt. Die gleiche Regel gilt jedoch auch für neue Straßen, die nach dem 1. Juli 2003 in Betrieb genommen wurden: Pilze können nur 50 Meter von der Straße entfernt gepflückt werden. ErklärenWas ist der Grund für solch einen Unterschied in den hygienischen Normen für verschiedene Arten von Straßen und verschiedene Arten von Transport.


Tipp 1

Unterscheiden sich Motor-, Diesel- und Propeller-Propeller oder Hubschrauber in ihrer Funktionsweise? Brauchen sie einen anderen oder den gleichen Treibstoff?


Tipp 2

Der Ausdruck "Pilze absorbieren Abgasbestandteile" ist ziemlich üblich. Wie kann die Zusammensetzung der Abgase von Automobil-, Luftfahrt- und Dieselmotoren variieren?


Tipp 3

Denken Sie daran, dass die Derivate, deren Elemente am schwierigsten in den Kreislauf der Substanzen in der Natur zu verbinden sind und infolgedessen schlechter aus dem Körper ausgeschieden werden.


Lösung

In der Regel wird die Gefahr, Pilze in der Nähe der Straßen zu sammeln, allgemein erklärt: "Wenn Kraftstoff verbrennt, gelangen Stoffe, die krebserzeugende, mutagene und toxische Wirkungen auf den menschlichen Körper haben, mit Abgasen in die Luft und in den Boden."

Unter den Bedingungen des Problems kann verstanden werden, dass Substanzen, die in die Umwelt, oder besser in den Boden (der wachsende Fruchtkörper des Pilzes sammelt gefährliche Stoffe aus dem Boden) eindringen, mit Abgasen von Autos, Propellern und Helikoptern gefährlicher sind für den Körper als Stoffe aus den Abgasen von Eisenbahnlokomotiven. Ein solcher Unterschied wird, wie es leicht zu erraten ist, mit verschiedenen Arten von Motoren und verschiedenen Kraftstoffen verursacht.

Schraubenflugmotoren und die meisten Automobile sind Benzinverbrennungsmotoren, bei denen ein vorverdichtetes Luft-Kraftstoff-Gemisch durch einen elektrischen Funken gezündet wird.Es ist wichtig, dass diese Mischung gut komprimiert ist, aber nicht vorzeitig explodiert (durch Kompression und hohe Temperaturen). Diese Eigenschaft wird als detonationsresistenter Brennstoff bezeichnet. Reines Benzin – der durch Destillation gewonnene Ölanteil – eignet sich nicht als Kraftstoff für einen Benzinmotor. Zur Verbesserung der Antiklopf-Qualität kann Benzin chemisch modifiziert und / oder mit Antiklopf-Additiven versetzt werden.

Diesellokomotiven sind überwiegend Dieselmotoren und arbeiten aufgrund der Selbstzündung des in der Brennkammer versprühten Kraftstoffs vor den Auswirkungen der erwärmten Luft während der Verdichtung. Dieselmotoren sind "Allesfresser": Als Brennstoffe können praktisch alle schweren Fraktionen der Ölrektifikation von Kerosin über Heizöl bis hin zu Rohöl sowie Rapsöl, Altspeisefett etc. verwendet werden, außerdem sind alle diese Arten von Dieselkraftstoff geeignet -oder Änderung.

Der Vollständigkeit halber sollte hinzugefügt werden, dass in der "großen Luftfahrt" hauptsächlich Kerosin-Strahltriebwerke verwendet werden, aber dies ist für die Lösung des Problems nicht wichtig – die Sicherheitszone des Flughafens ist normalerweise ziemlich groß, so dass Pilze nicht in ihrer Nähe sind.

Jeder Kraftstoff, der aus Erdöl gewonnen wird, ist eine Mischung, die hauptsächlich aus gesättigten und aromatischen Kohlenwasserstoffen besteht. Der einzige Unterschied liegt im Detail: Zum Beispiel, in der Reihe Benzin – Kerosin – Heizöl, steigen das Molekulargewicht und der Siedepunkt der Kohlenwasserstoffe.

Wenn wir die durchschnittliche Zusammensetzung der Abgase von modernen Benzin- und Dieselmotoren vergleichen, können wir sehen, dass es keine grundlegenden Unterschiede im Gehalt der Schadstoffe gibt, die von jedem der Motoren emittiert werden. Unten ist eine Tabelle aus dem Artikel Abgase. Es enthält jedoch Daten für Dieselmotor-Motoren, aber Dieselmotoren von Diesellokomotiven arbeiten daher nach dem gleichen Prinzip wie Automobile relativ die Zusammensetzung ihrer Abgase wird sehr nahe, wenn nicht identisch sein.

Komponenten
Abgas
Motoren
Benzin AutomobilDiesel
Stickstoff, Vol.%74-7776-78
Sauerstoff, Vol.%0,3-8,02,0-18,0
Wasser (Dämpfe), Vol.%3,0-5,50,5-4,0
Kohlendioxid, Vol.%0,0-16,01,0-10,0
Kohlenmonoxid, Vol .-%0,1-5,00,01-0,5
Stickoxide, Vol.%0,0-0,80,0002-0,5
Kohlenwasserstoffe, Vol.%0,2-3,00,09-0,5
Aldehyde, Vol.%0,0-0,20,001-0,009
Ruß, g / m30,0-0,040,01-1,1
Benzopyren, g / m310-20×10−610×10−6

Toxische und mutagene Bestandteile von Abgasen umfassen Produkte unvollständiger Verbrennung von Kohlenwasserstoffbrennstoffen – Kohlenmonoxid (Kohlenmonoxid), Kohlenwasserstoffe, Aldehyde, Ruß und Benzpyren sowie Stickoxide, die während der Verbrennung gebildet werden.Von diesen haben nur Kohlenwasserstoffe, Ruß und Benzapyrene eine Chance, sich im Boden anzusammeln, und der Rest ist nur bei direkter Einatmung von Abgasen gefährlich. Auf lange Sicht vermischt sich Kohlenmonoxid mit der Atmosphäre und wird langsam zu Kohlendioxid, Stickoxiden oder deren Reaktionsprodukten mit Wasser oxidiert – Salpeter- und Salpetersäuren und ihre Salze – werden von Pflanzen absorbiert, Aldehyde werden zu Alkoholen oxidiert, die von Mikroorganismen absorbiert werden, und gasförmige Kohlenwasserstoffe (Methan, Ethan, Propan und Butane) werden ebenfalls in die Atmosphäre freigesetzt und dort in chemische Prozesse und nicht in den Boden eingebunden.

Der Vergleich von Diesel- und Benzinmotorenabgasen zeigt, dass sie sich in der "Anreicherung" des Bodens mit gefährlichen Stoffen wenig unterscheiden: Benzapyrene sind ungefähr gleich, der Dieselmotor gibt mehr Ruß ab, aber das Benzinauto produziert mehr Kohlenwasserstoffe. In der Tat war es das Fehlen signifikanter Unterschiede, die dazu führten, dass für die neuen Straßen und Eisenbahnen die "Gesundheitsnormen" für das Sammeln von Pilzen gleich sind.

Abb. 2 Plakat "Vorsicht vor verbleite Benzinvergiftung" und ähnliche Plakate, die vor den Gefahren von verbleitem Benzin warnenFrüher war ich an Tankstellen. Künstler V. V. Danilov, D. A. Dmitriev, 1956. Bild von littfund.ru

Es stellt sich heraus, dass die Tabelle nicht den Grund für die größere Gefahr von Straßen angibt. Aber das ist logisch, da die gefährlichsten Substanzen für den Boden seit Juli 2003 in Russland in den Abgasen von Automotoren einfach nicht gebildet werden sollten (aufgrund des Gesetzes Nr. 34-FZ). Dies sind organische und anorganische Bleiverbindungen, die in Abgasen vorhanden sind, weil lange Zeit, um die Motorleistung zu erhöhen und die Oktanzahl von Benzin zu erhöhen, verbleites Benzin verwendet wurde, in dem Tetraethylblei (Pb (C2H5)4). In Flugbenzin, das für die Schraubenluftfahrt verwendet wird, wird bis heute Tetraethylblei verwendet.

Da "Blei" -Zusätze für eine ziemlich lange Zeit verwendet wurden, sammelten sich die Produkte der vollständigen und unvollständigen Verbrennung von Tetraethyl, natürlich, entlang der Straßen an. Wenn Sie die durchschnittliche jährliche Laufleistung und den Kraftstoffverbrauch kennen, können Sie das Ausmaß der Katastrophe abschätzen. Der Bleigehalt bei verbleitem Benzin lag zwischen 0,15 und 0,37 g / l, und 1995 gab es in Russland 19,6 Millionen Autos.Einigen Daten zufolge wird die Gesamtfreisetzung von Blei aus dem Kraftverkehr in diesem Jahr auf etwa 4.000 Tonnen geschätzt.

Winde transportierten Bleiaerosole aus Abgasen bis zu einem Kilometer von Autobahnen entfernt. Die Vegetation am Straßenrand verringert diesen Effekt (schwächt den Wind und absorbiert Schadstoffe). Dies ist einer der Gründe, warum Waldschutzgürtel entlang von Straßen gepflanzt wurden, die zwischen landwirtschaftlich genutzten Flächen verlaufen.

Seit den späten 1970er Jahren begann die UdSSR damit, die Verwendung von Tetraethylblei aufzugeben, was, wie bereits erwähnt, 2003 endete. Trotzdem sind die Straßenränder immer noch stark mit Blei kontaminiert, und da sie und ihre Derivate zur ersten Gefahrklasse gehören, sollte man auf Autobahnen immer noch keine Pilze sammeln, egal wie verlockend der Gedanke "am Straßenrand geparkt, ging in den Wald, voll gewertet" Kofferraum. "


Nachwort

Verbleites Benzin oder besser Benzin, das Tetraethylblei enthält, wird seit den 1920er Jahren in Serie produziert. Einmal ließ er Serienautos zum Mitbewerber werden und vertrieb dann Fahrzeuge auf einer Pferdekutsche.Aber trotzdem wurde 2010 in das Magazin aufgenommen Zeit in der Liste der fünfzig schlimmsten Erfindungen in der Geschichte der Menschheit.

Der Erfinder der Oktanzahl-Benzin und andere Kraftstoffe Sir Harry Ricardo (1885-1974). Foto von imchearchive.wordpress.com

In Benzin-Verbrennungsmotoren wird das komprimierte Luft-Kraftstoff-Gemisch durch einen elektrischen Funken gezündet. Für einen effektiven Betrieb des Motors ist es notwendig, dass diese Mischung so komprimiert wie möglich ist – das heißt, auf ein möglichst geringes Volumen. Die Zündung der Mischung bei der maximalen Kompression erhöht die Menge der nützlichen Arbeit, die, sich ausbreitend, die Erzeugnisse der Verbrennung der Mischung, die die Geschwindigkeit des Autos und den Brennstoffverbrauch beeinflusst. Aber manchmal explodiert Treibstoff, wenn er selbst explodiert, bevor der Brandstift funkt. Diese "Selbstbrandstiftung" wird Detonation genannt. Die Detonation verringert den Wirkungsgrad des Motors und trägt zu dessen schnellerem Verschleiß bei (wobei die Grundlage für das Funktionieren eines Dieselmotors im Gegensatz dazu die Fähigkeit ist, sich während der Kompression selbstentzündlich zu machen). Die Fähigkeit eines Kraftstoffs, der Detonation während der Kompression zu widerstehen, wird als Oktanzahl bezeichnet. Die erste Oktan-Skala von Kohlenwasserstoffkraftstoff wurde 1921 vom britischen Ingenieur Harry Ricardo vorgeschlagen.

Die niedrige Oktanzahl (etwa 66 Einheiten) von Direktdestillationsbenzinen (erhalten nur mit Hilfe der Ölrektifikation – dh mit physikalischen Methoden und ohne weitere chemische Verarbeitung der Destillationsfraktion) erlaubte es nicht, die Leistung von Verbrennungsmotoren mit Verbrennung des Brennstoff-Luft-Gemisches zu erhöhen und hohe Geschwindigkeiten zu entwickeln.

Thomas Midgley (1889-1944). Foto von ru.wikipedia.org

Im Jahr 1921 entdeckte der amerikanische Ingenieur Thomas Midgley (Thomas Midgley, alte Quellen – Thomas Midgley), dass die erste metallorganische Verbindung, die 1852 und nirgendwo sonst verwendet wurde – Tetraethylblei – die Oktanzahl von Benzin erhöhte. Zwei Jahre später, 1923, gründeten drei amerikanische Konzerne – General Motors, DuPont und Standard Oil – ein Joint Venture der Ethyl Gasoline Corporation. Das Wort "Ethyl" im Titel wurde speziell verwendet, um Menschen mit dem Wort "Blei" nicht zu erschrecken. Fast sofort zeigten Arbeiter in der Produktion Symptome einer chronischen Bleivergiftung. 1924 ging Midgley selbst auf Urlaub, um sich von Bleivergiftung zu erholen, aber er versteckte diese Tatsache. Wie die Ethyl Corporation verfolgt er seit jeher die Praxis, Produktgifte konsequent abzulehnen.

In unserem Land wurde Tetraethylblei erst 1942 verwendet.Aber nachdem die UdSSR ein Lend-Lease von den Verbündeten einer Gruppe von Lastwagen und amerikanischen und britischen Kämpfern erhalten hatte, mußte sie dringend Äthylflüssigkeit kaufen, um Tetraethylblei zu inländischen Benzinen hinzuzufügen, um ihre Detonationsfähigkeit zu erhöhen – eine niedrige Oktanzahl sowjetischer Benzine führte zu raschem Verschleiß amerikanischer und britischer Motoren ausgelegt für Kraftstoff mit höherer Oktanzahl. Ethylflüssigkeit war eine Lösung von Tetraethylblei in Bromethan oder Dibrompropan (es stand an Tankstellen in Tanks mit einem Warnzeichen "Ethyl – Gift!"). Bromorganische Verbindungen lösen Tetraethylblei nicht nur gut auf, so dass sie in Benzin eingeführt werden können, sondern tragen auch dazu bei, dass die Verbrennungsprodukte von Tetraethylblei einfacher mit Abgasen entweichen, als sich auf Motorteilen abzusetzen. Zuerst wurde das etilirovanie Benzin in den Brennstoffdepots der Armee und dann – in Raffinerien organisiert.

Die Beschränkung der Verwendung von Tetraethylbleizusätzen durch zunehmende Bleivergiftung der Umwelt begann dort, wo sie erfunden wurden – in den USA.Dieser Prozess läuft seit 1970, und 1986 wurde die Produktion und Verwendung von verbleitem Benzin vollständig verboten. In Europa wurde Tetraethylblei im Jahr 2000 verboten (obwohl einige Länder es vorher aufgegeben hatten), in Russland – im Jahr 2003 (obwohl wiederum die meisten Fahrzeuge bereits zum Zeitpunkt des Verbots auf umweltfreundlichere Versionen des Treibstoffs umgestellt wurden). Derzeit wird Tetraethylblei im Jemen, Palästina, Afghanistan und Nordkorea noch immer verwendet.

Jetzt wird die Oktanzahl von Benzin auf zwei Arten erhöht. Die erste – chemische Verarbeitung von Benzin straight race. Solche Verfahren umfassen Crack- und Reformierverfahren, bei denen lange Kohlenwasserstoffketten in kürzere gespalten werden und eine Isomerisierung von linearen Kohlenwasserstoffen in verzweigte Kohlenwasserstoffe stattfindet (Kohlenwasserstoffe mit langen und linearen Ketten erniedrigen die Oktanzahl des Brennstoffs und erhöhen sie mit kurzen und verzweigten).

Auftragen und Antiklopf-Additive. Dies sind auch metallorganische Verbindungen – Cymantren (Tricarbonyl (η)5-Cyclopentadienyl) Mangan, Mn (η5-C5H5) (CO) und Ferrocen (bis-η5-Cyclopentadienyl (II), η5-C5H5)2Fe).Wenn diese Substanzen verbrannt werden, sind Mangan und Eisenoxide praktisch nicht gefährlich für die Umwelt, jedoch können feste Partikel dieser Oxide (wie übrigens feste Verbrennungsprodukte von Tetraethylblei) zu Motorverstopfung führen. Um die Oktanzahl zu erhöhen, können Sie den Brennstoffen und sauerstoffhaltigen Verbindungen – Alkoholen und Ethern (die Ethanoloktanzahl 100 Einheiten) zusetzen, jedoch ist die Zugabe einer kleinen Menge Antiklopfmittel zu einem direkt betriebenen chemischen Mahlprodukt effizienter als die Zugabe einer großen Menge an Additiven zu der erhaltenen Benzinölfraktion nur durch Rektifikation von Öl ohne nachfolgende chemische Verarbeitung.


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