Zakaj je bil vodnik dodan na bencin

2024 Avtor: Sherilyn Boyd | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-16 09:38

"Tetraethyl lead" je bil uporabljen v zgodnjih modelih avtomobilov, da bi zmanjšal potiskanje motorja, povečal oktanske ocene in pomagal pri obrabi na sedežih ventilov v motorju. Zaradi skrbi zaradi onesnaženosti zraka in tveganj za zdravje se je ta vrsta plina počasi ukinjala s konca sedemdesetih let in v celoti prepovedana v vseh cestnih vozilih v ZDA leta 1995.

Za podrobnejšo razlago, zakaj je bila dodana bencina svinec, je potrebno malo bolje razumeti bencin in kakšne lastnosti bi bilo to dobro gorivo v avtomobilskih motorjih. Sama bencina je produkt surove nafte, ki je izdelan iz ogljikovih atomov, združenih v ogljikove verige. Različna dolžina verig ustvarja različna goriva. Na primer, metan ima en ogljikov atom, propan ima tri, in oktan ima skupaj osem atomov ogljika. Te verige imajo značilnosti, ki se v različnih okoliščinah obnašajo drugače; značilnosti, kot sta vrelišče in temperatura vžiga, se lahko med seboj močno razlikujejo. Ker je gorivo stisnjeno v valju motorja, se segreje. Če bo gorivo doseglo temperaturo vžiga med stiskanjem, se bo samodejno vžgalo ob napačnem času. To povzroči izgubo moči in poškodbe motorja. Goriva, kot je heptan (ki ima 7 ogljikovih atomov, povezanih skupaj), se lahko vžgejo v zelo malo kompresiji. Octane, pa se nagiba k izjemno dobro obdelavi stiskanja.

Višja je kompresija v valjih, ki jo lahko proizvede avtomobilski motor, večja je moč, ki jo lahko dobite iz vsakega bata bata. Zaradi tega je potrebno imeti gorivo, ki lahko obvladuje večjo kompresijo brez samodejnega vžiga. Višja oktanska ocena, večje stiskanje, ki ga lahko porabi gorivo. Oktansko 87 pomeni, da je gorivo mešanica 87% oktana in 13% heptana ali kakršna koli mešanica goriv ali aditivov, ki imajo enako učinkovitost 87/13.

Leta 1919 se je Dayton Metal Products Co. združil z General Motorsom. Oblikovali so raziskovalni oddelek, ki je reševal dva problema: potrebo po visokih kompresijskih motorjih in nezadostno oskrbo z gorivom, ki bi jih vodila. 9. decembra 1921 kemiki, ki jih vodijo Charles F. Kettering in njegovi pomočniki Thomas Midgley in T.A. Boyd je dodal tetraetilni svinec k gorivu v laboratorijskem motorju. Vedno prisotni udarci, ki jih povzroča samodejno vžiganje goriva, ki se stisnejo pred temperaturo vžiga, je bilo popolnoma utišano. Večina vseh avtomobilov takrat je bila podvržena tem udarcem motorja, zato je bila raziskovalna ekipa presrečna. Sčasoma so drugi proizvajalci ugotovili, da bi lahko z dodajanjem svinca na gorivo znatno izboljšali oktansko oceno plina. To jim je omogočilo, da proizvajajo veliko cenejše razrede goriva in še vedno ohranjajo potrebne oktanske ocene, ki jih potrebuje motor avtomobila.

Druga korist, ki je sčasoma postala znana, je bila, da se tetraetil vodi pred prezgodnjim obrabljanjem ventilnih sedežev. Izpušni ventili v zgodnjih modelih avtomobilov, ki so bili podvrženi trčenju motorja, so imeli običajno mikrovalove, ki bi jih bilo mogoče odpreti ob odprtju. To je povzročilo grobe ventilske sedeže in prezgodnje odpoved. Vodik je pomagal pri gorivu vžigati le, kadar je to primerno, na moči, s čimer je pomagal odpraviti obrabo in iztrganje izpušnih ventilov.

Težave s tetraetilnim svinecem so bile znane še preden so ga večje naftne družbe začele uporabljati. Leta 1922 je Thomas Midgley dobil pismo Charlesa Klausa, nemškega znanstvenika, ki je navedel svinec: "to je plazljiv in zlonamerni strup" in opozoril, da je ubil kolega znanstvenika. Zdi se, da to ni bilo v fazi Midleyja, ki se je med fazo načrtovanja sam privedel do zastrupitve s svincem. Medtem ko se je v Miamiju obnovil, je Midgley pisal inženirju naftne industrije, da je bilo javno zastrupitev "skoraj nemogoče, ker nihče več ne bo prenehal z rokami, ki jih pokriva bencin, ki vsebuje svinec". Drug nasprotovanje vodstvu je prišel iz laboratorija za javno zdravstvo ( Del ameriškega Ministrstva za zdravje in socialne službe), ki je pisal generalnemu pomočniku kirurga, ki je navedel vodilno vlogo, je bila "resna grožnja javnemu zdravju".

Kljub opozorilom se je proizvodnja na osvinčeni bencin začela leta 1923. Ni trajalo dolgo, da bi delavci začeli podlegati zastrupitve z vodikom. V proizvodnem obratu družbe DuPont v Deepwaterju so se delavci v New Jerseyju začeli spuščati kot domini. En delavec je umrl jeseni 1923. Trije so umrli poleti 1924 in še štiri pozimi 1925. Kljub temu se javna polemika ni začela, dokler ni umrlo pet delavcev, v četrtek 1924 pa je bilo hospitaliziranih štiriindvajset Standardna olja rastlin v Baywayju NJ.

Javnozdravstvena služba je organizirala konferenco leta 1925 za reševanje problema osvinčenega bencina. Kot ste pričakovali, je Kettering pričal o uporabi svinca, ki navaja, da bi lahko naftna podjetja proizvedla alkoholna goriva, ki so imela prednosti, ki jih je zagotovil svinec, vendar količine, potrebne za oskrbo z gorivom, ki narašča z gorivom, ni bilo mogoče doseči. Alice Hamilton z univerze Harvard je nasprotovala zagovornikom osvinčenega bencina in izjavila, da je ta vrsta goriva nevarna za ljudi in okolje. Na koncu je javna zdravstvena služba omogočila, da je osvinčeni bencin ostal na trgu.

Leta 1974 je EPA (Agencija za varstvo okolja), potem ko je okoljska nevarnost začela pretežno očitna, napovedala načrtovano odpravo vsebnosti svinca v bencinu. Proizvajalci enosmerne tehnike in drugi emisijski standardi so uporabili katalizatorje. Katalizatorji uporabljajo kemično reakcijo za spreminjanje onesnaževal, kot ogljikov monoksid in druge škodljive ogljikovodike, ogljikovemu dioksidu, dušiku in vodi. Tetraetilni svinec bi te konverterje zamašil, zaradi česar so neuporabne. Tako je neosvinčeni bencin postal gorivo izbire za vse avtomobile s katalizatorjem.

Zahteve s strani EPA, mehanizmi za nadzor emisij na avtomobilih in pojav drugih alternativnih možnosti krepitve oktana so pomenili konec za široko uporabo osvinčenega bencina. Proizvajalci so kmalu ugotovili, da avtomobili ne morejo več ravnati s takšnim gorivom; javna strpnost za okoljske in zdravstvene nevarnosti ne bi dovolila; in postal je strošek prevelik, da ga še naprej proizvajajo. 1. januarja 1996 je Zakon o čistem zraku popolnoma prepovedal uporabo osvinčenega goriva za vse na cestnem vozilu. Če bi ugotovili, da imate v vašem avtomobilu osvinčeni bencin, lahko plačate 10.000 ameriških dolarjev.

To se ni popolnoma znebilo osvinčenega bencina. Še vedno ga lahko uporabljate za off-road vozila, letala, dirkalne avtomobile, kmetijske naprave in pomorske motorje v ZDA.

Bonus Dejstva:

• Od prepovedi osvinčenega bencina za večino uporab v Združenih državah se je povprečna raven svinca v krvi Američanov zmanjšala za več kot 75%. To je še posebej pomembno, ker so negativni učinki svinca, ko so vneseni v človeško telo, daljnosežni, izjemno hudi in potencialno stalni. Razpolovna doba svinca v telesu je precej dolga tedna v krvi, mesece v mehkih tkivih in leta v kosteh. Poleg tega, v nasprotju z mnogimi drugimi strupi, v skladu s centri za nadzor in preprečevanje bolezni, "ni bila ugotovljena nobena raven varnosti v krvi".
• Leta 1985 je EPA ocenila, da je več kot 5000 Američanov vsako leto umrlo zaradi bolezni srca, ki jih povzroča zastrupitev s svincem.
• Leta 1988 je kongres Agenciji za toksične snovi in registra bolezni za otroke pri zastrupitvi s svincem v Ameriki dala poročilo kongresu. Ugotovilo je, da vsako leto od leta 1970-1987, ko je potekala faza EPA iz svinca v bencinu, je 2 milijona otrok na leto znižalo nivo krvnega svinca pod toksične ravni. Poročilo je ocenilo, da je od leta 1927-1987 skupaj 68 milijonov otrok imelo toksično izpostavljenost svincu iz osvinčenega bencina.
• Ker je svinec naravna težka kovina, za razliko od rakotvornih snovi, kot so pesticidi, odpadna olja in radioaktivni materiali, se sčasoma ne bo razgradila. Ne izhlapi ali izgine.
• Samo zato, ker se zdite zdravi, ne pomeni, da v krvi nimajo visoke ravni svinca. Znaki in simptomi se običajno ne prikazujejo, dokler kopičenje svinca ne doseže nevarnih količin. Ti znaki in simptomi vključujejo: visok krvni tlak, zmanjšanje duševnega delovanja, bolečine, odrevenelost in mravljinčenje okončin, mišične oslabelosti, glavobol, bolečine v trebuhu, izguba spomina, motnje razpoloženja, zmanjšano število semenčic, nenormalno spermo in splav ali prezgodnji porod pri nosečnicah.
• Zdravljenje za zastrupitev s svincem obsega zdravljenje simptomov in uporaba Dimercaptosuccinic kisline, ki je organosulfurna spojina, ali Dimercaprol, znan tudi kot britanski anti-Lewisite.
• Program OZN za okolje je 27. oktobra 2011 napovedal, da bo globalno rabo osvinčenega bencina izkoreninjen do leta 2013. Uporaba osvinčenega bencina je še vedno dovoljena v 6 državah. Te države so Afganistan, Alžirija, Irak, Severna Koreja, Mjanmar in Jemen. U.N. pomaga tem narodom pri opuščanju njegove uporabe.