Miért használják az ólmot a benzinhez?

2024 Szerző: Sherilyn Boyd | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-16 09:39

A "Tetraethyl lead" -ot a korai modellkocsiban használták fel, hogy segítsen csökkenteni a motor kopogását, növelje az oktán értékeket, és segítsen a motoron lévő szelepülések kopásának és kopásának. A levegőszennyezéssel és az egészségügyi kockázatokkal kapcsolatos aggodalmak miatt az ilyen típusú gáz lassan megszűnt az 1970-es évek végén kezdődően, és 1995-ben teljesen tiltotta az összes közúti járművet az Egyesült Államokban.

Annak részletesebb magyarázataként, hogy miért használják az ólmot a benzinhez, meg kell érteni egy kicsit többet a benzinről, és milyen tulajdonságokkal, hogy ez egy jó égési anyag az autómotorokban. A benzin maga a nyersolaj terméke, amely szénláncokhoz kapcsolt szén-atomokból áll. A láncok különböző hossza különböző tüzelőanyagokat hoz létre. Például a metánnak egy szénatomja van, a propánnak háromnak kell lennie, és az oktánnak nyolc szénatomja van láncolva. Ezek a láncok olyan tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek eltérő körülmények között viselkednek; A jellemzők, például a forráspont és a gyulladási hőmérséklet például nagymértékben eltérhetnek egymástól. Mivel az üzemanyagot egy motor hengerén préselik, felmelegszik. Ha az üzemanyag eléri a gyulladási hőmérsékletet a sűrítés alatt, akkor az önműködően meggyullad a rossz időben. Ez áramkimaradást és a motor károsodását okozza. Az olyan tüzelőanyagok, mint például a heptán (amelyek 7 szénatomot tartalmaznak láncolva) nagyon kis összenyomódás mellett gyulladhatnak meg. Az oktán azonban nagyon jól kezeli a tömörítést.

Minél nagyobb a kompresszió a hengereknél, amelyet az autó motorja képes előállítani, annál nagyobb a teljesítmény, amely a dugattyú minden egyes lökethosszából kiszabadulhat. Ez szükségessé teszi olyan üzemanyagokat, amelyek képesek a nagyobb tömörítést kezelni az öngyújtás nélkül. Minél magasabb az oktánszám, annál komolyabb az üzemanyag. A 87-es oktánszám azt jelenti, hogy az üzemanyag 87% oktán és 13% heptán keveréke vagy olyan üzemanyagok vagy adalékanyagok keveréke, amelyek ugyanolyan teljesítménye 87/13.

1919-ben a Dayton Metal Products Co. egyesült a General Motors céggel. Kutatási divíziót alakítottak ki, amely két problémát megoldott: a nagy kompressziós motorok és az elégtelen üzemanyag-ellátás szükségessége. 1921. december 9-én kémikusokat vezetett Charles F. Kettering és az ő asszisztensei, Thomas Midgley és T.A. Boyd hozzáadta a Tetraethyl-et a laboratóriumi motorban lévő üzemanyaghoz vezetve. Az állandó jelenlétű kopogást, melyet az üzemanyag öngyújtása okozott, és amely a gyulladási hőmérséklete alatt volt, teljes mértékben elnémult. A legtöbb autót akkoriban a motor kopogtatta, így a kutatócsoport örült. Idővel más gyártók úgy találták, hogy az ólom hozzáadásával jelentősen javíthatják a gáz oktánszámát. Ez lehetővé tette számukra, hogy jóval olcsóbb minőségű üzemanyagokat állítsanak elő, és továbbra is fenntartsák a szükséges oktánszámokat, amelyeket az autó motorja szükséges.

Egy másik előny, amely az idő múlásával vált ismertté, az volt, hogy a tetraetil-ólom tartotta a szelepüléseket a korai elhasználódástól. A kipufogószelepek, a korai modellkocsiban, amelyek motormotorozásnak voltak kitéve, általában olyan mikrohegesztéseket kaptak, amelyek a nyitáskor megrekedtek. Ez durva szelepüléseket és korai meghibásodást eredményezett. Az ólom csak akkor segít a gyújtószerkezetnek, ha az a lökettérfogatnál megfelelő, és ezáltal megakadályozza a kipufogószelep elhasználódását.

A tetraetil-ólom problémái még akkor is ismertek voltak, mielőtt a nagyolajipari vállalatok elkezdték használni. 1922-ben, miközben az ólmozott benzin gyártására vonatkozó tervek csak megkezdődtek, Thomas Midgley levelet kapott Charles Klaus-tól, egy német tudósról, aki az ólmot írta: "ez csúnya és rosszindulatú méreg", és figyelmeztetett arra, hogy megölt egy tudományos kutatót. Ez nem úgy tűnt, hogy félbeszakítja Midley-t, aki maga is ólommérgezést ért el a tervezési szakaszban. Mialatt Miami-ban visszahúzódott, Midgley egy olajipari mérnököt írt, hogy a közmérgezés "szinte lehetetlen, mivel senki nem fog ismételten kezelni ólomtartalmú benzint …" Az ellenzék egyéb ellenzéke a közegészségügyi szolgálat igazgatója ( Az Egyesült Államok Egészségügyi és Humán Szolgálatának egy része), aki az asszisztens általános sebésznek írt ólmot, "súlyos veszélyt jelentett a közegészségügyre".

A figyelmeztetések ellenére az ólomtartalmú benzin gyártása 1923-ban kezdődött. Nem sok időbe telt, hogy a dolgozók elkezdjenek elszenvedni a mérgezést. A DuPont Deepwater New Jersey-i gyárában a dolgozók kezdtek esni, mint a domino. Egy munkás 1923 őszén halt meg. 1924 nyarán és 1925 telén még négyen halt meg. Ennek ellenére a közvélemény ellentmondásai csak öt munkavállaló haláláig tartottak, és negyvennégy kórházba került 1924 októberében. Standard Oils növény Bayway NJ-ben.

A közegészségügyi szolgálat 1925-ben konferenciát tartott az ólmozott benzin problémájának kezelésére. Ahogy arra számítani lehetett, a Kettering tanúskodott az ólom használatáról, és kijelentette, hogy az olajtársaságok alkoholtartalmú tüzelőanyagokat állítanak elő, amelyeknek előnyei származtak az ólom révén, azonban a növekvő üzemanyagigényes társadalom ellátásához szükséges mennyiségeket nem lehetett teljesíteni. Alice Hamilton a Harvard Egyetemen ellenezte az ólmozott benzin támogatóit, és kijelentette, hogy ez az üzemanyag veszélyes az emberekre és a környezetre nézve. Végül a közegészségügyi szolgálat engedélyezte, hogy az ólomtartalmú benzin továbbra is a piacon maradjon.

1974-ben, a környezeti veszélyek kezdetén túlnyomóan nyilvánvalóvá vált, az EPA (Environmental Protection Agency) bejelentette a benzin ólomtartalmának ütemezett fázisát. Az egyik módja annak, hogy a gyártók betartották ezeket és más kibocsátási szabványokat, katalizátorokat használtak. A katalitikus átalakítók kémiai reakciót használnak a szennyező anyagok, például a szén-monoxid és más káros szénhidrogének megváltoztatására szén-dioxidra, nitrogénre és vízre. A tetraetil-ólom hajlamos lenne elzárni ezeket a konvertereket, ami megnehezíti azok működését. Így az ólmozatlan benzin váltakozó üzemanyagává vált minden katalizátorral felszerelt autó számára.

Az EPA követelményei, az autók kibocsátáscsökkentő mechanizmusai és más oktánszámnövelő alternatívák megjelenése a végső ólmozott benzin használatának végét jelentette. A gyártók hamar rájöttek, hogy az autók már nem tudnak ilyen üzemanyagot kezelni; a környezeti és egészségügyi kockázatok társadalmi toleranciája nem engedné meg; és költségcsökkentővé vált a gyártás folytatása. 1996. január 1-jén a Tiszta Levegő Törvény teljesen tiltotta az ólmozott üzemanyag használatát a közúti járművön. Ha úgy találja, hogy ólmozott benzint tartalmaz az autóban, akkor 10 000 dollár bírságot kell fizetnie.

Ez nem teljesen megszabadult az ólmozott benzinektől. Ön továbbra is használhatja off-road járművek, repülőgépek, versenyautók, mezőgazdasági gépek és tengeri motorok számára az Egyesült Államokban.

Bónusz tények:

• Mivel az ólmozott benzin betiltása az Egyesült Államokban a felhasználások többségénél fogva, az amerikaiak vérében az ólom átlagos szintje több mint 75% -kal csökkent. Ez különösen jelentős, mivel az ólom negatív hatásai az emberi testbe való bevezetés során messzemenően elérhetõk, rendkívül súlyosak és potenciálisan tartósak. Az ólom féléletideje a szervezetben is elég hosszú hetes a vérben, hónapok a lágy szövetekben és évek a csontokban. Továbbá, ellentétben a sok más mérgekkel, a Centers for Disease Control és Megelőzés, szerint "Nincs biztonságos vér ólom szintjét azonosították."
• 1985-ben az EPA becslése szerint évente több mint 5000 amerikai halt meg az ólommérgezés okozta szívbetegség miatt.
• 1988-ban jelentést kapott a kongresszus a Mérgező Anyagok és Betegségek nyilvántartásának Ügynökségéről a gyermekkori ólommérgezésről Amerikában. Arra a következtetésre jutott, hogy 1970 és 1987 között minden évben, amikor az EPA a gázolaj ólomból való kivonása zajlott, évente kétmillió gyermek vörösvérsejtszintje a toxikus szint alá csökkent. A jelentés becslése szerint 1927-1987 között összesen 68 millió gyermek mérgező expozíciót mutatott az ólmot tartalmazó ólomból.
• Mivel az ólom természetesen előforduló nehézfém, ellentétben a rákkeltő anyagokkal, például a peszticidekkel, a hulladékolajokkal és a radioaktív anyagokkal, az idő múlásával nem szűnik meg. Nem párolog, vagy eltűnik.
• Csak azért, mert egészségesnek tűnik, nem jelenti azt, hogy nincs magas ólom a vérben. A jelek és tünetek általában nem jelentkeznek, amíg az ólom felhalmozódása veszélyes mennyiséget nem éri el. Ezek a tünetek a következők: Magas vérnyomás, a mentális működés csökkenése, a végtagok fájdalmai, zsibbadása és bizsergése, izomgyengeség, fejfájás, hasi fájdalom, memóriavesztés, hangulati rendellenességek, csökkent spermiumszám, kóros spermiumok és vetélés vagy koraszülés terhes nőknél.
• Az ólommérgezés kezelése a tünetek kezelésére és a Dimercaptosporinsav (szerves kénvegyület) vagy a Dimercaprol (brit anti-Lewisite) néven ismert alkalmazása.
• 2011. október 27-én az Egyesült Nemzetek Környezetvédelmi Programja bejelentette, hogy az ólmozott benzin globális felhasználását fel fogják szüntetni 2013-ra. Az ólmozott benzin használata továbbra is engedélyezett 6 országban. Ezek a nemzetek Afganisztán, Algéria, Irak, Észak-Korea, Mianmar és Jemen. Az Egyesült Nemzetek segíti ezeknek a nemzeteknek a használatának fokozatos megszüntetését.