Dlaczego kiedyś dodawano ołów do benzyny

2024 Autor: Sherilyn Boyd | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-16 09:39

"Tetraethyl lead" był używany we wczesnych modelach samochodów, aby pomóc zmniejszyć stukanie silnika, zwiększyć liczbę oktanową i pomóc w zużyciu na gniazdach zaworów w silniku. Ze względu na obawy związane z zanieczyszczeniem powietrza i zagrożeniami dla zdrowia ten typ gazu był stopniowo wycofywany, począwszy od końca lat 70. ubiegłego wieku i całkowicie zakazany we wszystkich pojazdach drogowych w USA w 1995 roku.

Aby uzyskać bardziej szczegółowe wyjaśnienie, dlaczego ołów był dodawany do benzyny, konieczne jest poznanie nieco więcej o benzynie i właściwościach, które czynią ją dobrym materiałem spalania w silnikach samochodowych. Sama benzyna jest produktem ropy naftowej, która składa się z atomów węgla połączonych w łańcuchy węglowe. Różna długość łańcuchów tworzy różne paliwa. Na przykład metan ma jeden atom węgla, propan ma trzy, a oktan ma osiem połączonych ze sobą atomów węgla. Łańcuchy te mają cechy, które zachowują się inaczej w różnych okolicznościach; właściwości takie jak temperatura wrzenia i temperatura zapłonu mogą na przykład znacznie różnić się między nimi. Gdy paliwo jest sprężane w cylindrze silnika, nagrzewa się. Jeżeli paliwo osiągnie temperaturę zapłonu podczas kompresji, nastąpi samozapłon w niewłaściwym czasie. Powoduje to utratę mocy i uszkodzenie silnika. Paliwa takie jak heptan (który ma 7 połączonych ze sobą atomów węgla) mogą zapalić się przy bardzo niewielkiej kompresji. Octane jednak bardzo dobrze radzi sobie z kompresją.

Im większa kompresja w cylindrach, które może wytworzyć silnik samochodu, tym większa moc może wydostać się z każdego suwu tłoka. To sprawia, że konieczne jest posiadanie paliw, które mogą wytrzymać wyższą kompresję bez samozapłonu. Im wyższa liczba oktanowa, tym większa kompresja paliwa. Liczba oktanowa wynosząca 87 oznacza, że paliwo jest mieszaniną 87% oktanu i 13% heptanu lub jakiejkolwiek mieszaniny paliw lub dodatków, które mają taką samą wydajność 87/13.

W 1919 Dayton Metal Products Co. połączyła się z General Motors. Stworzyli oni dział badawczy, który miał rozwiązać dwa problemy: konieczność stosowania silników wysokoprężnych i niewystarczającą podaż paliwa, które je napędzałoby. 9 grudnia 1921 r. Chemicy kierowani przez Charlesa F. Ketteringa i jego asystentów Thomasa Midgleya i T.A. Boyd dodał Tetraethyl ołowiu do paliwa w laboratoryjnym silniku. Obecne uderzenie, spowodowane samozapłonem paliwa sprężonego po jego temperaturze zapłonu, zostało całkowicie wyciszone. Większość samochodów w tym czasie była przedmiotem tego silnika, więc zespół badawczy był zachwycony. Z biegiem czasu inni producenci stwierdzili, że dodanie ołowiu do paliwa może znacznie poprawić liczbę oktanową gazu. Pozwoliło im to na wyprodukowanie znacznie tańszych gatunków paliwa i utrzymanie wymaganej liczby oktanowej wymaganej przez silnik samochodu.

Kolejną korzyścią, która stała się znana z biegiem czasu, było to, że z ołowiu Tetraethyl udało się przedwcześnie zużyć gniazda zaworów. Zawory wydechowe, we wczesnych modelach samochodów, które były przedmiotem pukania silnika, miały tendencję do otrzymywania mikro-spawów, które rozerwą się podczas otwierania. Spowodowało to zgrubne gniazda zaworowe i przedwczesne uszkodzenie. Ołów pomagał zapalać paliwo tylko wtedy, gdy jest to odpowiednie dla suwu roboczego, pomagając w ten sposób wyeliminować zużycie zaworu wydechowego.

Problemy z Tetraethyl ołowiu były znane nawet zanim główne firmy naftowe zaczęły go używać. W 1922 r., Gdy właśnie rozpoczęły się plany produkcji benzyny ołowiowej, Thomas Midgley otrzymał list od Charlesa Klausa, niemieckiego naukowca, który stwierdził ołowiu: "jest to pełzająca i złośliwa trucizna" i ostrzegł, że zabił innego naukowca. Nie wydawało się to przeszkadzać Midley, który sam przyszedł z zatrucia ołowiem w fazie planowania. Podczas odzyskiwania w Miami, Midgley napisał do inżyniera ds. Przemysłu naftowego, że zatrucie publiczne było "prawie niemożliwe, ponieważ nikt nie będzie wielokrotnie obejmował benzyny zawierającej ołów …". Inna opozycja wobec ołowiu pochodzi od dyrektora laboratorium w służbie zdrowia publicznego ( Część amerykańskiego Departamentu Zdrowia i Opieki Społecznej, która napisała do głównego lekarza prowadzącego, mówiącego o prowadzeniu, była "poważnym zagrożeniem dla zdrowia publicznego".

Pomimo ostrzeżeń, produkcja benzyny ołowiowej rozpoczęła się w 1923 roku. Wkrótce pracownicy zaczęli ulegać zatruciu ołowiem. W fabryce DuPont w Deepwater New Jersey pracownicy zaczęli upaść jak domino. Jeden pracownik zmarł jesienią 1923 r. Trzech zmarło latem 1924 r., A cztery kolejne zimą 1925 r. Mimo to, publiczne kontrowersje nie zaczęły się, dopóki pięciu robotników nie zginęło, a czterdzieści cztery zostały hospitalizowane w październiku 1924 r. Standard Oils zakład w Bayway NJ.

Publiczna służba zdrowia zorganizowała konferencję w 1925 roku, aby rozwiązać problem benzyny ołowiowej. Jak można się było spodziewać, Kettering zeznał, że używał ołowiu, twierdząc, że firmy naftowe mogą produkować paliwa alkoholowe, które mają zalety dostarczane przez ołów, jednak ilości potrzebne do zaspokojenia rosnącego zapotrzebowania na paliwo nie mogłyby zostać zaspokojone. Alice Hamilton z Harvard University przeciwstawiła się zwolennikom benzyny ołowiowej i zeznała, że ten rodzaj paliwa jest niebezpieczny dla ludzi i środowiska. Ostatecznie Publiczna Służba Zdrowia zezwoliła na utrzymanie benzyny ołowiowej na rynku.

W 1974 roku, po tym, jak zagrożenia środowiskowe zaczęły być przytłaczająco oczywiste, EPA (Agencja Ochrony Środowiska) ogłosiła planową fazę z ołowiu w benzynie. Jednym ze sposobów, w jaki producenci spełnili te i inne normy emisji, było zastosowanie katalizatorów. Konwertery katalityczne wykorzystują reakcję chemiczną do zmiany zanieczyszczeń, takich jak tlenek węgla i inne szkodliwe węglowodory, na dwutlenek węgla, azot i wodę. Tetraetylowy ołów miał tendencję do zatykania tych konwerterów, przez co nie nadawałyby się do użytku. Tak więc bezołowiowa benzyna stała się paliwem z wyboru dla każdego samochodu z katalizatorem.

Wymogi EPA, mechanizmy kontroli emisji na samochodach i pojawienie się alternatywnych alternatywnych oktanów oznaczały koniec powszechnego stosowania benzyny ołowiowej. Producenci wkrótce stwierdzili, że samochody nie mogą już obsługiwać takiego paliwa; społeczna tolerancja zagrożeń dla środowiska i zdrowia nie pozwoliłaby na to; i stały się kosztowne, aby kontynuować produkcję. 1 stycznia 1996 r. Ustawa o czystym powietrzu całkowicie zakazała stosowania paliwa ołowiowego do każdego pojazdu drogowego. Jeśli okaże się, że posiadasz benzynę ołowiową w samochodzie, możesz zostać ukarany grzywną w wysokości 10 000 USD.

To nie całkowicie pozbyło się benzyny ołowiowej. Nadal możesz używać go w pojazdach terenowych, samolotach, samochodach wyścigowych, sprzęcie rolniczym i silnikach okrętowych w Stanach Zjednoczonych.

Dodatkowe fakty:

• Od zakazu benzyny ołowiowej w większości zastosowań w Stanach Zjednoczonych średni poziom ołowiu we krwi Amerykanów spadł o ponad 75%. Jest to szczególnie istotne, ponieważ negatywny wpływ ołowiu po wprowadzeniu do organizmu człowieka jest daleko idący, wyjątkowo poważny i potencjalnie trwały. Okres półtrwania ołowiu w organizmie wynosi również długie tygodnie we krwi, miesiące w tkankach miękkich i lata w kościach. Co więcej, w przeciwieństwie do wielu innych trucizn, zgodnie z Centers for Disease Control and Prevention, "Nie stwierdzono bezpiecznego poziomu ołowiu we krwi".
• W 1985 r. EPA oszacowała, że ponad 5000 Amerykanów umiera każdego roku z powodu chorób serca spowodowanych zatruciem ołowiem.
• W 1988 r. Kongres wydał raport Agencji ds. Toksycznych Substancji i Rejestru Chorób zatrucia ołowiem w Ameryce. Stwierdzono, że każdego roku od 1970-1987, kiedy miało miejsce stopniowe wycofywanie EPA z ołowiu w benzynie, 2 miliony dzieci rocznie obniżyło poziom swoich poziomów we krwi do poziomów poniżej toksycznych. W raporcie oszacowano, że w latach 1927-1987 w sumie 68 milionów dzieci miało toksyczną ekspozycję na ołów z benzyny ołowiowej.
• Ponieważ ołów jest naturalnie występującym metalem ciężkim, w przeciwieństwie do substancji rakotwórczych, takich jak pestycydy, oleje odpadowe i materiały radioaktywne, nie zepsuje się z czasem. Nie odparowuje ani nie znika.
• Tylko dlatego, że wydajesz się zdrowy, nie oznacza, że nie masz wysokiego poziomu ołowiu we krwi. Objawy zwykle nie pojawiają się, dopóki akumulacja ołowiu nie osiągnie niebezpiecznych ilości. Objawy te obejmują: Wysokie ciśnienie krwi, spadki w funkcjonowaniu umysłowym, ból, drętwienie i mrowienie kończyn, osłabienie mięśni, ból głowy, ból brzucha, utrata pamięci, zaburzenia nastroju, zmniejszona liczba plemników, nieprawidłowe plemniki i poronienia lub przedwczesne porody u kobiet w ciąży.
• Leczenie zatrucia ołowiem polega na leczeniu objawów i stosowaniu kwasu Dimerkaptosukcynowego, który jest związkiem organosiarkowym, lub Dimerkaprolu, znanym również jako brytyjski anty-Lewisyt.
• W dniu 27 października 2011 r. Program Środowiska Narodów Zjednoczonych ogłosił, że globalne zużycie benzyny ołowiowej zostanie wyeliminowane do 2013 r. Użycie benzyny ołowiowej jest nadal dozwolone w 6 krajach. Te narody to Afganistan, Algieria, Irak, Korea Północna, Birma i Jemen. U.N. pomaga tym krajom w stopniowym wycofywaniu się z użycia.