IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

По данным Международного агентства по изучению рака (МАИР ‒ специализированное подразделение Всемирной организации здравоохранения) основным источником канцерогенной опасности для человека сейчас выступает загрязненный окружающий воздух. По последним данным этой организации 223000 случаев смерти от рака легких, зарегистрированных в 2010 году в мире, вызваны именно загрязнением воздуха.

Анализ литературы [1-5] показал, что именно продукты истирания автомобильных шин, в частности бенз(α)пирен и N-нитрозамин, наряду с отработавшими газами вносят значительный вклад в выделениявредных веществ (ВВ), формирующихся в придорожной полосе. Причём истертая в мелкую пыль резина автомобильных шин обеспечивает от 39 до 57 % этих токсичных веществ (рисунок 1). За рубежом работы по уменьшению негативных воздействий шин на окружающую среду и человека ведутся в соответствии с Международными экологическими стандартами серии ISO 14000.

Содержание образовавшейся шинной пыли, появляющейся в пятне контакта шины с дорогой при движении автомобиля, определяется не только конструкцией автомобильных шин. Масса шинной пыли зависит от большого количества факторов, таких как: свойства материала покрышек, состояние покрышек и дорожного покрытия, срок службы покрышек, погодные условия и даже стиль (характер) вождения. Образование полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в автомобильных шинах обусловлено использованием при производстве резины газовой сажи, которая формирует врезине стойкость к истиранию.

По имеющимся оценкам, на каждые 100 г стершихся шин приходится до 1,2 мг бенз(α)пирена [6]. Истирание шин при эксплуатации одного автомобиля в течение года приводит к выделению в атмосферу 200 г масел, а от всего автомобильного парка РФ – до 9000 тонн. Опасность заключается в том, что до сих пор содержание компонентов токсичного действия не регулируетсянормативно.

Рисунок 1 – Процентные соотношения выбросов ВВ от отработавших газов и в продуктах износа шин [5]

Из теории управления качеством известно, что разработке результативных и эффективных мероприятий должен способствовать тщательный анализ и систематизация факторов, влияющих на проблему. Поэтому нами проведён подробный анализ факторов, непосредственно влияющих на интенсивность износа покрышек. Применение инструментов качества (диаграммы Иссикава) позволило систематизировать факторы и разработать причинно-следственную диаграмму (рисунок 2).

Состав автомобильных шин является одним из основных факторов, влияющих на интенсивность износа и состав ВВ в продуктах износа. При производстве покрышек применяют сложную комбинацию каучуков (бутадиенстирольный и натуральный каучуки, полибутадиен и т.д.), но точный состав материала покрышек в целях сохранения коммерческой тайныобычно производителем не указывается. В целях получения желаемых свойств, а также необходимых эксплуатационных характеристик при производстве шин также добавляются металлические или органические присадки. Как следствие этого при эксплуатационном износе шин в окружающую среду поступают соединения тяжелых металлов (таблица 1). При разложении материала покрышек шин в их составе обнаружены Zn, Na, Ca, K, Al, Fe, Cu, Pb, Mg, Ba, Mr, Ni, Cr, Co, Cd, Mo [1]. При этом источником этих металлических частиц могут быть не только автомобильные шины, но и продукты износа тормозной системы, дорожного покрытия, отработавших газов. Однако вклад каждого из перечисленных источников выбросов затруднителен. Этот вопрос представляет собой предмет отдельного исследования.

Рисунок 2 – Причино-следственная диаграмма основных факторов, влияющих на износ автомобильных шин

Погодные условия и состояние дорожного покрытия также могут влиять на срок службы покрышки. Влажное дорожное покрытие способствует снижению трения и, следовательно, можно предположить, что вместе с этим сокращается и интенсивность износа. А длительное движение по трассе с высокой скоростью, в летний период, приводит не только к повышенному износу протектора, но и может привести к расслоению внутренней структуры шины, ее прочность снижается до 40 % [7].

Таблица 1 ‒ Кратность превышения ПДК металлов в пробах атмосферного воздуха (отобранных вдоль автомобильной дороги)

Вещество	ПДК, мг/м3	Кратность превышения ПДК (С/ПДК) при интенсивности движения транспорта, авт./ч
		1500 ‒ 2000	2500 ‒ 3000
Медь	0,5	0,75 ± 0,02	0,92 ± 0,05
Свинец	0,05	1,29 ± 0,24	1,84 ± 0,27
Кадмий	0,01

Код для цитирования: Скопировать