Содержание в выхлопе диоксида серы, которое может быть довольно высоким для сернистого топлива, вызывает раздражение дыхательный путей, но это раздражение не может стать критическим за временной интервал, рассматриваемый здесь.
Закись азота (NO2), при наличии в больших концентрациях, может вызвать отёк лёгких после получаса экспозиции. Однако даже самый страшный отёк никого не может убить через полчаса, но лишь с опозданием в примерно 24 часа[53]. Одноразовая, короткая экспозиция низким концентрациям закиси азота всего лишь раздражает лёгкие и слизистые оболочки, точно так же как и оксиды серы (если имеются), поэтому в дальнейшем мы можем их не учитывать. А вот окись азота (NO) имеет физиологические эффекты, схожие с эффектами угарного газа[54]. Впрочем, в отличие от угарного газа её концентрация уменьшается с уменьшением концентрации кислорода в процессе сгорания топлива, то есть при высокой нагрузке, и не достигает критического для здоровья уровня[55]. В дальнейшем окись азота NO быстро превращается в закись азота NO2[56], так что концентрация окиси азота усиливает действие угарного газа в выхлопе лишь незначительно.
Тот факт, что закиси азота способны образовывать перекись водорода (озон) у уровня грунта, а также то, что в дизельном выхлопе содержатся канцерогенные составляющие, послужило причиной того, что с недавнего времени дизельные двигатели также подлежат специальным нормативам выбросов. Они предположительно представляют опасность для человеческого дыхания. Именно поэтому проведённые в Германии исследования опасности для здоровья, представляемой дизельным выхлопом, были почти полностью ограничены анализом количества содержащихся в дыме твёрдых веществ и несгоревших углеводородов[57].
7.5. Дым от дизелей
Дизельные двигатели обильно дымят, особенно при тяжёлой нагрузке. Это происходит не из‑за того, что у них имеется какой‑то врождённый дефект. Нет, дизельные двигатели чрезвычайно эффективны. Дым же является результатом характера сгорания дизельного топлива и того, что дизели используют более тяжёлые типы топлива по сравнению с бензиновыми двигателями.
Сплошные жирные линии на рис. 4–7 представляют собой предел дыма, который производители сочли необходимым для защиты их двигателей от чрезмерного износа. На практике дизельный двигатель не может работать на жидком топливе справа от вертикальных линий из рис. 4 и 5 (соотношение топливо/воздух 0,055, или соотношение воздух/топливо 18:1), потому что внутренние накопления содержащихся в дыме твёрдых веществ могут за короткий срок поломать или заглушить двигатель[58]. Многие производители ещё более консервативны и ограничивают их двигатели соотношением топливо/воздух 0,050.
Рис. 7. Жидкие и твёрдые вещества, выбрасываемые из двигателя за час,
и измеренный дым[59]. Жирная вертикальная линия, отмечающая соотношение топливо/воздух 0,055 (воздух/топливо = 18:1), добавлена автором
Дизельные двигатели могут благополучно работать при соотношении топливо/воздух выше 0,055 (при соотношении воздух/топливо ниже 18:1), только если они используют очищенное газообразное топливо. Это единственный способ избежать накопления твёрдого материала внутри цилиндров. Данные, изображённые справа от вертикальной линии, были собраны только потому, что исследователи из Горного бюро США решили из теоретических соображений подвергнуть свои двигатели испытаниям с использованием газообразного топлива, намного превысив нормальные (рекомендуемые изготовителями) параметры полной нагрузки соответствующих двигателей[60]. Данные для очищенного газообразного топлива несущественны для нашего анализа, поскольку если бы у немцев имелось газообразное топливо для дизельных двигателей (например, чистый угарный газ), они могли бы непосредственно пускать этот газ в газовую камеру. Использование же дизельного двигателя в качестве некоего промежуточного средства просто не имеет смысла, это бы только сделало газ менее токсичным. Из‑за того, что угарный газ чрезвычайно воспламеняем, и из‑за наличия избытка воздуха практически весь угарный газ, поступающий в дизель, был бы израсходован.