Небезпечна ... краплина роси

“ХХ століття, напевно, було останнім, коли, не замислюючись, можна було пити воду практично з будь-якого природного джерела — струмочка, колодязя, чи, скажімо, гірської річки, і вважалося корисним мити волосся дощовою водою. Де воно моє босоноге дитинство, коли міг бігати під дощем босоніж, не боячись, навіть купаючись у Дніпрі, заразитися грибком або якоюсь іншою нечистотою?”
Ці слова автор почув від провідного наукового співробітника Інституту біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України, кандидата технічних наук Владислава Кисельова. Його неординарні наукові пропозиції, сподіваємося, зацікавлять наших читачів.

— Будь ласка, коротко про себе, Владиславе Петровичу. Мені вже відомо, що середню школу ви закінчили в Киргизії...
— ...І після школи, 1954 року, за направленням військкомату поступив у Київське радіотехнічне училище. Мене покликало в Україну минуле одного з моїх дідів — Митрофана Кисіля, — який родом з Полтавщини. Дід був залізничником і працював у Туркменії, де мешкала і його родина.Мій батько до шкільного віку мав саме це прізвище і, коли він, семилітнім, осиротів, під опіку його взяло залізничне товариство. У залізничній школі його “перехрестили “ з Киселя на Кисельова, то й я — Кисельов.
Перше моє армійське звання — лейтенант, а з армії я звільнився полковником. Директор нашого інституту Валерій Кухар знав мене як військового спеціаліста з високих технологій і запропонував зайнятися розвитком експрес-аналізаторів якості нафтопродуктів, з’ясувати, наскільки автомобільне пальне відповідає стандартам якості...
— Існує гостра проблема забруднення довкілля, адже кількість автомобілів безперервно зростає. Що скажете про це?
— У нашій країні цими дослідженнями практично не займаються . Тож доводиться посилатися на офіційні дані Російської Федерації:    безперервне зростання кількості автомобілів призвело до того, що частка викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря Москви — близько 2 млн т, або близько 87% валового викиду шкідливих речовин в її атмосферу всіма забруднюючими джерелами.
 Донедавна в Україні дозволялося використовувати дизельне паливо з вмістом сірки до 1% маси пального. Очищення пального від сірки — річ дорога, морочлива, тому й миримося з тим, що недогоріла сірка викидається в атмосферу, а потім випадає на землю у вигляді кислотних дощів і рос. Спалив трактор 100 кг дизпалива — на землю випало близько 1 кг сірчаної кислоти. Ось звідки з’являються хронічні форми захворювань органів дихання і туберкульоз. Та й в автомобільних покришках сірки багато, і їх практично не утилізують.
Автомобільний, тракторний, тепловозний двигуни — агрегати, в яких хімічна енергія пального перетворюється на механічну. Це відбувається завдяки тому, що згоряє пальне всередині циліндрів двигуна і тому вони називаються двигунами внутрішнього згоряння. Коли створюють той або інший двигун, насамперед, прагнуть домогтися, щоб він не забруднював довкілля. А це дуже важко.
Нині кожний школяр знає, що ідеально екологічно чистим надалі буде двигун, який працює на водні. Сучасні ж двигуни внутрішнього згоряння, спалюючи пальне, викидають в атмосферу недогорілі вуглеводні, окисел вуглецю і догорілі й не догорілі мікродомішки речовин, що містяться в пальному.
Донедавна вважалося: достатньо дотримуватися єдиного правила — користуватися бензином октанового числа, передбаченого для двигуна автомобіля певної марки, а октанове число, як відомо, визначає придатність бензину до бездетонаційного (безвибухового) згоряння в двигуні, але нині все набагато складніше …
 — То що ж виходить: не вірити своїм очам на АЗС ?
 — Безперечно: якщо ви скористалися неякісним пальним. Бо у прейскуранті може буте одне, а в колонці — інше. Неякісне пальне негативно позначається на потужності двігуна і на довкіллі.
Що ж відбувається з двигуном, який працює на недоброякісному бензині ? Популярно на це запитання легко відповісти, якщо знати характеристики згоряння бензину. Їх — дві: температура, яка виділяється в процесі того, що згоряє, і час, за який згоряє певна доза пального. А оскільки автомобільний двигун є двигуном внутрішнього згоряння, то конструктори й розраховують його так, щоб доза бензину згоріла у циліндрі двигуна. Якщо використовувати бензин невідповідної марки, то він згорятиме не в циліндрі, а до того, як потрапить у нього, чи догорятиме у ... вихлопній трубі. При цьому двигун перегрівається: в ньому виникає детонація — вибухи в циліндрах. Витрата пального за цієї обставини значно збільшуються, бо в “трубу” вилітає його до 10–15%.
На жаль, на заправках аж ніяк не всі бензини відповідають вимогам стандартів. Москва, наприклад, переважно використовує пальне, вироблюване підмосковними заводами на високотехнологічному устаткуванні. Там сувора система контролю якості, проте в роздрібній торгівлі виявляють 18–20% бензинів А-92 і А-95, котрі не відповідають вимогам стандартів як за октановим числом, так і за вмістом домішок (особливо бензолу і сірки). В Росії схильні звинувачувати в цьому несумлінних виробників, які для отримання надприбутків порушують технологію виробництва.
Високооктанові бензини є бензинами-сумішами. Вони складаються з основи та низки домішок і присадок. Коли, скажімо, ви варите борщ, його основою є бульйон, добавками — овочі, а присадками — сіль, перець та інші спеції. На практиці виходить: борщ вчорашній і борщ першого дня — це різні борщі і, якщо їх злити разом, вийде новий борщ. Приблизно те саме може відбутися і з бензинами.
Присадки й добавки по-різному взаємодіють з різними основами. Октанове число одних вони можуть підняти, а на інші зовсім не впливати. В одних основах вони розчиняються і можуть довго перебувати у розчині , а в інших — під дією температури, світла, повітря, вологи й часу — деструктуризуватися та випасти в осад. Основи бензинів за змішування так само можуть змінювати свої властивості.
Кожне пальне має створювати в двигуні певну температуру і згоряти за певний час. Аби це забезпечити, кожному бензину привласнюються два октанові числа, що стосуються моторного і дослідницького методів.
Чому ж на АЗС ми бачимо тільки одну цифру, що характеризує якість бензину? Якщо стандарт є законом, то й на заправці ми маємо бачити дві цифри, наприклад А-95,0/85,5. Тоді кожний споживач знатиме, чого йому чекати — детонації в двигуні, його перегрівання чи нормальної роботи.
Варто навести лад у торгівлі товарним пальним. Це завдання, до речі, стає дедалі складнішим, бо залежить від рівня зростання вимог до його якості у світі.
— У світі інтенсивно зростає кількість автомобілів . Як розв’язують проблеми якості пального у розвинутих країнах?
 — У більшості країн використовують тільки високоякісне пальне, і ця проблема піднесена до рівня найвищої державної значущості. Там розуміють, що від його якості залежить здоров’я нації.
 У Західній Європі вже десятки років бензини з низьким октановим числом виготовляють лише для імпорту. Для своїх потреб там використовують бензини марок NORMAL і SUPER, які відповідають нашим маркам бензинів А- 95/85 і А- 98/88. Колишній наш Кременчуцький НПЗ бензин — супер навіть не випускає. А низькооктановий А- 80/76 — будь ласка. Цей бензин переважно використовують для вантажного транспорту, особливо в сільській місцевості.
Сучасне пальне містить шкідливі домішки й добавки. До них, насамперед, належать мікродомішки сірки та антидетонаційні добавки й присадки. Якщо з домішками, добавками й присадками порівняно легко впоратися жорсткими адміністративними методами, то повністю позбутися домішки сірки поки не вдалося жодній країні світу. Але вже є держави, зокрема Швеція, де діє закон, що забороняє застосування пального із вмістом сірки понад 10 мільйонних частин маси пального. Про це вже заговорили Росія і Китай. У Росії, як і в Україні, до останнього часу побутувала думка, що така вимога нас ще довго не стосуватиметься. Реально виявилося, що від деяких проблем ніякими кордонами не відгородишся. Росія втрачає свої прибутки, торгуючи пальним із високим вмістом сірки. Може статися так, що наші автомобілі не пускатимуть до країн, які захищають своє довкілля.
Дуже прикро, що ми не дбаємо про якість нафтопродуктів, в залежності від яких перебувають харчові продукти. Здавалося б, який зв’язок між якістю помідора і дизельного палива? Виявляється — найбезпосередніший. В основі його лежить закон кругообігу води в природі. Адже сірка та оксиди випадають на землю у вигляді слабкого розчину сірчаної кислоти.
Економічно розвинені країни Європи та Америки визначили для себе завдання зменшити вміст сірки в пальному до одиниць мільйонних частин маси пального. Порівняно з нашими нормами, — в сотні разів. Завдання дуже складне, але вирішувати його конче потрібно.
Останнім часом точиться багато розмов про біопаливо, таке як ріпакова олія, спирти та біогаз. З легкістю говорять про використання ріпакової олії замість дизельного палива, або пальне, змішане з олією. Уявляють собі це так: виростили ріпак, відвезли його на олійницю, отримали олію — заливай її у бак трактора і вперед!!! Тільки ось — чи далеко заїдеш?!
 Аби олія стала схожою на дизельне паливо, з неї спочатку треба вилучити речовини, що погано згоряють, а потім додати речовини, які підвищують цетанове число рослинного пального. Це число схоже на октанове число бензинів; у ріпакової олії воно низьке. Використання дизпалива з низьким цетановим числом призводить до швидкого спрацювання деталей двигуна.
 — Виходить: потрібний постійний моніторинг стану довкілля, але ж він не можливий без постійного визначення якості бензину?
— Дбати про здорове довкілля — це, зокрема, контролювати якість пального. Старі методи її визначення нині вже не влаштовують фахівців, не задовольняють суспільство. Ми, люди, нагадуємо страусів, які сховали голови у пісок... Але не можна вводити себе в оману: якщо бракує засобів для визначення якості пального, то й немає проблем. Це далеко не так.
У Великій Британії виготовили вимірювач вмісту сірки в пальному. Але він дуже дорогий. Наш інститут розробив аналог такого приладу, він утричі дешевший за британський. І, коли не кращий, то аж ніяк не гірший за нього.
Науковці нашого інституту створили експрес-аналізатор детонаційної стійкості автомобільних бензинів та цетанового числа дизельного палива. Йому немає аналогів у світі. Державний комітет України з питань технічного регулювання та споживчої політики видав на нього сертифікат. Цю розробку визнано в Російській Федерації і допущено там, як і в Україні, до застосування. Вона функціонує у Московському держуніверситеті та ще в кількох навчальних закладах столиці Росії. А в наших вузах ремствують: “Грошей немає!..”
 — Ви розповіли про експрес-аналізатор, розроблений інститутом. А порівняльна характеристика?
— Розумію запитання. Порівняю нашу розробку — електронний вимірювач октанового числа бензинів моторним і досліджувальним методами ОК-2м — з американським механічним вимірювачем октанового числа бензинів GFR F 20, визнаним в усьому світі як арбітражний. Але, хай там як, він — досягнення минулого століття...
Судіть самі: “американець” один вимір здійснює за 30 хв. і на кожне вимірювання витрачає 500 г пального. Для нього потрібне приміщення площею 16 м2, бетонний фундамент і витяжна вентиляція, маса його — 500 кг. Вітчизняний прилад ОК-2м одне вимірювання здійснює за 30 с і для цього треба лише 5 мкг пального. Інтервали між послідовними двома вимірюваннями не перевищують 2 хв. Прилад, маса якого не більше 10 кг, розміщують навіть і на лабораторному столі. Маючи таку установку, можна здійснювати ефективний контроль якості пального, що дасть змогу істотно поліпшувати екологію міст і сіл.
Вартість американської розробки — $200 тис., а наша — вдесятеро дешевша. Ми підрахували: контрольне пальне, яке “поїдає” установка США за рік, коштує стільки ж, скільки наш прилад.
— А хто ж автор вітчізняних розробок?
Створював ці прилади колектив інженерів: Володимир Однопозов, Володимир Гоцуленко та два кандидати технічних наук — мій син Юрій і я.

Анатолій Басенко