CC BY
0AVTOMOBIL VA QISHLOQXO'JALIKMASHINALARI
UDK. 629.3.027.54
AVTOMOBIL SHINALARI YEYILISHI NATIJASIDA ATROF-MUHITGA CHIQADIGAN ZARARLI ZARRALAR MIQDORINING TAHLILI
Shermuxamedov Abdulaziz Adilxakovich Toshkent Davlat Transport Universiteti, t.f.d., professor, E-mail: sheraziz@mail.ru
Karimova Kamola G'ulomovna Jizzax politexnika instituti, t.f.f.d.PhD. E-mail: kamo la. karimova1987@gmail. com
Xoldarov Fidokor Erkinboy o'g'li O'zbekiston Respublikasi IIV Akademiyasi, Email: fidokor0504@gmail.com
Annotatsiya. Ushbu maqolada avtomobil shinalarining ekologik ta'sirini baholashda ularning to'liq hayot siklining barcha davrlari keltirilgan. Avtomobil shinalarida ishlab chiqarishda foydalaniladigan materiallar sarfi keng yoriltilgan. Avtomobil tezligi, shinalar turi, yo'l qoplamasining turi va haydash sharoitlari shinalar yeyilishi uchun ta'sir ko'rsatadigan parametr sifatida qabul qilingan. Shinalar ishlab chiqarishda foydalaniladigan metall elementlar tahlili keng yoriltilgan. Shinalarning yeyilishi natijasida hosil bo'ladigan zarralar protektor va yo'l qoplamasi orasidagi ishqalanish natijasida hosil bo'ladi. Ushbu holatda zarralar mexanik ravishda hosil bo'ladi. Juda mayda zarralarning hosil bo'lishi shinalar protektoridagi issiq nuqtalar bilan yuqori haroratga erishadigan va uchuvchi moddalarning bug'lanishiga olib keladigan termo-mexanik jarayon sifatida tavsiflanadi. Shinalarning yeyilishi natijasida hosil bo'lgan zarralarning kimyoviy elementlarni tahlili keltirilgan.
Abstract. In this article, all stages of the complete life cycle of car tires are presented in the environmental impact assessment. The consumption of materials used in the production of car tires is widely covered. Vehicle speed, tire type, road surface type, and driving conditions were considered as influencing parameters for tire wear. The analysis of metal elements used in the production of tires is widely covered. Tire wear particles are created by friction between the tread and the road surface. In this case, particles are formed mechanically. The formation of very fine particles is described as a thermo-mechanical process with hot spots in the tire tread reaching high temperatures and causing the vaporization of volatile substances. The analysis of chemical elements of the particles formed as a result of tire wear is presented
Аннотация. В данной статье представлены все этапы полного жизненного цикла автомобильных шин в экологической экспертизе. Широко освещено потребление материалов, используемых при производстве автомобильных шин. Скорость транспортного средства, тип шин, тип дорожного покрытия и условия вождения рассматривались как параметры, влияющие на износ шин. Широко освещен анализ металлических элементов, используемых при производстве шин. Частицы износа шин образуются в результате трения между протектором и поверхностью дороги. В этом случае частицы образуются механическим путем. Образование очень мелких частиц описывается как термомеханический процесс, при котором горячие точки в протекторе шины достигают высоких температур и вызывают испарение летучих веществ. Представлен анализ химических элементов частиц, образующихся в результате износа шин.
Kalit so'zlar: avtomobil shinalari, yeyilish jadalligi, avtomobil g'ildiraklari, yo'l changi, metall, yo'l changi, metallar, atrof-muhit, zarralar tarqalishi.
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali 5-jild, 1-son, 2024
AVTOMOBIL VA QISHLOQXOJALIKMASHINALARI
Ключевые слова: автомобильные шины, скорость износа, автомобильные колеса, дорожная пыль, металл, окружающая среда, частицы окружающей среды
Keywords: car tires, wear rate, car wheels, road dust, metal, road dust, metals, environment, particles environmental
KIRISH
Barcha davrlarda energiya resurslari, tabiiy resurslar sarfini atrof-muhit va inson salomatligiga ta'siri bo'yicha baholash ishlari amalga oshiriladi. Yiliga avtomobil parkining o'sish dinamikasi aholining o'sishiga nisbatan yuqori. Har bir avtomobilga odatda ikki xil (qishgi va yozgi) shinalardan foydalaniladi, bu esa juda ham ko'p shinalar jamlanmasi bo'lib to'liq hayotiy siklda atrof-muhitga salbiy ta'sir ko'rsatadi.
Avtomobil shinalarining ekologik ta'sirini baholashda ularning to'liq hayot siklining barcha davrlari (xomashyo olish, xomashyoni qayta ishlash va material olish, ulardan transport ishlarini bajarishda foydalanish, resurs masofasi tugagandan so'ng utilizatsiya qilish) hisobga olinishi kerak [1].
Avtomobil shinalarini ishlab chiqarishda quyidagi materiallari qo'llaniladi: protektor qismlari asos (30%), mustahkamlovchi materiallar (15%), plastifikatorlar (6%), vulkanizatsiya uchun kimyoviy moddalar (6%) va eskirishga qarshi to'ldiruvchi qo'shimchalar qo'shilgan turli xil kauchuklar (41%) hamda 2% aralashmalaridan iborat [2].
Shinalar ishlab chiqarish standartlari asosan, kimyoviy moddalarning keng assortimentidan foydalaniladi. Ma'lumotlarga ko'ra, avtomobil shinalari taxminan 30 turdagi sintetik kauchuk, 8 turdagi tabiiy kauchuk, 8 turdagi uglerod, po'lat sim, polyester va neylon tolalar, po'lat similardan hamda mumlar, yog'lar, pigmentlar va 40 xildan ortiq kimyoviy moddalardan iborat [2]. 1-rasmda shinalar qatlamlari va uning umumiy tarkibining ushbu qatlamlarga soddalashtirilgan ko'rinishi keltirilgan.
1-rasm. Avtomobil shinalarini tuzulishi [2]
Shinalar protektorining asosiy qismi tabiiy kauchuk polimerlari, polibutadien kauchuk, stirol-butadien kauchuk, nitrid kauchuk, neopren kauchuk, izopren kauchuk va polisulfidni o'z ichiga olgan turli xil kauchuklardan iborat. Yo'lovchi tashuvchi transport vositalarida keng qo'llaniladigan kauchuk aralashmalarining umumiy tarkibi: tabiiy kauchuk (40%), stirol-butadien kauchuk (30%), butadien kauchuk (20%) va boshqa kauchuklar (10%)dan iborat. Kauchukning qattiqligi va yeyilishga bardoshliligiga qarab mustahkamlik xususiyatlarini yaxshilash uchun to'ldiruvchi moddalari qo'shiladi. To'ldiruvchi sifatida ko'pincha uglerod ishlatiladi, ammo hozirgi kunda qisman boshqa materiallar bilan almashtirildi. Vulkanizatsiya qiluvchi moddalar (S, Se, Te, tiazollar, organik peroksidlar, nitro-birikmalar) odatda shinalar rezina massasining 1% ni tashkil qiladi va kauchukining chidamliligini oshirish uchun
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali 5-jild, 1-son, 2024
AVTOMOBIL VA QISHLOQXOJALIKMASHINALARI
qo'shiladi. Vulkanizatsiya jarayonida ishlatiladigan boshqa kimyoviy moddalar (Pb, Mg, Zn, oltingugurt birikmalari va kaltsiy oksidlari) va retardantlar (terpen-qatron kislotasi aralashmalari) ishlatiladi. Yeyilishga qarshi vositalar, asosan, konservantlar (galogenlangan alkanlar), antioksidantlar (fenollar), anti-ozonantlar (diaminlar va mumlar) va qurituvchilar (kaltsiy oksidlari)dan foydalaniladi. Plastifikatorlar shinaning elastikligi va yopishqoqligini ta'minlash uchun yumshatuvchi sifatida ishlatiladi. Ko'p ishlatiladigan plastifikatorlar sintetik organik, yog'lar va qatronlardan tashkil topgan. Biroq 2010-yildan boshlab Yevropa Ittifoqida sanab o'tilgan barcha polisiklik aromatik uglevodorodlar yig'indisidan avtomobillar bir kilometr masofa bosib o'tganda hosil bo'lgan zarralar tarkibida benzo(a)piren 1 mg tashkil etgan. Bu miqdor belgilangan standard me'yorlaridan ancha yuqoriligi sababli, shinalar ishlab chiqarish jarayonida benzo(a)pirendan foydalanishni to'xtatishni talab qildi [3].
TADQIQOT USULLARI
Shinalardan foydalanish muddati davomida yeyilishi hisobiga o'z massasining 10% gacha bo'lgan miqdorini "normal" haydash sharoitida zarra sifatida chiqariladi [2]. Avtomobil tezligi, shinalar turi, yo'l qoplamasining turi va haydash sharoitlari shinalar yeyilishi uchun ta'sir ko'rsatadigan parametr sifatida qabul qilingan.
Shinalar ishlab chiqarishda foydalaniladigan metall elementlar tarkibi 1-jadvalda keltirilgan.
1-jadval
Shinalar ishlab chiqarishda foydalaniladigan metall elementlar [7]_
Metall element nomi
Miqdori (mg/kg) Metall element nomi Miqdori (mg/kg)
Ag 0,08 Mg 32-106
As 0.8 Mn 2
Al 81-420 Mo 2.8
Ba 0,9-4,1 Na 610
Ca 113-562 Ni 0,9-50
Cd 0,28-4,96 Pb 1-160
Co 0,88-24,78 Sb 2
Cr 0,4-6,73 Se 20
Cu 1,8-29,3 Sr 1,16-3,13
Fe 2,12-533 Ti 195
K 180 V 1
Li 0,23-2,3 Zn 8378-13494
Avtomobil shina rezinalari tarkibida uglevodorodlarning ko'p turlari shina protektorining asosiy qismini tashkil qiladi. Uglerod asos va Si esa asosan to'ldiruvchi sifatida qo'llaniladi. Bundan tashqari, S, Se, Te, tiazollar, organik peroksidlar va azot birikmalar ko'pincha vulkanizatsiya qiluvchi moddalar sifatida ishlatiladi. Oltingugurt birikmalari Ca, Pb, Mg asosan, Zn oksidlari bilan birga vulkanizatsiya jarayonida tezlatgich (katalizator) sifatida ishlatiladi. Boshqa kimyoviy moddalar orasida terpen-qatron kislotasi aralashmalari, sintetik organik yog'lar va smolalar, fenollar, shuningdek kaltsiy oksidi kabi noorganik moddalar kabi turli xil organik birikmalar mavjud [7].
Shinalarning yeyilishi natijasida hosil bo'ladigan zarralar protektor va yo'l qoplamasi orasidagi ishqalanish natijasida hosil bo'ladi. Ushbu holatda zarralar mexanik ravishda hosil bo'ladi. Juda mayda zarralarning hosil bo'lishi shinalar protektoridagi issiq nuqtalar bilan yuqori
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali 5-jild, 1-son, 2024
AVTOMOBIL VA QISHLOQXOJALIKMASHINALARI
haroratga erishadigan va uchuvchi moddalarning bug'lanishiga olib keladigan termo -mexanik jarayon sifatida tavsiflanadi. Shinalarning yeyilishi natijasida hosil bo'lgan zarralarning kimyoviy elementlarni tahlili 2-jadvalda keltirilgan.
2-jadval
Shinalarning yeyilishi natijasida hosil bo'ladigan kimyoviy elementlar tahlili [7]
Yeyilish miqdori (% og'irlikga nisbatan) Yeyilish miqdori (% og'irlikga nisbatan)
Kimyoviy elementlar Kimyoviy elementlar
Al 0,047 As 0
Si 0,180 Se 0,002
P 0 Br 0,002
S 0,110 Rb 0
Cl 0,052 Sr 0,004
K 0,038 Ba 0,037
Ca 0,2 Pb 0,016
Ti 0,056 EC 15,3
Cr 0,003 Mg+2 0.036
Mn 0,010 Na+ 0,068
Fe 0,460 Cl- 0,060
Ni 0,005 NO-3 0,150
Cu 0,049 SO4-2 0,250
Zn 0,043 NH4+ 0,019
Shinalar yeyilishi natijasida hosil bo'lgan zarralar miqdorini aniqlash bo'yicha olib borilgan ilmiy tadqiqot ishlari natijalarida farqlar mavjud va bunga quyidagi omillar ta'sir ko'rsatadi:
- namuna olish usullari;
- olingan natijalarda katta xatoliklarga ega bo'lgan turli markerlardan foydalanish;
- shinalar protektoridagi polimerning o'zgaruvchan miqdori;
- har xil turdagi avtomobil yo'llar va transport vositalari, shuningdek, haydovchilar malakasi;
- namuna olish joylari orasidagi fon konsentratsiyasi va shamol (yo'nalishi va kuchi;
- namuna olish joyining turi (fon, shahar va boshqalar) va namuna olish joylarining yo'ldagi masofasi;
- meteorologik sharoitlar tabiiy-iqlim va mavsumiy holat.
Shinalar polimeri, shinalar harorati 180°C dan oshib ketganda (ekstremal burilish, noodatiy manevrlar, to'liq to'xtash, tormozlash) mayda zarralar ko'rinishida uchuvchan, so'ngra materialning kondensatsiyasi natijasida o'ta mayda zarralar hosil bo'ladi [18,19, 20].
S.H.Cadle va R.L.Villiams tomonidan olib borilgan ilmiy tadqiqot ishlari natijalari shinalar yeyilishi natijasida hosil bo'lgan zarralar atmosfera havosi tarkibida uzoq vaqt turib qolmasligini aniqladilar [10]. Boshqa tomondan, havodagi shinalar yeyilishi natijasida hosil bo'lgan zarralarini ularning o'lchamlariga ko'ra mayda va yirik zarralarga bo'lish mumkin. Shinalarning havodagi zarralarining bu farqi birinchi bo'lib 1970 -yilda o'tkazilgan tadqiqotlarda aniqlangan [9, 21].
J.J.M.Berdovski, C.Veldt, A.J.H.Visschedijk va P.Zandveldlar tomonidan olib borilgan ilmiy tadqiqot ishlarida shinalar yeyilishi natijasida hosil bo'ladigan zarralar tarkibi kichik o'lchamda ekanligi aniqladilar [22]. Har qanday sharoitda shinalar yeyilishi natijasida hosil
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali 5-jild, 1-son, 2024
AVTOMOBlL VA QlSHLOQXO'JALlKMASHlNALARl
bo'ladigan zarralar asosan qoplama materiali bilan birgalikda tekshiriladi. Shuning uchun shinalar yeyilishidan hosil bo'ladigan zarralari yo'l qurilishi, tosh materialining xususiyatlari, shuningdek, qoplamaning texnik holati kabi bir qancha omillar ta'sir qiladi [23]. Shuni ta'kidlash kerakki, shina rezinalari elektrostatik zaryadni hosil qilish xususiyatiga ega bo'lib, zarralarning bir qismi avtomobil kuzov yuzasiga yopishadi va shu bilan zarralar miqdorining taqsimlanishini o'rganishga ta'sir qiladi [24].
Ilmiy adabiyotlar talili asosida shinalarning yeyilishi natijasida hosil bo'lgan zarralarini midqori va o'chamini aniqlash bo'yicha uchta yo'nalishda tadqiqotlar mavjud:
1. Laboratoriyada simulyatsiya qilingan g'ildirak yordamida namunalar olish;
2. Atmosfera havosida zarralardan namunalarini olish;
3. Maxsus qurilmalar yordamida haqiqiy yo'lda avtomobilni boshqarish sharoitida hosil
bo'ladigan zarralardan namuna olish.
Yo'l simulyatsiyasi laboratoriya tadqiqotlari shinalar va yo'llarning eskirishini izolyatsiya qilingan muhitda, nazorat qilinadigan laboratoriya sharoitida o'rganish uchun qo'llaniladi, mobil qurilmalar esa odatda atrof-muhit sharoitida mavjud bo'lgan to'plangan changning ulushini qo'shimcha ravishda o'lchaydi [25].
M.Gustafsson, G.Blomqvist, A.Gudmundssonlar tomonidan 2008 yilda turli asfalt materiallariga nisbatan shinalarni ishqalanish bo'yicha yo'l simulyatsiyasi tadqiqotlarini o'tkazdi va shinalar yeyilishi natijasida hosil bo'lgan zarralar tarkibida inson salomatligi uchun zara rli bo'lgan juda mayda zarralar mavjud ekanligini aniqladi [14]. Shuningdek, shina protektorlari yeyilishiga avtomobil tezligi oshib borishi ta'sir qilmasligini aniqladilar. To'liq yopiq laboratoriya sharoitida beton qoplamali avtomobil yo'llari hamda asfalt qoplamali avtomobil yo'llarda shinalarning yeyilish jadalligi bir biridan farqi mavjudligini aniqladi [26].
K.Kupiainen, H.Tervahattu, M.Raisanen, T.Makela, M.Aurela va R.Hillamolar tomonidan 2005-yilda asfalt-beton qoplamali yo'llarda shinalarni yeyilish jadalligini sinovdan o'tkazdi [27]. Hosil bo'lgan zarralar shinalar turiga va avtomobil tezligiga, qoplama turiga qarab turli xil o'lchamlari taqsimotini aniqladilar. Pastroq tezliklar (15 km/soat) kamida 0,001 va 0,10 g/km, shinalar o'rta tezliklar (30 km/soat) 0,9-0,10 g/km oraliqda ega ekanligini aniqladilar. K.Kupiainen tomonidan barcha turdagi asfalt-beton qoplamali yo'llarda sinash ishlari olib bordi. Natijalar shuni ko'rsatdiki, shinalar yeyilishidan hosil bo'lgan zarralar miqdorining asosiy qismini yirik zarralar tashkil etishini aniqladi [27].
Atmosfera havosida shinalar yeyilishidan hosil bo'ladigan zarralardan namunalarini olish bo'yicha olib borilgan ilmiy tadqiqot ishlari, asosan, zarralar o'lchamlari e'tibor qaratilgan. R.M.Harrison tomonidan 2012-yilda olib borgan ilmiy tadqiqot ishi natijalariga ko'ra, atmosfera havosida shinalar yeyilishi natijasida hosil bo'ladigan zarralar o'lchamlari <0,2 mkm dan >21 mkm oraliqda ekanligini aniqladi [28]. T.Husayn tomonidan 2008-yilda kichik furgondan tosh mastikli asfalt, zich asfalt-beton qoplamali yo'llarda avtomobillar harakatlanishi natijasida hosil bo'ladigan zarralarni o'rganishda barcha turdagi shinalar va qoplamalar uchun o'rtacha diametri 3-5 mkm bo'lgan yirik zarralarni aniqladi [15]. Ushbu zarralarning manbasini aniqlash uchun hech qanday vositadan foydalanmagan, shuning uchun ham ular shinalar va yo'l qoplamasi eskirishi natijasi hosil bo'lgan bo'lishi mumkin degan xulosaga kelgan. Parametrlardagi farqlar, ya'ni shina turi, avtomobil turi, tezligi, qoplama turini taqqoslashni qiyinlashtiradi.
TAHLIL VA NATIJALAR
Shinalarning yeyilishi natijasida hosil bo'lgan zarralarni tavsiflash uchun ularning zarralar o'lchami taqsimotini o'rganish kerak. Olib borilgan ilmiy tadqiqot ishlarida shinala r va yo'l qoplamasining turidan qat'iy nazar, shinalarida juda mayda zarralar mavjudligi aniqlangan
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali 5-jild, 1-son, 2024
AVTOMOBIL VA QISHLOQXOJALIKMASHINALARI
tadqiqotlar mavjud. [29, 5, 4].
2006-yilda A.Dahl tomonidan har xil turdagi asfalt qoplamali yo'llarda shinalar ishqalanishini yo'l simulyatsiyasini o'rgandi. Tadqiqot natijalariga ko'ra, hosil bo'lgan zarra o'lchamini 15-50 nm gacha bo'lgan ultra mayda zarralar mavjudligini, shuningdek, avtomobillar yuqori tezlikda harakatlanganda zarralar miqdori ko'p hosil bo'lishini aniqladi [5, 27].
P.G.Boulter tomonidan 2006 yilda olib borilgan tadqiqotlari natijalariga ko'ra, yengil avtomobil shinalari resurs masofasi tugagunga qadar o'rtacha 40 000-50 000 km masofa bosib o'tishi davomida protektor kauchukning taxminan 10-30% atrof-muhitga zarra ko'rinishida chiqarilishini aniqladi [20]. Avtomobil shinalarining yeyilish koeffitsiyenti (bir kilometrga yo'qolgan materialning umumiy miqdori sifatida aniqlanadi) bir nechta parametrlarga bog'liq holda juda katta farq qiladi, [6] masalan:
a) shinalar xususiyatlari: eng muhimi o'lcham protektor chuqurligi, konstruksiya, bosim va harorat, shinani yer bilan aloqa maydoni, kimyoviy tarkibi, o'rnatilish burchagi;
b) avtomobil konstruksiyasi: og'irligi, yuk taqsimoti, yetakchi g'ildiraklarining joylashishi, dvigatel kuchi, tormoz tizimlari, osma turi va texnik xizmat ko'rsatish holati kabi xususiyatlari;
c) yo'l qoplamasi: yuzasining eng muhim bo'lgan materiali (bitum, beton), shakli va to'lqin uzunligi, g'ovakligi, holati, namligi va sirt qoplamasi;
d) avtomobil eksplutatsiyasi: tezlik, chiziqli tezlanish, radial tezlanish, tormozlash va burilish chastotasi va cho'zilishi kabi transport vositalarining ishlashi.
Shinalar va yo'l qoplamalarining o'zaro ta'siri ishqalanish natijasida issiqlik hosil bo'lishi, shuningdek, yo'l qoplamasi yuzasidagi materialning qo'shilishi tufayli haqiqiy shina protektoriga nisbatan hosil bo'lgan zarralarning kimyoviy tarkibi va xususiyatlarini o'zgaradi [4]. Shinalar yeyilishi natijasida hosil bo'ladigan zarralarining ko'rinishi va o'lchamlari 2-rasmda tasvirlangan.
■_i nHHi
■ ■ * ft*',_11»' i-1
50 nm 1 Z 1 V 100 nm
Y
• i *
100 nm
2-rasm. Shinaning yeyilishi natijasida hosil bo'ladigan zarralarning mikroskopik ko'rinishi
[5]
Shinalar protektorlari yeyilishi natijasida hosil bo'ladigan kimyoviy elementlar va organik birikmalarning umumiy tahlili M.Kovochich tomonidan 2021-yilda olib borilgan ilmiy tadqiqot ishida keng yoritilgan [6]. Shinalar protektorlari yeyilishi natijasida hosil bo'ladigan kimyoviy elementlar va organik birikmalarning skanerli elektro mikroskop (SEM) orqaga elektron tasvirlash va ToF-SIMS (ikkilamchi ion massa spektrometriyasi) xaritalash amalga oshirildi. Shinalar protektori materiallari tarkibida K, Mg, Ca va Al kabi boshqa elementlar bilan
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali 5-jild, 1-son, 2024
AVTOMOBIL VA QISHLOQXOJALIKMASHINALARI
S, Na, Zn mavjud. Shinalar protektorining yeyilishi natijasida hosil bo'lgan zarralar tarkibida organik birikma mavjudligi aniqladi [6]. Sinov natijalari 3-rasmda keltirilgan.
M.Kovochich tomonidan olib borilgan tadqiqot ishida olingan natijalar shinalar protektorlari yeyilishi natijasida hosil bo'ladigan kimyoviy elementlar va organik birikmalarning SEM tasviri protektor materialining kimyoviy tarkibiga mos keladi. Shinalar yeyilishi natijasida hosil bo'lgan zarralar tarkibida Zn, Si va S ning yuqori konsentratsiyasi mavjud ekanligini aniqladi. Bu elementlar shinalar og'irlik markazini rostlash ishlarida foydalaniladigan metall toshlar va vulkanizatsiya vositalari bilan bog'liq.
3-rasm. Shinalar protektorlari yeyilishi natijasida hosil bo'ladigan kimyoviy elementlar va
organik birikmalarning SEM tasviri [6]
ToF-SIMS tahlili shinalar protektorining asosiy materialida va CMTT zarralarida stirol-butadien sopolimeridan ion turlari, stirol-butadien sopolimeridan bir nechta ion turlari mavjudligi aniqladi [6]. C7H7 fragmenti ma'lum bir polimerga xos emas, balki aromatik birikmalardan (masalan, stirol-butadien sopolimeri) hosil bo'ladi. Na, Al, K va Ca uchun ion turlari ham shinalar protektori ishlab chiqarishda ishlatiladigan material tarkibida mavjud. Ushbu ion turlarining mavjudligi shinalar protektorining polimerik komponentlari, jumladan SBR va BR, shuningdek, uglerod, kremniy va bo'rni o'z ichiga oladi [6].
Avtomobillar harakatlanishi natijasida shinalar yeyilishidan hosil bo'lgan zarralarning umumiy kontsentratsiya bo'yicha atrof-muhit havosiga ta'siri bo'yicha belgilangan me'yorlarga ko'ra, taxminan bir kilometr masofa uchun uning miqdori 0,02-0,11 g/km tashkil etadi [10, 11]. Shinalarning yeyilishi natijasida hosil bo'lgan zarralar g'ovakli yo'l qoplamalardan foydalanilganda sezilarli darajada yuqori ekanligi aniqlangan [9, 12, 13].
Shinalar yeyilishi natijasida hosil bo'lgan barcha zarralar atmosfera havosi tarkibiga to'liq aralashib ketmaydi. Shinalarning yeyilishi natijasida hosil bo'lgan zarralarining atigi 0,1 -10 foizi atmosfera havosi tarkibiga aylanadi [7,16] Shinalarning yeyilishi natijasida hosil bo 'lgan zarralar atmosfera havosiga zararli ta'sir ko'rsatishi transport bilan bog'liq muhim manbai hisoblanadi (miqdor bo'yicha 5-30%). Ammo bu hissa yo'lning eskirishini ham o'z ichiga olishi mumkin, chunki ularni farqlash juda qiyin [7, 8]. Ammo ba'zi tadqiqotchilar shinalarning yeyilishi natijasida hosil bo'lgan zarralarining 30 foizigacha bo'lgan qismi atmosfera havosi tarkibiga aylanadi degan xulosaga kelishgan [17].
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali 5-jild, 1-son, 2024
A VTOMOBIL VA QISHLOQ XOJALIKMASHINALARI
2008-yilda M.Gustafsson tomonidan turli xil qoplamali yo'llarga nisbatan shinalarni ishqalanishini sinovdan o'tkazdi va atmosfera havosi tarkibida Al va Si zarralarini yuqori miqdorini aniqladi [14]. Shinalar yeyilishi natijasida hosil bo'ladigan zarralar tarkibida Zn shahar atmosferasini ifloslantiruvchi muhim manbasi ekanligini aniqladi [28, 29, 30].
Shinalar yeyilishi natijasida hosil bo'ladigan zarralar tarkibida noorganik Zn (ZnO va ZnS) yoki organik birikmalar shaklida taxminan 1 foizini tashkil etadi [5, 19,31]. P.Kreider tomonidan 2010-yilda olib borilgan ilmiy tadqiqot ishida shinalardan yeyilishidan hosil bo'ladigan zarralar tarkibidagi Zn kontsentratsiyasi tormoz naklodkalari yeyilishidan hosil bo'ladigan zarralarga qaraganda bir necha barobar yuqori ekanligini aniqladi [32].
D.Smolders tomonidan olib borilgan tadqiqot ishlarida shinalar yeyilishi natijasida hosil bo'ladigan zarralar tarkibida Zn hissasini yengil avtomobillar (1,1%) yuk mashinalari bir oz yuqori (2,4%) ekanligini aniqladi [33]. Shuningdek, J.Gadd va P.Kennedilar tomonidan olib borilgan tadqiqotlarda yo'lovchi avtomobillari shinalarining protektorlari yeyilishi natijasida hosil bo'ladigan zarralar tarkibi Zn ning 0,6-1,0 foizi oralig'ida bo'lishini aniqladilar. [34]
Shinalarining yeyilishi natijasida hosil bo'lgan zarralar miqdorini taxminan 5 foizi karbonli birikmalardan iborat. Uglerodli fraktsiyada organik moddalar (88%), iz miqdori elementar (4%) va karbonatli uglerod (8%) tashkil etadi. A.Dahl tomonidan 2006-yilda shinalar va yo'l qoplamalarining o'zaro ta'siridan hosil bo'lgan mayda zarralarni o'rganib chiqdi va ular uglerod zanjirlari, tomchilar va granulalar kabi turli xil shakllarga ega ekanligini aniqladi [35].
J.M.Panko tomonidan 2009-yilda olib borgan ilmiy tadqiqot ishi natijalariga ko'ra, mayda zarralarning tarkibida uglerod miqdori yuqori tarkibga ega ekanligini aniqladi [4]. Bu zarralar skanerli elektron mikroskopda (SEM) kuzatilganda turli xil shakllarni namoyish etadi. A.Aatmeeyata va Sh.Sharma tomonidan olib borilgan ilmiy tadqiqot ishida protektorning yeyilishi natijasida hosil bo'lgan zarralaridagi umumiy politsiklik aromatik uglevodorodlar miqdori 5 foizini tashkil etishini aniqladi [36].
A.Sjodin, M.Ferm, A.Bjork, M.Rahmberglar tomonidan olib borilgan ilmiy tadqiqot ishida shinalari ishqalanish natijasida hosil bo'lgan zarralar miqdori 0,09 g/km ekanligi aniqladilar. Yozgi shinalar uchun ishqalanish natijasida hosil bo'lgan zarralar miqdori 0,038 g/kmni, real yo'l sharoitida o'tkazilgan tadqiqotda zarralarning miqdori 0,07 g/km tashkil etganligi aniqladilar [36]. Bu qiymatlar AQSh EPA tomonidan yengil yuk avtomobillari uchun ruhsat etilgan me'yor(0,05 g/km)dan yuqori ekanligini ko'rishimiz mumkin.
A.Rauterberg-Vulff tomonidan Berlin-Tegel tunnelida retseptorlarni modellashtirish orqali o'tkazilgan tadqiqotda shinalar ishqalanishi natijasida hosil bo'lgan zarralar miqdori 0,061 g/km va 0,031 g/km oralig'ida ekanligini aniqladi [38]. Shveytsariyadagi yengil avtomobillar shinalarning ishqalanishi natijasida hosil bo'ladigan zarralarni o'rganishda PARTICULATES loyihasi doirasida asosiy komponentlar tahlili esa zarralar miqdori 0,074 g/kmligi aniqlangan [17].
Atmosfera chiqindilarining milliy inventarizatsiyasi (NAEI) Buyuk Britaniya parkidagi har bir avtomobil uchun o'rtacha umumiy zarralar miqdorini taqdim etdi Unda yo'lovchi transport vositalari shinalari bir kilometr masofa bosib o'tganda zarralar miqdori 0,07 g/km tashkil etgan [37]. Ularning xulosasiga ko'ra, shinalar yeyilishi natijasida hosil bo'ladigan zarralarning kimyoviy tarkibini aniqlash imkoni bo'lmagan tadqiqotlar ham mavjud. Ushbu tadqiqotlarda shinalar yeyilishi natijasida hosil bo'lgan zarralarni yo'l eskirishidan hosil bo'ladigan zarralarga aralashib ketganligi, ajratishdagi qiyinchiliklar tufayli aniq xulosaga kelmagan [21, 39].
XULOSA
Adabiyotlar tahlili asosida quyidagicha xulosaga kelish mumkin: shinalar protektorlari
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali 5-jild, 1-son, 2024
AVTOMOBIL VA QISHLOQXOJALIKMASHINALARI
yeyilishi natijasida hosil bo'lgan zarralarining fizik-kimyoviy xususiyatlariga, hosil bo'lish vaqtiga bir qancha omillar ta'sir ko'rsatadi. Ta'sir etuvchi omillar sabab zarralarni hosil bo'lish mexanizmlarini tushunish va zarralarning xossalarini o'rganishni juda qiyinlashtiradi. Bundan tashqari, avtomobillar harakatlanishi natijasida hosil bo'ladigan zarralardan namunalar olish metodologiyalarining xilma-xilligi (ularga qo'llaniladigan tezliklar, tezlanishlar va sekinlashuvlarning keng doirasi kiradi) ko'pincha taqqoslanmaydigan va ba'zi hollarda hatto qarama-qarshi natijalarga olib keladi.
Avtomobillar harakatlanganda shinalar yeyilishi natijasida atfof-muhitga chiqadigan zarralar miqdori 0,06 -0,075 g/km tashkil etishi aniqlandi. Ushbu miqdor avtomobil g'ildiragining yo'l bilan ilashish koeffitsiyentini hisobga olgan holda aniqlanmagan.
ADABIYOTLAR
1. Karimova K.G'. "Xom ashyodan to hisobdan chiqarilguncha avtomobil shinalarini atrof-muhitga ta'siri"// Me'morchilik va qurilish muammolari Ilmiy-texnik jurnal.-Samarqand-2017. 101-104 b.
2. Evans, A. and Evans, R. (2006). The Composition of a Tyre: Typical Components. The Waste & Resources Action Programme TYR0009-02
3. European Commission (2005). Directive 2005/69/EC of the European Parliament and of the Council. Official Journal of the European Union L 323:51 -54
4. Panko, J.M., Chu, J., Kreider, M. and Unice, K.M. (2013). Measurement of airborne concentrations of tire and road wear particles in urban and rural areas of France, Japan, and the United States. Atmospheric Environment 72:192-199
5. Dahl, A., Gharibi, A., Swietlicki, E., Gudmundsson, A., Bohgard, M., Ljungman, A., Blomqvist, G. and Gustafsson, M. (2006). Traffic-generated emissions of ultrafine particles from pavement-tire interface. Atmospheric Environment 40:1314-1323
6. M.Kovochich, M.Liong, J.A.Parker et al. Science of the Total Environment 757 (2021)144085
7. Theodoros Grigoratos and Giorgio Martini Brake wear particle emissions: a review.Environ Sci Pollut Res Int. 2015; 22(4): 2491-2504
8. Amato, F., Pandolfi, M., Escrig, A., Querol, X., Alastuey, A., Pay, J., Perez, N., and Hopke, P.K. (2009). Quantifying road dust resuspension in urban environment by Multilinear Engine: A comparison with PMF2. Atmospheric Environment 43:2770-2780
9. Denier Van der Gon, H., Jozwicka, M., Cassee, F., Gerlofs-Nijland, M,. Gehrig, R., Gustafsson, M., Hulskotte, J.; Janssen, N., Johansson, C., Ntziachristos. L. and Riediker, M., (2012). The policy relevance of wear emissions from road transport. now and in the future. TNO report. TNO-060-UT-2012-00732
10. Cadle, S.H. and Williams, R.L. (1978). Gas and particle emissions from automobile tires in laboratory and field studies. Rubber Chemistry and Technology 52:146-158
11. Kumata, H., Sanada, Y., Takada, H. and Ueno, T. (2000). Historical trends of n-cyclohexyl-2-benzothiazoleamine, 2-(4-morpholinyl)benzothiazole, and other anthropogenic contaminants in the urban reservoir sediment core. Environmental Science and Technology 34:246-253
12. Forsberg, B., Hansson, H.C., Johansson, C., Areskoug, H., Persson, K. and Järvholm, B. (2005). Comparative health impact assessment of local and regional particulate air pollutants in Scandinavia. AMBIO: A Journal of the Human Environment 34:11 -19
13. Gualtieri, M., Mantecca, P., Cetta, F. and Camatini, M. (2008). Organic compounds in tire particle induce reactive oxygen species and heat-shock proteins in the human alveolar cell
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali 5-jild, 1-son, 2024
AVTOMOBIL VA QISHLOQXOJALIKMASHINALARI
line A549. Environment International 34:437-442
14. Gustafsson, M., Blomqvist, G., Gudmundsson, A., Dahl, A., Swietlicki, E., Bohgard, M., Lindbom, J. and Ljungman, A. (2008). Properties and toxicological effects of particles from the interaction between tyres, road pavement and winter traction material. Science of the Total Environment 393:226-240
15. Hussein, T., Johansson, C., Karlsson, H. and Hansson, H.C. (2008). Factors affecting non-tailpipe aerosol particle emissions from paved roads: On-road measurements in Stockholm, Sweden. Atmospheric Environment 42:688-702
16. Barlow, T.J., Boulter, P.G., McCrae, I.S., Sivell, P., Harrison, R.M., Carruthers, D. and Stocker, J. (2007). Non-exhaust particulate matter emissions from road traffic: Summary report. TRL report for DEFRA. Scottish Executive. Welsh Assembly Government. DoENI
17. Luhana, L., Sokhi, R., Warner, L., Mao, H., Boulter, P., McCrae, I., Wright, J. and Osborn, D. (2004). Characterisation of Exhaust Particulate Emissions from Road Vehicles. FP5 Particulates Project
18. ChemRisk (2008). State of knowledge report for tyre materials and tyre wear particles. ChemRisk, Inc. - Pittsburgh, PA; San Francisco, CA, USA DIK Inc. - Hannover, Germany
19. Fauser, P. (1999). Particulate Air Pollution with Emphasis on Traffic Generated Aerosols. Thesis. Riso National Laboratory, Technical University of Denmark, Roskilde
20. Boulter, P.G., Thorpe, A., Harrison, R. and Allen, A. (2006) Road vehicle non-exhaust particulate matter: final report on emission modelling - Published project report PPR110, TRL limited, Wokingham
21. Mathissen, M., Scheer, V., Vogt, R. and Benter, T. (2011). Investigation on the potential generation of ultrafine particles from the tire-road interface. Atmospheric Environment 45:6172-6179
22. Berdowski, J.J.M., Veldt, C., Visschedijk, A.J.H. and Zandveld, P.Y.J. (1997). Particulate matter emissions (PM10 - PM2.5 - PM0.1) in Europe in 1990 and 1993. Apeldoorn, the Netherlands, TNO/MEP R 96/472
23. Denier Van der Gon, H., Gerlofs-Nijland, M,. Gehrig, R., Gustafsson, M., Janssen, N., Harrison, R., Hulskotte, J., Johansson, C., Jozwicka, M., Keuken, M., Krijgsheld, K., Ntziachristos. L., Riediker, M. and Cassee, F. (2013). The Policy Relevance of Wear Emissions from Road Transport, Now and in the Future—An International Workshop Report and Consensus Statement. Journal of the Air & Waste Management Association 63:136-149
24. Thorpe, A. and Harrison, R.M. (2008). Sources and properties of non-exhaust particulate matter from road traffic: A review. Science of the Total Environment 400:270-282
25. Bukowiecki, N., Gehrig, R., Lienemann, P., Hill, M., Figi, R., Buchmann, B., Furger, M., Richard, A., Mohr, C., Weimer, S., Prévôt, A. and Baltensperger, U. (2009a). PM10 emission factors of abrasion particles from road traffic (APART). Swiss Association of Road and Transportation Experts (VSS)
26. Kumar, P., Pirjola, L., Ketzel, M. and Harrison, R.M. (2013). Nanoparticle emissions from 11 non-vehicle exhaust sources - A review. Atmospheric Environment 67:252-277
27. Kupiainen, K., Tervahattu, H., Raisanen, M., Makela, T., Aurela, M. and Hillamo, R. (2005). Size and composition of airborne particles from pavement wear, tyres, and traction sanding. Environmental Science & Technology 39:699-706
28. Harrison, R.M. (2009). Airborne particulate matter from road traffic: current status of knowledge and research challenges paper presented at the ETTAO09. In: 17th Transport and Air Pollution Symposium e 3rd Environment and Transport Symposium
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali 5-jild, 1-son, 2024
AVTOMOBIL VA QISHLOQXOJALIKMASHINALARI
29. Hjortenkrans, D.S.T., Bergback, B.G. and Haggerud, A.V. (2007). Metal emissions from brake linings and tires: case studies of Stockholm, Sweden 1995/1998 and 2005. Environmental Science and Technology 41:5224-5230
30. Wik, A. and Dave, G. (2009). Occurrence and effects of tire wear particles in the environment - A critical review and an initial risk assessment. Environmental Pollution 157:1-11
31. Poepping, N. and Ginda, J. (2010). Adverse Health Effects of Diesel Particle Air Pollution. An Overview for the DEM Clean Diesel Workshops. Diesel Workshop presentations Rhodes February 2010
32. Kreider, M.L. and Panko, J.M. (2012). Effects of Subacute Inhalation Exposure to Tire and Road Wear Particles in Rats. 48th Congress of the European Societies of Toxicology, Eurotox, 17-20 June 2012, Stockholm, Sweden
33. Smolders, E. and Degryse, F. (2002). Fate and Effect of Zinc from Tire Debris in Soil. Environmental Science and Technology 36:3706-3710
34. Gadd, J. and Kennedy, P. (2000). Preliminary examination of organic compounds present in tyres, brake pads and road bitumen in New Zealand: Prepared for the Ministry of Transport by Kingett Mitchell Limited
35. Panko, J., McAtee, B.L., Kreider, M., Gustafsson, M., Blomqvist, G., Gudmundsson, A., Sweet, L. and Finley, B. (2009). Physio-Chemical Analysis of Airborne Tire Wear Particles. 46th Congress of the European Societies of Toxicology, Eurotox, 13-16 September 2009, Dresden, Germany
36. Sjodin, A., Ferm, M., Bjork, A., Rahmberg, M., Gudmundsson, A., Swietlicki, E., Johansson, C., Gustafsson, M. and Blomqvist, G. (2010). Wear Particles from Road Traffic: A Field, Laboratory and Modelling Study. IVL Swedish Environmental Research Institute Ltd., Goteborg
37. NAEI (2012). Road transport emission factors from 2010 NAEI. http://naei.defra.gov.uk/datawarehouse/3_9_323_136259_roadtransportefs_naei10_v2.xls
38. Rauterberg-Wulff, A. (1999). Determination of emission factors for tyre wear particles up to 10 p,m by tunnel measurements. Proceedings of 8th International Symposium 'Transport and Air Pollution', Graz, Austria, 31 May - 2 June 1999
39. Lawrence, S., Sokhi, R., Ravindra, K., Mao, H., Prain, H.D. and Bull, I D. (2013). Source apportionment of traffic emissions of particulate matter using tunnel measurements. Atmospheric Environment 77:548-557
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali 5-jild, 1-son, 2024
