Оточуюче середовище (біосфера) – саморегулююча система, в якій безперервно відбуваються процеси з поглинанням і виділенням різних речовин. Але в останній час там, де проявляється діяльність людини, спостерігається порушення рівноваги, пов’язана з забрудненням атмосфери, ґрунту, водоймищ. Головним джерелом забруднення атмосфери міст – промислові підприємства і автотранспорт, а одна з провідних причин забруднення – процеси запалювання кам’яного вугілля і інших твердих видів томлива, нафти і нафтопродуктів.

В нашій країні питанням охорони оточуючого середовища приділяється велика увага. Основними процесами, які приводять до забруднення оточуючого середовища, є ті, які пов’язанні з одержанням енергії в різних формах. На автомобілях, тракторах, сільськогосподарських та будівельних автомашинах джерелом механічної енергії є двигуни внутрішнього згорання. При технічній експлуатації таких двигунів викидається ряд шкідливих для людини і оточуючого середовища речовин. Це приводить до того, що в місцях, де активно використовуються двигуни внутрішнього згорання, спостерігається підвищення забруднення атмосфери, ґрунту та водоймищ. Перед людиною стоїть питання очистки шкідливих викидів, при добуванні та спалюванні нафтопродуктів, вугілля, при використанні атомної енергії.

Після аварії на Чорнобильській АЕС, в квітні 1986 року, розвиток атомної енергії в світі уповільнився, головним чином із-за необхідності додержання заходів екологічної безпеки. В нашій країні призупинено будівництво Одеської, Чигиринської та Кримської АЕС. Існують також проблеми захоронення і переробки відходів від АЕС.

На сьогоднішній день однією з актуальних проблем є нейтралізація і вловлювання шкідливих викидів двигунів внутрішнього згорання. Одним з методів нейтралізації є каталітична нейтралізація. Суть каталітичної нейтралізації полягає в хімічному перетворенню шкідливих речовин в присутності каталізаторів, які прискорюють проходження хімічних реакцій, в результаті яких ці речовини перетворюються в безпечні для людини і оточуючого середовища.

Основними шкідливими речовинами двигунів внутрішнього згорання є окис вуглецю, вуглеводні і окисли азоту. Для перетворення їх в нешкідливі CO і С_mH_n потрібно окислити до продуктів повного окислення СО₂ і Н₂О, а NO_x відновити, виділивши чистий азот. Тобто для знешкодження основних шкідливих речовин, які містяться в відпрацьованих газах двигунів внутрішнього згорання необхідно в них створити два середовища – окислювальне і відновлюючи. В цьому випадку можливі дві реакції. В окислювальному середовищі:

В відновлюючому середовищі відновлвачами є СО і Н₂:

Але, якщо навіть такі середовища і будуть створенні, то за короткий проміжок часу перебування відпрацьованих газів в випускному середовищі, особливо, коли температура невисока, то вказані реакції не встигнуть пройти. Для прискорення реакцій використовують каталізатори. Найбільш ефективними є каталізатори на основі платини і палладія. Платина – універсальний каталізатор, який забезпечує швидке протікання реакції окислення і відновлення. палладій, як правило, використовують для прискорення окислювальних реакцій. Для інтенсифікації відновлювальних реакції використовують радій, рутеній, окисли міді, марганцю, ванадію, хрому і інших. Активність цих каталізаторів обумовлена низькою міцністю зв’язку кисень-метал. Але все таки їх ефективність набагато нижча, ніж на основі благородних металів. Каталізатор наносять на поверхню носія. В якості носіїв використовують керамічні, або виготовленні з тугоплавких окислів (Al₂O₃) блоки або гранули з пористою поверхнею.

Ефективність нейтралізатора залежить від температури. Розрізняють низько- і високотемпературні каталізатори. Перші характеризуються високою активністю, при низьких температурах (100°С-300°С). Це суміш окислів марганцю, міді, ванадію, хрому і інших. Високотемпературні каталізатори (платина і палладій) ефективні при високих температурах (вище 300°С).

Для ефективної роботи нейтралізаторів обов’язково потрібно притримуватись вказаних температур.

Оскільки забезпечити в випускній системі двигунів внутрішнього згорання протікання реакцій окислення і відновлення дуже складно, то в ряді випадків використовують каталітичні нейтралізатори для зниження викидів тільки окислів вуглецю і вуглеводнів.

Якщо необхідно одночасно понизити викиди всіх трьох основних шкідливих речовин відпрацьованих газів двигунів внутрішнього згорання, то систему нейтралізації ускладнюють.

 В камері 1 в присутності каталізатора протікає реакція відновлення окислів азоту з використанням відновлювачів СО і Н2. Після виходу з камери 1 до відпрацьованих газів додають повітря, після чого в камері 2 СО і С_mH_n осилюється.

Існує багато інших нейтралізаторів: термічні нейтралізатори, робота яких базується на підвищення температури в випускній системі, що досягається спеціальними тепловими екранами в випускному трубопроводі, збільшенні об’єму, товщини стінок, регулювання кількості додаткового повітря.

Використання термічних реакторів, які очищають відпрацьовані гази (СО і С_mH_n) на 60 – 80%.

1 – жарова труба, в якій містяться відпрацьовані гази, яка повітряним прошарком 2 і шаром кераміки або азбесту 3 ізольована від корпусу.

Існують також рідинні нейтралізатори. Суть яких, в затриманні твердих частинок, поглинанні водорозчинних і хімічному перетворенні газоподібних шкідливих речовин при пропусканні відпрацьованих газів через воду. Одним з основних шкідливих речовин відпрацьованих газів дизелів є  сажа.

Вловлювання сажі одне з найголовніших завдань, направлених  на зниження забруднення навколишнього середовища і отримання цінної сировини. Також розробленні фільтри для вловлювання свинцевих сумішей.

В наш час працюють також системи очистки для бензинових двигунів. Принцип роботи таких систем полягає в тому, що за допомогою адсорбенту вловлюють випаровування з паливного бака і поплавкової камери, та видалення цих випаровувань, при  надходженні їх в карбюратор, продувкою повітрям адсорбента під час роботи двигуна. Адсорбентом в цьому випадку найчастіше використовують активоване вугілля АГ-3. Використання систем вловлювання паливних випаровувань практично повністю виключає забруднення навколишнього середовища у вигляді випаровувань бензину.

В зв’язку з дефіцитом рідкого томлива нафтового походження  і зростаючими проблемами при добуванні нафти, а також з метою зниження забруднення навколишнього середовища шкідливими речовинами в наш час здійснюється інтенсивний перехід двигунів внутрішнього згорання різного призначення на роботу на газоподібному паливі. Найбільш реальним для широкого використання є природній газ, а також в меншій мірі зжиженний газ. Осатаній є побічним продуктом нафтопереробних виробництв.

Токсичність двигунів, при роботі на газові по окислам азоту (NO_X) і вуглеводням практично така, як і на бензині, але окису вуглецю міститься набагато менше.

Поряд з названими методами все частіше використовується метод пролізу. Разом із збереженням навколишнього середовища, цей метод має такі переваги, як вихід деяких речовин в чистому вигляді, які іншими методами отримати неможливо, глибока переробка органічних відходів і отримання теплової енергії. На ряду з цим, з відходів відокремлюються металічні компоненти, що складають 5% від загальної маси, а також виробляється активоване вугілля.

Атмосферне повітря містить і пил космічного походження, пил вулканів, ґрунтовий пил, рослинний і морський пил, дим від лісних пожеж. За добу на поверхню Землі випадає приблизно 100 тон космічного пилу. В природних умовах, при відсутності джерел забруднення атмосфери, створених людиною, протягом року випадає 4-6 тон пилу на один квадратний кілометр. Але цей пил не приносить істотної шкоди людині.