Зміст
Введення
1 Забруднення атмосферного повітря вихлопами газу автомобільного транспорту
1.1 Основні забруднюючі речовини від вихлопів газу автомобільного транспорту
1.2 Специфіка впливу автомобільного транспорту на навколишнє середовище
Висновок
Список літератури
Введення
Метою даної роботи є вивчення та аналіз забруднення атмосферного повітря вихлопами газу автомобільного транспорту.
Початок другої половини XX століття ознаменувався інтенсивним процесом автомобілізації суспільства. Розвиток автомобільного транспорту визначило дві чітко виражені і суперечливі тенденції. З одного боку, досягнутий рівень автомобілізації, відображаючи техніко-економічний потенціал розвитку суспільства, сприяла задоволенню соціальних потреб населення, а з іншого - зумовив збільшення масштабу негативного впливу на суспільство і навколишнє середовище, приводячи до порушення екологічної рівноваги на рівні біосферних процесів. Очевидна позитивність першої тенденції спричинила за собою яскраво виражені небажані наслідки. До кінця століття виникла, повсюдно проявила себе і міцно влаштувалася нова загроза життєво важливим інтересам особистості, суспільства, держави - реальна екологічна небезпека для життєдіяльності, пов'язана з досягли гігантських масштабів рівнем автомобілізації.
Актуальність даної теми обумовлена зростаючим кількістю автомобільного транспорту і вирішенням проблеми його впливу на якість міського середовища і здоров'я населення.
Вивчення негативних наслідків розвитку автотранспортного комплексу дозволяє визначити два шляхи впливу автомобільного транспорту на природне середовище з урахуванням її недостатньо високого рівня еколого-технологічної досконалості. По-перше, автотранспорт споживає значну кількість природних матеріалів і сировини та, перш за все, невідновлюваних і дефіцитних енергоносіїв, таких, наприклад, як нафта, а по-друге - забруднює навколишнє середовище.
Дослідження даної роботи зумовило ряд завдань:
1. Виявити основні забруднюючі речовини від автомобільного транспорту.
2. Розглянути специфіку впливу автомобільного транспорту на навколишнє середовище.
3. Проаналізувати рівень забруднення атмосферного повітря в містах.
В якості теоретичної бази були використані роботи В.М. Денисова, В.А Рогальова та інших авторів. Дані роботи дозволили дати більш якісну оцінку в області забруднення атмосферного повітря вихлопами газу автомобільного транспорту.
1 Забруднення атмосферного повітря вихлопами газу автомобільного транспорту
1.1 Основні забруднюючі речовини від вихлопів газу автомобільного транспорту
Внаслідок забруднення довкілля шкідливими речовинами відпрацьованих газів двигунів внутрішнього згоряння зоною екологічного лиха для населення стають цілі регіони, особливо великі міста. Проблема подальшого зниження шкідливих викидів двигунів все більше загострюється з огляду безперервного збільшення парку експлуатованих автотранспортних засобів, ущільнення автотранспортних потоків, нестабільності показників самих заходів по зниженню шкідливих речовин в процесі експлуатації. У грошовому обчисленні величина щорічного екологічного збитку (забруднення атмосфери, шум, вплив на клімат) від функціонування автотранспортного комплексу Російської Федерації досягає 2-3% валового національного продукту при загальних екологічних втрати 10% і витратах на природоохоронні заходи не більше 1%. Основна частка збитків від автотранспорту (78%) пов'язана з забрудненням атмосферного повітря викидами шкідливих речовин (що багато в чому пояснюється низькою якістю вітчизняних палив в порівнянні з європейськими стандартами), 16% збитку припадає на наслідки шумового впливу транспорту на населення.
Загальна кількість забруднюючих речовин, що надійшли в атмосферне повітря на території Російської Федерації від вихлопів газу автомобільного транспорту, в 2000 р. склало 11 824,2 тис. т.
Принцип роботи автомобільних двигунів заснований на перетворенні хімічної енергії рідких та газоподібних палив нафтового походження в теплову, а потім - у механічну енергію. Рідкі палива в основному складаються з вуглеводнів, газоподібні, поряд з вуглеводнями, містять негорючі гази, такі як азот і вуглекислий газ. При згорянні палива в циліндрах двигунів утворюються нетоксичні (водяна пара, вуглекислий газ) і токсичні речовини. Останні є продуктами згоряння або побічних реакцій, що протікають при високих температурах. До них відносяться окис вуглецю СО, вуглеводні C m H n, окисли азоту (NO і NO 2) зазвичай позначаються NO X. Крім перерахованих речовин шкідливий вплив на організм людини роблять виділяються при роботі двигунів сполуки свинцю, канцерогенні речовини, сажа і альдегіди. У таблиці 1 наведено зміст основних токсичних речовин у відпрацьованих газах бензинових двигунів.
Таблиця 1.
Зміст основних токсичних речовин у відпрацьованих газах бензинових двигунів
Основним токсичним компонентом відпрацьованих газів, що виділяються при роботі бензинових двигунів, є окис вуглецю. Вона утворюється при неповному окислюванні вуглецю палива з-за нестачі кисню в усьому обсязі циліндра двигуна або в окремих її частинах.
Основним джерелом токсичних речовин, що виділяються при роботі дизелів, є відпрацьовані гази. Картерів гази дизеля містять значно меншу кількість вуглеводнів в порівнянні з бензиновим двигуном у зв'язку з тим, що в дизелі стискається чисте повітря, а прорвалися в процесі розширення гази містять невелику кількість вуглеводневих сполук, які є джерелом забруднень атмосфери.
Приблизний зміст токсичних компонентів у відпрацьованих газах дизеля наведено в таблиці 2.
Таблиця 2.
Вміст токсичних компонентів у відпрацьованих газах дизеля
Забруднення повітря автомобільним транспортом відбувається в результаті спалювання палива. Хімічний склад викидів залежить від виду та якості палива, технології виробництва, способу спалювання в двигуні і його технічного стану.
Найбільш несприятливими режимами роботи є малі швидкості і «холостий хід» двигуна, коли в атмосферу викидаються забруднюючі речовини в кількостях, які значно перевищують викид на навантажувальних режимах. Технічний стан двигуна безпосередньо впливає на екологічні показники викидів. Відпрацьовані гази бензинового двигуна з неправильно відрегульованими запалюванням і карбюратором містять оксид вуглецю в кількості, що перевищує норму в 2-3 рази.
Відпрацьовані гази двигуна внутрішнього згоряння містять близько 200 компонентів. Період їх існування триває від декількох хвилин до 4-5 років. За хімічним складом і властивостями, а також характером впливу на організм людини їх об'єднують в групи.
Перша група. У неї входять нетоксичні речовини: азот, кисень, водень, водяна пара, вуглекислий газ та інші природні компоненти атмосферного повітря. У цій групі заслуговує уваги вуглекислий газ (СО 2), зміст якого у відпрацьованих газах в даний час не нормується, проте питання про це робиться у зв'язку з особливою роллю СО 2 в «парниковий ефект».
Друга група. До цієї групи відносять тільки одна речовина - оксид вуглецю, або чадний газ (СО). Продукт неповного згоряння нафтових видів палива, він не має кольору і запаху, легший за повітря. У кисні і на повітрі оксид вуглецю горить голубуватим полум'ям, виділяючи багато теплоти і перетворюючись на вуглекислий газ. Оксид вуглецю має виражену отруйним дією. Воно обумовлене його здатністю вступати в реакцію з гемоглобіном крові, що призводить до утворення карбоксигемоглобіну, який не зв'язує кисень. Внаслідок цього порушується газообмін в організмі, з'являється кисневе голодування і порушується функціонування всіх систем організму. Отруєння чадним газом часто схильні водії автотранспортних засобів при ночівлях в кабіні з працюючим двигуном або при прогріванні двигуна в закритому гаражі.
Третя група. У її складі оксиди азоту, головним чином, NO - оксид азоту і NO 2 - діоксид азоту. Це гази, що утворюються в камері згоряння двигуна при температурі 2800 ° С і тиску близько 1 МПа. Оксид азоту - безбарвний газ, не взаємодіє з водою і мало розчинний у ній, не вступає в реакції з розчинами кислот і лугів. Легко окислюється киснем повітря і утворює діоксид азоту. При звичайних атмосферних умовах NO повністю перетворюється на NO 2 - газ бурого кольору з характерним запахом. Він важчий за повітря, тому збирається в поглибленнях, канавах і становить велику небезпеку при технічному обслуговуванні транспортних засобів.
Четверта група. У цю найбільш численну за складом групи входять різні вуглеводні, тобто сполуки типу С Х Н У - етан, метан, бензол, ацетилен і ін токсичні речовини. У відпрацьованих газах містяться вуглеводні різних гомологічних рядів: парафінові (алкани), нафтенові (циклани) і ароматичні (бензольні), всього близько 160 компонентів. Вони утворюються в результаті неповного згоряння палива у двигуні.
Незгорілі вуглеводні є однією з причин появи білого або блакитного диму. Це відбувається при запізнюванні запалення робочої суміші в двигуні або при знижених температурах у камері згоряння.
Вуглеводні під дією ультрафіолетового випромінювання Сонця вступають в реакцію з оксидами азоту, в результаті утворюються нові токсичні продукти - фотооксидантами, що є основою «смогу» (від англ, smoke - дим і fog - туман).
Головним токсичним компонентом смогу є озон. До фотооксидантами також відносяться чадний газ, сполуки азоту, перекису та ін фотооксидантами біологічно активні, мають шкідливий вплив на живі організми, ведуть до зростання легеневих і бронхіальних захворювань людей, руйнують гумові вироби, прискорюють корозію металів, погіршують умови видимості.
П'ята група. Її складають альдегіди - органічні сполуки,
Про
містять альдегідну групу С, пов'язану з вуглеводневим
Н
радикалом (СН 3, С 6 Н 5 або ін.)
У відпрацьованих газах присутні в основному формальдегід, акролеїн та оцтовий альдегід. Найбільша кількість альдегідів утворюється на режимах холостого ходу і малих навантажень, коли температури згорання в двигуні невисокі.
Формальдегід НСНО - безбарвний газ з неприємним запахом, важчий за повітря, легко розчинний у воді. Він дратує слизові оболонки людини, дихальні шляхи, вражає центральну нервову систему. Обумовлює запах відпрацьованих газів, особливо у дизелів.
Акролеїн СН 2 = СН-СН = О, або альдегід акрилової кислоти, - безбарвний отруйний газ із запахом підгоріли жирів. Впливає на слизові оболонки.
Оцтовий альдегід СН 3 СНТ - газ з різким запахом і токсичною дією на людський організм.
Шоста група. У неї входять зважені тверді речовини (сажа та інші дисперсні частинки (продукти зносу двигунів, аерозолі, масла, нагар і ін)), які складаються з дрібнодисперсних часток (діаметром менше 1 мкм), здатні перебувати в підвішеному стані протягом діб. Вони складаються з різних матеріалів, включаючи неорганічну золу, кислі сульфати або нітрати, дим, що містить поліциклічні ароматичні вуглеводні, тонкодисперсну пил, залишки свинцю та азбесту.
Проблема забруднення повітря міст світу зваженими частинками діаметром менше 10 мкм, звані зазвичай РМ-10, визнана однією з найважливіших.
У Росії увагу цій проблемі починає приділятися тільки зараз. На мережі моніторингу забруднення атмосфери в Росії вимірюються концентрації лише суми зважених речовин. Для розвитку мережі станцій, що вимірюють концентрації дрібнодисперсних зважених часток діаметром менше 10 мкм недостатньо фінансових ресурсів. [38 Денис.]
Поліциклічні ароматичні вуглеводні відносяться до великого числа органічних сполук, хімічна структура яких складається з двох і більше бензольних кілець. Найбільш широко відоме з'єднання - бенз (а) пірен.
Сажа - частки твердого вуглецю чорного кольору, що утворюються при неповному згоранні і термічному розкладанні вуглеводнів палива. Вона не становить безпосередньої небезпеки для здоров'я людини, але може дратувати дихальні шляхи. Створюючи димний шлейф за транспортним засобом, сажа погіршує видимість на дорогах. Найбільшої шкоди сажі проявляється в адсорбірованіі на її поверхні бенз (а) пірену, який в цьому випадку надає більш сильний негативний вплив на організм людини, ніж у чистому вигляді. Тому зменшення її викидів - вельми актуальне завдання, від вирішення якої залежать як екологічні показники повітряного басейну, так і розвиток дизельного транспорту в цілому. В даний час для очищення відпрацьованих газів дизелів від сажових (твердих) часток у багатьох країнах знаходять застосування сажеві фільтри.
За даними роботи [27 Горбунов], діаметр первинних сажових частинок складає 0,02-0,17 мкм. У відпрацьованих газах сажа знаходиться у вигляді утворень неправильної форми розміром 0,3-100 мкм. Найбільша кількість частинок сажі має розміри до 0,5 мкм.
Сьома група. Являє собою сірчисті з'єднання - такі неорганічні гази, як сірчистий ангідрид, сірководень, які з'являються у складі відпрацьованих газів двигунів, якщо використовується паливо з підвищеним вмістом сірки. Значно більше сірки присутній в дизельних паливах в порівнянні з іншими видами палив, що використовуються на транспорті.
Для вітчизняних родовищ нафти (особливо в східних районах) характерний високий відсоток присутності сірки і сірчистих сполук. Тому і отримується з неї дизельне паливо за застарілими технологіями відрізняється більш важким фракційним складом і разом з тим гірше очищено від сірчистих і парафінових сполук. Відповідно до європейських стандартів, введеним в дію в 1996 р., вміст сірки в дизельному паливі не повинно перевищувати 0,005 г / л, а за російським стандартом - 1,7 г / л. Наявність сірки посилює токсичність відпрацьованих газів дизелів і є причиною появи в них шкідливих сірчистих сполук. Сірчисті сполуки мають різким запахом, важчий за повітря, розчиняються у воді. Вони надають дію на слизові оболонки горла, носа, очей людини, можуть призвести до порушення вуглеводного і білкового обміну і пригнічення окисних процесів, при високій концентрації (понад 0,01%) - до отруєння організму.
Восьма група. Компоненти цієї групи - свинець та його сполуки - зустрічаються у відпрацьованих газах карбюраторних автомобілів тільки при використанні етилованого бензину, що має у своєму складі присадку, що підвищує октанове число. Воно визначає здатність двигуна працювати без детонації. Чим вище октанове число, тим більш стійкий бензин проти детонації. Детонаційне згорання робочої суміші протікає з надзвуковою швидкістю, що в 100 разів швидше нормального. Робота двигуна з детонацією небезпечна тим, що двигун перегрівається, потужність його падає, а термін служби різко скорочується. Збільшення октанового числа бензину сприяє зниженню можливості настання детонації. В якості присадки, що підвищує октанове число, використовують антидетонатор - етиловий рідина Р-9. Бензин з додаванням етилової рідини стає етилованим. До складу етилової рідини входять власне антидетонатор - тетраетилсвинець РЬ (С 2 Н 5) 4, виносітель - бромистий етил (ВГС 2 Н 5) і амонохлорнафталін, наповнювач - бензин Б-70, антиокислювач - параоксідіфеніламін і барвник. При згорянні етилованого бензину виносітель сприяє видаленню свинцю та його оксидів з камери згоряння, перетворюючи їх в пароподібний стан. Вони разом з відпрацьованими газами викидаються в навколишній простір і осідають поблизу доріг.
Введення
1 Забруднення атмосферного повітря вихлопами газу автомобільного транспорту
1.1 Основні забруднюючі речовини від вихлопів газу автомобільного транспорту
1.2 Специфіка впливу автомобільного транспорту на навколишнє середовище
Висновок
Список літератури
Введення
Метою даної роботи є вивчення та аналіз забруднення атмосферного повітря вихлопами газу автомобільного транспорту.
Початок другої половини XX століття ознаменувався інтенсивним процесом автомобілізації суспільства. Розвиток автомобільного транспорту визначило дві чітко виражені і суперечливі тенденції. З одного боку, досягнутий рівень автомобілізації, відображаючи техніко-економічний потенціал розвитку суспільства, сприяла задоволенню соціальних потреб населення, а з іншого - зумовив збільшення масштабу негативного впливу на суспільство і навколишнє середовище, приводячи до порушення екологічної рівноваги на рівні біосферних процесів. Очевидна позитивність першої тенденції спричинила за собою яскраво виражені небажані наслідки. До кінця століття виникла, повсюдно проявила себе і міцно влаштувалася нова загроза життєво важливим інтересам особистості, суспільства, держави - реальна екологічна небезпека для життєдіяльності, пов'язана з досягли гігантських масштабів рівнем автомобілізації.
Актуальність даної теми обумовлена зростаючим кількістю автомобільного транспорту і вирішенням проблеми його впливу на якість міського середовища і здоров'я населення.
Вивчення негативних наслідків розвитку автотранспортного комплексу дозволяє визначити два шляхи впливу автомобільного транспорту на природне середовище з урахуванням її недостатньо високого рівня еколого-технологічної досконалості. По-перше, автотранспорт споживає значну кількість природних матеріалів і сировини та, перш за все, невідновлюваних і дефіцитних енергоносіїв, таких, наприклад, як нафта, а по-друге - забруднює навколишнє середовище.
Дослідження даної роботи зумовило ряд завдань:
1. Виявити основні забруднюючі речовини від автомобільного транспорту.
2. Розглянути специфіку впливу автомобільного транспорту на навколишнє середовище.
3. Проаналізувати рівень забруднення атмосферного повітря в містах.
В якості теоретичної бази були використані роботи В.М. Денисова, В.А Рогальова та інших авторів. Дані роботи дозволили дати більш якісну оцінку в області забруднення атмосферного повітря вихлопами газу автомобільного транспорту.
1 Забруднення атмосферного повітря вихлопами газу автомобільного транспорту
1.1 Основні забруднюючі речовини від вихлопів газу автомобільного транспорту
Внаслідок забруднення довкілля шкідливими речовинами відпрацьованих газів двигунів внутрішнього згоряння зоною екологічного лиха для населення стають цілі регіони, особливо великі міста. Проблема подальшого зниження шкідливих викидів двигунів все більше загострюється з огляду безперервного збільшення парку експлуатованих автотранспортних засобів, ущільнення автотранспортних потоків, нестабільності показників самих заходів по зниженню шкідливих речовин в процесі експлуатації. У грошовому обчисленні величина щорічного екологічного збитку (забруднення атмосфери, шум, вплив на клімат) від функціонування автотранспортного комплексу Російської Федерації досягає 2-3% валового національного продукту при загальних екологічних втрати 10% і витратах на природоохоронні заходи не більше 1%. Основна частка збитків від автотранспорту (78%) пов'язана з забрудненням атмосферного повітря викидами шкідливих речовин (що багато в чому пояснюється низькою якістю вітчизняних палив в порівнянні з європейськими стандартами), 16% збитку припадає на наслідки шумового впливу транспорту на населення.
Загальна кількість забруднюючих речовин, що надійшли в атмосферне повітря на території Російської Федерації від вихлопів газу автомобільного транспорту, в 2000 р. склало 11 824,2 тис. т.
Принцип роботи автомобільних двигунів заснований на перетворенні хімічної енергії рідких та газоподібних палив нафтового походження в теплову, а потім - у механічну енергію. Рідкі палива в основному складаються з вуглеводнів, газоподібні, поряд з вуглеводнями, містять негорючі гази, такі як азот і вуглекислий газ. При згорянні палива в циліндрах двигунів утворюються нетоксичні (водяна пара, вуглекислий газ) і токсичні речовини. Останні є продуктами згоряння або побічних реакцій, що протікають при високих температурах. До них відносяться окис вуглецю СО, вуглеводні C m H n, окисли азоту (NO і NO 2) зазвичай позначаються NO X. Крім перерахованих речовин шкідливий вплив на організм людини роблять виділяються при роботі двигунів сполуки свинцю, канцерогенні речовини, сажа і альдегіди. У таблиці 1 наведено зміст основних токсичних речовин у відпрацьованих газах бензинових двигунів.
Таблиця 1.
Зміст основних токсичних речовин у відпрацьованих газах бензинових двигунів
| Токсичні речовини | Зміст |
| Окис вуглецю% | до 10,0 |
| Вуглеводні,% | до 3,0 |
| Оксиди азоту% | до 0,5 |
| Альдегіди% | 0,03 |
| Сажа г / м 3 | до 0,04 |
| Бенз (а) пірен мкг / м | до 20 |
| Двоокис сірки% | 0,008 |
Основним джерелом токсичних речовин, що виділяються при роботі дизелів, є відпрацьовані гази. Картерів гази дизеля містять значно меншу кількість вуглеводнів в порівнянні з бензиновим двигуном у зв'язку з тим, що в дизелі стискається чисте повітря, а прорвалися в процесі розширення гази містять невелику кількість вуглеводневих сполук, які є джерелом забруднень атмосфери.
Приблизний зміст токсичних компонентів у відпрацьованих газах дизеля наведено в таблиці 2.
Таблиця 2.
Вміст токсичних компонентів у відпрацьованих газах дизеля
| Токсичні речовини | Зміст |
| Окис вуглецю% | 0,2 |
| Вуглеводні,% | 0,01 |
| Оксиди азоту% | 0,25 |
| Альдегіди% | 0,002 |
| Сажа г / м 3 | 0,01 - 1,1 |
| Бенз (а) пірен мкг / м | до 10 |
| Двоокис сірки% | 0,03 |
Найбільш несприятливими режимами роботи є малі швидкості і «холостий хід» двигуна, коли в атмосферу викидаються забруднюючі речовини в кількостях, які значно перевищують викид на навантажувальних режимах. Технічний стан двигуна безпосередньо впливає на екологічні показники викидів. Відпрацьовані гази бензинового двигуна з неправильно відрегульованими запалюванням і карбюратором містять оксид вуглецю в кількості, що перевищує норму в 2-3 рази.
Відпрацьовані гази двигуна внутрішнього згоряння містять близько 200 компонентів. Період їх існування триває від декількох хвилин до 4-5 років. За хімічним складом і властивостями, а також характером впливу на організм людини їх об'єднують в групи.
Перша група. У неї входять нетоксичні речовини: азот, кисень, водень, водяна пара, вуглекислий газ та інші природні компоненти атмосферного повітря. У цій групі заслуговує уваги вуглекислий газ (СО 2), зміст якого у відпрацьованих газах в даний час не нормується, проте питання про це робиться у зв'язку з особливою роллю СО 2 в «парниковий ефект».
Друга група. До цієї групи відносять тільки одна речовина - оксид вуглецю, або чадний газ (СО). Продукт неповного згоряння нафтових видів палива, він не має кольору і запаху, легший за повітря. У кисні і на повітрі оксид вуглецю горить голубуватим полум'ям, виділяючи багато теплоти і перетворюючись на вуглекислий газ. Оксид вуглецю має виражену отруйним дією. Воно обумовлене його здатністю вступати в реакцію з гемоглобіном крові, що призводить до утворення карбоксигемоглобіну, який не зв'язує кисень. Внаслідок цього порушується газообмін в організмі, з'являється кисневе голодування і порушується функціонування всіх систем організму. Отруєння чадним газом часто схильні водії автотранспортних засобів при ночівлях в кабіні з працюючим двигуном або при прогріванні двигуна в закритому гаражі.
Третя група. У її складі оксиди азоту, головним чином, NO - оксид азоту і NO 2 - діоксид азоту. Це гази, що утворюються в камері згоряння двигуна при температурі 2800 ° С і тиску близько 1 МПа. Оксид азоту - безбарвний газ, не взаємодіє з водою і мало розчинний у ній, не вступає в реакції з розчинами кислот і лугів. Легко окислюється киснем повітря і утворює діоксид азоту. При звичайних атмосферних умовах NO повністю перетворюється на NO 2 - газ бурого кольору з характерним запахом. Він важчий за повітря, тому збирається в поглибленнях, канавах і становить велику небезпеку при технічному обслуговуванні транспортних засобів.
Четверта група. У цю найбільш численну за складом групи входять різні вуглеводні, тобто сполуки типу С Х Н У - етан, метан, бензол, ацетилен і ін токсичні речовини. У відпрацьованих газах містяться вуглеводні різних гомологічних рядів: парафінові (алкани), нафтенові (циклани) і ароматичні (бензольні), всього близько 160 компонентів. Вони утворюються в результаті неповного згоряння палива у двигуні.
Незгорілі вуглеводні є однією з причин появи білого або блакитного диму. Це відбувається при запізнюванні запалення робочої суміші в двигуні або при знижених температурах у камері згоряння.
Вуглеводні під дією ультрафіолетового випромінювання Сонця вступають в реакцію з оксидами азоту, в результаті утворюються нові токсичні продукти - фотооксидантами, що є основою «смогу» (від англ, smoke - дим і fog - туман).
Головним токсичним компонентом смогу є озон. До фотооксидантами також відносяться чадний газ, сполуки азоту, перекису та ін фотооксидантами біологічно активні, мають шкідливий вплив на живі організми, ведуть до зростання легеневих і бронхіальних захворювань людей, руйнують гумові вироби, прискорюють корозію металів, погіршують умови видимості.
П'ята група. Її складають альдегіди - органічні сполуки,
Н
радикалом (СН 3, С 6 Н 5 або ін.)
У відпрацьованих газах присутні в основному формальдегід, акролеїн та оцтовий альдегід. Найбільша кількість альдегідів утворюється на режимах холостого ходу і малих навантажень, коли температури згорання в двигуні невисокі.
Формальдегід НСНО - безбарвний газ з неприємним запахом, важчий за повітря, легко розчинний у воді. Він дратує слизові оболонки людини, дихальні шляхи, вражає центральну нервову систему. Обумовлює запах відпрацьованих газів, особливо у дизелів.
Акролеїн СН 2 = СН-СН = О, або альдегід акрилової кислоти, - безбарвний отруйний газ із запахом підгоріли жирів. Впливає на слизові оболонки.
Оцтовий альдегід СН 3 СНТ - газ з різким запахом і токсичною дією на людський організм.
Шоста група. У неї входять зважені тверді речовини (сажа та інші дисперсні частинки (продукти зносу двигунів, аерозолі, масла, нагар і ін)), які складаються з дрібнодисперсних часток (діаметром менше 1 мкм), здатні перебувати в підвішеному стані протягом діб. Вони складаються з різних матеріалів, включаючи неорганічну золу, кислі сульфати або нітрати, дим, що містить поліциклічні ароматичні вуглеводні, тонкодисперсну пил, залишки свинцю та азбесту.
Проблема забруднення повітря міст світу зваженими частинками діаметром менше 10 мкм, звані зазвичай РМ-10, визнана однією з найважливіших.
У Росії увагу цій проблемі починає приділятися тільки зараз. На мережі моніторингу забруднення атмосфери в Росії вимірюються концентрації лише суми зважених речовин. Для розвитку мережі станцій, що вимірюють концентрації дрібнодисперсних зважених часток діаметром менше 10 мкм недостатньо фінансових ресурсів. [38 Денис.]
Поліциклічні ароматичні вуглеводні відносяться до великого числа органічних сполук, хімічна структура яких складається з двох і більше бензольних кілець. Найбільш широко відоме з'єднання - бенз (а) пірен.
Сажа - частки твердого вуглецю чорного кольору, що утворюються при неповному згоранні і термічному розкладанні вуглеводнів палива. Вона не становить безпосередньої небезпеки для здоров'я людини, але може дратувати дихальні шляхи. Створюючи димний шлейф за транспортним засобом, сажа погіршує видимість на дорогах. Найбільшої шкоди сажі проявляється в адсорбірованіі на її поверхні бенз (а) пірену, який в цьому випадку надає більш сильний негативний вплив на організм людини, ніж у чистому вигляді. Тому зменшення її викидів - вельми актуальне завдання, від вирішення якої залежать як екологічні показники повітряного басейну, так і розвиток дизельного транспорту в цілому. В даний час для очищення відпрацьованих газів дизелів від сажових (твердих) часток у багатьох країнах знаходять застосування сажеві фільтри.
За даними роботи [27 Горбунов], діаметр первинних сажових частинок складає 0,02-0,17 мкм. У відпрацьованих газах сажа знаходиться у вигляді утворень неправильної форми розміром 0,3-100 мкм. Найбільша кількість частинок сажі має розміри до 0,5 мкм.
Сьома група. Являє собою сірчисті з'єднання - такі неорганічні гази, як сірчистий ангідрид, сірководень, які з'являються у складі відпрацьованих газів двигунів, якщо використовується паливо з підвищеним вмістом сірки. Значно більше сірки присутній в дизельних паливах в порівнянні з іншими видами палив, що використовуються на транспорті.
Для вітчизняних родовищ нафти (особливо в східних районах) характерний високий відсоток присутності сірки і сірчистих сполук. Тому і отримується з неї дизельне паливо за застарілими технологіями відрізняється більш важким фракційним складом і разом з тим гірше очищено від сірчистих і парафінових сполук. Відповідно до європейських стандартів, введеним в дію в 1996 р., вміст сірки в дизельному паливі не повинно перевищувати 0,005 г / л, а за російським стандартом - 1,7 г / л. Наявність сірки посилює токсичність відпрацьованих газів дизелів і є причиною появи в них шкідливих сірчистих сполук. Сірчисті сполуки мають різким запахом, важчий за повітря, розчиняються у воді. Вони надають дію на слизові оболонки горла, носа, очей людини, можуть призвести до порушення вуглеводного і білкового обміну і пригнічення окисних процесів, при високій концентрації (понад 0,01%) - до отруєння організму.
Восьма група. Компоненти цієї групи - свинець та його сполуки - зустрічаються у відпрацьованих газах карбюраторних автомобілів тільки при використанні етилованого бензину, що має у своєму складі присадку, що підвищує октанове число. Воно визначає здатність двигуна працювати без детонації. Чим вище октанове число, тим більш стійкий бензин проти детонації. Детонаційне згорання робочої суміші протікає з надзвуковою швидкістю, що в 100 разів швидше нормального. Робота двигуна з детонацією небезпечна тим, що двигун перегрівається, потужність його падає, а термін служби різко скорочується. Збільшення октанового числа бензину сприяє зниженню можливості настання детонації. В якості присадки, що підвищує октанове число, використовують антидетонатор - етиловий рідина Р-9. Бензин з додаванням етилової рідини стає етилованим. До складу етилової рідини входять власне антидетонатор - тетраетилсвинець РЬ (С 2 Н 5) 4, виносітель - бромистий етил (ВГС 2 Н 5) і амонохлорнафталін, наповнювач - бензин Б-70, антиокислювач - параоксідіфеніламін і барвник. При згорянні етилованого бензину виносітель сприяє видаленню свинцю та його оксидів з камери згоряння, перетворюючи їх в пароподібний стан. Вони разом з відпрацьованими газами викидаються в навколишній простір і осідають поблизу доріг.
У придорожньому просторі приблизно 50% викидів свинцю у вигляді мікрочастинок відразу розподіляються на прилеглій поверхні. Інша кількість протягом декількох годин знаходиться в повітрі у вигляді аерозолів, а потім також осідає на землю поблизу доріг. Накопичення свинцю в придорожній смузі призводить до забруднення екосистем і робить довколишні грунту непридатними до сільськогосподарського використання. Додавання до бензину присадки Р-9 робить його високотоксичним. Різні марки бензину мають різне процентний вміст присадки. Щоб розрізняти марки етилованого бензину, їх фарбують, додаючи в присадку різнокольорові барвники. Неетильований бензин поставляється без фарбування (табл. 3).
Таблиця 3.
Деякі показники фізико-хімічних властивостей автомобільних бензинів за ГОСТ 2084 - 77 і ОСТ 38.01.9 - 75
У розвинених країнах світу застосування етилованого бензину обмежується або вже повністю припинено не тільки з причини високої токсичності присадки Р-9, а й через його несумісності з каталітичними нейтралізаторами відпрацьованих газів. Досить однієї заправки етилованим бензином, щоб вивести з ладу активний шар дорогого нейтралізатора й датчика вільного кисню (Х-зонда), тобто позбавити автомобіль інструментів придушення СО, СН, NO X та стехіометричного дозування палива з подальшими непередбачуваними наслідками, аж до загоряння автомобіля.
Негативний вплив на екосистеми справляють не тільки розглянуті компоненти відпрацьованих газів двигунів, виділені у вісім груп, але й самі вуглеводневі палива, масла і мастила. Маючи велику здатність до випаровування, особливо при підвищенні температури, пари палив і олив розповсюджуються в повітрі і негативно впливають на атмосферне повітря.
1.2 Специфіка впливу автомобільного транспорту на навколишнє середовище
Необхідною умовою успішного розвитку однієї з найважливіших складових матеріально-технічної бази будь-якого суспільства є автодорожній комплекс. У всьому світі автомобільний транспорт набуває все більш інтенсивний розвиток: за обсягом перевезень він у чотири рази перевершує всі інші види транспорту, разом узяті. Однак, поряд з очевидними перевагами, процес розвитку автодорожнього комплексу супроводжується зростаючим негативним впливом на навколишнє середовище.
Специфіка джерел забруднення (автомобілів) виявляється:
- У високих темпах зростання чисельності автомобілів;
- В їх просторової рассредоточенности (автомобілі розподіляються по території і створюють загальний підвищений фон забруднення);
- У безпосередній близькості до житлових районів (автомобілі заповнюють всі місцеві проїзди і двори житлової забудови);
- У більш високої токсичності викидів автотранспорту;
- В складності технічної реалізації засобів захисту від забруднень на рухомих джерелах;
- В низькому розташуванні джерела забруднення від земної поверхні, в результаті чого відпрацьовані гази автомобілів скупчуються в зоні дихання людей (приземному шарі) і слабкіше розсіюються природним чином (навіть при вітрі) в порівнянні з промисловими викидами, які, як правило, здійснюються через димові і вентиляційні труби значної висоти.
Перераховані особливості рухомих джерел призводять до того, що автотранспорт створює в містах великі зони зі стійким перевищенням санітарно-гігієнічних нормативів забруднення повітря.
Найбільше забруднення викидами від автотранспорту наголошується в Татарстані, Краснодарському і Ставропольському краях, Ростовській, Московській, Ленінградській, Нижегородської, Волгоградській областях. На частку автотранспорту в ряді регіонів припадає понад 50% загального обсягу викидів забруднюючих речовин в атмосферу, в тому числі, згідно з даними МОЗ РФ, в Пензенській області - 70%, в Санкт-Петербурзі -71%, у Воронезькій області - 77%, в Краснодарському краї - 87%, у Москві - 88%. Оцінки, виконані для діючого парку автотранспортних засобів, показують, що в цілому по Росії від автотранспорту щорічно в атмосферу надходить 27 тис. т бензолу, 17,5 тис. т формальдегіду та 1,5 т бенз (а) пірену.
Високий відсоток автомобілів з карбюраторними двигунами, поряд з широким застосуванням етилованого бензину на більшій частині території Росії, зумовили забруднення атмосфери сполуками свинцю. Сумарний викид свинцю від автотранспорту по Росії в цілому в 1998 р. склав 3 тис. т., причому основним забруднювачем є вантажний транспорт: на його частку припадає 54% загальної маси викиду свинцю. На території Росії максимальні викиди свинцю за абсолютною величиною відзначаються в Уральському, Поволзькому і Західно-Сибірському регіонах.
Забруднення атмосфери рухомими джерелами автотранспорту відбувається більшою мірою відпрацьованими газами через випускну систему двигуна автомобіля, а також, у меншій мірі, картерів газами через систему вентиляції картера двигуна і вуглеводневими випарами бензину із системи живлення двигуна (бака, карбюратора, фільтрів, трубопроводів) при заправці і в процесі експлуатації.
Відпрацьовані гази автомобілів з карбюраторними двигунами в числі найбільш токсичних компонентів містять оксид вуглецю, оксиди азоту і вуглеводні, а гази дизелів - оксиди азоту, вуглеводні, сажу і сірчисті з'єднання. Один автомобіль щорічно поглинає з атмосфери в середньому більше 4 т. кисню, викидаючи при цьому з відпрацьованими газами приблизно 800 кг чадного газу, 40 кг оксидів азоту та майже 200 кг різних вуглеводнів. Зниженню токсичності та нейтралізації відпрацьованих газів приділяється основна увага, і в цьому напрямку ведеться постійний пошук ефективних технічних рішень.
Картерів гази вносять свою частку у забруднення атмосферного повітря. Їх кількість у двигуні зростає зі збільшенням зносу. Крім того, воно залежить від умов руху і режимів роботи двигуна. На холостому ходу система вентиляції картерних газів, якої забезпечені практично всі сучасні двигуни, працює менш ефективно, що погіршує екологічні показники автомобілів.
Випари бензину мають місце при роботі двигуна і в неробочому стані. Внутрішня порожнина бензобака автомобіля завжди сполучається з атмосферою для підтримки тиску всередині бака на рівні атмосферного у міру вироблення бензину, що є необхідною умовою нормальної роботи всієї системи живлення двигуна, але в той же час створює умови для випаровування легких фракцій бензину і забруднення ними повітря.
Висновок
Таким чином, можна зробити висновок про те, що викладене вище визначає необхідність прийняття широкомасштабних і комплексних заходів щодо запобігання, нейтралізації або хоча б істотного скорочення тих негативних наслідків, які породжуються автомобілізацією нашої країни. У цьому плані звертає на себе увагу активна позиція виконавчої влади Санкт-Петербурзького регіону, з ініціативи якої в 2004 р. на Міжнародній науково-практичній конференції «Екологізація автомобільного транспорту: передовий досвід Росії та країн Євросоюзу» відбулося обговорення питання про необхідність створення довгострокової поетапної регіональної програми з підвищення екологічної безпеки АТК на території Санкт-Петербурга і Ленінградської області. У резолюції конференції зазначено, що розробка програми та її реалізація повинні здійснюватися за такими напрямами:
- Широке впровадження результатів робіт по зниженню екологічної небезпеки існуючих двигунів, використовуваних нафтових та синтетичних вуглеводневих палив для автотранспортних засобів;
- Поетапна заміна нафтових палив на зріджений природний газ (СПГ) як найбільш чистого з вуглеводневих палив, з обов'язковим створенням необхідної кріогенної інфраструктури в транспортному комплексі регіону;
- Перспективні розробки з підготовки до переходу на водневу енергетику, які через 15-20 років повинні будуть забезпечити збереження темпів господарсько-економічного розвитку нашої країни за рахунок переходу разом з провідними країнами світу на абсолютно екологічно чисте водневе паливо, що передбачає заміну ДВС двигунами, обладнаними електрохімічним генератором;
- Модернізація дорожнього господарства та реалізація планів будівництва доріг і мостів у регіоні;
- Створення керуючої системи поводження та утилізації відходів АТК, здатної забезпечити їх селективну і безпечну переробку, а також їх вторинне використання у виробничо-господарській сфері;
- Вдосконалення сучасної нормативно-правової бази та системи оподаткування і платежів за забруднення ОС, стимулюючих переклад діяльності АТК на екологічно прийнятні технології.
Список літератури
1. Казанцева Л.К., Тагаєва Т.О. Сучасна екологічна ситуація в Росії / / ЕКО. - 2005. - № 9. - С.30 - 45. - Таблиці.
2. Коробкін В.І Екологія. - М., 2006. - 465с.
3. Петрунін В.В. Плата за негативний вплив на навколишнє середовище в 2006 році / / Фінанси. - 2006. - № 4. - С.25 - 30.
4. Регіональна економіка: Підручник для вузів / Т.Г. Морозова, М.П. Победин, Г.Б. Поляк та ін; Під ред. проф. Т.Г. Морозової. - М.: Банки і біржі, ЮНИТИ, 2003. - 472 с.
5. Родзевич М.М. Екологічна глобалізація / / Географія в школі. - 2005. - № 4. - С.8 - 15.
6. Руденко Б. Ціна цивілізації / / Наука і життя. - 2004. - № 7. - С.32 - 36.
7. Суєтін А. 2006 рік: світ сьогодні і завтра (огляд основних положень доповіді «Стан планети - 2006») / / Питання економіки. - 2006. - № 4. - С.90 - 103.
8. Шишков Ю. Тендітна екосистема Землі і безвідповідальне людство / / Наука і життя. - 2004. - № 12. - С.2 - 11.
Таблиця 3.
Деякі показники фізико-хімічних властивостей автомобільних бензинів за ГОСТ 2084 - 77 і ОСТ 38.01.9 - 75
| Показники якості | А-76 | Аі-93 | Аі-95 | Аі-98 |
| Октанове число, не менше: За моторному методу За дослідницькому методу | 76 - | 85 93 | - 95 | 89 98 |
| Зміст (маса) свинцю, г / кг бензину, не більше | 0,24 | 0,50 | - | 0,50 |
| Зміст (масова частка) сірки,%, не більше | 0,10 | 0,10 | 0,05 | 0,10 |
| Колір етилованого бензину | Жовтий | Помаранчевий | - | Синій |
Негативний вплив на екосистеми справляють не тільки розглянуті компоненти відпрацьованих газів двигунів, виділені у вісім груп, але й самі вуглеводневі палива, масла і мастила. Маючи велику здатність до випаровування, особливо при підвищенні температури, пари палив і олив розповсюджуються в повітрі і негативно впливають на атмосферне повітря.
1.2 Специфіка впливу автомобільного транспорту на навколишнє середовище
Необхідною умовою успішного розвитку однієї з найважливіших складових матеріально-технічної бази будь-якого суспільства є автодорожній комплекс. У всьому світі автомобільний транспорт набуває все більш інтенсивний розвиток: за обсягом перевезень він у чотири рази перевершує всі інші види транспорту, разом узяті. Однак, поряд з очевидними перевагами, процес розвитку автодорожнього комплексу супроводжується зростаючим негативним впливом на навколишнє середовище.
Специфіка джерел забруднення (автомобілів) виявляється:
- У високих темпах зростання чисельності автомобілів;
- В їх просторової рассредоточенности (автомобілі розподіляються по території і створюють загальний підвищений фон забруднення);
- У безпосередній близькості до житлових районів (автомобілі заповнюють всі місцеві проїзди і двори житлової забудови);
- У більш високої токсичності викидів автотранспорту;
- В складності технічної реалізації засобів захисту від забруднень на рухомих джерелах;
- В низькому розташуванні джерела забруднення від земної поверхні, в результаті чого відпрацьовані гази автомобілів скупчуються в зоні дихання людей (приземному шарі) і слабкіше розсіюються природним чином (навіть при вітрі) в порівнянні з промисловими викидами, які, як правило, здійснюються через димові і вентиляційні труби значної висоти.
Перераховані особливості рухомих джерел призводять до того, що автотранспорт створює в містах великі зони зі стійким перевищенням санітарно-гігієнічних нормативів забруднення повітря.
Найбільше забруднення викидами від автотранспорту наголошується в Татарстані, Краснодарському і Ставропольському краях, Ростовській, Московській, Ленінградській, Нижегородської, Волгоградській областях. На частку автотранспорту в ряді регіонів припадає понад 50% загального обсягу викидів забруднюючих речовин в атмосферу, в тому числі, згідно з даними МОЗ РФ, в Пензенській області - 70%, в Санкт-Петербурзі -71%, у Воронезькій області - 77%, в Краснодарському краї - 87%, у Москві - 88%. Оцінки, виконані для діючого парку автотранспортних засобів, показують, що в цілому по Росії від автотранспорту щорічно в атмосферу надходить 27 тис. т бензолу, 17,5 тис. т формальдегіду та 1,5 т бенз (а) пірену.
Високий відсоток автомобілів з карбюраторними двигунами, поряд з широким застосуванням етилованого бензину на більшій частині території Росії, зумовили забруднення атмосфери сполуками свинцю. Сумарний викид свинцю від автотранспорту по Росії в цілому в 1998 р. склав 3 тис. т., причому основним забруднювачем є вантажний транспорт: на його частку припадає 54% загальної маси викиду свинцю. На території Росії максимальні викиди свинцю за абсолютною величиною відзначаються в Уральському, Поволзькому і Західно-Сибірському регіонах.
Забруднення атмосфери рухомими джерелами автотранспорту відбувається більшою мірою відпрацьованими газами через випускну систему двигуна автомобіля, а також, у меншій мірі, картерів газами через систему вентиляції картера двигуна і вуглеводневими випарами бензину із системи живлення двигуна (бака, карбюратора, фільтрів, трубопроводів) при заправці і в процесі експлуатації.
Відпрацьовані гази автомобілів з карбюраторними двигунами в числі найбільш токсичних компонентів містять оксид вуглецю, оксиди азоту і вуглеводні, а гази дизелів - оксиди азоту, вуглеводні, сажу і сірчисті з'єднання. Один автомобіль щорічно поглинає з атмосфери в середньому більше 4 т. кисню, викидаючи при цьому з відпрацьованими газами приблизно 800 кг чадного газу, 40 кг оксидів азоту та майже 200 кг різних вуглеводнів. Зниженню токсичності та нейтралізації відпрацьованих газів приділяється основна увага, і в цьому напрямку ведеться постійний пошук ефективних технічних рішень.
Картерів гази вносять свою частку у забруднення атмосферного повітря. Їх кількість у двигуні зростає зі збільшенням зносу. Крім того, воно залежить від умов руху і режимів роботи двигуна. На холостому ходу система вентиляції картерних газів, якої забезпечені практично всі сучасні двигуни, працює менш ефективно, що погіршує екологічні показники автомобілів.
Випари бензину мають місце при роботі двигуна і в неробочому стані. Внутрішня порожнина бензобака автомобіля завжди сполучається з атмосферою для підтримки тиску всередині бака на рівні атмосферного у міру вироблення бензину, що є необхідною умовою нормальної роботи всієї системи живлення двигуна, але в той же час створює умови для випаровування легких фракцій бензину і забруднення ними повітря.
Висновок
Таким чином, можна зробити висновок про те, що викладене вище визначає необхідність прийняття широкомасштабних і комплексних заходів щодо запобігання, нейтралізації або хоча б істотного скорочення тих негативних наслідків, які породжуються автомобілізацією нашої країни. У цьому плані звертає на себе увагу активна позиція виконавчої влади Санкт-Петербурзького регіону, з ініціативи якої в 2004 р. на Міжнародній науково-практичній конференції «Екологізація автомобільного транспорту: передовий досвід Росії та країн Євросоюзу» відбулося обговорення питання про необхідність створення довгострокової поетапної регіональної програми з підвищення екологічної безпеки АТК на території Санкт-Петербурга і Ленінградської області. У резолюції конференції зазначено, що розробка програми та її реалізація повинні здійснюватися за такими напрямами:
- Широке впровадження результатів робіт по зниженню екологічної небезпеки існуючих двигунів, використовуваних нафтових та синтетичних вуглеводневих палив для автотранспортних засобів;
- Поетапна заміна нафтових палив на зріджений природний газ (СПГ) як найбільш чистого з вуглеводневих палив, з обов'язковим створенням необхідної кріогенної інфраструктури в транспортному комплексі регіону;
- Перспективні розробки з підготовки до переходу на водневу енергетику, які через 15-20 років повинні будуть забезпечити збереження темпів господарсько-економічного розвитку нашої країни за рахунок переходу разом з провідними країнами світу на абсолютно екологічно чисте водневе паливо, що передбачає заміну ДВС двигунами, обладнаними електрохімічним генератором;
- Модернізація дорожнього господарства та реалізація планів будівництва доріг і мостів у регіоні;
- Створення керуючої системи поводження та утилізації відходів АТК, здатної забезпечити їх селективну і безпечну переробку, а також їх вторинне використання у виробничо-господарській сфері;
- Вдосконалення сучасної нормативно-правової бази та системи оподаткування і платежів за забруднення ОС, стимулюючих переклад діяльності АТК на екологічно прийнятні технології.
Список літератури
1. Казанцева Л.К., Тагаєва Т.О. Сучасна екологічна ситуація в Росії / / ЕКО. - 2005. - № 9. - С.30 - 45. - Таблиці.
2. Коробкін В.І Екологія. - М., 2006. - 465с.
3. Петрунін В.В. Плата за негативний вплив на навколишнє середовище в 2006 році / / Фінанси. - 2006. - № 4. - С.25 - 30.
4. Регіональна економіка: Підручник для вузів / Т.Г. Морозова, М.П. Победин, Г.Б. Поляк та ін; Під ред. проф. Т.Г. Морозової. - М.: Банки і біржі, ЮНИТИ, 2003. - 472 с.
5. Родзевич М.М. Екологічна глобалізація / / Географія в школі. - 2005. - № 4. - С.8 - 15.
6. Руденко Б. Ціна цивілізації / / Наука і життя. - 2004. - № 7. - С.32 - 36.
7. Суєтін А. 2006 рік: світ сьогодні і завтра (огляд основних положень доповіді «Стан планети - 2006») / / Питання економіки. - 2006. - № 4. - С.90 - 103.
8. Шишков Ю. Тендітна екосистема Землі і безвідповідальне людство / / Наука і життя. - 2004. - № 12. - С.2 - 11.