Актуальность: в связи с возрастанием количества автомобилей особую актуальность приобретает оценка воздействия автотранспорта на атмосферу, а также разработка методов и средств контроля, направленных на снижение вредного воздействия



Скачать 169.09 Kb.
Дата03.08.2016
Размер169.09 Kb.
Введение

Проблема охраны окружающей среды всегда волновало человечество, поскольку от этого зависит жизнь на Земле, здоровье и благосостояние человека. Атмосферный воздух является самой важной жизнеобеспечивающей средой. В связи с интенсивным развитием промышленности и транспорта в атмосферу поступает все большее количество вредных выбросов. Основным источником загрязнения атмосферы является автотранспорт и спецтехника. Нужно отметить, что на территории нашего города количество личного автотранспорта увеличивается в геометрической прогрессии. Застройка территории города, небольшая протяженность дорожной сети, интенсивные транспортные потоки (особенно в утренние и вечерние часы) создают повышенную загазованность в приземных слоях атмосферы.

Важно учитывать тот факт, что мы живем в условиях Крайнего Севера. В этих регионах окружающая среда имеет свои специфические особенности и их необходимо учитывать при изучении последствий техногенного воздействия. Особенность северных районов в том, что здесь химические и биологические процессы протекают малоактивно, а любое воздействие на природу приводит к негативным экологическим последствиям. Вредные выбросы автотранспортных средств концентрируются в приземном слое атмосферы (на высоте 2 метра), в зоне наиболее плотного демографического обилия, и представляет собой опасность для здоровья людей.

Актуальность: в связи с возрастанием количества автомобилей особую актуальность приобретает оценка воздействия автотранспорта на атмосферу, а также разработка методов и средств контроля, направленных на снижение вредного воздействия.

Цель работы: изучение степени загрязнения атмосферы выбросами транспортных средств на улицах г. Нарьян-Мара и п. Искателей.

Задачи:


  1. Изучить и проанализировать научную литературу по изучаемой теме;

  2. Изучить состав выхлопных газов автотранспорта и его влияние на здоровье человека;

  3. Провести экспериментальное исследование по оценке уровня загрязнения атмосферы выхлопными газами автотранспорта на улицах г. Нарьян-Мара и п. Искателей.

  4. Проанализировать полученные данные и сделать соответствующие выводы;

  5. Анализ предложенных в литературе путей решения проблемы загрязнения воздуха автотранспортом, обоснование собственной точки зрения.


Объект исследования: влияние автотранспорта на атмосферу.

Предмет исследования: степень загрязнения атмосферы на улицах г. Нарьян-Мара и п. Искателей.

Гипотеза:

Практическая значимость проекта заключается в разработке рекомендаций, направленных на снижение степени загрязнения атмосферы транспортными средствами, а так же их распространения.

Методы исследования: анализ статистических данных, наблюдение, эксперимент, сравнение.


Глава I Обзор научной литературы

1.1 Воздействие автотранспорта на состояние атмосферы в условиях Крайнего Севера

Природная среда в различных регионах имеет свои специфические особенности, которые должны учитываться при анализе взаимозависимостей между человеком и средой его обитания. Экосистемы Севера, в отличие от биоценозов южных и центральных районов России, обладают малой мощностью биологически активного слоя, низкой продуктивностью, замедленностью процессов обмена, что сказывается на их способности выдерживать лишь небольшую антропогенную нагрузку. Короткий вегетационный период, небольшое количество солнечных дней и неспособность растений вырабатывать зимой кислород снижают и замедляют очистку воздуха и повышают его загрязненность промышленными выбросами. Позднее высвобождение рек ото льда, их преимущественная ориентация на север приводят к последовательному упрощению речных экосистем, снижению их устойчивости и способности к самоочищению [3].

Одним из основных источников загрязнения окружающей природной среды все в большей степени становится транспортный комплекс. Благодаря развитой транспортной сети стало возможным быстрое перемещение грузов и пассажиров в нужном направлении в самые отдаленные уголки планеты. Однако достижения и успехи в развитии транспортного комплекса сопровождается резким ухудшением экологической ситуации, а негативное влияние на окружающую природную среду и население оказывают все виды транспорта. Общий объём выбросов загрязняющих веществ автомобильным транспортом в атмосферу составляет примерно 70% от всех видов транспорта, или около 40% общего количества антропогенного загрязнения атмосферы; а по такому ингредиенту, как окись углерода, этот показатель достигает 90-95% [1].

Основным источником загрязнения атмосферы на транспорте являются бензиновые двигатели автомобилей. Их выбросы в воздух характеризуются наибольшим уровнем содержания вредных компонентов. Дизельные двигатели автотранспортных средств имеют меньший уровень токсичности, и выбрасываемые ими отработанные газы содержат меньше вредных веществ. Однако по сравнению с бензиновыми двигателями они отличаются большей дымностью и выбросами сажи, что способствует образованию так называемого «смога» (приложение 1).

На выбросы оксида углерода значительное влияние оказывает рельеф дороги и режим движения автомашины. Так, например, при ускорении и торможении в отработавших газах увеличивается содержание оксида углерода почти в 8 раз. Минимальное количество оксида углерода выделяется при равномерной скорости автомобиля 60 км/ч [2].

В таблице № 2 приведены значения концентрации основных примесей карбюраторного двигателя при различных режимах его работы (приложение 2).


1.2 Химический состав отработавших газов автотранспорта

Как показал анализ специальной литературы, загрязнение атмосферы происходит в результате сжигания топлива. Химический состав выбросов зависит от вида топлива, технологии производства, способа сжигания в двигателе и его технического состояния. По теоретическим расчетам для сгорания 1 кг бензина необходимо 14,6-14,8 кг воздуха. Это значит, что в двигателе для сгорания 1 кг топлива в течение 1 часа расходуется около 200 л кислорода, т.е. в среднем примерно в 2,5 раза больше, чем в течение суток вдыхает человек.

При сгорании 1000 кг топлива в цилиндрах полностью исправного карбюраторного двигателя выделяется: окиси углерода - 26,7 кг; углеводородов ― 33,2 кг (в первую очередь бенз(а)пирен); окислов азота - 26,6 кг; сернистого газа - 1,34 кг; свинца - 0,266 кг, т.е. всего 329,7 кг вредных веществ. При работе дизельного двигателя выделяется: окиси углерода - 28,4; Углеводородов - 9,1; окислов азота - 40,8; сернистого газа - 34,0; сажи 3,4, т.е. всего 115,7 кг[5].

Основными токсичными веществами – продуктами неполного сгорания являются сажа, окись углерода, углеводороды, альдегиды.


1.3 Влияние вредных веществ, содержащихся в выхлопних газах автотранспорта, на здоровье человека

Население городов испытывает вредное воздействие высоких концентраций таких токсичных веществ, как диоксид азота, азот, оксид углерода, формальдегид, диоксид серы, свинец, углеводороды, взвешенные вещества и др. Среди атмосферных загрязнителей, действующих на сердечно-сосудистую и респираторную системы, наиболее опасными являются оксид углерода, диоксид азота.

Из соединений металлов, входящих в состав твёрдых выбросов автомобилей, наиболее изученными являются соединения свинца. Это обусловлено тем, что соединения свинца, поступая в организм человека и теплокровных животных с водой, воздухом и пищей, оказывают на него наиболее вредное действие. До 50% дневного поступления свинца в организм приходится на воздух, в котором значительную долю составляют отработавшие газы автомобилей.

Оксиды азота, при контакте с влажной поверхностью легких, образуют азотную и азотистую кислоты, поражающие альвеолярную ткань, что приводит к отеку легких и сложным рефлекторным расстройствам. Действуя на кровеносную систему, приводит к кислородной недостаточности, оказывает прямое действие на центральную нервную систему.

Сероводород - разрушающий и удушливый газ, вызывает поражение нервной системы, дыхательных путей и глаз. Может вызвать острое и хроническое отравление с разного рода последствиями.

Формальдегид оказывает общетоксичное (поражение центральной нервной системы, органов зрения, печени, почек) сильное раздражающее аллергенное, канцерогенное, мутагенное действие.

Оксид углерода вступает в реакцию с гемоглобином крови, наступает кислородное голодание, поражающее кору головного мозга и вызывающее расстройство высшей нервной деятельности[4].
Глава II Практическая часть

2.1 Классификация автомобилей

Автомобильная промышленность в зависимости от назначения и приспособленности к дорожным условиям выпускает автомобили различных типов. По назначению автомобили делятся на пассажирские, грузовые и специальные. К пассажирским автомобилям, предназначенным для перевозки людей, относятся легковые автомобили и автобусы. Грузовые автомобили служат для перевозки различных грузов.

Пассажирские автомобили, вмещающие не более 8 человек, называют легковыми, а вмещающие более 8 человек - автобусами. Легковые автомобили по рабочему объему двигателя и сухой массе разделены на следующие классы: особо малый (1.2 дм3; 850 кг); малый (1.2- 1.8 дм3; 850 - 1150 кг); средний (1.8 - 3.5дм3 ; 1150 - 1500 кг); большой (свыше 3.5 дм3; до 1700 кг).

Грузовые автомобили делят по грузоподъемности, т. е. по массе груза (т), который можно перевести в кузове. По грузоподъемности они делятся на классы: особо малый 0.3 - 1т; малый 1 - 3т; средний 3 -5т; большой 5 - 8т; особо большой 8т и более.

Автомобили специального назначения выполняют не транспортные работы. К ним относятся коммунальные автомобили для очистки и поливки улиц, пожарные, автокраны и т.д.

Рассматривая воздействие на окружающую среду отдельных видов автотранспорта, следует отметить, что определяющая (56%) доля выбросов всех вредных веществ принадлежит грузовым автомобилям: около 50% соединений свинца в атмосферу от легковых автомобилей и 2/3 диоксида азота [1].

В таблице 3 приводится оценка выбросов вредных веществ от различных автотранспортных средств ― легковых, грузовых, автомобилей и автобусов (приложение 3).
2.2 Стандарты экологической безопасности по эксплуатации транспортного средства

В мире действуют три основных стандарта, по которым измеряются предельно допустимые выбросы автомобиля страны-производителя:



  1. европейский международный стандарт, утвержденный в 1993 г. – действует на территории всех европейских государств и является действительным по всему миру;

  2. более жесткий – американский стандарт, который в последнее время планируется объединить с европейским для упрощения процедуры контроля;

  3. самый строгий стандарт, действительный также во всем мире, действует в Японии.

Российский стандарт экологической безопасности не только не соответствует нынешним мировым требованиям, но и отстает от них на 15 лет. В нашей стране действуют государственные стандарты, которые распространяются на автомобили, находящиеся в эксплуатации, т.е. на весь автомобильный парк России. Это ГОСТ 17.02-02.03-87 «Охрана природы. Атмосфера. Нормы и методы измерений содержания окиси углерода и углеводородов в отработавших газах с бензиновыми двигателями. Требования безопасности» и ГОСТ 17.02-02.01-84 «Охрана природы. Атмосфера. Дизели автомобильные. Дымность отработавших газов. Нормы и методы измерений». Предусмотренные ГОСТом 17.02-02.03-87 нормы оказывают определенное влияние на снижение содержания окиси углерода в отработавших газах. Однако фактические ее концентрации остаются высокими и примерно вдвое превышают норму. Это происходит по ряду причин, основными из которых являются: отсутствие стопроцентного контроля на токсичность новых автомобилей на заводах-изготовителях; недостаточное оснащение автомобилей газоанализаторами вследствие ограниченного выпуска их отечественной промышленностью [6].
2.3 Расчетная оценка количества выбросов вредных веществ в воздух от автотранспорта на улицах г. Нарьян-Мара и п. Искателей

Ход работы:

  1. Выбор участка дорог длиной 0,1 км, имеющих хороший обзор (перекресток улиц по улице Губкины – Искатели; по улице Рабочая – Хорейверская Экспедиция; площадь Ленина (перекресток улиц Ленина и Хатанзейского) – г.Нарьян-Мар.

  2. Определение количества единиц автотранспорта, проходящего по участку в течение 15 минут. Количество единиц автотранспорта за 1 час рассчитали, умножив на 4 количество, проехавшие за 15 минут. Данные заносили в таблицу (приложение 4).

  3. Рассчитали общий путь, пройденный выявленным количеством автомобилей каждого типа за 1час (L, км) по формуле:

Li=Ni * L

где:


Li – общий путь, пройденным общим числом автомобилей,

Ni – количество автомобилей каждого типа, проехавших за 1 час,

L – длина участка, км.

Полученные данные заносились в таблицу (приложение 4).

Например: за 1 час проехало 48 машин на исследуемом участке в п. Искателей. Длина пути = 0,1 км. Таким образом, Li = 48 * 0,1, Li = 4,8 км.

Исходя из полученных данных можно сделать вывод о том, что наибольшая интенсивность движения наблюдалась на участке исследуемой дороги по улице Рабочая. За 1 час прошло 164 машины, длина общего пути составила 16,4 км.



  1. Следующим шагом в нашей работе было рассчитать, какое количество топлива сжигается двигателями автомобилей. Рассчитать количество сжигаемого топлива можно по формуле:

Qi = Li * Vi

где:


Vi – взяли из таблицы 5 (приложение ),

Li - общий путь, пройденным общим числом автомобилей.

Анализируя полученные данные можно сделать вывод, что


  1. Рассчитали количество выделившихся вредных веществ в литрах при нормальных условиях по каждому типу транспорта. В расчет брали тот факт, что используется транспортом вид топлива – бензин.

Расчеты произвели по формуле:

m = К * Q;

где:

m – масса выделившихся вредных веществ,



К – эмпирический коэффициент, определяющий выброс вредных веществ от автотранспорта в зависимости от вида горючего. Данные брали из таблицы 7 (приложение ).

В этой таблице коэффициент (К) численно равен количеству вредных выбросов, соответствующего компонента в литрах при сгорании в двигателе автомашины количества топлива (также в литрах), необходимого для проезда 1 км (то есть равного удельному расходу).

Q – общий расход топлива всеми типами транспортных средств, проехавших на исследуемом участке равному 0,1 км. Данные брали из таблицы 7 (приложение ) [7].

Полученные результаты заносили в таблицу 8 (приложение ).

Анализируя полученные данные можно сделать следующие выводы:

Наибольшее количество вредных веществ образуется в результате сжигания топлива по улице Рабочая, наименьшее количество – по улице Губкина. И тем не менее на всех исследуемых участках выброс вредных веществ в атмосферу превышал ПДК.



Заключение
Таблица 1. Количество токсичных веществ в отработанных газах.

Токсичные вещества

Количество токсичных

веществ при сгорании

1 кг топлива в двигателе


Токсичные вещества

Количество токсичных

веществ при сгорании

1 кг топлива в двигателе


Карбюратор

Дизель

Карбюратор

Дизель

Грамм

%

Грамм

%




Грамм

%

Грамм

%

Оксид углерода

225

73,8

25

25,5

Оксид серы

2

0,7

21

21,4

Оксиды азота

55

18,1

38

38,8

Альдегиды

1

0,3

1

1,0

Углеводороды

20

6,6

8

8,2

Сажа

1,5

0,5

5

5,1

Таблица 2. Концентрация веществ в зависимости от режима работы карбюраторного двигателя.



Режим работы двигателя

Оксид углерода, % по объёму

Углеводороды, мг/л

Оксиды азота, мг/л

Холостой ход

4-12

2-6

-

Принудительный холостой ход

2-4

8-12

-

Средние нагрузки

0-1

0,8-1,5

2,5-4,0

Полные нагрузки

2

0,7-0,8

4-8

Таблица 3. Характеристика количественных показателей выбросов загрязняющих веществ автотранспортом.



Вид транспорта

Выбросы загрязняющих веществ, (тыс. т)

СО

СН

NO2

С

SO2

Pb

Автобусы

2395

191

186

16,9

7,4

0,7

Легкие грузовые автомобили (<3,5 т)

2460

322

301

-

-

0,96

Тяжелые грузовые автомобили (>3,5 т)

2820

942

439

203,2

47,4

0,94

Легковые автомобили

2374

345,6

461

13,9

-

2,4

Всего:

10049

1900,6

1387

234,0

54,8

5,0

Таблица 4. Движение транспортных средств на исследуемых дорогах.




Тип автотранспорта

Всего проехало машин за 15 минут

За 1 час проехало машин (N)

Общий путь за 1 час (L, км)

п.

Искателей



г. Нарьян-Мар

Район Хорей

верской


п.

Искателей



г. Нарьян-Мар

Район Хорей

верской


п.

Искателей



г. Нарьян-Мар

Район Хорей

верской


Легковой автомобиль

12

37

41

48

148

164

4,8

14,8

16,4

Автобус

1

6

1

4

12

4

0,4

1,2

0,4

Грузовой автомобиль

4

0

3

16

0

12

1,6

0

1,2

Таблица 5. Расход топлива в зависимости от вида автотранспорта.



Тип автотранспорта

Средние нормы расхода топлива (л. на 100 км)

Удельный расход топлива (л. на 1 км)

Легковые автомобили

11 – 13

0,11 – 0,13 (0,12)

Грузовые автомобили

29 – 33

0,29 – 0,33 (0,31)

Автобусы

41 – 44

0,41 – 0,44 (0,425)

Таблица 6. Расход топлива различными типами автотранспорта.



Тип автотранспорта

Удельный расход топлива (л. на 1 км)

Расход топлива (л.)

Qi

п.

Искателей



г. Нарьян-Мар

Район Хорей

верской


Легковой автомобиль

(0,12)

0,576

1,776

1,968

Автобус

(0,425)

0,17

0,51

0,17

Грузовой автомобиль

(0,31)

0,496

0

0,372

Итого (Q):




1,242

2,286

2,51

Таблица 7. Значение эмпирических коэффициентов, определяющих выброс вредных веществ от автотранспорта в зависимости от вида горючего.



Вид топлива

Значение коэффициента (К)

Угарный газ

СО


Углеводороды С5Н 12

Диоксид азота NO2

Бензин

0,6

0,1

0,04

Дизельное топливо

0,1

0,03

0,04

Таблица 8. Количество выделившихся вредных веществ в литрах.



Химическое вещество

Значение коэффициента (К)

Количество выделившихся вредных веществ, (л.)

п.

Искателей



г. Нарьян-Мар

Район Хорей

верской


Угарный газ

СО


0,6

0,745

1,372

1,506

Углеводороды С5Н 12

0,1

0,124

0,229

0,251

Диоксид азота NO2

0,04

0,050

0,091

0,102

Таблица 9. ПДК токсичных компонентов отработавших газов автотранспорта.



Компоненты отработанных газов


Предельно допустимые концентрации, л/км

Максимальная разовая

Среднесуточная


Рабочей зоны


Угарный газ СО

0,5

0,3

2

Диоксид азота NO2

0,0085

0,004

0,2

Углеводороды С5Н 12

0,5

0,15

10

1. Корчагин В. А., Филоненко Ю. А. Экологические аспекты автомобильного транспорта. Учебное пособие, М.: МНЭПУ, 1997

2. Малов Р. В. Автомобильный транспорт и защита окружающей среды. М.: Транспорт, 1988

3. Кондратов Н.А. Анализ состояния окружающей среды в городах Севера России и пути решения экологических проблем.ecotext5/ru/112.html

4. Мовчан В.Н.Экология человека. ― СПб.: Изд-во С.-Петербургского университета, 2004

5. Аксенов И.Я., Аксенов В.И. Транспорт и охрана окружающей среды. – М.: транспорт, 1986 г.



6. http://studopedia.org/5-74745.html

7. Федорова А. И., Никольская А. Н. Практикум по экологии и охране окружающей среды. Учебное пособие. Воронеж, 1997.

Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница