33 источники и состав выбросов средств автотранспорта. Исследовательская работа "изучение и оценка выбросов от автомобильного транспорта"

Макаров Ваня

Автотранспорт является одним из основных загрязнителей атмосферы оксидам азота и угарным газом, содержащихся в выхлопных газах. Количество автотранспорта растет из года в год, что непременно приводит к загрязнению окружающего воздуха.

К основным проблемам автотранспортного загрязнения в Нижнем Новгороде относят повышение количества автотранспорта на душу населения, не соблюдение правил техобслуживания автомашин, проблема парковок, неразвитость объездных дорог, качество самих дорог.

В ходе исследования решал следующие задачи

1. Изучить общие тенденции автотранспортного загрязнения.
2. Ознакомиться с влиянием вредных выбросов автотранспорта на здоровье человека.
3. Проанализировать количество выбросов вредных веществ в воздух от автотранспорта на выбранных участках.

Скачать:

Предварительный просмотр:

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ НИЖЕГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ

Муниципальное образовательное учреждение

лицей №28 имени Б.Н. Королева

Изучение и оценка выбросов от автомобильного транспорта на участке, прилегающем к лицею № 28.

Выполнил:

ученик 9А класса

Макаров Иван.

Научный руководитель:

Учитель биологии и экологии

Плаксина Татьяна Юрьевна.

Нижний Новгород

2010

Cодержание

Введение………………………………………………………….………….3

1. Влияние вредных выбросов автотранспорта на здоровье человека…...5

1. Влияние газообразных веществ, образующихся при сгорании автомобильного топлива, на состояние здоровья человека.

1.1.1.Влияние диоксида азота NO 2. …………………………….…..6

. …………………………………8

… ……………………………..……..…8

1. Влияние пыли, образующейся при движении автотранспорта, на состояние здоровья человека

1.2.1. Влияние резиновой пыли………...……………………………9

1.2.2. Влияние асбестовой пыли……………………………………10

2. Основные проблемы автотранспортного загрязнения в городе………11

3. Методика исследования…………………………………………………..13

4. Расчётная оценка количества выбросов вредных газообразных веществ в воздух от автотранспорта на микроучастке МОУ лицей №28………15

5. Обработка результатов и выводы…………………………………….….24

Список литературы…………………………………………………………27

Введение.

Автомобильный транспорт занимает важное место в единой транспортной системе страны. Он перевозит более 80% народнохозяйственных грузов. Высокая мобильность, способность оперативно реагировать на изменения пассажиропотоков ставят автомобильный транспорт вне конкуренции при организации местных перевозок пассажиров. На его долю приходится почти половина пассажирооборота .

Однако какова плата за эти несомненные успехи человечества? Автотранспорт является одним из основных загрязнителей атмосферы оксидам азота и угарным газом, содержащихся в выхлопных газах. Доля транспортного загрязнения воздуха составляет более 60% по СО и более 50% по NO х от общего загрязнения атмосферы этими газами. Повышенное содержание СО и NО х можно обнаружить в выхлопных газах не отрегулированного двигателя, а также в двигателях в режиме прогрева.

Выбросы вредных веществ от автотранспорта характеризуются количеством основных загрязнителей воздуха, попадающих в атмосферу из выхлопных газов, за определённый промежуток времени.

К выбрасываемым вредным веществам относятся угарный газ (концентрация в выхлопных газах 0,3 - 10%), углеводороды - несгоревшее топливо (до 3%) и оксида азота (до 0,8%), сажа .

До 85% всех заболеваний современного человека связано с неблагоприятными условиями окружающей среды. В данной связи заболевания человека, связанные с выбросами в воздух вредных веществ от автотранспорта, представляют наиболее серьёзную угрозу.

Цель исследования: оценка количества выбросов вредных веществ от автотранспорта на микроучастке МОУ лицея №28.

Задачи:

1. Изучить общие тенденции автотранспортного загрязнения.
2. Ознакомиться с влиянием вредных выбросов автотранспорта на здоровье человека.
3. Проанализировать количество выбросов вредных веществ в воздух от автотранспорта на выбранных участках.

Гипотеза: применение математических методов учета выбросов автомобильного транспорта позволяет создать точную картину распределения автомобильного загрязнения на микроучастке МОУ лицея №28.

1. Влияние вредных выбросов автотранспорта на здоровье человека.

На протяжении всего ХХ века производство автомобилей стремительно возрастало. В 1998 г. По дорогам Мира ездило уже 700 млн. автомобилей. К 2010 году предположительно эта цифра достигла миллиардной отметки. Такое распространение автомобиль получил главным образом, благодаря качествам установленного на нем двигателя. При сравнительно небольшой массе он развивает мощность, достаточную для быстрой езды, потребляя при этом не так уж много топлива: одной заправки хватает на 400-500 км. Двигатель готов к работе и зимой и летом.

Все было хорошо, пока автомобилей не стало слишком много. В столицах развитых стран на каждую тысячу жителей приходиться более 300 автомобилей. Очевидно, что при таком количестве машин, выхлопные газы загрязняют окружающий воздух настолько, что это причиняет ощутимый вред здоровью людей и природе. Среди множества различных газов и химических соединений, выбрасываемых автомобилем, есть и токсичные вещества .

1.1. Влияние газообразных веществ, образующихся при сгорании автомобильного топлива, на состояние здоровья человека.

Автотранспорт является одним из крупнейших загрязнителей атмосферного воздуха. В России на его долю в середине 90-х годов приходилось 80% выбросов свинца, 59% - оксида углерода, 32% - оксидов азота. В Российской Федерации насчитывается более 150 городов с превалирующим вкладом выбросов автотранспорта в валовые выбросы (более 50%).

Даже в условиях экономического спада загрязнение природных сред в городах, как показывают наблюдения, не уменьшается. Это связано с особенностями автотранспорта как источника выбросов и сбросов загрязняющих веществ в атмосферу, отличающими их от стационарных (промышленных) источников выбросов.

Специфика подвижных источников загрязнения (автомобилей) проявляется в низком расположении пространственной распределённости и непосредственной близости к жилым районам. В результате при общей доле транспорта в массовом выбросе загрязняющих веществ в атмосферу, равной 35-60%, доля транспортных средств в загрязнении воздуха в городах достигает 70-90%. Все это приводит к тому, что автотранспорт создает в городах обширные и устойчивые зоны, в пределах которых в несколько раз превышаются санитарно-гигиенические нормативы загрязнения воздуха.

Длительный контакт со средой, отравленной выхлопными газами автомобилей, вызывает общее ослабление организма – иммунодефицит. Кроме того, газы сами по себе могут стать причиной различных заболеваний. Например, дыхательной недостаточности, гайморита, ларинготрахеита, бронхита, бронхопневмонии, рака лёгких. Кроме того, выхлопные газы вызывают атеросклероз сосудов головного мозга. Опосредованно через легочную патологию могут возникнуть и различные нарушения сердечно-сосудистой системы. при длительном нахождении на оживленной дороге или рядом с ней.

К числу приоритетных загрязнителей атмосферы, поступающих в городскую атмосферу с отработавшими газами автомобилей, относятся диоксид азота, угарный газ и летучие углеводороды. Кроме этого, перечисленные газообразные вещества наиболее опасны для здоровья людей.

Рассмотрим влияние вредных газообразных веществ, образующихся при сгорании автомобильного топлива, на состояние здоровья человека.

1.1.1. Влияние диоксида азота NO 2.

Динамика концентраций оксидов азота в городском воздухе в течение суток тесно связана с интенсивностью солнечного излучения и движения транспорта. С нарастанием интенсивности автомобильного движения (с 6 до 8 часов утра) концентрации первичного загрязнителя - оксида азота (NO) заметно увеличиваются. Восход солнца влечет за собой накопление в атмосфере диоксида азота (NO 2 ) вследствие фотохимического окисления оксида азота. Оксиды азота являются серьезными атмосферными загрязнителями в связи с их высокой токсичностью.

Средние концентрации диоксида азота заметно возрастают с севера на юг, вследствие влияния солнечной радиации на фотохимические реакции перехода оксидов азота в диоксид. В более южных городах средние концентрации NO 2 выше 40 мкг/ м 3 , поэтому для нашего региона проблема выбросов диоксида азота наиболее актуальна.

При небольших концентрациях диоксида азота NO 2 наблюдается нарушение дыхания, кашель. ВОЗ рекомендовало не превышать 400 мкг/м 3 , поскольку выше этого уровня наблюдаются болезненные симптомы у больных астмой и других групп людей с повышенной чувствительностью. При средней за год концентрации, равной 30 мкг/м 3 увеличивается число детей с учащенным дыханием, кашлем и больных бронхитом.

При контакте оксидов азота с влажной поверхностью легких образуются HNO 3 (азотная кислота) и HNO 2 (азотистая кислота), поражающие ткань легких, что приводит к отеку легких и сложным рефлекторным расстройствам. При отравлении оксидами азота в крови образуются нитраты и нитриты. Последние, действуя непосредственно на артерии, вызывают расширение сосудов и снижение кровяного давления. Попадая в кровь, нитриты препятствуют поступлению кислорода в организм, что приводит к кислородной недостаточности.

Таким образом, диоксид азота воздействует в основном на дыхательные пути и легкие, а также вызывает изменения состава крови, в частности, уменьшает содержание в крови гемоглобина.

В специальной литературе также указывается на то, что воздействие на организм человека диоксида азота снижает сопротивляемость к заболеваниям, вызывает кислородное голодание тканей, особенно у детей. Также систематическое вдыхание диоксида азота усиливает действие канцерогенных веществ, способствуя возникновению злокачественных новообразований.

1.1.2. Влияние угарного газа (СО) .

Угарный газ попадает в атмосферный воздух при любых видах горения. В городах его источником являются в основном выхлопные газы от автотранспорта. На крупных автострадах средняя концентрация СО превышает порог отравления, симптомами которого являются головная боль и удушье, стук в висках, головокружение, боли в груди, сухой кашель, слезотечение, тошнота, рвота.

Причинами такого влияния на организм является способность угарного газа связываться с гемоглобином крови, образуя карбоксигемоглобин и блокируя передачу кислорода тканевым клеткам. Это приводит к гипоксии гемического типа. Угарный газ также включается в окислительные реакции, нарушая биохимическое равновесие в тканях.

1.1.3. Влияние углеводородов .

Токсичность различных углеводородов сильно отличается. Наиболее опасны непредельные углеводороды, которые в присутствии диоксида азота фотохимически окисляются, образуя ядовитые кислородсодержащие соединения - составляющие смогов. Смог является причиной головной боли, заболеваний глаз и дыхательной системы. Обнаруженные в газах полициклические ароматические углеводороды - также сильные канцерогены. Особенно опасно систематическое отравление, приводящее к накоплению углеводородов, что обуславливает проявление мутагенеза, тератогенеза (врождённые дефекты у детей), развитие опухолей, бесплодие, заболевания почек, печени желудка. Отмечены случаи нарушения неврологического, физиологического и биохимического функционирования.

Проведённый анализ влияния выхлопных газов на здоровье человека позволяет сделать вывод, что данный источник загрязнений может считаться одним из наиболее опасных. Его действию подвержено подавляющее большинство населения не только индустриальных центров, но и небольших населённых пунктов.

1.2. Влияние пыли, образующейся при движении автотранспорта, на состояние здоровья человека.

Запылённость воздуха – важнейший экологический фактор, сопровождающий нас повсюду. Пылью считаются любые твёрдые частицы, взвешенные в воздухе. Безвредной пыли не существует. Экологическая опасность пыли для человека определяется их природой и концентрацией в воздухе.

При движении автотранспорта наибольшую опасность для здоровья человека представляют резиновая и асбестовая пыль.

1.2.1. Влияние резиновой пыли.

Независимые исследования американских и шведских специалистов, проведенные в 1990 году, показали, что автомобильные покрышки вреднее для здоровья человека, чем автомобильные выхлопные газы. Дело в том, что пыль, возникающая вследствие износа резины, вдыхается вместе с воздухом и может вызывать серьёзные заболевания. В первую очередь, это сказывается на состоянии людей, склонных к аллергии и бронхиальной астме. Только в Швеции в атмосферу выбрасывается около 10 тысяч тонн резиновой пыли ежегодно. В Лос-Анджелесе эта цифра достигает 5 тысяч тонн, притом, что Лос-Анджелес считается экологически чистым городом. Во всём мире количество этих выбросов составляет более миллиона тонн. Подсчитано, что каждый день житель Швеции вдыхает 6 г резиновой пыли, американец – 13 г, а россиянин – до 20 г.

Реакции организма на загрязнения воздуха резиновой пылью зависят от индивидуальных особенностей человека: возраста, пола, состояния здоровья. Как правило, более уязвимы дети, пожилые и престарелые, люди с заболеваниями органов дыхания, аллергики.

При систематическом или периодическом поступлении в организм человека сравнительно небольших количеств компонентов резиновой пыли происходит хроническое отравление. Признаками такого отравления являются нарушения поведения, привычек, нейропсихические отклонения: быстрое утомление, чувство постоянной усталости, сонливость или, наоборот, бессонница, апатия, ослабление внимания, забывчивость, сильные колебания настроения. Также при хроническом отравлении у разных людей могут возникнуть различные поражения почек, кроветворных органов, нервной системы, печени. Содержащиеся в резиновой пыли высокоактивные в биологическом отношении вещества могут вызвать эффект отдалённого влияния на здоровье человека: хронические воспалительные заболевания различных органов, изменение нервной системы, воздействие на внутриутробное развитие плода, приводящее к различным отклонениям у новорожденных.

По данным исследований, подобные признаки наблюдаются и при радиоактивном загрязнении окружающей среды. Таким образом, загрязнение атмосферы резиновой пылью может вызвать «эффект Чернобыля» при сохранении нормального радиационного фона.

1.2.2. Влияние асбестовой пыли.

При работе автомобильного транспорта асбестовая пыль образуется, в основном, при стирании тормозных колодок.

Асбест – это собирательный термин, обозначающий группу природных волокнистых материалов. Волокнистое строение асбеста делает возможным его расщепление на гибкие волокна микроскопической длины. При износе тормозных колодок автотранспорта хризотиловый асбест выделяется в воздух в виде мельчайших, невидимых глазу волокон. Те из них, которые имеют длину 0,005 – 0,1 мм и толщину до 0,003 мм, могут проникать в лёгкие человека. Волокна асбеста при этом внедряются в лёгочную ткань, вызывая хронические воспаления. После длительного периода (15-40 лет) это заболевание может привести к раку лёгких. По данным американских исследователей, в настоящее время 20% всех раковых заболеваний лёгких возникают по причине хронических отравлений асбестом .

2. Причины увеличения автотранспортных выбросов в Нижнем Новгороде.

Транспорт продолжает оставаться одним из основных источников загрязнения атмосферного воздуха и вредных физических воздействий на окружающую природную среду города.

На 01.01.96 г. общее количество транспортных средств (ТС), стоящих на учете в Н. Новгороде, составило 157343 единицы.

Как показывает практика, следствием разгосударствления и приватизации транспорта является ухудшение качества обслуживания автомобилей: не соблюдается периодичность и порядок техобслуживания, не проводится инструментальный контроль уровня токсичности и дымности отработавших газов. В результате не снижается количество транспортных средств, эксплуатирующихся с нарушением основных положений ПДД РФ по допуску транспортных средств к эксплуатации, с превышением норм токсичности и дымности, оказывающих повышенное шумовое воздействие на окружающую природную среду и т.д. По результатам инструментального обследования автопредприятий и транспортных цехов промпредпрятий инспекторским составом городского комитета выявлено и снято с эксплуатации свыше 1500 единиц экологически "грязного" транспорта. К этому числу надо добавить автотранспорт, проверенный в Нижнем Новгороде Нижегородоблкомприродой, Российской транспортной инспекцией, Госстандартом, ГАИ. Но окончательно побороть это зло пока не удается, ведь инспекционной проверке подвергается лишь десятая часть стоящего на учете в городе транспорта. А есть еще и иногородний, транзитный транспорт.

В последние годы становятся обыденными факты хранения, мойки, ремонта автомобилей в не отведенных для этого местах (рядом с жилыми домам, на газонах, у водоразборных колонок, в зонах отдыха), что подтверждается многочисленными жалобами и обращениями граждан. Все это также обостряет экологическую и санитарную обстановку. По-прежнему значительный вклад в загрязнение окружающей среды города вносит грузовой транспорт, в том числе иногородний и транзитный, движущийся по основным магистралям из-за отсутствия дорог-дублеров, неразвитости объездных дорог вне города. Вследствие недостаточности средств в городском бюджете сеть автодорог в городе практически не развивается.

В последние годы администрация города проводит значительные работы по реконструкции и ремонту дорожного полотна. Это ведет к снижению загрязнения и к экономии ресурсов. Однако в весенний период происходит частичное разрушение проезжей части дорог, в результате чего водители вынуждены снижать скорость, переходить на низшие передачи, а это приводит к усиленному износу транспортных средств и повышенному загрязнению атмосферного воздуха отработавшими газами.

Нижний Новгород имеет большую протяженность своей территории, поэтому актуальным является вопрос перевозки пассажиров общественным транспортом. Основную часть перевозок производит городской автобусный транспорт (свыше 55%). Проблему уменьшения загрязнения атмосферного воздуха от автотранспорта можно частично решить путем развития альтернативных видов транспорта и, в частности, электротранспорта, являющегося экологически наиболее чистым, расширения сети трамвайных и троллейбусных линий, увеличения протяженности линий метрополитена .

3. Методика исследования.

Количество выбросов вредных веществ, поступающих от автотранспорта в атмосферу, может быть оценено расчётным методом. Исходными данными для расчета количества выбросов являются:

Количество единиц автотранспорта разных типов, проезжающих по выделенному участку автотрассы в единицу времени;

Нормы расхода топлива автотранспортом (средние нормы расхода топлива автотранспортом при движении в условиях города приведены в табл.1);

таблица №1.

Значения эмпирических коэффициентов, определяющих выброс вредных веществ от автотранспорта в зависимости от вида горючего (приведены в табл.2)

таблица №2.

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 (т.е. равного удельному расходу) .

Оборудование: блокнот, карандаш, калькулятор.

Выполнение работы:

1. Для проведения работы были выбраны участки улиц с разной интенсивностью движения в окрестностях лицея (рис.1):

№1 – автодорога по ул. Тимирязева,

№2 – автодорога по ул. Кулибина,

№3 – автодорога ул. Студенческая,

№ 4 – автодорога проспект Гагарина.

Рис.1. Схема микроучастка МОУ лицей №28.

1. Длина участков улиц (l х , км) измерялась парами шагов (l, м).

L = 0,55 м;

l 1 = 244 * 0,55 = 134 м = 0,134 км.

l 2 = 605 * 0,55 = 333 м = 0,333 км.

l 3 = 218 * 0,55 = 120 м = 0,12 км.

l 4 = 600 * 0,55 = 330 м = 0,33 км.

1. Определяем количество единиц автотранспорта.

А) Подсчитываем количество единиц автотранспорта данный момент времени в течение 20 минут.

Таблица 3

Участок №1

Тип автотранспорта	Количество, шт всего за 20 минут	За 1 час, N, шт	Общий путь за час, L, км
Легковые автомобили			105,7
Грузовые автомобили			12,8
Автобусы

Участок №2

Тип автотранспорта	Количество, шт всего за 20 минут	За 1 час, N, шт	Общий путь за час, L, км
Легковые автомобили			19,9
Грузовые автомобили
Автобусы
Дизельные грузовые автомобили

Участок №3

Тип автотранспорта	Количество, шт всего за 20 минут	За 1 час, N, шт	Общий путь за час, L, км
Легковые автомобили
Грузовые автомобили
Автобусы
Дизельные грузовые автомобили

Участок №4

Тип автотранспорта	Количество, шт всего за 20 минут	За 1 час, N, шт	Общий путь за час, L, км
Легковые автомобили		2691
Грузовые автомобили			125,7
Автобусы			62,3
Дизельные грузовые автомобили			23,7

*Количество единиц автотранспорта за 1 час (количество, полученное за 20 минут, умноженное на 3).

Б) Проследим динамику количества автомобильного транспорта на выбранных участках в течение недели за единицу времени (1ч).

В течение недели замерялось количество автотранспорта, проезжающих на 4-х исследуемых участках в определенный промежуток времени с 14.00 – 15.00 ч. (рис. 2.1-2.4).

Участок №1. В среднем за неделю на участке №1 проезжает:

644 легковые машины - 86 %;

13 автобусов – 1 %;

70 грузовых автомобилей – 10%;

23 дизельных грузовых автомобилей – 3 %

Рис. 2. 1. Количество автомобильного транспорта на участке дороги №1.

Участок №2. В среднем за неделю на участке №2 проезжает:

65 легковых автомобилей – 86 %; почти не проезжает автобусов – 0%;

8 грузовых автомобилей – 10 %; 3 дизельных грузовых автомобиля – 4 %.

Рис. 2. 2. Количество автомобильного транспорта на участке дороги №2.

Участок №3. В среднем за неделю на участке № 3 проезжает:

41 легковой автомобиль – 91 %; 1 автобус – 2 %;

3 грузовых автомобиля – 7 %; дизельных грузовых автомобилей – 0%

Рис. 2. 3. Количество автомобильного транспорта на участке дороги №3.

Участок №4. В среднем за неделю на участке №4 проезжает:

2552 легковых автомобиля – 80 %; 182 автобуса – 6,5 %;

357 грузовых автомобилей – 11 %; 70 дизельных груз. автомобилей – 2,5%.

Рис. 2. 4. Количество автомобильного транспорта на участке дороги №4.

На выбранных участках наибольшее количество транспорта относится к легковым автомобилям 80-90%, 7-11 % приходится на долю – грузовых автомобилей и лишь незначительная часть принадлежит автобусам и дизельным грузовым автомобилям (рис.3).

Рис. 3. Соотношение автотранспорта на исследуемых участках.

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

L i = N i *l,

где N – количество автомобилей каждого типа за 1 час;

i – обозначение каждого типа автотранспорта,

l – длина участка в км

Полученный результат внесен в таблицу 4.

5. Рассчитаем количество топлива (Q 1 , л) разного вида, сжигаемого двигателями автомашин по формуле:

Q i = L i * Y i

L i - путь, пройденный выявленным количеством автомобилей каждого типа за 1 час;

Y 1 - удельный расход топлива из табл. 1.

Было определено общее количество сожженного топлива каждого вида (∑Q). Полученные данные занесены в табл. 4.

таблица 4

Участок №1

Тип автотранспорта		Всего за час, N ср (шт.)		Общий путь за 1 час, L ср (км)		Q i , в том числе
						бензин	дизельное топливо
Легковые автомобили						10,3
Грузовой автомобиль
Автобусы
Дизельные грузовые автомобили
Всего ∑Q	13,1

Участок №2

Тип автотранспорта		Всего за час, N ср (шт.)		Общий путь за 1 час, L ср (км)		Q i , в том числе
						бензин	дизельное топливо
Легковые автомобили
Грузовой автомобиль
Автобусы
Дизельные грузовые автомобили
Всего ∑Q

Участок №3

Тип автотранспорта		Всего за час, N ср (шт.)		Общий путь за 1 час, L ср (км)		Q i , в том числе
						бензин	дизельное топливо
Легковые автомобили
Грузовой автомобиль
Автобусы							0,04
Q i , в том числе
						бензин	дизельное топливо
Легковые автомобили		2552				101,4
Грузовой автомобиль						37,4
Автобусы							25,2
Дизельные грузовые автомобили
Всего ∑Q	138,8		32,8

1. Рассчитали количество выделившихся вредных веществ в литрах при нормальных условиях по каждому виду топлива и всего по табл. 5.

   155,7

   93,42

   15,57

   6,22

   Дизельное топливо

   34,94

   3,49

   1,04

   1,39

   Всего (V), л

   96,91

   16,61

   7,61

   1. Обработка результатов и выводы.

   Рассчитываем

   массу выделившихся вредных веществ (m, г) по формуле:

   m= V*M/22,4;

   количество чистого воздуха, необходимое для разбавления выделившихся вредных веществ для обеспечения санитарно-необходимых условий окружающей среды (м 3 ) по формуле:

   V возд = m в /ПДК в

   Полученные результаты заносим в таблицу 6.

   таблица 6

   Вид вредного вещества	Количество, л	Масса, г	Количество воздуха для разбавления, м 3	Значение ПДК, мг/м 3
   Угарный газ (CO)	96,91	120,76	40233
   Углеводороды	16,61	53,38	2135,5
   Диоксид азота (NO 2 )	7,61	15,62	390500	0,04

   Выводы:

   Автотранспорт является одним из основных загрязнителей атмосферы оксидам азота и угарным газом, содержащихся в выхлопных газах. Количество автотранспорта растет из года в год, что непременно приводит к загрязнению окружающего воздуха.

   К основным проблемам автотранспортного загрязнения в Нижнем Новгороде относят повышение количества автотранспорта на душу населения, не соблюдение правил техобслуживания автомашин, проблема парковок, неразвитость объездных дорог, качество самих дорог.

   Полученные в результате исследования результаты позволяют сделать следующие выводы:

   1. автотранспортом наиболее загружены дороги, прилегающие к лицею на участках №1, №4,
   2. количество легковых автомобилей на дорогах в окрестностях МОУ лицей №28 существенно превышает количество автобусов и грузовых машин;
   3. при движении автотранспорта по выбранным участкам дороги большую часть газообразных выбросов (по массе) составляет угарный газ (CO); это свидетельствует о том, что жителям данной улицы угрожает хроническое отравление этим веществом;
   4. масса выбросов углеводородов и диоксида азота значительно меньше, но также может влиять на состояние здоровья человека.
   5. Количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу жилого района работающими автомобильными двигателями, велико, а воздуха для их разбавления до безопасной концентрации явно не достаточно.

   Выдвинутая гипотеза подтвердилась: математические методы учета позволяют определить массу вредных выбросов автомобильного транспорта, попадающих в атмосферу.

   Список литературы

   1. И.Р. Голубев, Ю.В. Новиков. Окружающая среда и транспорт. Москва «Транспорт», 1987
   2. Природопользование. Учебник под ред. проф. Э.А. Арустамова. 2-ое изд., перераб. и доп.-М.:Издат.дом «Дашков и К», 2000.-284с.
   3. Пивоваров, Ю.П., Королик, В.В., Зиневич, Л.С. Гигиена и основы экологии человека. Серия «Учебник и учебные пособия» Ростов н/Д.: «Феникс», 2002. -512с.
   4. Алексеев С.В, Груздева Н.В, Муравьёв А.Г, Гущина Э.В. Практикум по экологии: Учебное пособие / по ред. С.В. Алексеева. – М. : АО МДС, 1996 – 192 с.
   5. Энциклопедия для детей. Т 19. Экология/ глав. ред. В. Володин; вед. Науч. Ред. Г. Вильчек. – М.: Аванта, 2004 – 448 с.
   6. http://www.ecologystudy.ru

Угарный газ и окислы азота, столь интенсивно выделяемые на первый взгляд невинным голубоватым дымком глушителя автомобиля - вот одна из основных причин головных болей, усталости, немотивированного раздражения, низкой трудоспособности. Сернистый газ способен воздействовать на генетический аппарат, способствуя бесплодию и врожденным уродствам, а все вместе эти факторы ведут к стрессам, нервным проявлениям, стремлению к уединению, безразличию к самым близким людям. В больших городах также более широко распространены заболевания органов кровообращения и дыхания, инфаркты, гипертония и новообразования. По расчетам специалистов, «вклад» автомобильного транспорта в атмосферу составляет до 90% по окиси углерода и 70% по окиси азота. Автомобиль также добавляет в почву и воздух тяжелые металлы и другие вредные вещества. Основными источниками загрязнения воздушной среды автомобилей являются отработавшие газы ДВС, картерные газы, топливные испарения.

Вредные вещества, загрязняющие атмосферу

Образование токсичных веществ - продуктов неполного сгорания и окислов азота в цилиндре двигателя в процессе сгорания происходит принципиально различными путями. Первая группа токсичных веществ связана с химическими реакциями окисления топлива, протекающими как в предпламенный период, так и в процессе сгорания - расширения. Вторая группа токсичных веществ образуется при соединении азота и избыточного кислорода в продуктах сгорания. Реакция образования окислов азота носит термический характер и не связана непосредственно с реакциями окисления топлива.

К основным токсичным выбросам автомобиля относятся: отработавшие газы (ОГ), картерные газы и топливные испарения. Отработавшие газы, выбрасываемые двигателем, содержат окись углерода (СО), углеводороды (СХHY), окислы азота (NOX), бенз(а)пирен, альдегиды и сажу. Картерные газы - это смесь части отработавших газов, проникшей через неплотности поршневых колец в картер двигателя, с парами моторного масла. Топливные испарения поступают в окружающую среду из системы питания двигателя: стыков, шлангов и т.д. Распределение основных компонентов выбросов у карбюраторного двигателя следующее: отработавшие газы содержат 95% СО, 55% СХHY и 98% NOX, картерные газы по - 5% СХHY, 2% NOX, а топливные испарения - до 40% СХHY.

В общем случае в составе отработавших газов двигателей могут содержаться следующие нетоксичные и токсичные компоненты: О, О2, О3, С, СО, СО2, СН4, CnHm, CnHmО, NO, NO2, N, N2, NH3, HNO3, HCN, H, H2, OH, H2O.

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

Вредные токсичные выбросы: СО, NOX, CXHY, RXCHO, SO2, сажа, дым.

СО (оксид углерода) - этот газ без цвета и запаха, более легкий, чем воздух. Образуется на поверхности поршня и на стенке цилиндра, в котором активация не происходит вследствие интенсивного теплоотвода стенки, плохого распыления топлива и диссоциации СО2 на СО и О2 при высоких температурах.

Во время работы дизеля концентрация СО незначительна (0,1…0,2%). У карбюраторных двигателей при работе на холостом ходу и малых нагрузках содержание СО достигает 5…8% из-за работы на обогащенных смесях. Это достигается для того, чтобы при плохих условиях смесеобразование обеспечить требуемое для воспламенения и сгорания число испарившихся молекул.

NOX (оксиды азота) - самый токсичный газ из ОГ.

N - инертный газ при нормальных условиях. Активно реагирует с кислородом при высоких температурах.

Выброс с ОГ зависит от температуры среды. Чем больше нагрузка двигателя, тем выше температура в камере сгорания, и соответственно увеличивается выброс оксидов азота.

Кроме того, температура в зоне горения (камера сгорания) во многом зависит от состава смеси. Слишком обедненная или обогащенная смесь при горении выделяет меньшее количество теплоты, процесс сгорания замедляется и сопровождается большими потерями теплоты в стенке, т.е. в таких условиях выделяется меньшее количество NOx, а выбросы растут, когда состав смеси близок к стехиометрическому (1 кг топлива к 15 кг воздуха). Для дизельных двигателей состав NOx зависит от угла опережения впрыска топлива и периода задержки воспламенения топлива. С увеличением угла опережения впрыска топлива удлиняется период задержки воспламенения, улучшается однородность топливовоздушной смеси, большее количество топлива испаряется, и при сгорании резко (в 3 раза) увеличивается температура, т.е. увеличивается количество NOx.

Кроме того, с уменьшением угла опережения впрыска топлива можно существенно снизить выделение оксидов азота, но при этом значительно ухудшаются мощностные и экономические показатели.

Гидроводороды (СxНy) - этан, метан, бензол, ацетилен и др. токсичные элементы. ОГ содержат около 200 разных гидроводородов.

В дизельных двигателях СxНy образуются в камере сгорания из-за гетерогенной смеси, т.е. пламя гаснет в очень богатой смеси, где не хватает воздуха за счет неправильной турбулентности, низкой температуры, плохого распыления.

ДВС выбрасывает большее количество СxНy, когда работает в режиме холостого хода, за счет плохой турбулентности и уменьшения скорости сгорания.

Дым - непрозрачный газ. Дым может быть белым, синим, черным. Цвет зависит от состояния ОГ.

Белый и синий дым - это смесь капли топлива с микроскопическим количеством пара; образуется из-за неполного сгорания и последующей конденсации.

Белый дым образуется, когда двигатель находится в холодном состоянии, а потом исчезает из-за нагрева. Отличие белого дыма от синего определяется размером капли: если диаметр капли больше длины волны синего цвета, то глаз воспринимает дым как белый.

К факторам, определяющим возникновение белого и синего дыма, а также его запах в ОГ, относятся температура двигателя, метод образования смеси, топливные характеристики (цвет капли зависит от температуры ее образования: при увеличении температуры топлива дым приобретает синий цвет, т.е. уменьшается размер капли).

Кроме того, бывает синий дым от масла.

Наличие дыма показывает, что температура недостаточна для полного сгорания топлива.

Черный дым состоит из сажи.

Дым отрицательно влияет на организм человека, животных и растительность.

Сажа - представляет собой бесформенное тело без кристаллической решетки; в ОГ дизельного двигателя сажа состоит из неопределенных частице с размерами 0,3... 100 мкм.

Причина образования сажи заключается в том, что энергетические условия в цилиндре дизельного двигателя оказываются достаточными, чтобы молекула топлива разрушилась полностью. Более легкие атомы водорода диффундируют в богатый кислородом слой, вступают с ним в реакцию и как бы изолируют углеводородные атомы от контакта с кислородом.

Образование сажи зависит от температуры, давления в камере сгорания, типа топлива, отношения топливо-воздух.

SO2 (оксид серы) - образуется во время работы двигателя из топлива, получаемого из сернистой нефти (особенно в дизелях); эти выбросы раздражают глаза, органы дыхания.

SO2; H2S - очень опасны для растительности.

Главным загрязнителем атмосферного воздуха свинцом в Российской Федерации в настоящее время является автотранспорт, использующий этилированный бензин: от 70 до 87 % общей эмиссии свинца по различным оценкам. РЬО (оксиды свинца) - возникают в ОГ карбюраторных двигателей, когда используется этилированный бензин, чтобы увеличить октановое число для уменьшения детонации (это очень быстрое, взрывное сгорание отдельных участков рабочей смеси в цилиндрах двигателя со скоростью распространения пламени до 3000 м/с, сопровождающееся значительным повышением давления газов). При сжигании одной тонны этилированного бензина в атмосферу выбрасывается приблизительно 0,5... 0,85 кг оксидов свинца. По предварительным данным, проблема загрязнения окружающей среды свинцом от выбросов автотранспорта становится значимой в городах с населением свыше 100 000 человек и для локальных участков вдоль автотрасс с интенсивным движением. Радикальный метод борьбы с загрязнением окружающей среды свинцом выбросами автомобильного транспорта - отказ от использования этилированных бензинов. По данным 1995г. 9 из 25 нефтеперерабатывающих заводов России перешли на выпуск неэтилированных бензинов. В 1997 году доля неэтилированного бензина в общем объеме производства составила 68%. Однако, из-за финансовых и организационных трудностей полный отказ от производства этилированных бензинов в стране задерживается.

Альдегиды (RxCHO) - образуются, когда топливо сжигается при низких температурах или смесь очень бедная, а также из-за окисления тонкого слоя масла в стенке цилиндра.

При сжигании топлива при высоких температурах эти альдегиды исчезают.

Загрязнение воздуха идет по трем каналам: 1)ОГ, выбрасываемые через выхлопную трубу (65%); 2)картерные газы (20%); 3)углеводороды в результате испарения топлива из бака, карбюратора и трубопроводов (15%).

На балансе практически любого юридического лица или индивидуального предпринимателя, независимо от осуществляемого ими вида экономической деятельности, имеется автотранспорт. При этом в соответствии с п. 1 ст. 17, п. 2 ст. 30 Федерального закона от 04.05.1999 № 96-ФЗ «Об охране атмосферного воздуха» (в ред. от 23.07.2013; далее - Федеральный закон № 96-ФЗ), ст. 45 Федерального закона от 10.01.2002 № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды» (в ред. от 28.12.2013) запрещается производство и эксплуатация транспортных и иных передвижных средств, содержание вредных (загрязняющих) веществ в выбросах которых превышает установленные технические нормативы выбросов. Но что является в данном случае выбросом вредных загрязняющих веществ, каковы их нормативные значения и, главное, кем и когда они должны контролироваться? Именно на эти вопросы и ряд других сопутствующих вопросов мы постараемся дать ответы в нашей статье.

Прежде всего, необходимо отметить, что нормативные требования к содержанию выбросов вредных (загрязняющих) веществ в отработавших газах от автотранспорта (далее - выбросы) содержатся в п. 4.1 Требований к выпускаемым в обращение единичным транспортным средствам (Приложение № 5 к техническому регламенту о безопасности колесных транспортных средств, утвержденному Постановлением Правительства РФ от 10.09.2009 № 720; в ред. от 22.12.2012, с изм. от 15.07.2013).

К СВЕДЕНИЮ

1 января 2015 г. должен вступить в силу новый технический регламент Таможенного союза «О безопасности колесных транспортных средств», утвержденный Решением Комиссии Таможенного союза от 09.12.2011 № 87 (в ред. от 30.01.2013).

В соответствии с упомянутым п. 4.1 транспортные средства должны соответствовать требованиям специального технического регламента «О требованиях к выбросам автомобильной техники, выпускаемой в обращение на территории Российской Федерации, вредных (загрязняющих) веществ», утвержденного Постановлением Правительства РФ от 12.10.2005 № 609 (в ред. от 20.01.2012) (далее - Технический регламент).

Именно в п. 3 Технического регламента содержится определение понятия «выбросы»: выбросы - это выбросы вредных (загрязняющих) веществ, которыми являются отработанные газы двигателей внутреннего сгорания и испарения топлива автомобильной техники, содержащие вредные (загрязняющие) вещества (оксид углерода (СО ), углеводороды С m Н n , оксиды азота (NO x ) и дисперсные частицы). В зависимости от уровня выбросов автомобильной технике и двигателю внутреннего сгорания присваивается соответствующий экологический класс - классификационный код. При этом согласно п. 14 Технического регламента введение в действие технических нормативов выбросов в отношении автомобильной техники, выпускаемой в обращении на территории Российской Федерации, и двигателей внутреннего сгорания осуществляется в следующие сроки:

• экологического класса 2 - с 21.04.2006 (т.е. с даты вступления в силу Технического регламента);
• экологического класса 3 - с 01.01.2008;
• экологического класса 4 - с 01.01.2010;
• экологического класса 5 - с 01.01.2014.

Кроме того, нормы и методы контроля выбросов содержатся в ряде национальных стандартов Российской Федерации. Рассмотрим подробнее некоторые из них.

1. ГОСТ Р 52033-2003 «Автомобили с бензиновыми двигателями. Выбросы загрязняющих веществ с отработавшими газами. Нормы и методы контроля при оценке технического состояния» (далее - ГОСТ Р 52033-2003).

ГОСТ распространяется на находящиеся в эксплуатации автотранспортные средства (далее - автомобили) с бензиновыми двигателями категорий М 1 , М 2 , М 3 , N 1 , N 2 , N 3 , оснащенные или не оснащенные системами нейтрализации отработавших газов (исключение составляют автомобили, чья полная масса составляет менее 400 кг или максимальная скорость не превышает 50 км/ч).

Стандарт устанавливает нормативные значения содержания в отработавших газах автомобилей оксида углерода и углеводородов, нормативное значение коэффициента избытка воздуха и методы контроля при оценке технического состояния систем автомобиля и двигателя.

Проверки автомобилей на соответствие требованиям данного стандарта могут проводиться в следующих случаях:

• на предприятиях, изготавливающих двигатели и автомобили, при приемочных, периодических и контрольных испытаниях серийной продукции;
• при сертификационных испытаниях;
• при контроле технического состояния находящихся в эксплуатации автомобилей в установленном порядке специально уполномоченными органами;
• на предприятиях, эксплуатирующих и обслуживающих автомобили, при техническом обслуживании, ремонте и регулировке агрегатов, узлов и систем, влияющих на изменение содержания нормируемых компонентов в отработавших газах;
• на предприятиях, осуществляющих капитальный ремонт автомобилей.

Кроме того, в Изменении № 1 от 01.07.2012 к стандарту содержится рекомендуемая форма журнала записи результатов проверок автомобилей на содержание оксида углерода и углеводородов в отработавших газах и состав рабочей смеси двигателя (см. Пример).

2. ГОСТ Р 52160-2003 «Автотранспортные средства, оснащенные двигателями с воспламенением от сжатия. Дымность отработавших газов. Нормы и методы контроля при оценке технического состояния».

ГОСТ устанавливает нормы и методы измерения видимых загрязняющих веществ отработавших газов (дымности) в режиме свободного ускорения для автомобилей категорий М 1 , М 2 , М 3 , N 1 , N 2 , N 3 , находящихся в эксплуатации, которые оснащены двигателями с воспламенением от сжатия.

3. ГОСТ Р 41.24-2003 «Единообразные предписания, касающиеся: I. Сертификации двигателей с воспламенением от сжатия в отношении дымности; II. Сертификации автотранспортных средств в отношении установки на них двигателей с воспламенением от сжатия, сертифицированных по типу конструкции; III. Сертификации автотранспортных средств с двигателями с воспламенением от сжатия в отношении дымности; IV. Измерения мощности двигателей» (далее - ГОСТ Р 41.24-2003).

Стандарт устанавливает следующие требования:

• часть I - к выбросу видимых загрязняющих веществ двигателями с воспламенением от сжатия (далее - дизели), предназначенными для установки на автотранспортных средствах;
• часть II - к установке на автотранспортных средствах дизелей, сертифицированных по типу конструкции в соответствии с ч. I данного стандарта;
• часть III - к выбросу видимых загрязняющих веществ автотранспортными средствами, дизели которых не имеют отдельного сертификата по типу конструкции в соответствии с ч. I данного стандарта.

4. ГОСТ Р 54942-2012 «Газобаллонные автомобили с искровыми двигателями. Выбросы вредных (загрязняющих) веществ с отработавшими газами. Нормы и методы контроля при оценке технического состояния» (далее - ГОСТ Р 54942-2012).

ГОСТ распространяется на находящиеся в эксплуатации на территории Российской Федерации транспортные средства категорий M и N с искровыми двигателями:

• монотопливные, работающие на сжиженном нефтяном газе (СНГ), компримированном природном газе (КПГ) или сжиженном природном газе (СПГ);
• многотопливные, работающие на СНГ, КПГ или СПГ, а также допускающие работу на бензине.

Стандарт устанавливает нормативные значения содержания загрязняющих веществ в отработавших газах автомобилей (оксида углерода и углеводородов), коэффициента избытка воздуха, требования к техническому состоянию систем двигателя, а также методы контроля при оценке технического состояния.

Необходимо отметить, что начиная с 30.06.2003, т.е. с даты вступления в силу Федерального закона от 27.12.2002 № 184-ФЗ «О техническом регулировании», национальные стандарты носят рекомендательный характер и применяются на добровольной основе, а в соответствии с п. 4 ст. 17 Федерального закона № 96-ФЗ транспортные и иные передвижные средства, выбросы которых оказывают вредное воздействие на атмосферный воздух, подлежат регулярной проверке на соответствие таких выбросов техническим нормативам выбросов в порядке, определенном уполномоченным Правительством Российской Федерации федеральным органом исполнительной власти.

Для реализации данного пункта Правительством Российской Федерации было принято соответствующее Постановление от 06.02.2002 № 83 «О проведении регулярных проверок транспортных и иных передвижных средств на соответствие техническим нормативам выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух», которое действует и в настоящее время, правда, в редакции от 05.12.2011. В частности, согласно подп. «а» п. 2 данного Постановления проверки автотранспортных средств должны осуществляться во время их государственного технического осмотра .

Так, например, в соответствии с п. 32 Приложения № 1 к Правилам проведения технического осмотра транспортных средств, утвержденным Постановлением Правительства РФ от 05.12.2011 № 1008 (в ред. от 13.11.2013), при проведении технического осмотра к двигателю и его системе предъявляется требование о том, что содержание загрязняющих веществ в отработавших газах транспортных средств должно соответствовать следующим требованиям:

• для транспортных средств с бензиновыми двигателями - ГОСТ Р 52033-2003;
• для газобаллонных транспортных средств - ГОСТ Р 17.2.2.06-99 «Охрана природы. Атмосфера. Нормы и методы измерения содержания оксида углерода и углеводородов в отработавших газах газобаллонных автомобилей» (заменен на ГОСТ Р 54942-2012 );
• для транспортных средств с дизелями уровень дымности отработавших газов в режиме свободного ускорения не должен превышать значение коэффициента поглощения света, указанного в документах, удостоверяющих соответствие транспортного средства Правилам ЕЭК ООН № 24-03 (соответствуют ГОСТ Р 41.24-2003 ), или на знаке официального утверждения, нанесенном на двигатель или транспортное средство, или установленных изготовителем, а при отсутствии выше указанных сведений не должен превышать 2,5 м –1 - для двигателей без наддува, 3 м –1 - для двигателей с наддувом.

Итоги технического осмотра фиксируются в диагностической карте.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что у природопользователя нет обязанности по осуществлению самостоятельного или с привлечением специализированной аккредитованной лаборатории экологического контроля за содержанием выбросов автотранспорта . На законодательном уровне его проведение предусмотрено во время осуществления технического осмотра транспортных средств. Данный вывод подтверждается рядом примеров из судебной практики (например, Решением Липецкого областного суда от 14.09.2011 по делу № 21-67-2011, Постановлением Одиннадцатого арбитражного апелляционного суда от 23.01.2008 № 11АП-7965/2007 и др.).

Однако стоит учитывать, что в случае обнаружения при осуществлении государственного экологического контроля в отношении природопользователя превышения указанных нормативов у выпущенного на линию автотранспорта на должностное лицо, ответственное за выпуск, могут быть наложены штрафные санкции в соответствии со ст. 8.22 Кодекса Российской Федерации об административных правонарушениях:

Извлечение
из Кодекса Российской Федерации
об административных правонарушениях

Статья 8.22. Выпуск в эксплуатацию механических транспортных средств с превышением нормативов содержания загрязняющих веществ в выбросах либо нормативов уровня шума

Допуск к полету воздушного судна, выпуск в плавание морского судна, судна внутреннего водного плавания или маломерного судна либо выпуск в рейс автомобиля или другого механического транспортного средства, у которых содержание загрязняющих веществ в выбросах либо уровень шума, производимого ими при работе, превышает нормативы, установленные государственными стандартами Российской Федерации, влечет наложение административного штрафа на должностных лиц в размере от пятисот до одной тысячи рублей.

В случае если природопользователь, с учетом своих финансовых возможностей, все же решит включить в программу экологического контроля мероприятия по контролю за выбросами загрязняющих веществ автотранспортом, для выбора количества транспортных средств (далее - ТС), подвергаемых контролю, рекомендуем ему воспользоваться нормативами (раздельно по видам топлива), указанными в п. 2.7 приложения 1 к Инструктивно-методическим указаниям по взиманию платы за загрязнение окружающей природной среды, утвержденным Минприроды России от 26.01.1993 (в ред. от 15.02.2000, с изм. от 12.07.2011):

• 100 % - для предприятий с числом ТС до 20 единиц;
• 50 % - для предприятий с числом ТС до 50 единиц;
• 30 % - для предприятий с числом ТС до 100 единиц;
• 20 % - для предприятий с числом ТС до 500 единиц;
• 10 % - для предприятий с числом ТС свыше 500 единиц.

О.Н. Лаврухина, специалист по экологии и охране труда

Автотранспорт является мощным источником загрязнения природной среды. Из 35 млн.т вредных выбросов 89% приходится на выбросы предприятий автомобильного транспорта и дорожно-строительного комплекса, 8% - на железнодорожный транспорт, около 2% - на авиатранспорт и около 1% - на водный транспорт.

Расчет проводится для следующих загрязняющих веществ: оксида углерода (СО), углеводородов (СН), оксидов азота (в пересчете на NO 2) и соединений свинца. Для дизельных двигателей дополнительно рассчитываются выбросы сажи (С).

Выброс загрязняющих веществ определяется в момент “выезда-въезда” транспорта с территории гаража (автостоянки, автотранспортного предприятия и т.д.) за территорию предприятия.

Выброс i-го вещества одним автомобилем k-той группы в день при выезде с территории предприятия M’ik и возврате M’’ik рассчитывали по формуле:

M’ik = m прik *t пр +m Lik *L 1 + m xxik *t xx1 ;

M’’ik= m Lik *L 2 +m xxik *t xx2 ,

где m прik - удельный выброс i-го вещества при прогреве двигателя автомобиля k-й группы, г/мин;

m Lik - пробеговый выброс i-го вещества при движении автомобиля по территории с относительно постоянной скоростью, г/км;

m xxik - удельный выброс i-го компонента при работе двигателя на холостом ходу, г/мин;

t пр - время прогрева двигателя, мин;

L 1 , L 2 - пробег по территории предприятия автомобилей в день при въезде (выезде), км;

t xx1 , t xx2 - время работы двигателя на холостом ходу при выезде (возврате) на территорию, мин.

Скорость движения автомобилей по территории предприятия составляет 10-20 км/ч, нагрузка практически отсутствует. Значения m прik , m Lik , m xxik для различных групп автомобилей представлены в табл. 3.1 - 3.5. Эти значения отражают не только типы автомобилей, их грузоподъемность, но и период года.

Периоды года (холодный, переходный, теплый) условно определяются по величине среднемесячной температуры. Месяцы, в которых среднемесячная температура ниже -5 С, относятся к холодному периоду, выше +5 С - к теплому, с температурой от -5 С до +5 С - к переходному. Влияние периода года учитывается только для выезжающих автомобилей.

Пробег автомобиля по территории предприятия при въезде и выезде в данном случае L 1 =L 2 , км.

Время прогрева (t пр) - 4 мин (для закрытой стоянки), а на открытой стоянке - 12 мин в холодный период, 6 мин. в переходный и 4 мин. - в теплый.

Валовой (суммарный) выброс каждого (i-го) вещества расчитывается отдельно для каждого периода года по формуле:

Mi j =  В (M’ ik +M’’ ik)*N k *D j p *10 -3 , кг,

где  В - коэффициент выпуска в смену;

N k - количество автомобилей k-й группы на предприятии;

D j p - количество рабочих дней в расчетном периоде года;

j - период года (теплый (т), холодный (х), переходный (п)).

Количество рабочих дней в расчетном периоде зависит от режима работы предприятия и длительности периодов со средней температурой ниже -5 С, от -5 С до +5 С, выше +5 С.

Для определения годового суммарного выброса массы одноименных веществ по периодам суммируются:

М i = M т i + M х i + M п i , кг.

Максимальный разовый выброс i-го вещества (Gi) расчитывается по формуле:

Gi=((m прik *t пр +m Lik *L+m xx ik *t xx)a В N k) / 60t p , г/сек,

где t p - время разъезда автомобилей, принятое равным 120 мин.

Максимальный разовый выброс расчитывали для месяца с наиболее низкой среднемесячной температурой.

Приведем пример расчета выбросов загрязняющих веществ для грузовых автомобилей грузоподъемностью 3-6 т.

Количество автомашин - 4.(№ 4 не брать)

Методики расчета выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух при проведении различных технологических процессов (Документ)

Охрана окружающей среды (Документ)

Буренин Н.С., Волкодаева М.В., Губанов А.Ф. и др. Методическое пособие по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух (Документ)

Удельные показатели образования вредных веществ, выделяющихся в атмосферу от основных видов технологического оборудования для предприятий радиоэлектронного комплекс (Документ)

Тищенко Н.Ф. Охрана атмосферного воздуха. Расчет содержания вредных веществ и их распределение в воздухе (Документ)

Расчет выбросов вредных веществ в атмосферу и разработка ПДВ в вагонном депо Ростов (Документ)

Загрязнения автомобильным транспортом (Документ)

n1.doc

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Уральский государственный университет

Путей сообщения

Кафедра ИЗОС

Практическая работа

По экологии

Екатеринбург

В условиях интенсивной антропогенной нагрузки экологическая безо­пасность окружающей среды представляется актуальнейшей проблемой, весьма далёкой от разрешения. Всё отчётливее проявляются последствия ур­банизации, о чём указывается в Экологической доктрине Российской Феде­рации. Существенной особенностью загрязнения воздушной среды городов являются выхлопные газы автотранспорта. В ряде городов России, особенно в крупных административных и промышленных центрах, выхлопные газы автомобильного транспорта составляют 60-80% общих выбросов.

Автомобильные двигатели загрязняют атмосферу вредными вещества­ми, которые представляют собой сложную смесь из более чем двухсот ком­понентов, среди которых немало канцерогенных. Основные виды выбросов загрязняющих веществ от мобильных источников приведены в табл 1.
Таблица 1-Основные виды выбросов загрязняющих веществ от мобильных источников

Тип двигателя	Топливо	Основные виды загрязнений	Примеры
Четырёхтактный двигатель внутреннего сгора­ния	Бензин	Углеводороды, оксид углерода, оксиды азо­та, свинец	Автомобили, автобусы, само­лёты, мотоцик­лы
Двухтактный дви­гатель внутреннего сгорания	Бензин (с добавлени­ем масла)	Углеводороды, оксид углерода, оксид азота, твёрдые вещества (са­жа)	Мотоциклы, вспомогатель­ные моторы
Дизель	Лигроин	Оксиды азота, твёрдые вещества (сажа)	Автобусы, трак­торы, поезда

По своему воздействию на организм человека вещества, содержащиеся в отработанных газах, подразделяются на несколько групп.

В группу нетоксичных веществ входят азот, кислород, водяной пар, а также углекислый газ.

Группу токсичных веществ составляют окись углерода СО, оксиды азота, многочисленная группа углеводородов, включающая парафины, аро­матические соединения и т.д. Окись углерода поражает нервную систему че­ловека, нарушает сердечную деятельность, препятствует кислородному об­мену в крови. Углеводороды способствуют развитию раковых заболеваний.

Следующую группу образуют неорганические газы - оксиды серы и сероводород и сажа. Например, длительное воздействие сажи может прово­цировать болезни органов дыхания, центральной нервной и иммунной сис­тем.

Особую группу составляют полициклические ароматические углеводо­роды (ПАУ), в том числе активный - бенз(а)пирен, являющийся сильным канцерогеном. Именно с бенз(а)пиреном связывают дополнительный риск возникновения онкологических заболеваний.

В случае присутствия этилированного бензина образуются токсичные соединения свинца. Свинец поражает нервную систему человека и костную ткань.

Состав отработанных газов основных типов двигателей - бензинового двигателя с электрическим зажиганием и дизеля - существенно отличается, прежде всего по концентрации продуктов неполного сгорания, а именно ок­сида углерода, углеводородов и сажи. В табл 2 показаны выбросы вред­ных веществ карбюраторного и дизельного двигателей (% к общему объёму выбросов).

Таблица 2-Выбросы вредных веществ карбюраторного и дизельного двигателей

Вещество	Карбюраторный двигатель	Дизельный двигатель
Оксид углерода	0,5-12,0	0,01-0,5
Оксид азота	0,005-0,8	0,002-0,5
Углеводороды	0,2-0,3	0,009-0,5
Бенз(а)пирен	До 20 мкг/куб. м	До 10 мкг/куб.м

Как видно из таблицы выбросы основных загрязняющих веществ зна­чительно ниже в дизельных двигателях. Поэтому принято считать их более экологически чистыми. Наиболее полно положительные качества дизеля проявляются в режиме городского движения с большим процентом малых нагрузок и холостого хода. Однако дизельные двигатели отличаются повы­шенными выбросами сажи, которая насыщена канцерогенными углеводоро­дами и микроэлементами.

Наиболее объёмным компонентом автомобильных выбросов является оксид углерода, на него приходится до 80% выбросов от легковых автомоби­лей и до 87% выбросов от грузового транспорта. Ко вторым по массе загряз­нителям атмосферы от автотранспорта относятся углеводороды (14% от лег­кового и до 8% от грузового транспорта). Оксидами азота в большей степени насыщены выхлопы автобусов и легкового транспорта (до 8%). Оксид угле­рода, оксиды азота и углеводороды, как обладающие наибольшей токсично­стью, являются основными нормирующими компонентами выхлопных газов автомобилей.

Наибольшее количество токсичных веществ выбрасывается автомоби­лями в воздух на малом ходу, на перекрёстках, остановках перед светофора­ми.
В табл 3 приведены значения концентрации основных примесей кар­бюраторного двигателя при различных режимах его работы.
Таблица 3 - Концентрации основных примесей карбюраторного двигателя при различных режимах его работы

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

Подсчитано, что среднегодовой пробег каждого автомобиля 15 тысяч километров. В среднем за это время он обедняет атмосферу на 4350 кг кисло­рода и обогащает её на 3250 кг углекислого газа, 530 кг окиси углерода, 93 кг углеводородов и 7 кг окислов азота.

Количество выбросов вредных веществ, поступающих от автотранс­порта, может быть оценено расчётным методом. Исходными данными для расчётов количества выбросов являются:

Количество единиц автотранспорта разных типов, проезжающих по выделенному участку автотрассы за единицу времени. В соот­ветствии с методикой автомобильный транспорт необходимо разделить на пять категорий: автобусы, легковые автомобили,
лёгкие, средние и тяжёлые грузовые автомобили.

Нормы расхода топлива автотранспортом при движении в усло­виях города (средние нормы расхода топлива приведены в табл 4).

Таблица 4 - Средние нормы расхода топлива автотранспортом при движении в условиях города

Тип автотранспорта	Средние нормы расхода топлива (л на 100 км)	Удельный расход топлива Уi (л на 1 км)
Легковой автомобиль	11-13	0,11-0,13
Грузовой автомобиль	29-33	0,29-0,33
Автобус	41-44	0,41-0,44
Дизельный грузовой автомобиль	31-34	0,31-0,34

Значения эмпирического коэффициента, определяющего выброс вредных веществ от автотранспорта в зависимости от вида горючего, приве­дены в таблице 5. Коэффициент К численно равен количеству выбросов со­ответствующего компонента в литрах при сгорании в двигателе автомобиля топлива (в литрах) необходимого для проезда 1 км (т.е. равного удельному расходу).
Таблица 5 - Выброс вредных веществ от автотранспорта в зависимости от вида горючего

Вид топлива	Значение коэффициента К
	Оксид углерода	Углеводороды	Диоксид азота
Бензин	0,6	0,1	0,04
Дизельное топливо	0,1	0,03	0,04

Практическая работа № 1
Тема: Определение загруженности улиц автотранспортом и некоторых параметров окружающей среды, усугубляющих загрязнение

Цель: Данная практическая работа даёт возможность оценить загруженность участка улицы автотранспортом в зависимости от его видов, изучить и срав­нить разные улицы по нагрузке на окружающую среду, обусловленную ви­дами автотранспорта и его интенсивностью. Собранные параметры необхо­димы для расчётов уровней загрязнения воздушной среды.
Ход работы
Для более полной и достоверной оценки загруженности улиц авто­транспортом подсчёты автомобилей необходимо производить одним из двух возможных вариантов.

Вариант: подсчёт автомобилей производится на одной улице, но в течение двух временных отрезков. Например, в утренние часы (с 9 до 10 утра) и в дневные часы (с 17 до 18 часов).

Вариант: подсчёт автомобилей производится на различных улицах (например, улица в центре города и на окраине или в спальном районе), но в течение одного временного отрезка.

Наша группа студентов будет работать по первому варианту.
Обработка результатов:
Все собранные материалы запишем в таблицы 6 и 7.

Таблица 6 - Характеристика улицы

Таблица 7.1 - Интенсивность движения автомобилей на улице Черепанова, от улицы Готвальда до улицы Машинистов с 12:2 до 12:40

Тип автомобиля	Количество автомобилей
	5 минут	5 минут	5 минут
Легкий грузовой	7	5	8	6,7	80
Средний грузовой	2	1	0	1	12
Тяжелый грузовой	1	0	0	1/3	4
Легковой	47	58	39	48	576
Автобус	4	4	4	4	48
Общее количество автомобилей	61	68	51	60	720

Таблица 7.2 - Интенсивность движения автомобилей на улице Черепанова, от улицы Готвальда до улицы Машинистов с 18:30 до 18:45

Тип автомобиля	Количество автомобилей			Среднее количество автомобилей за 5 минут	Количество автомобилей за час
	5 минут	5 минут	5 минут
Легкий грузовой	8	0	5	7,5	90
Средний грузовой	1	2	1	1,3	15,6
Тяжелый грузовой	0	0	0	0	0
Легковой	63	71	59	64,3	772
Автобус	5	4	6	5	60
Общее количество автомобилей	77	77	71	78,1	937,6

Суммарная интенсивность движения автомобилей за сутки. В ходе работы мы нашли среднее количество за два часа утром и вечером. Найдем среднее количество автомобилей за час, и умножим полученное количество автомобилей на 24.

загруженность улиц автотранспортом согласно ГОСТ Р 52033-2003.
низкая интенсивность движения -4-9 тысяч автомобилей в сутки;
средняя -10-19 тысяч
высокая - 20-32 тысячи.

Как видно из госта на данном участке дороге высокая интенсивность движения

Построим диаграммы загруженности улиц автомобильным транспортом
днем


вечером

1- легкий грузовой

2- средний грузовой

3- тяжелый грузовой

4- легковой

5- автобус
По таблицам 7.1 и 7.2 видно, что большинство автомобилей – легковые,. Вечером интенсивность движения больше на 23 %. потому что днем практически все автолюбители находились на работе. Вечером они возвращались с работы.

Общий путь, пройденный каждым видом автотранспорта за 1 час (L, км), по формуле:

N – количество автомобилей каждого типа за час;

L - длина участка, км.

6. Количество топлива:

Полученные результаты занесем в таблицу 8.
Таблица 8 - Расход топлива в зависимости от вида автомобилей

Тип автомобиля	Количество автомобилей N i	Q i , в том числе
		Бензин	Дизельное топливо
Легковые автомобили	674	20,75	-
Грузовые автомобили (на бензине)	98,8	8,29	-
Автобусы	54	6,35	-
Грузовые дизельные автомобили	2	-	0,18
	Всего?Q	35,39	0,18

7. Рассчитаем по каждому виду топлива количество выделившихся вредных веществ в литрах при нормальных условиях по формуле:

Значения К возьмем из табл 5.

Результаты расчетов занесем в итоговую табл 9.

Таблица 9 - Количество вредных веществ в зависимости от вида топлива

Вид топлива	?Q	Количество вредных веществ
		СО	Углеводороды		NO 2
Бензин	35,39	21,23	3,54	1,4
Дизельное топливо	0,18	0,018	0,005	0,007
	Всего	21,25	3,55	1,407

Практическая работа № 2
Тема: Оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха отработанными газа­ми автотранспорта на участке магистральной улицы (по концентрации СО)

Цель: оценить по концентрации окиси углерода - СО, мг/куб.м.
Формула оценки концентрации окиси углерода:

0,5 - фоновое загрязнение атмосферного воздуха нетранспортного происхо­ждения, мг/куб.м;

N - суммарная интенсивность движения автомобилей на городской дороге, автомобиль/час;

К t - коэффициент токсичности автомобилей по выбросам в атмосферный воздух окиси углерода;

К а - коэффициент, учитывающий аэрацию местности;

К у - коэффициент, учитывающий изменение загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода в зависимости от продольного уклона;

К с - коэффициент, учитывающий изменения концентрации окиси углерода в зависимости от скорости ветра;

К b - то же в зависимости от относительной влажности воздуха;

К р - коэффициент увеличения загрязнения воздуха окисью углерода у пере­сечения улиц.

Коэффициент токсичности автомобилей определяется как средневзвешен­ный для потока автомобилей по формуле:

Pi - состав движения в долях единиц. Значение К ti определяется по таблице 1

Таблица 1 - Коэффициент токсичности автомобилей

Значение коэффициента К а учитывающего аэрацию местности, определяют по таблице 2.
Таблица 2 - Коэффициент аэрации местности

Тип местности по степени аэрации	Коэффициент К а
Транспортные тоннели	2,7
Транспортные галереи	1,5
Магистральные улицы и дороги с многоэтажной застройкой с двух сто­рон	1,0
Жилые улицы с одноэтажной за­стройкой, улицы и дороги в выемке	0,6
Городские улицы и дороги с одно­сторонней застройкой, набережные, эстакады, виадуки, высокие насыпи	0,4
Пешеходные тоннели	0,3
Городские улицы с низкоэтажной застройкой	0,8

Значение коэффициента К у, учитывающего изменение загрязнения воздуха оксидом углерода в зависимости от величины продольного уклона, определяют по табл 3.
Таблица 3 - Коэффициент, учитывающий загрязнение воздуха окисью углерода в зависимости от продольного уклона улицы

Продольный уклон (в градусах)	Коэффициент К у
0	1,00
2	1,06
4	1,07
6	1,18
8	1,55

Коэффициент изменения концентрации окиси углерода в зависимости от скорости ветра К с определяется по табл 4.
Таблица 4 - Коэффициент изменения концентрации окиси углерода в зависимости от скорости ветра

Скорость ветра, м/с	Коэффициент К с
1	2,70
2	2,00
3	1,50
4	1,20
5	1,05
6	1,00

Значения коэффициента К ь, определяющего концентрацию окиси углерода в зависимости от относительной влажности воздуха, приведены в таблице 5.
Таблица 5 - Коэффициент изменения концентрации окиси углерода в зависимости от влажности воздуха

Относительная влажность, %	Коэффициент К ь
100	1,45
90	1,30
80	1,15
70	1,00
60	0,85
50	0,75

Коэффициент увеличения загрязнения воздуха окисью углерода К р пересе­чения улиц приведен в таблице 6.

Таблица 6 - Коэффициент увеличения загрязнения воздуха окисью углерода в местах пересечения улиц

Подставим значения коэффициентов в формулу и подсчитаем концентрацию окиси углерода:

Вечером

Вывод
Полученные концентрации окиси углерода сравнили с ПДК выбросов автотранспорта по окиси углерода равной 5 мг/куб.м. днем выбросы превышают ПДК в 4,5раза вечером в 12,5 раз (стих ветер и увеличилось число машин)

Для снижения загрязнённости атмосферы автомобильным транспортом:

Установка на бензиновые двигатели катализаторов.

Перевод бензиновых двигателей на метан

Использовать топливо соответствующее нормам Евро-3.

Посадить тополя вдоль проезжей части

ТК дизель более экологичен, по возможности, использовать большие дизельные автобусы вместо ГАЗелей