РОЗРАХУНОК РІВНЕЙ ВИКИДІВ ШКІДЛИВИХ РЕЧОВИН З ВІДПРАЦЬОВАНИМИ ГАЗАМИ АВТОМОБІЛЬНИХ ДВИГУНІВ ТА РІВНЕЙ ЕКОКОМПЕНСАЦІЙ

1. Методика розрахунку рівней викидів ШР з ВГ автомобільних двигунів для міського автомобільного парку

В більшості випадків для кількісної оцінки шкідливих речовин, які викидаються автомобілями з ВГ, користуються експериментальними даними по рівнях питомих пробігових викидів середнім автомобілем з кожної окремої групи автомобілей: легкові, вантажні, автобуси з різноманітними типами ДВЗ (бензиновими, дизельними, на зрідженому газі та ін.).

Розрахунок за пробіговим викидом середнього автомобіля дозволяє визначити "умовний викид" ШР в атмосферу. Для визначення більш реальних значень викидів ШР необхідне коректування значень пробігових викидів в залежності від різних природно- кліматичних умов, умов руху та технічного стану автомобілей. В результаті для автомобільного парку міста (регіону) маса викинутої за розрахунковий період шкідливої речовини (М_і) (при наявності груп автомобілей з різними ДВЗ) може визначатися за наступною залежністю

, (1)

де - кількість груп автомобілей;

- кількість автомобілей у j-тій групі з двигуном k-того типу в розрахунковому періоді, тис.шт.;

- середній пробіг автомобіля j-тої групи з двигуном k-того типу за розрахунковий період, тис.км;

- пробіговий викид і-ї ШР автомобілем j-ї групи з двигуном k-го типу за розрахунковий період, г/км;

-добуток коефіціентів впливу n факторів на викид і-ї ШР автомобілем j-тої групи з двигуном k-того типу у регіоні (місті).

Звичайно враховуються наступні фактори впливу:

• середній вік парку, рівень технічного стану автомобілей та двигунів;

• природно-кліматичні умови експлуатації автомобілей (температура, тиск, вологість навколишнього повітря) у регіоні;

• відміна фактичних режимів руху автомобілей від того, який використовується, при випробуванні для визначення пробігового викиду і-ї ШР з ВГ автомобіля j-ї групи з двигуном k-го типу.

Розрахунок для окремих територій (держава, область, місто, населений пункт) проводиться для парку автомобілей, які зареєстровані в даному регіоні на розрахунковий період. Факторні коефіціенти (R_ijkn) можуть визначатися, наприклад, з використанням різних даних. На рисунку 1 представлені дані по зміненню питомих пробігових рівней викидів ШР від року випуску автомобілей.

При використанні, наприклад на легкових автомобілях, систем з окислювальною каталітичною нейтралізацією ВГ пробігові викиди CO та CH знижуються відповідно в середньому у 6 та 2,5 разів. При використанні систем з окислювально-відновною (біфункціональною) каталітичною нейтралізацією ВГ питомі пробігові викиди CO, CH та NO₂ знижуються відповідно у 2 та 10, 30 разів.

Треба відзначити, що для більш глибокого урахування та розуміння ступеня забруднення атмосферного повітря автотранспортом та особливо автомобілями з дизельними двигунами необхідно також знати пробігові викиди з ВГ автомобілей: оксидів сірки (SO₂), сажових часток (Сж), канцерогенних вуглеводнів, в якості індикатора яких прийнятий бенз(а)пірен (БП), і альдегідів (RCHO). У відповідності до приведених даних раніше, наприклад, питомі пробігові рівні викидів БП з ВГ легкових автомобілей типу ГАЗ-31-029 з бензиновими двигунами складають 8,87*10^-6 г/км. З використанням на вказаних автомобілях систем окислювальної чи біфункціональної каталітичної нейтралізації ВГ забезпечується зниження пробігового викиду БП приблизно до 0,5*10^-6 г/км, тобто майже в 20 разів. Використанння на автомобілях систем каталітичної нейтралізації ВГ забезпечить також суттєве зниження питомих пробігових рівней викидів альдегідів та сажових часток. Однак, як відмічалося раніше, для надійної роботи нейтралізаторів необхідне використання в автомобілях неетильованих бензинів з гранично низьким вмістом сірки.

На рисунку 2 приведені дані по фактичним коефіціентам функціонально пов`язаних із середнім віком автомобілей (τ, роки) та їх технічним станом (ТС).

В основу побудування графіка змінення R_тс прийнято передумову, що рівень технічного стану, який впливає на рівні викидів ШР, які розглядаються, представляє собою міру охоплення експлуатуємих автомобілей контролем на токсичність. У відповідності до цього за нульовий рівень прийнятий такий стан, коли всі автомобілі перед виїздом проходять контроль на токсичність та автомобілі з перевищенням норм не випускатимуться для подальшої експлуатації. За одиницю прийняте таке положення, коли контрольна перевірка токсичності в експлуатації повністю відсутня. За рівень, рівний 0,5, принімають положення, коли всі автомобілі при ТО-2 проходять контроль на токсичність.

Одну з методик розрахунку викидів шкідливих речовин у атмосферу автомобільним транспортом розроблено Міністерством статистики України та підтверджено Міністерством охорони навколишнього середовища України в 1992 році. В основу методики полягає середній питомий викид ШР по автомобілям окремих груп з різними типами ДВЗ та врахунком виду палива, яке використовується:

• вантажні та спеціальні вантажні з бензиновими двигунами, а також ті, що працюють на зрідженому газі;

• вантажні і спеціальні вантажні дизельні;

• вантажні газобалонні, що працюють на стисненому природному газі;

• автобуси з бензиновими ДВЗ, а також ті, що працюють на зрідженому нафтовому газі;

• автобуси дизельні;

• легкові службові та спеціальні;

• легкові індивідуального користування.

В загальному переліку ШР враховуються тільки три інгредієнти: оксид вуглецю (СО), неспалені (неканцерогенні) вуглеводні СН та оксиди азоту (NO_x). Для кожної групи автомобілей маса викиду конкретної ШР визначається за формулою

, (2)

де - маса викиду і-ї ШР за звітовий період, г;

- питомий викид і-ї ШР автомобілем даної групи з конкретним двигуном, г/км (табл. 1);

, (3)

де - коефіціент впливу середнього віку парку автомобілей ;

- коефіціент впливу рівня технічного стану ав томобілей (табл. 1.2);

- пробіг автомобілей цієї групи з конкретним двигуном за розрахунковий період, км.

Таблиця 1 - Показники питомого викиду ШР автомобілями з конкретними двигунами.

Таблиця 2 - Показники впливу рівня технічного стану автомобілей.

Дані по пробігу автомобілей всіх груп, крім автомобілей легкових індивідуального користування, вміщуються в статистичній звітності форми № 1-Тр (Шос) "Отчёт о автотранспорте". Розрахунок пробігу легковими автомобілями індивідуального користування, в тому числі автомобілей, що належать кооперативам та малим підприємствам, виробляється на підставі паспортних даних про витрати палива на 100 км пробігу та даних про річне споживання палива вказаними автомобілями із статистичної звітності за формою № 1-ПС (Нефть) "Отчёт о поставке продукции".

Таблиця 3 - Показники розрахунків рівней викидів ШР автотранспортом України.

Якщо є дані по випробуванням, наприклад, легкового автомобіля на стенді з біговими барабанами за Європейським їздовим циклом у відповідності до ОСТу 37.001.054- 86, то розрахунок річного рівня викидів і-ї ШР автомобілем j-ї групи може проводитись за наступними залежностями

, кг/рік (4)

чи