169891 (Оцінка рівня забруднення автотранспортом повітря оксидом вуглецю м. Черкаси), страница 2

Вивчення режимів рухів автотранспортних засобів показує, що у великих містах, наприклад, тривалість роботи легкових автомобілів на холостому ходу складає 17%, на режимах прискорення - 42%, на постійній швидкості - 16% і в режимах уповільнення - 25%.

Тож кількість викидів токсичних речовин від автомобілів знаходиться у певній залежності від швидкості руху. Так, викид СО при малих швидкостях зростає у 1, 5 - 2, 2 рази, а у 2, 1 - 2, 8 рази.

Таблиця 1.3 - Вплив режимів руху автомобілів на концентрацію токсичних речовин у відпрацьованих газах [2].

Зміст таких доріг вимагає дуже великих витрат енергії. Автомобілі витрачають величезну кількість палива. А його джерела вичерпані, і їх залишилося на землі не так вже багато. Особливо швидко тануть запаси нафти, з якої одержують бензин. Крім того, при видобутку нафти, її транспортуванню і переробці на нафтопереробних підприємствах забруднюються грунти, води і атмосфера. В автомобільних катастрофах на дорогах гине багато людей.

В глобальному балансі забруднення атмосфери частка автотранспорту складає 13,3%, але в містах вона зростає до 80%.

Один автомобіль щорічно поглинає з атмосфери в середньому більше 4 т кисню, викидаючи при цьому з відпрацьованими газами приблизно 800 кг чадного газу, 40 кг оксидів азоту і майже 200 кг різних вуглеців. В результаті по Україні від автотранспорту за рік в атмосферу поступає величезна кількість тільки канцерогенних речовин: 7,5 тис. т бензолу, 5,3 тис. т формальдегіду, 0,3 т бензапирену і 1,2 тис. т свинцю. В цілому, загальна кількість шкідливих речовин, що щорічно викидаються автомобілями, перевищує цифру в 7 млн. т.

Необхідно відзначити, що з погляду екологічного збитку, що завдається, автотранспорт лідирує у всіх видах негативної дії: забруднення повітря - 95%, шум - 49,5%, дія на клімат - 68%.

1.2.1 Екологізація автотранспорту

Екологічні проблеми, зв'язані з використанням традиційного моторного палива в двигунах транспортних засобів, актуальні не тільки для України, але і для всіх країн світу. В багатьох країнах світу прийняті жорсткі вимоги по екологізації автотранспорту. В результаті з 2000 року по 2007 рік кількість шкідливих речовин у відпрацьованих газах автомобілів за рубежем знизилася приблизно в 2 рази, а всього за останні 40 років зміст токсичних компонентів зменшився на 70%. В даний час багато моторобудівних фірм узяли курс на рішення задачі досягнення нульової токсичності відпрацьованих газів. Їх багаторічний досвід показує, що добитися цього можна тільки у разі використовування альтернативних видів моторного палива. Саме тому, практично всі перспективні екологічно чисті автомобілі, проектуються під альтернативні види палива.

Значні матеріальні витрати на створення екологічно чистих машин, пов'язані не з благородністю і альтруїзмом західних моторобудівних компаній, а визначаються тиском державних законів. Побічно ці закони торкнулися і України - до нас хлинув потік зарубіжних автомобілів, які в розвинених країнах були визнані екологічно не безпечними, тим самим поповнивши вітчизняний автопарк автомобілів, що завдають колосального збитку екології наших міст. Справедливості ради необхідно визнати, що вироблені в Україні автомобілі відстають на 8-10 років по всіх показниках у тому числі і по екології від автомобілів, що випускаються в даний час в промислово розвинених країнах.

В 1992 році бив прийнятий Закон України про охорону атмосферного повітря. Законом встановлені єдині для України нормативи екологічної безпеки атмосферного повітря, до яких відносяться гранично допустимі концентрації ГДК забруднюючих речовин від автомобілів в атмосферному повітрі. Для транспортних засобів встановлюються нормативи змісту забруднюючих речовин в відпрацьованих газах автотранспорту. Передбачаються заходи по зниженню токсичності і знешкодженню відпрацьованих газів автомобілів і других транспортних засобів переходу транспорту на менш шкідливі види енергії і палива, обмеженню в їзду автотранспорту в житлові зони. Заборонено виробництво і експлуатацію транспортних засобів, в яких перевищує встановлені норми вмісту забруднюючих речовин у відпрацьованих газах автотранспорту. Поліпшення конструкцій транспортних засобів і умов їх експлуатації. Організація в межах міста режимів руху всіх видів транспорту.

Введення на території України з січня 2001 року норми Євро-2 поки є чисто декларативним актом, оскільки, нераціональна структура вітчизняної нафтопереробки, недостатні потужності вторинних процесів визначає низьку якість вироблюваних бензинів і дизельного палива, не відповідного сучасним вимогам. Якість вітчизняних автомобільних двигунів повинні бути кращими, в більшості поступаються зарубіжним по таких показниках, як питома потужність, економічність, експлуатаційна технологічність, екологічність Тому, в даний час єдиним шляхом підвищення екологічності автотранспорту є його перехід на природний газ, що забезпечить скорочення шкідливих викидів в оточуючу середовище двигунами автомобілів до рівня, що відповідає жорстким європейським нормам. Норми токсичності вихлопних газів автомобілів представлені в таблиці 1.4

Таблиця 1.4 - Норми токсичності вихлопу автомобілів для розвинених європейських країн

Проблема переводу автотранспорту на природний газ є рішенням комплексу складних задач, серед яких найзначущішими є: серійне виробництво газобалонних автомобілів, створення інфраструктури (мережі) заправних комплексів; розробка і виробництво надійного газобалонного устаткування; створення сервісної мережі для переобладнання автотранспортних засобів; підготовка кадрів; праве і рекламно-інформаційне забезпечення і т.д. У зв'язку з чим, програми газифікації автотранспорту і поліпшення екологічної обстановки можуть бути реалізовані не тільки по указу зверху, але і при підтримці і безпосереднім участь регіональних властей.

1.3 Основні сполуки у вихлопних газах автомобілів

Відпрацьовані гази двигунів внутрішнього горіння має біля 200 складових. Період їх продовжується від кількох хвилин до 4-5 років. Автомобілі спалюють величезну кількість цінних нафтопродуктів, завдаючи одночасно відчутної шкоди навколишньому середовищу, головним чином атмосфері. Оскільки основна маса автомобілів сконцентрована в крупних і найбільших містах, повітря цих міст не тільки обідняється киснем, але і забруднюється шкідливими компонентами відпрацьованих газів. В автомобільних двигунах внутрішнього згорання у світі щорічно спалюється 2 млрд. тон нафтового палива. При цьому ККД складає 23% [6]. До головних токсичних викидів автомобіля відносяться: відпрацьовані гази, картерні гази і паливні випаровування.

Основна причина забруднення повітря полягає в неповному і нерівномірному згоранні палива. У відпрацьованих газах двигуна внутрішнього згорання міститься 170 шкідливих компонентів 160 - похідні вуглеводню - неповному згоранню палива у двигуні. Наявність у відпрацьованих газах шкідливих речовин обумовлена умовами згорання палива. Найбільш досліджуваними є викиди двигуна. До складу цих викидів входять оксид вуглецю, вуглеводні, оксиди азоту, сірки, тверді частки. В двигунах реакція горіння перетворює енергію палива в теплоту. В результаті реакції утворюється токсичні речовини. Вони викидаються двигунами в складі відпрацьованих газів. Відпрацьовані гази, які викидаються двигуном, містять оксид вуглецю СО, вуглеводні , оксиди азоту , бензапирен, альдегіди і кіптяву. Картерні гази - це суміш частини відпрацьованих газів, які проникають через нещільності поршневих кілець в картер двигуна, з парами моторного мастила. Паливні випаровування надходять в навколишнє середовище через систему живлення двигуна: стиків, шлангів і т.д. Розподіл головних компонентів викидів у карбюраторного двигуна наступне: відпрацьовані гази мають 95% СО, 55% і 98% , картерні гази по - 5% , 2% , а паливні випаровування - до 40% .

До токсичних відносяться оксид вуглецю, оксиди азоту, вуглеводні, альдегіди, оксид сірки, сажа, бензапирен.

Оксид азоту. Токсичний вплив оксиду азоту при його викидах проявляється в двох шарах атмосфери. Каталітичне руйнування озонового шару спричинює зростання біологічно активної радіації становить загрозу існування атмосфери. Азот потрапляє в стратосферу з тропосфери. Зберігається в оточуючій його атмосфері протягом 3 - 4 днів.

Вуглеводні. У відпрацьованих містяться кілька десятків різних вуглеводнів. Джерелом вуглеводневих сполук є шари паливної суміші, прилеглі до стінок камери згорання, де відбувається гасіння полумя, нерівномірний розподіл суміші виникає нестача кисню, а також циліндри що працюють з пропусками запалювання та згорання.

Альдегіди - органічні сполуки. Найхарактернішими для відпрацьованих газів двигунів внутрішнього згорання є акромін, формальдегід та ацетальдегід. Альдегідам властива висока токсичність.

Кіптява - представляє собою безформене тіло без кристалічної решітки в дизельному двигуні кіптява складається з невизначених частин з розмірами 0,3...10. Причина утворення сажі полягає в тому, що енергетичні умови в циліндрі дизельного двигуна опиняються достатніми, щоб молекула палива руйнувалася повністю. Більш легкі атоми водню дифузують в багатий киснем шар, вступають з ним в реакцію. Утворюється при неповному згоранні палива з відпрацьованими газами викидається кіптява. Вона утворюється в камерах згорання двигунів внаслідок піролізу палива при високих температурах і тиску. Особливе багато сажі утворюється в дизелі. Вплів небезпечних речовин може викликати незворотні зміни загибель флори [1].

Вуглеводні з'єднання - етан, метан, бензол, ацетилен і інші токсичні речовини. У відпрацьованих газах містяться вуглеводні різних гомологічних рядів: парафінові алкани, нафтові циклани і ароматичні (бензолові), всього близько 160 компонентів. Вони утворюються в результаті неповного згорання палива в двигуні незгорілі вуглеводні є однією з причин появи білого або голубого диму. Це відбувається при запізнюванні запалювання робочої суміші в двигуні або при понижених температурах в камері згорання.