169891 (Оцінка рівня забруднення автотранспортом повітря оксидом вуглецю м. Черкаси), страница 3

Сполуки свинцю. Наявність сполук свинцю у відпрацьованих газах є наслідком додавання тетераетилсвинцю в бензини для підвищення октанового числа. Свинець неповністю потрапляє в атмосферу після згорання палива від 70 - 75% загальної його кількості, що міститься у бензинах Певна кількість сполук свинцю потрапляє в повітря при безпосередньому випаровуванні бензинів з паливного баку. Сполуки можуть знаходитися протягом 1 - 4 тижнів.

Оксид вуглецю. Він утворюється переважно в бензинових двигунах при роботі багатьох паливо-повітряних сумішах. Причиною виникнення оксиду вуглецю в цьому випадку є нестача кисню для повного окислення вуглецю, який входить до складу палива. Незначна кількість оксиду вуглецю, утворюється підчас роботи на бідних сумішах на дизелях, є продуктом проміжного окислення вуглецю. Оксид вуглецю - високотоксична сполука. Оксид вуглецю інертний і зберігається в повітрі до 5 років.

Оксиди азоту NO і NO2 - діоксид азоту. Ці гази, виникають в камері згорання двигуна при температурі 2800°С і тиску біля 1 МПа. Оксид азоту - безколірний газ, Легко окислюється киснем. При звичайних атмосферних умовах NO повністю перетворюється в NO2 - газ бурого кольору з характерним запахом. Він важче за повітря і має потенційну небезпеку.

Вміст токсичних викидів у відпрацьованих газах двигунів відображені в таблиці 1.5

Таблиця 1.5 - Вміст токсичних викидів у відпрацьованих газах двигунів

1.4 Заходи по зниженню забруднення чадним газом

Основні заходи, щодо зниження викидів автотранспорту добре відомі: це зниження викидів від кожного автотранспортного засобу і зниженні кількості автотранспортних засобів, робота яких супроводжується шкідливими викидами. Реалізація названих заходів може здійснюватися по наступних напрямах: припинення виробництва бензину із змістом свинцю, перехід на інші види палива, принципове поліпшення екологічних характеристик двигунів за рахунок переходу на більш жорсткі стандарти або навіть на нові види двигунів. 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 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. Безумовно, значні матеріальні витрати на створення екологічно чистих машин, пов'язані не з благородністю і альтруїзмом моторобудівних компаній, а визначаються тиском державних законів. Пріоритетність природного газу, як найперспективнішого екологічно чистого моторного палива, очевидна для багатьох країн світу. Розробка альтернативних енергоджерел спалювання і очищення органічного палива, створення (модифікація) двигунів, що використовують альтернативні палива, захист від шуму. Поліпшення містобудування і оптимізацію міського руху транспорту взаємно пов'язано і націлено на краще планування доріг і вулиць, будівлю

транспортних розв'язок, поліпшення дорожнього покриття, контроль швидкісного руху.

Впровадження альтернативного транспорту - це електромобілі, застосування альтернативного палива, будування ліній для швидкого трамвая, метро.

1.5 Альтернативні види палива

Водень. Перші дослідження стосовно використання водню, як палива для двигунів були проведені в 20 - х роках. Характеристики водню як моторного палива такі: нижча теплота згорання, що перевищує згорання рідкого палива в 2,7-2,9 разів. Під час згорання водневоповітряної суміші утворюється водяна пара, виключається можливість утворення шкідливих продуктів. Таким чином, водень як паливо має низку переваг перед вуглеводним паливом. Отримують водень, в основному при переробці природного газу і нафти, отримують моторне паливо. Тому проводять інтенсивні пошуки інших ефективних методів отримання водню. Під час роботи двигуна гідрид нагрівається і водень вивільняється. Потужність такого двигуна зменшується на 20 - 30% внаслідок малої густини водню. При згоранні водневоповітряної суміші не відбувається утворення продуктів неповного згорання, хоча у незначній кількості міститься СО і СН, які утворилися в результаті згорання оливи, що потрапляє в камеру згорання.

Ацетилен. В останні роки вивчається можливість використання ацетилену, як палива. Ацетилен має високі енергетичні показники і його виробляють з нафтової сировини. Проводилися поодинокі експериментальні дослідження поршневих ДВЗ на ацетилені. Токсичність двигуна, який живиться ацетиленом, покращується завдяки переважно зниженню вмісту оксиду вуглецю. Так в режимах максимальної потужності викиди СО зменшуються в 2 - 2,5 рази, а в 2 - 3,5 рази. Порівняно з мінімальними значеннями викидів цих компонентів у бензиновому двигуні. За однакового складу паливних сумішей перехід з бензину на ацетилен підвищує вміст NO майже в тричі. Проте з подальшим збільшенням ацетиленоповітряної суміші викиди оксидів азоту зменшилися. Основним недоліком ацетилену і ацетиленоповітряної суміші їх висока вибухонебезпечність. Це єдиний газ, що використовується у промисловості, горіння і вибух якого можливі без присутності окислювача.

Азотовмісні палива. Азотовмісні паливо складається з водню й азоту. Основними видами азотоводневого палива є гідрозин й аміаку. Аміак характеризується простотою виробництва, з низькою вартістю, як паливо. Характерними властивостями аміаку стехіометричний коефіцієнт - необхідна кількість повітря. Внаслідок незадовільних моторних якостей аміаку для роботи двигуна необхідно суттєво підвищити енергетичний рівень запалювання. Ідентифікувати займання і згорання аміаку впорскуванням запальної дози палива, додаванням активуючих присадок, оптимізацією форми камери. За термохімічними розрахунками, в продуктах згорання аміаку присутній тільки один хімічний елемент оксид азоту. Кількість його мінімальна через низькі температури і швидкості згорання аміачно повітряних сумішей. На одиницю транспортної роботи викиди для аміаку нижчі в 1,5-2 рази порівняно з воднем і в 2,5-3 рази - порівняно з бензином. В експериментах отримано значно нижчі рівні викидів NO у разі спалювання аміачного палива. Це пов'язано з перебігом реакції взаємодії оксиду азоту, у результаті чого відбувається відновлювання азоту з аміаком, який не згорів, у результаті чого відбувається відновлювання азоту. Недоліком аміаку, як моторного палива є його корозійна агресивність та отруйність. Швидкість згорання гідрозину в повітрі вища за швидкість згорання аміаку і вуглеводнів. За повного згорання і після видалення оксидів азоту, що мають утворюватися, азотоводневе паливо не буде забруднювати навколишнє середовище. Гідрозин має не лише властивість згорати, як бензин, але і розкладатися в регульованому режимі, що розширює можливість його використання. Температурні межі рідкого стану гідрозину дуже близькі до меж рідкого стану води. Температура замерзання гідрозину дорівнює 17 градусів, що виключає обмеження в різних географічних зонах. Через високу температуру замерзання гідрозину та інші його експлуатаційні властивості до нього додають антифриз. Це необхідно для того, щоб використовувати гідрозин, як автомобільне паливо. Зараз гідрозин отримують з аміаку, який добувають з вуглеводневої сировини.

Метанол - ефективне паливо для двигунів внутрішнього згорання. Використання 100% метанолу не можливо тому що, він токсичний. В бензині знаходиться більше 0,1.

Етанол - використовується як добавка до палива, розчиняється в вуглекислоті. Використання 20% етанолу.

Прості ефіри як паливо мають перевагу. Використовується як добавка до палива. Ефіри додається в автомобільні бензини диметиловий і диетиловий ефір. Діметил добавляється в камеру горіння до рідкого газу метанолу, або стандартному дизельному паливі. Збільшується емісія оксидів азоту.

Біодизель це паливо вироблене з рослинних олій або тваринних жирів. В залежності від сировини, фізичні властивості біодизелю можуть змінюватись в ту чи іншу сторону, виробляється з рапсової олії. Біодизель є економічно вигідним.

2. Оцінка розрахунковим методом рівня забруднення автотранспортом повітря оксидом вуглецю визначених модельних ділянок в

м. Черкаси

2.1 Геоморфологічні особливості міста Черкаси

Місто Черкаси розміщено в області північно-східного схилу гірського утворення - Українського кристалічного щита, який поступово опускається в напрямку річки Дніпро.

Кристалічний фундамент міста залягає на глибині 400 - 600 метрів і складений найдавнішими докембрійськими породами. Кристалічний масив у межах міста розсічений двома поперечними розломами: в районі Соснівки - Соснівський і в південно-західній частині - Черкаський.

Давні докембрійські утворення, покриті відкладаннями осадового чохла, які залягають на еродованій поверхні кристалічного фундаменту. Потужність їх у районі розташування міста досягає 200 метрів.

За географічним районуванням територія відноситься до Ірдинсько-Тясминської ерозійної акумулятивної терасової рівнини на палеогеновій основі.

Для центральної частини міста в геологічному розрізі характерні утворення бучатої свити-вуглисті піски й глини. Наявність залишків мікрофітопланктону підтверджує прибережно-морський характер їх седиментації.

У терасовому комплексі річки Дніпро в межах міста виділені друга та третя надзаплавні тераси. Переважна частина площі міста розміщена в межах надзаплавної тераси. Враховуючи те, що в основі тераси залягає потужна товща алювіально-флювіогляціальних відкладень, вік її можна віднести до верхньочетвертинного.

Безпосередньо до третьої тераси примикає друга надзаплавна тераса абсолютні відмітки якої становлять 90-93 метри. Відкладання цієї тераси виходять на денну поверхню у вигляді прибережної смуги річки Дніпро шириною до 150 метрів.

Виявлені в межах міста юрські відкладення, представлені породами континентальної і морської фауни. Максимальна потужність утворень юрських досягає 52,8 метрів. Серед континентальних у складі юрської товщі представлені руслові та озерно-болотні відкладення.

Для юрських нашарувань характерний значний вміст спор деревовидних папоротей, у вугличних пісках цього періоду знайдені рідкісні фауністичні залишки молюсків.

2.2 Метеорологічні особливості міста Черкас

На формування термічного режиму, крім залежності від географічної широти, впливають особливості атмосферної циркуляції та підстилаючої поверхні. Вплив кожного з цих факторів на протязі року неоднаковий.

Так узимку на температурний режим істотно впливає атмосферна циркуляція повітря. У теплий період року термічний режим визначається радіаційними, поряд із якими значну роль відіграє підстилаюча поверхня. Основною з характеристик, що відображає фізико-географічні особливості міста є середня місячна температура повітря. Таблиця 2.1

Таблиця 2.1-Середня місячна температура повітря (°С)