Влияние выбросов автотранспорта на окружающую среду

Влияние выбросов автотранспорта на окружающую среду (на примере города Усть-Илимска)

К основным токсичным выбросам автомобиля относятся: отрабо­тавшие газы (ОГ), картерные газы и топливные испарения. Отработавшие газы, выбрасываемые двигателем, содержат окись углерода (СО), углево­дороды (СХНУ), окислы азота (КОХ), бензопирен, альдегиды и сажу. Картерные газы - это смесь части отработавших газов, проникших 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 % СХНУ и 98 % ЫОХ, картерные газы - по 5 % СХНУ, 2 % ЫОХ, а топливные испарения - до 40 % СХНУ. Вред­ные токсичные выбросы можно разделить на регламентированные и нерегламентированные. Они действуют на организм человека по-разному. Вредные токсичные выбросы: СО, ЫОХ, СХНУ, КХСНО, 8О2, 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 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. NОХ (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.

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 при сжигании одной тонны этилированного бензина в атмосферу выбрасывается приблизительно 0,5... 0,85 кг оксидов свинца.

Каждый автомобиль выбрасывает в атмосферу с отработавшими га­зами около 200 различных компонентов. Самая большая группа соедине­ний - углеводороды. Эффект падения концентраций атмосферных загряз­нений, то есть приближение к нормальному состоянию, связан не только с разбавлением выхлопных газов воздухом, но и со способностью само­очищения атмосферы.

В основе самоочищения лежат различные физические, физико-химические и химические процессы. Выпадение тяжелых взвешенных частиц (седиментация) быстро освобождает атмосферу только от грубых частиц. Процессы нейтрализации и связывания газов в атмосфере прохо­дят гораздо медленнее. Значительную роль в этом играет зеленая расти­тельность, поскольку между растениями идет интенсивный газообмен. Скорость газообмена между растительным миром в 25...30 раз превышает скорость газообмена между человеком и ОС в расчете на единицу массы активно функционирующих органов. Количество атмосферных осадков оказывает сильное влияние на процесс восстановления. Они растворяют газы, соли, адсорбируют и осаждают на земную поверхность пылевидные частицы.

При сгорании 1л этилированного бензина выделяется от 200 до 500 мг свинца. Этот высокоактивный, находящийся в состоянии рассе­яния, свинец обогащает почву вдоль дорог. Из почвы и частично из воз­духа он попадает в растения. Есть сведения о том, что при содержании 0,1 г свинца в 1 кг сена он может явиться причиной гибели крупного рога­того скота. Человек, представляющий одно из последних звеньев пищевой цепи, испытывает на себе наибольшую опасность нейротоксического дей­ствия тяжелых металлов. До тех пор, пока тяжелые металлы прочно свя­занны с составными частями почвы и труднодоступны, их отрицательное влияние на почву и окружающую среду будет незначительным. Однако, если почвенные условия позволяют перейти тяжелым металлам в почвен­ный раствор, появляется прямая опасность загрязнения почв, возникает вероятность проникновения их в растения, а так же в организм человека и животных, потребляющих эти растения. Кроме того, тяжелые металлы могут быть загрязнителями растений и водоемов в результате использова­ния сточных ила вод. Опасность загрязнения г:очв и растений зависит: от вида растений; форм химических соединений в почве; присутствия элементов противодействующих влиянию тяжелых металлов и веществ, образующих с ними комплексные соединения от процессов адсорбции и десорбции; количества доступных форм этих металлов в почве и поч­венно-климатических условий. Следовательно, отрицательное влияние тяжелых металлов зависит, по существу, от их подвижности, т.е. раство­римости.

К настоящему времени накопилось много данных, что загрязнение атмосферы в городах отрицательно влияет на здоровье людей. Взвешен­ные в воздухе частицы сильно задерживают ультрафиолетовую часть сол­нечных лучей. Потери ультрафиолетовых лучей могут значительно пре­вышать 50 %, что становится причиной заболеваний рахитом и авитами­нозов. Наиболее чувствительны к загрязнению воздуха дети. В районах с неблагоприятной воздушной средой у школьников возрастает число хронических заболеваний дыхательной системы, острых респираторных болезней, хронических пневмоний и др.

В настоящее время в большинстве автомобилей применяют различ­ные способы уменьшения концентрации токсичных компонентов перед выбросом отработавших газов из камеры сгорания. С этой целью изменя­ют конструкцию и регулировку двигателей, что позволяет создать усло­вия, необходимые для полного сгорания смеси в широком диапазоне ре­жимов работы двигателя. Это достигается совершенствованием процессов смесеобразования в системе питания и камере сгорания.

При решении проблемы, связанной с определением объемов выбро­сов автотранспорта на примере г. Усть-Илимска, нами использованы ме­тодика расчетов определения количества антропогенных загрязнений, попадающих в окружающую среду [4].

Результаты расчетов объемов выбросов приведены в табл. 1-4.

Данные учетной таблицы составлены на основе опосредованных по­казателей, полученных по наблюдениям с ноября 2011 года по март 2012 года.

Таблица I

Учетная таблица

Таблица 2

Расход топлива

Таблица 3

Объем выбросов Количество вредных веществ, л.

Таблица 4

Обобщающие показатели выбросов

Исходя из всех вышепоказанных вычислений, появляется идея, спо­собная дать то, чего мы и добиваемся, а именно - уменьшения загрязне­ния окружающей среды. В настоящее время в условиях, сложившейся в г. Усть-Илимске эколого-социально-экономической ситуации, переход автотранспорта на дизельное топливо, по нашему мнению, является наиболее оптимальным вариантом. При этом дизельное топливо оказыва­ется менее токсичным, нежели бензин. Пока большинство жителей в нашем городе не может позволить себе дорогие машины, оснащенные фильтрами и другим оборудованием. В Усть-Илимске, да и не только в нем, доминируют советские машины, именно поэтому дизельное топли­во в данный момент самое хорошее решение нашей проблемы.

Литература

1.    Алексеев С.В., Груздева Н.В., Муравьев А.Г., Гущина Э.В. Практикум по экологии ; учеб. пособие / под ред. С.В. Алексеева. - М.: АО МДС, 1996.

2.    Бейкер Б.Г. Контроль состава выхлопных газов ДВС. Химия окружающей среды. - М., 1992,

3.    Губарева Л.И. Экология человека : практикум для вузов. - М.: ВЛАДОС, 2005.

4.    Гудериан Р. Загрязнение воздушной среды. - М., 1989.

Магомедов М. М. Влияние выбросов автотранспорта на окружающую среду

(на примере города Усть-Илимска) / М. М. Магомедов, Р. Гурбанов  // Усть-Илимск: вчера, сегодня, завтра: материалы I региональной научно-практической конференции / ФГБОУ ВПО «Братский государственный университет. – Братск: Изд-во Братского гос. ун-та, 2012. - С. 184-188.