Анализ загрязнения атмосферного воздуха выхлопами автомобильного транспорта

 

Целью данной работы является изучение и анализ загрязнения атмосферного воздуха выхлопами автомобильного транспорта.

Автомобильный транспорт занимает ведущее место в загрязнении окружающей среды. На его долю приходится около 90 % общего объема вредных веществ, поступающих в атмосферу от всех видов транспорта.

В атмосферный воздух городов от автомобильного транспорта поступают тысячи тонн загрязняющих веществ, около 200 наименований, большинство которых токсичны. Основная доля вредных автомобильных выбросов приходится на оксиды углерода и азота, углеводороды.

Загрязнение воздуха автомобилем происходит посредствам выхлопных газов (отходящих газов) — это отработавшее в двигателе рабочее тело. Они являются продуктами окисления и неполного сгорания углеводородного топлива. Выбросы выхлопных газов — основная причина превышения допустимых концентраций токсичных веществ и канцерогенов в атмосфере крупных городов, образования смогов.

Количество выделяемых в атмосферу автомобилями загрязняющих веществ определяется массовым выбросом газов и составом отходящих газов. Степень загрязнения вдоль автомобильных дорог оценивается по комплексу показателей. Преимущественно - это интенсивность движения автотранспорта на дорогах. Загрязнение воздуха и почв начинается при превышении критической загрузки дорог транспортными средствами, что составляет более 700-800 автомобилей в сутки.

 

 

Автомобильные выхлопные газы — смесь примерно 200 веществ. В них содержатся углеводороды — не сгоревшие или не полностью сгоревшие компоненты топлива, доля которых резко возрастает, если двигатель работает на малых оборотах или в момент увеличения скорости на старте, т. е. во время заторов и у красного сигнала светофора. Именно в этот момент, когда нажимают на акселератор, выделяется больше всего несгоревших частиц: примерно в 10 раз больше, чем при работе двигателя в нормальном режиме. В выхлопных газах двигателя, работающего на нормальном бензине и при нормальном режиме, содержится в среднем 2,7% оксида углерода. При снижении скорости эта доля увеличивается до 3,9%, а на малом ходу—до 6,9%.

 

Состав автомобильных выхлопных газов

Бензиновые двигатели Дизели

N2, об.% 74—77 76—78

O2, об.% 0,3—8,0 2,0—18,0

H2О (пары), об.% 3,0—5,5 0,5—4,0

CO2, об.% 0,0—16,0 1,0—10,0

CO, об.%

0,1—5,0 0,01—0,5

Оксиды азота, об.%

0,0—0,8 0,0002—0,5

Углеводороды, об.%

0,2—3,0 0,09—0,5

Альдегиды, об.%

0,0—0,2 0,001—0,009

Сажа, г/м3

0,0—0,04 0,01—1,10

Бензпирен-3,4, г/м3

10—20•10−6 10×10−6

 

Монооксид углерода, углекислый газ и большинство других газовых выделений двигателей тяжелее воздуха, поэтому все они скапливаются у земли. Оксид углерода соединяется с гемоглобином крови и мешает ему нести кислород в ткани организма. В выхлопных газах содержатся также альдегиды, обладающие резким запахом и раздражающим действием. К ним относятся акролеины и формальдегид; последний обладает особенно сильным действием. В автомобильных выбросах содержатся также оксиды азота. Двуокись азота играет большую роль в образовании продуктов превращения углеводородов в атмосферном воздухе. В выхлопных газах присутствуют неразложившиеся углеводороды топлива. Среди них особое место занимают непредельные углеводороды этиленового ряда, в частности, гексен и пентен. Из-за неполного сгорания топлива в двигателе автомашины часть углеводородов превращается в сажу, содержащую смолистые вещества. Особенно много сажи и смол образуется при технической неисправности мотора и в моменты, когда водитель, форсируя работу двигателя, уменьшает соотношение воздуха и горючего, стремясь получить так называемую «богатую смесь». В этих случаях за машиной тянется видимый хвост дыма, который содержит полициклические углеводороды.

 

 

Загрязненный отработавшими газами воздух угнетает и уничтожает растительность. В США связанные с этим убытки оцениваются в 500 млн. долларов в год. Характерно, что в Лос-Анджелесе уничтоженные отработавшими газами зеленые насаждения заменяются пластмассовыми муляжами. За последние 10 лет зеленая зона Токио сократилась на 12%. Не менее разителен вред, наносимый отработавшими газами зданиям и сооружениям: металлические кровли в городах служат в 3 раза меньше, чем в деревнях. Античная конная статуя римского императора Марка Аврелия, которая более четырех веков украшала знаменитую площадь на Капитолийском холме, построенную по проекту Микеланджело, «переехала» в реставрационные мастерские в 1981 г. Дело в том, что эта статуя работы неизвестного мастера, возраст которой составляет почти 1800 лет, «тяжело больна». Высокий уровень загрязнения атмосферы, выхлопные газы автомобилей, а также палящие лучи солнца, и дожди нанесли огромный ущерб бронзовой статуе императора. Римляне и многочисленные туристы, возможно, смогут любоваться только копией статуи.

Для снижения материального ущерба металлы, чувствительные к автомобильным выбросам, заменяют на алюминий; а на сооружения наносят специальные газоустойчивые растворы и краски. Многие ученые видят в развитии автотранспорта и во всё большем загрязнении воздуха крупных городов автомобильными газами главную причину увеличения заболевания легких. Столица Испании Мадрид находится в числе городов мира с самым опасным загрязнением атмосферы. Загрязнение воздуха выхлопными газами автотранспорта непрерывно увеличивается. В ряде районов оно достигло предельного уровня и стало опасным для жизни. Наиболее загрязненными городами Италии являются Милан, Венеция, Рим, Неаполь и Триест. По мнению специалистов, главный источник загрязнения — автомобили. Отравление воздуха выхлопными газами автомобилей в австрийских городах принимает угрожающие масштабы. В Вене за год в атмосферу выбрасывается 200 т свинца. Из опубликованного доклада ученых следует, что высокая степень загрязнения воздуха отмечается даже в тех районах Вены, где автомобилей относительно немного. Медицинский анализ показал, что содержание свинца в крови жителей австрийской столицы уже превышает установленные нормы.

 

 

Европа настолько обеспокоена автомобильным загрязнением, что готова хотя бы иногда обходиться без машин. Хотя дышится там куда свободнее, чем в российских городах. Ежегодно в конце сентября в Старом Свете устраивается акция под девизом "Центр города без моего автомобиля". Особенно активно она проходит во Франции - здесь 68 городов поддерживают инициативу экологов. В этот день большинство горожан добиралось до нужных мест на общественном транспорте, электромобилях, велосипедах, роликовых коньках, пешком. Благодаря этому мероприятию общее загрязнение воздуха во Франции в эти дни снизилось на 20 – 30%.

А в Италии каждые четыре недели в 145 крупных городах проводится "воскресенье без машин". И загрязнение воздуха в эти дни снижается на 30%.

Евросоюз разработал программу ALTER ("Альтернативное движение в городах"). Главная задача - максимально ужесточить нормы содержания CO в выхлопных газах. Сейчас в ALTER участвуют такие мегаполисы, как Афины, Барселона, Лиссабон, Стокгольм.

Если европейские города могут относительно спокойно обойтись несколько дней без автомобилей, то в США это невозможно. Жители штатов относятся к той категории людей, которые себя без машины не мыслят. Поэтому там шире используются законодательные меры.

 

 

Такие альтернативные виды топлива, как сжиженный нефтяной газ, природный газ, этанол, метанол и метан, обладают большей летучестью, чем обычное топливо, и меньше загрязняют воздух, однако природный и нефтяной газ ограничивают дальность передвижения от 50 до 160 км, что делает их наиболее удобными для использования в городах. Метан, метанол и этанол, с другой стороны, получают из возобновляемых ресурсов - дров, отбросов органических материалов, что делает их удобным дополнением к существующему топливу.

Два других источника энергии - батареи и топливные клетки - также пользуются значительным вниманием. В обоих случаях проблема в том, что хотя машины становятся экологически чистыми, развиваемая мощность и соответственно скорость и дальность их передвижения ограничены. Батареи способны снабжать достаточной мощностью, но размер батарей ограничен, что делает их полезными только для коротких поездок по городу, где они используются в настоящее время. Топливные клетки, с другой стороны, обеспечивают большую дальность, но их мощность недостаточна для развития удовлетворительной скорости. Изготовление, как топливных клеток, так и батарей требует энергии и дорогостоящих материалов, вследствие чего усовершенствованные автомобили, использующие указанные источники энергии в отдельности или совместно, возможны, однако, их высокая стоимость в настоящее время исключает возможность использования. Кроме того, массовый переход к батарейным машинам потребует расширения электростанций с их выбросами. Впрочем, можно доказать, что выбросы таких одиночных больших источников, как силовая станция, контролировать легче, чем множества меньших.

 

 

Загрязнение воздуха представляет серьезную угрозу здоровью населения, способствует снижению качества жизни. Воздействие токсичных веществ, загрязняющих воздух, вызывает такие заболевания как:

• рак,

• лейкемия,

• астма,

• эндокринные заболевания,

• респираторные заболевания,

• различные виды аллергии,

• сердечно-сосудистые заболевания,

• болезни печени,

• болезни желчного пузыря,

• болезни органов чувств.

Какой же выход из создавшегося положения? Естественно, цивилизацию не заставишь отказаться от автомобилей, самолетов и ракет. Основные меры по снижению вредного воздействия автомобильного транспорта на атмосферный воздух следующие:

• перевод автомобилей на альтернативное топливо,

• улучшение качества дорожного покрытия,

• строительство подземных пешеходных переходов,

Также следует контролировать и регулировать токсичность и дымность отработавших газов при выезде автомобилей из автопредприятий, при техническом осмотре и на автодорогах.

 

 

1. http://www.e-ng.ru

2. http://ru.wikipedia.org

3. http://nsportal.ru

4. http://www.protown.ru

5. http://www.coolreferat.com