Очистка газовых выбросов от автотранспорта

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«БЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ им. В.Г. ШУХОВА»

 

Кафедра «Промышленной экологии»

Курсовая работа

по дисциплине: «Инженерные методы защиты атмосферы»

на тему: «Очистка газовых выбросов от автотранспорта»

 

 

 

 

Разработал:

студент гр. ТБ-33

Эзимама К.Ч.

Проверил

к.т.н., доцент

Токач Ю.Е.

 

 

 

 

 

 

 

 

Белгород 2015г.

 

Содержание

1.	Введение.	3
2.	Газовые выбросы от автотранспорта
	2.1.    Выхлопные газы от автотранспорта. Влияние выхлопных газов на здоровья человека и окружающей среды. Очистка окружающей среды от выхлопных газов.	4 8   18
3.	Заключение.	23
4.	Список литературы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

 

С каждым днем экологическая обстановка на улицах городов становиться все более опасной. Причиной этого стал стремительный рост инфраструктуры и увеличение количества различного рода  техники на дорогах, в небе и на воде.

Невозможно отрицать тот факт, что самыми главными врагами экологии и здоровья людей становятся выхлопные газы многих типов автомобилей. Автомобили относятся к мобильным источникам загрязнения окружающей среды. При работе двигателей таких мобильных источников происходит сжигание топлива и выброс в атмосферу смеси газов, что ведет к загрязнению воздуха. Именно эти выхлопные газы являются причиной загрязнения воздуха во многих городах.  

Выхлопы автомобильного транспорта составляют около 90% от всего объема загрязнителей воздуха. А ведь по статистике каждый третий россиянин имеет транспортное средство на бензиновом двигателе. Уже стал привычным сизый смог, висящий над каждым большим городом [3].

Нельзя не отметить, что мобильные источники загрязнения воздуха производят ряд вредных токсичных веществ и парниковых газов. Эти вещества могут провоцировать развитие опасных заболеваний у человек и пагубно влиять на состояние окружающей среды. Парниковые газы способны удерживать тепло в атмосфере Земли, что способствует глобальному изменению климата.  

Из вышесказанного можно сделать вывод о том, что проблема газовых выбросов от автотранспорта и очистка окружающей среды от них является актуальной и требующей детального изучения.

 

 

 

 

 

2. Газовые выбросы от автотранспорта.

1. Выхлопные газы от автотранспорта.

В городах с каждым годом в геометрической прогрессии увеличивается количество автотранспорта, а значит, количество загрязняющих воздух веществ. Необходимо отметить, что автомобильный транспорт служит средством связи между местом проживания и местом работы, магазинами, местами развлечения и отдыха. Поселения и хозяйства вызывают необходимость развития транспорта, а новые пути сообщения и техническое совершенствование транспорта в свою очередь способствует развитию поселений и хозяйств. Высокие скорости, обеспечиваемые автомобилем, и развитая дорожная сеть придали современному человеку большую мобильность. Развитие транспорта и поддержание транспортной инфраструктуры увеличивают нагрузку на окружающую среду[1]. Небезызвестно, что одно из главных вредных последствий этого - увеличение концентрации выхлопных газов в воздухе [6]. Выхлопные газы - это отработавшее в двигателе рабочее тело. Они являются продуктами окисления и неполного сгорания углеводородного топлива [2].  В своем составе они содержат около 300 веществ, большинство из которых токсичны. Это, в основном, углекислый газ СО2, угарный газ СО, недоокисленные продукты сгорания бензина. При работе двигателя на этилированном бензине в составе выхлопных газов присутствует свинец, а у двигателей, работающих на дизельном топливе - сажа.

Негативное влияние выхлопных газов на человека обусловлено их вредным составом. В таблице ниже приведен не полный состав автомобильных выхлопных газов [1]:

 

	Бензиновые двигатели	Дизельные двигатели	Примечание
N2, об.%	74-77	76-78	Нетоксично
О2, об.%	0,3-8,0	2,0-18,0	Нетоксично
Н2О (пары), об.%	3,0-5,5	0,5-4,0	Нетоксично
СО2, об.%	0,0-16,0	1,0-10,0	Нетоксично
Оксиды азота, об.%	0,0-0,8	0,0002-0,5	Токсично
Углеводороды, об.%	0,2-3,0	0,09-0,5	Токсично
Альдегиды, об.%	0,0-0,2	0,001-0,009	Токсично
Сажа, г/м3	0,0-0,04	0,01-1,10	Канцерогены
Бензпирен-3,4, г/м3	10-20*10-6	10*10-6	Канцерогены

 

Для более детального изучения выхлопных газов требуется рассмотрение каждого вещества, входящего  в их состав.

Угарный газ (СО) - один из наиболее распространенных отравляющих газов в природе. Это самый коварный отравляющий газ, так как при нормальных условиях он легче воздуха и без вкуса и запаха.  Горюч. Так называемый «запах угарного газа» на самом деле представляет собой запах органических примесей. В выхлопе бензинового автомобиля допускается до 1,5-3 % содержания данного вещества. По классификации ООН оксид углерода(II) относится к классу опасности 2,3, вторичная опасность по классификации ООН: 2,1.

Углекислый газ (СО2) - бесцветный газ (в нормальных условиях), без запаха, со слегка кисловатым вкусом. Нетоксичен, но по воздействию его повышенных концентраций в воздухе на воздуходышащие живые организмы его относят к удушающим газам. [4].

Наибольшую опасность представляют оксиды азота, примерно в 10 раз более опасные, чем угарный газ [2]. Оксиды азота – это неорганические бинарные соединения азота с кислородом. Особое внимание надо обратить на диоксид азота (NO2) - газ, красно-бурого цвета, с характерным острым запахом, затуманивает прозрачность воздуха. Высокотоксичен. Даже в небольших концентрациях он раздражает дыхательные пути, в больших концентрациях вызывает отёк лёгких.

Углеводороды (СН) - органические соединения, состоящие исключительно из атомов углерода и водорода. Углеводороды представляют собой самую многочисленную группу токсичных веществ в отработавших газах. Обнаружены представители всех классов углеводородов: парафины, нафтены, олефины, диолефины и ароматические углеводороды. По токсическим свойствам углеводороды очень различны. Однако до сего времени вопрос о токсичности углеводородов недостаточно изучен и нормирование их содеражния в отратавших газах осуществляют суммарно. Отмечено лишь, что непредельные углеводороды окисляются в воздухе в результате фотохимических реакций в присутствии двуокиси азота, образуя ядовитые кислородсодержащие соединения. Такие вещества активно участвуют в образовании стойких ядовитых туманов в виде дымки, висящей над городом с интенсивным автомобильным движением [3].   Таким образом, воздействие бензинов на окружающую среду связано с токсичностью углеводородов и неуглеводородных примесей, как в жидком, так и в парообразном состоянии.

Формальдегид - бесцветный газ с резким запахом, хорошо растворимый в воде, спиртах и полярных растворителях. Ирритант, токсичен. Одним из источников формальдегида, наряду с панелями МДФ, лакокрасочными материалами, пластмасс и ДСП, является бензиновый транспорт.

Пыль - мелкие твёрдые частицы органического или минерального происхождения. К пыли относят частицы среднего диаметра от долей микрона и до максимального — 0,1 мм. Количество пыли в атмосфере оказывает большое влияние на климат. Важно подчеркнуть, что частицы пыли поглощают часть солнечной радиации, а также участвуют в формировании облаков, являясь ядрами конденсации.

Сажа -  аморфный углерод, продукт неполного сгорания или термического разложения углеводородов в неконтролируемых условиях. Дым от дизельных двигателей, состоящий в основном из сажи, считается особенно опасным из-за того, что его частицы обладают канцерогенными свойствами. Принято считать, что сажа так же канцерогенна, как и иные составляющие выхлопных газов, но это не доказано.

Бензпирен или бензапирен — ароматическое соединение, представитель семейства полициклических углеводородов, вещество первого класса опасности. Образуется при сгорании углеводородного жидкого, твёрдого и газообразного топлива (в меньшей степени при сгорании газообразного).

Кроме того, при использовании сернистых бензинов в отходящие газы могут входить оксиды серы, при применении этилированных бензинов – свинец, бром, хлор и их соединения.

Делая вывод из всего вышесказанного, можно отметить, что выхлопные газы от автотранспорта представляют собой набор токсичных и нетоксичных веществ, которые оказывают огромное влияние на здоровье человека и состояние окружающей среды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Влияние выхлопных газов на здоровья человека и окружающей среды.

Невозможно отрицать тот факт, что загрязнение воздуха, вызванное  дорожным транспортом, является серьёзной угрозой для здоровья человека, состояния флоры и фауны и экологического состояния окружающей среды в целом.

Жизнь в большом городе, несмотря на всю ее комфортность, отравляет человеческий организм в прямом смысле этого слова. Если мы говорим о здоровье человека, то в зоне повышенного риска находятся, во-первых, водители такси, автобусов и люди, проводящие в дороге много времени. Во-вторых, это дети и пожилые люди, иммунная система которых не всегда готова справиться с такого рода «газовой» атакой. В-третьих, неблагоприятная экологическая обстановка, вызванная наличием большого количества выхлопных газов в атмосфере, сильно влияет на жизнедеятельность и количественный состав представителей флоры и фауны.

А. Поздняков в своей статье для «Новых Известий» говорит о том, что люди страдают от автомобильных выхлопов больше, чем от ДТП. Продукты переработки автомобильного топлива становятся причиной смерти европейцев в пять раз чаще, чем дорожно-транспортные происшествия. Такие данные привели медики испанского исследовательского центра «Риск». Они подсчитали, что ежегодно от заболеваний, связанных с выхлопными газами, в Европе умирают 225 тыс. человек. В России подобной статистики не ведется. Но экологи и медики сходятся во мнении: в России жертв выхлопных газов как минимум в 2 раза больше. [7].

В России эта проблема актуальна как нигде в мире. В России автомобильный транспорт стал одним из главных загрязнителей атмосферы. Его вредные выбросы во многих городах в 4-5 раз превышают загрязнение воздуха промышленными предприятиями и доходит до 70% от суммы загрязнений, а в Москве - даже до 90%. Справедливо заметить, что в настоящее время проблема атмосферных загрязнений от автотранспорта имеет огромное значение для всех городов России [3]. Отмечается устойчивая тенденция роста численности автотранспортных средств, находящихся в личном пользовании. Средний возраст остается значительным, 10% парка эксплуатируется свыше 13 лет, полностью изношены и подлежат списанию. Такая эксплуатация приводит к непроизводственному расходу топлива и увеличению выброса в атмосферу загрязняющих веществ. К тому же доля автомобилей, использующих газовое топливо, не превышает 2%. Удельный вес грузовых автомобилей с дизелями составляет 28% их общего количества. Для автобусного  парка России доля автобусов, работающих на дизельном топливе, равна примерно 13%. 

  Если начинать рассматривать  влияние выхлопных газов на  здоровье человека, то необходимо  детально рассмотреть влияние  каждого газа и соединения, входящие  в состав отработанных газов  от автотранспорта.

В городах угарный газ попадает в атмосферный воздух в составе выхлопных газов из двигателей внутреннего сгорания. Попадая в организм человека, угарный газ активно связывается с гемоглобином, образуя карбоксигемоглобин, и блокирует передачу кислорода тканевым клеткам, что приводит к гипоксии гемического типа. Угарный газ также включается в окислительные реакции, нарушая биохимическое равновесие в тканях. Все это приводит к отравлению организма угарным газом. Это  острое патологическое состояние, развивающееся в результате попадания угарного газа в организм человека, является опасным для жизни и здоровья, и без квалифицированной медицинской помощи может привести к летальному исходу. В группу риска входят люди, находящиеся в гаражах при плохой вентиляции, в других непроветриваемых или слабо проветриваемых помещениях, туннелях, так как в выхлопе автомобиля содержится до 1—3 % СО по нормативам и свыше 10 % при плохой регулировке карбюраторного мотора. Так же при длительном нахождении на оживленной дороге или рядом с ней можно получить отравление. На крупных автострадах средняя концентрация СО превышает порог отравления.