Опасность выбросов карбюраторных и дизельных ДВС. Сравнение. Количественные оценки выбросов. Количественные оценки истощения ресурсов

Введение

 

  Транспортно-дорожный  комплекс  является  мощным  источником  загрязнения природной среды.  Из 35 млн.т вредных  выбросов  89%  приходится  на  выбросы  автомобильного транспорта  и   предприятий  дорожно-строительного   комплекса.

Существенна роль транспорта  в загрязнении водных  объектов.  Кроме того, транспорт является одним из основных источников  шума  в городах и вносит значительный вклад в тепловое загрязнение окружающей среды.

  Выбросы от автомобильного  транспорта в России составляют около 22 млн.т в год. Отработанные газы двигателей внутреннего сгорания  содержат  более 200 наименований   вредных веществ,  в   т.ч.   канцерогенных.   Нефтепродукты, продукты износа шин и тормозных колодок, сыпучие и пылящие грузы,  хлориды, используемые в  качестве  антиобледенителей  дорожных  покрытий,  загрязняют придорожные полосы и водные объекты.

  Трудно представить  себе сегодня человеческую цивилизацию  без  автомобиля.

В развитых странах он стал не только основным транспортным средством,  но  и частью  быта.  Естественное  стремление  человека  к свободе передвижения, усложнение функций в производственной деятельности и сфере услуг,  наконец, сама  жизнь в больших городах,   городских   агломерациях   -   все   это обуславливает рост числа легковых автомобилей индивидуального пользования  и увеличение объема грузовых  перевозок.  Уровень  автомобилизации  уже  давно стал одним из основных показателей экономического развития страны,  качества жизни населения. При этом  в  понятие  «автомобилизация»  включают  комплекс технических средств, обеспечивающих движение: автомобиль и дорогу.

 

  Однако достижения  научно-технического прогресса приносят  людям не  только пользу, но  и вред. «За все надо платить», - говорит древняя мудрость.  Плата  за  автомобиль  -  наше  здоровье,  наша  жизнь.  Это  вероятность  дорожно-транспортных происшествий, несчастных случаев.  Это  неизбежность  вреда  от загрязнения окружающей среды  выбросами  отработавших  газов,  транспортного шума, иных физических воздействий. От них приходится  страдать  всем  людям, даже тем, кто никогда не пользуется автомобилем. И не только  людям  -  всей природе. Создает эти вредные воздействия на  среду,  конечно  не  дорога,  а автомобиль.  Дорога   защищает   среду   от   автомобиля.   Долг   инженера-проектировщика,  строителя,  эксплуатационника  в  том,  чтобы  сделать  эту защиту эффективнее и дешевле.

Цель работы- раскрыть теоретический вопрос по данной тематике.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи, т.е. изучены вопросы:

1.Опасность выбросов карбюраторных и дизельных  ДВС. Сравнение. 2.Количественные  оценки выбросов.

3.Количественные оценки истощения ресурсов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Опасность выбросов карбюраторных и дизельных ДВС. Сравнение. Количественные  оценки выбросов. Количественные оценки истощения ресурсов.

1.1. Выбросов карбюраторных и дизельных  ДВС. Сравнение.

Основными источниками  антропогенного загрязнения атмосферы  химическими веществами, поступающие  в воздух в газообразном, жидком или твердом состоянии, являются промышленность и транспорт.

В последнее десятилетие  поступление загрязняющих веществ  от отдельных отраслей производства и транспорта распределилось в порядке, приведенном в таблице №1.

Таблица №1

Оценка участия отраслей производства и транспорта в загрязнении атмосферы Земли

Отрасли производства	Доля загрязнения  в %
Металлургия черная и  цветная	35
Теплоэлектростанции	27
Нефтедобывающая и химическая промышленность	17
Автомобильный транспорт	13
Остальные отрасли	8

Однако по отдельным  регионам это распределение отличается от приведенного в таблице №2 и зависит в первую очередь от состава и степени концентрации в них промышленности и транспорта.

В России основное загрязнение  атмосферы создают пять отраслей промышленности, автотранспорт и  энергетика. Их относительное участие в загрязнение атмосферы распределяется следующим образом: теплоэнергетика - 27,0 %; металлургия (черная, цветная) - 25,8 %; нефтедобыча и нефтехимия 15,5 "/о, автотранспорт -13,3%; предприятия стройматериалов -8,1 %; химическая промышленность -1,3%.

Роль пыли в атмосферном  воздухе неоднозначна. Частицы пыли, являясь ядрами конденсации при  образовании облаков и туманов, выполняют важную положительную  роль в круговороте воды и других веществ в окружающей нас природе. Без частиц пыли не было бы ни облаков, ни туманов. С увеличением запыленности атмосферы, особенно за счет аэрозолей искусственного происхождения, очевидны и негативные последствия. Снижение солнечной энергии, проникающей через увеличившуюся облачность, отрицательно влияет на климат планеты, а повышение концентрации активных соединений - на флору и фауну, а также на здоровье человека.

Не исключено, что при  сохранении темпов загрязнения атмосферы  продуктами деятельности человека ситуация в ближайшие годы существенно  ухудшится и к 2000 году концентрация пыли увеличится до уровня, оказывающего постоянное негативное воздействие на климат планеты.

В результате хозяйственной  деятельности человека в атмосфере  появляются большое количество загрязняющих веществ. Взаимодействие атмосферного воздуха с водой и почвой приводит к качественным и количественным изменениям всей биосферы в целом, усиливая и ускоряя нежелательные изменения состава и структуры атмосферного воздуха, климата Земли. Наиболее сильные изменения климата и качества атмосферного воздуха наблюдается в крупных городах. Если кислород в атмосферном воздухе будет очень сильно загрязнён всевозможными веществами, то постепенно у всего живого на Земле будет сокращаться срок жизни, пока не уменьшится до истребления всех и всего.

Стремительное развитие всех отраслей промышленности, энергетики, транспорта, увеличение численности  населения и урбанизация, химизация  всех сфер деятельности человека привели  к определённым изменениям окружающей природной среды, в том числе  неблагоприятным, заключающимся главным образом в загрязнении биосферы. Воздействие вредных веществ антропогенного происхождения на природную среду, а так же отклик среды на эти воздействия становятся глобальными всеобъемлющими. Поэтому вопросы наблюдений, охраны и контроля природной среды в условиях научно-технической революции являются составной и неотъемлемой частью социального развития общества.

В нашей стране хорошо осознаётся опасность возможных  негативных последствий воздействия  человека на природу (хотя мы и не разделяем мнения о неизбежности наступления экологического кризиса) и принимаются действенные меры по регулированию взаимодействия человека с окружающей его средой. Конечно, решение этой проблемы заключается не в ограничении развития человеческого общества, а в оптимизации его отношений с природой, в разумном преобразовании природы, рациональном использовании её ресурсов в интересах нынешнего и будущих поколений.

К мобильным источникам относятся автомобили и транспортные механизмы, передвигающиеся по земле, по воде и по воздуху. В больших городах к числу основных источников загрязнения атмосферного воздуха относится автотранспорт. Отходящие газы двигателей содержат сложную смесь, их более чем двухсот компонентов, среди которых немало канцерогенов. Наземные транспортные средства - это механизмы, передвигающиеся по шоссейным и железным дорогам, а также строительное, сельскохозяйственное и военное оборудование. В соответствии с различиями в количествах и видах выбрасываемых загрязняющих веществ целесообразно рассматривать в отдельности двигатели внутреннего сгорания (особенно двух- и четырехтактные) и дизели и, аналогичным образом, паровые и дизельные локомотивы. В таблице №2 указаны выбросы от мобильных источников.

Таблица №2

Основные виды выбросов загрязняющих веществ от мобильных источников

ТИП ДВИГАТЕЛЯ	ТОПЛИВО	ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ЗАГРЯЗНЕНИЙ	ПРИМЕРЫ
Четырехтактный двигатель  внутреннего сгорания	Бензин	Углеводороды, оксид углерода, оксиды азота	Автомобили, автобусы, самолеты, мотоциклы
Двухтактный двигатель  внутреннего сгорания	Бензин (с добавлением  масла)	Углеводороды, оксид углерода, оксид азота, твердые вещества	Мотоциклы вспомогательные  моторы
Дизель	Лигроин	Оксиды азота, твердые  вещества	Автобусы, трактора, машины, поезда
Газовая турбина	Бензин	Оксиды азота, твердые вещества	Самолеты, корабли, поезда
Паровой котел	Уголь, нефть	Оксиды азота, диоксид  серы, твердые вещества	Корабли, паровозы

Вредные вещества при  эксплуатации подвижных транспортных средств поступают в воздух с  отработавшими газами, испарениями из топливных систем и при заправке, а так же с картерными газами. На выбросы оксида углерода значительное влияние оказывает рельеф дороги и режим движения автомашины. Так, например, при ускорении и торможении в отработавших газах увеличивается содержание оксида углерода почти в 8 раз. Минимальное количество оксида углерода выделяется при равномерной скорости автомобиля 60 км/ч.

В таблице №3 приведены значения концентрации основных примесей карбюраторного двигателя при различных режимах его работы.

Таблица №3

Концентрация веществ  в зависимости от режима работы карбюраторного двигателя

Режим работы двигателя	Оксид углерода, % по объёму	Углеводороды, мг/л	Оксиды азота, мг/л
Холостой ход	4-12	2-6	—
Принудительный холостой ход	2-4	8-12	—
Средние нагрузки	0-1	0,8-1,5	2,5-4,0
Полные нагрузки	2	0,7-0,8	4-8

Выбросы оксидов азота  максимальны при отношении воздух - топливо 16:1. Таким образом, значения выбросов вредных веществ в отработавших газах автотранспорта зависят от целого ряда факторов: отношения в  смеси воздуха и топлива, режимов движения автотранспорта, рельефа и качества дорог, технического состояния автотранспорта и др. Состав и объёмы выбросов зависят также от типа двигателя. В таблице №4 показаны выбросы ряда вредных веществ карбюраторного и дизельного двигателей.

Таблица №4

Выбросы (% по объёму) веществ  при работе дизельных и карбюраторных  двигателей

ВЕЩЕСТВО	ДВИГАТЕЛЬ
	Карбюраторный	Дизельный
Оксид углерода	0,5-12,0	0,01-0,5
Оксид азота	0,005-0,8	0,002-0,5
Углеводороды	0,2-0,3	0,009-0,5
Бенз(а)пирен	До 20 мкг/м3	До 10 мкг/м3

Как видно из данных таблицы  №4, выбросы основных загрязняющих веществ значительно ниже в дизельных двигателях. Поэтому принято считать их более экологически чистыми. Однако дизельные двигатели отличаются повышенными выбросами сажи, образующейся вследствие перегрузки топлива. Сажа насыщена канцерогенными углеводородами и микроэлементами; их выбросы в атмосферу недопустимы.

В связи с тем, что  отработавшие газы автомобилей поступают  в нижний слой атмосферы, а процесс  их рассеяния значительно отличается от процесса рассеяния высоких стационарных источников, вредные вещества находятся практически в зоне дыхания человека. Поэтому автомобильный транспорт следует отнести к категории наиболее опасных источников загрязнения атмосферного воздуха вблизи автомагистралей.

В таблице №5 приведены эти величины для автомобильных выбросов

Таблица №5

 Средние удельные  выбросы (коэффициенты выбросов) автотранспорта

ВИД ЗАГРЯЗНЯЮЩЕГО ВЕЩЕСТВА	СРЕДНИЙ УДЕЛЬНЫЙ ВЫБРОС (ПРИ СРЕДНЕЙ СКОРОСТИ ТРАНСПОРТА 31,7 КМ/Ч)
	В час	На километр
Оксид углерода	752 г/ч	23,7 г/км
Несгоревшие углеводороды	29,4 г/ч	0,93 г/км
Оксиды азота	33,2 г/ч	1,05 г/км
Свинец	1,11 г/ч	0,035 г/км
Суммарное количество выхлопных  газов (при 00 С)	28,95 м3/ч	0,914 м3/км
Средний расход топлива	2,75 кг/ч	0,087 кг/км