Определение количества антропогенных загрязнений, попадающих в окружающую среду в результате работы автотранспорта

Владимирский  Государственный Университет

Факультет химии и экологии

Кафедра экологии

 

 

 

 

 

 

Лабораторная работа №2

«Определение количества антропогенных загрязнений, попадающих в окружающую среду в результате работы автотранспорта»

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: ст. гр. ТМДк-212

Мишечкин И.А.  

Принял: Феоктистова И.Д.

 

 

 

 

 

 

 

г.Владимир, 2011

Теория

Автомобильный транспорт относится к основным источникам загрязнения окружающей среды. В крупных городах на долю автотранспорта приходится более половины объема вредных выбросов в атмосферу. В мегаполисах эта величина еще больше: Санкт-Петербург – 71%, Москва – 88 %. Уровни загрязнения воздуха оксидами азота и углерода, углеводородами и другими вредными веществами на большинстве автомагистралей в 5-10 раз превышают предельно допустимые концентрации.

Большинство сортов применяемого ныне бензина содержит в качества антидетонационной присадки тетраэтилсвинец (0,41 – 0,82 г/л). Бензин с такой присадкой называют этилированным. Применение этой присадки позволяет сократить потребление топлива, но загрязняет атмосферу соединениями свинца.

Низкий технический уровень отечественных автомобилей и эксплуатацию, не соответствующую требованиям национальных стандартов, подтвердили результаты операции «Чистый воздух», проведенной в 1997 году. Практически во всех субъектах РФ отмечено, что доля автомобилей, эксплуатируемых с превышением действующих нормативов по токсичности и дымности, в среднем составляет 20 – 25 % и в отдельных регионах страны достигает 40 %.

 

Влияние на человека отработавших газов автомобилей

 

Во многих странах, и в первую очередь индустриально развитых и густонаселенных, нарастает загрязнение поверхности Земли механическими примесями в виде золы, пыли, шлаков. Такое загрязнение особенно велико в районах размещения крупных транспортных узлов.

При сжигании в автотранспортных установках топлива, в воздух выбрасывается с продуктами сгорания и сернистый ангидрид, который, соединяясь с атмосферной влагой, образует сернистую и серную кислоты, попадающие, в конечном счете и в почву, и в воду. Подобные агрессивные вещества оказывают сильное вредное влияние, прежде всего, на растительный мир, угнетая леса на больших территориях. Скапливаясь в воздухе, они угрожают также животному миру и человеку, интенсивно разрушают металлические конструкции, лакокрасочные покрытия, бетонные и каменные сооружения. Большой вред наносится зданиям, мостам, архитектурным памятникам и другим сооружениям.

Доля отработавших газов автомобилей в загрязнении атмосферного воздуха больших городов изменяется в зависимости от времени и пропорциональна интенсивности движения транспортных средств. Минимальная концентрация вредных веществ наблюдается в ночные часы, когда их содержание в воздухе в несколько раз меньше, чем днем. Максимальная концентрация отмечается в часы пик. Атмосфера улиц самоочищается в результате проветривания. При одной и той же интенсивности движения большее загрязнение воздуха отмечается в районах плотно застроенных высокими зданиями, и вдоль дорог с узкой проезжей частью.

В автомобильных двигателях химическая энергия топлива преобразуется в тепловую, а затем в механическую работу. Процесс высвобождения химической энергии реализуется посредством горения, при котором реагенты энергоносителя соединяются с кислородом. В продуктах окислительных реакций содержатся: оксид углерода, оксиды азота, оксиды серы, углеводороды, альдегиды, соединения свинца, бенз(а)пирен, оксиды серы, углеводороды и другие побочные продукты горения.

В транспортном машиностроении в той или иной степени используется ртуть. Заражение среды обитания ртутью представляет большую опасность. Установлено, что ртуть, не только расстраивает здоровье, но и нарушает генетический аппарат, оказывая отрицательное воздействие на последующие поколения.

По воздействию на организм человека компоненты отработавших газов подразделяются на:

Токсичные – оксид углерода, оксиды азота, оксиды серы, углеводороды, альдегиды, соединения свинца;

Канцерогенные – бенз(а)пирен;

Раздражающего действия – оксиды серы, углеводороды.

Влияние перечисленных компонентов отработанных газов на организм человека зависит от их концентрации в атмосфере и продолжительности действия.

Из оксидов азота наибольшую опасность представляет диоксид азота NO_{2. Воздействие оксидов азота на человека приводит к нарушению функций легких и бронхов. Воздействию оксидов азота в большей степени подвержены дети и люди, страдающие сердечно – сосудистыми заболеваниями.}

_{Углеводороды в результате фотохимических реакций с оксидами азота образуют смог. Бенз(а)пирен, попадая в организм человека, постепенно накапливается до критических концентраций и стимулирует образование злокачественных опухолей.}

_{Выбросы SO2 являются причиной выпадения сернокислотных осадков, способствующих закислению почвы, воды и разрушению облицовки зданий. Возрастание концентрации оксида углерода опасно возникновением парникового эффекта, который приводит к возрастанию температуры воздуха у поверхности Земли.}

 

 

 

 

 

 

_{Ход работы}

 

Тип автотранспорта	Всего за 20 мин	За 1 час, Nj	Общий путь за 1 час, Lj, км
Легковые автомобили (бензиновые, дизельные)	38	144	171км
Грузовые автомобили	6	18	27км
Автобусы (бензиновые, дизельные)	23	69	103,5км
Газели	9	27	40,5км

 

_{Количество выбросов вредных веществ, поступающих от автотранспорта в атмосферу, может быть оценено расчетным методом. Исходными данными для расчета количества выбросов являются:}

• число единиц автотранспорта, проезжающего по выделенному участку автотрассы в единицу времени;
• нормы расхода топлива автотранспортом
•                                    Нормы расхода топлива

Тип автотранспорта	Удельный расход топлива Yj (л на 1 км) диз. топливо	Удельный расход топлива Yj (л на 1 км) бензин
Легковые автомобили	0,09 – 0,11	0,11 – 0,13
Автобусы дизельные	0,38 – 0,41
Автобусы бензиновые		0,41 – 0,44
Грузовые автомобили	0,31 – 0,34
Газель		0,15 – 0,17

• Значения эмпирических коэффициентов (К), определяющих выброс вредных веществ от автотранспорта в зависимости от вида горючего, приведены в таблице.
• Коэффициенты выброса

Вид топлива	Значение коэффициента (К)
		Угарный газ	Углеводороды	Диоксид азота
Бензин	0,6	0,1	0,04
Дизельное топливо	0,1	0,03	0,04

• Коэффициент К численно равен количеству вредных выбросов соответствующего компонента при сгорании в двигателе автомашины количества топлива, равного удельному расходу (л/км).
• Обработка результатов и выводы
• Рассчитаем общий путь, пройденный выявленным числом автомобилей каждого типа за 1 час (L, км), по формуле:
• Lj= Nj*L, где
• j – обозначение типа автотранспорта;
• L – длина участка, км;
• Nj – число автомобилей каждого типа за 1 час.
• Рассчитаем количество топлива (Qj, л) разного вида, сжигаемого при этом двигателями автомашин, по формуле:
• Qj = Lj*Yj.
• Определим общее количество сожженного топлива каждого вида и занесите результаты в таблицу:
• Расход топлива

Тип автомобиля	Lj	Qj
			бензин	Дизельное топливо
1. Легковые автомобили (бензиновые, дизельные)	171км	10,26л	2,85л
2. Автобусы дизельные	103,5км	-	25,545л
3. Автобусы бензиновые	103,5км	1,4835л	-
4. Грузовые автомобили	27км	-	5,76л
5. Газель	40,5км	4,32л	-
Всего	Q	16,0635л	34,155л