Onečišćenje zraka od motornih vozila. Istraživanje
Plan
Uvod
Glavni dio
Zaključak
Izvori informacija
Uvod
Cestovni promet jedna je od najvažnijih sastavnica društvenog i gospodarskog razvoja, apsorbira značajnu količinu resursa i ima ozbiljan utjecaj na okoliš. Nagli porast broja vozila na cestama doveo je do značajnog usložnjavanja ekološke situacije, posebno u velikim gradovima.
Priroda je cjeloviti sustav s mnogo uravnoteženih veza.
Kršenje tih veza dovodi do promjena u ciklusima tvari i energije uspostavljenih u prirodi.
Povećani tehnogeni utjecaj cestovnog prometa na prirodni okoliš izazvao je niz ekoloških problema. Najakutniji su oni vezani uz stanje atmosfere, hidrosfere i litosfere. Neke "promjene", poput onečišćenja zraka ili vode, mogu izravno utjecati na zdravlje i funkcioniranje tijela. Drugi su prepuni neizravnih učinaka. Onečišćenje koje ulazi u atmosferu vraća se na Zemlju s oborinama i završava u vodenim tijelima i tlu.
Ovaj rad ispituje ekološke probleme motornog prometa i njegove infrastrukture povezane s negativnim utjecajem na zrak, vodu, tlo i javno zdravlje.
1. Glavni dio
Do kraja 20. stoljeća u Ruskoj Federaciji stvoren je moderan prometni kompleks koji općenito uspješno funkcionira, osiguravajući njenu teritorijalnu cjelovitost i nacionalnu sigurnost. Cestovni promet igra ključnu ulogu u njegovom razvoju: prema Ministarstvu prometa Ruske Federacije, doprinos cestovnog prometa prijevozu robe je 75-77%, putnika (bez osobnih automobila) - 53-55%. Zašto je očito: cestovni promet ima tako važne prednosti kao što su mobilnost, mogućnost dostave tereta i putnika "od vrata do vrata" i "upravo na vrijeme".
No, uz dobrobiti koje razvijen motorni prometni kompleks pruža društvu, njegov napredak je, nažalost, popraćen negativnim utjecajem na okoliš i ljude. Stoga znanstvenici i stručnjaci diljem svijeta intenzivno traže načine i načine smanjenja negativnih posljedica motorizacije.
Mnogi ruski znanstvenici uključuju sljedeće kao izvore onečišćenja okoliša iz motornog transportnog kompleksa velikog grada: automobile u pokretu; proizvodna i tehnička baza - parkirališta, autotransportna poduzeća, garažno-građevinske zadruge, auto servisi, benzinske postaje, kao i ceste i inženjerske građevine (mostovi, nadvožnjaci), tj. zapravo samo tehnički objekti. Prema znanstvenicima, štetan utjecaj ATK na okoliš leži u njegovoj negativnoj promjeni kao rezultat ispuštanja toksičnih komponenti ispušnih plinova, proizvoda trošenja dijelova, cestovnih površina, otpada iz proizvodnih i operativnih aktivnosti nastalih tijekom kretanja, tijekom utovara procesima u atmosferski zrak, vodu i tlo - istovar, punjenje goriva, pranje, skladištenje, održavanje i popravak vozila. Istodobno, savezni zakon „O zaštiti okoliša“, koji je pripremljen, naravno, ne bez sudjelovanja znanstvenika i stručnjaka, među negativnim utjecajima na okoliš uključuje: emisije onečišćujućih i drugih tvari u zrak; ispuštanja onečišćujućih tvari, drugih tvari i mikroorganizama u površinska i podzemna vodna tijela i odvodna područja; onečišćenje podzemlja i tla; zbrinjavanje otpada iz proizvodnje i potrošnje; povećana buka, utjecaj toplinskih, elektromagnetskih, ionizirajućih i drugih vrsta fizičkih utjecaja. Odnosno, zakon razmatra problem mnogo šire, ali se ne bavi aspektima interakcije nekih elemenata motornog prometnog kompleksa s okolišem.
Prvi od tih elemenata je stalno rastuća automobilska flota: trenutno se u svijetu koristi više od 800 milijuna automobila, u Europi - preko 100 milijuna, u Rusiji - 33,4 milijuna. Od toga, 83-85% su osobni automobili i 15 -17 % - kamioni i autobusi. Godišnja proizvodnja osobnih automobila u svijetu u posljednjih 50 godina porasla je 5,5 puta i, primjerice, 2002. godine iznosila je 60 milijuna jedinica, uključujući 16,9 milijuna u zemljama EU.Istodobno, rast obujma proizvodnje vozila nastavlja . Zbog toga godišnje troše 2,1 milijardu tona goriva i ispuštaju ~700 milijuna tona štetnih tvari u atmosferu, odnosno 1,3 tone godišnje po prosječnom automobilu. Stoga je udio cestovnog prometa u ukupnom onečišćenju zraka u razvijenim zemljama dosegao prosječno 45-50%, u Rusiji - 40, u gradovima - 50-60, u megapolisima - do 85-90%.
Razmotrimo metabolizam "prosječnog" osobnog automobila s karburatorskim motorom s potrošnjom goriva u mješovitom načinu vožnje od 8 litara (6 kg) na 100 km. Uz optimalan rad motora, izgaranje 1 kg benzina prati potrošnja 13,5 kg zraka i emisija 14,5 kg otpadnih tvari. Njihov sastav prikazan je u tablici. 1. Odgovarajuće emisije dizelskog motora nešto su manje. Općenito, do 200 pojedinačnih tvari zabilježeno je u ispušnim plinovima modernog automobila. Ukupna masa onečišćujućih tvari - u prosjeku oko 270 g na 1 kg izgorjelog benzina - daje, u smislu ukupne količine goriva potrošenog osobnim automobilima u svijetu, oko 340 milijuna tona. Sličan izračun za sav cestovni promet (plus kamioni, autobusi) povećat će tu brojku za najmanje do 400 milijuna tona.Također treba imati na umu da u stvarnoj praksi upravljanja vozilima, izlijevanja i curenja goriva i ulja, stvaranje metalne, gumene i asfaltne prašine, a štetni aerosoli vrlo su značajni.
Tablica 1 Sastav ispušnih plinova vozila, % po volumenu
KomponenteMotoriKarburatorDizelN 272-7574-76O 20,3 - 0,81,5-3,6N 2O3-80.8-4SO 210- 14.56-10SO0.5 - 1.30.1 - 0.5NO x 0,1 - 0,80,01 - 0,5C x N g 0,2 - 0,30,02 - 0,5 Aldehidi 0-0,20 - 0,01 Čestice, g/m ³ 0,1 - 0,40,1 - 1,5 Benzopiren, µg/m³ 10-20 do 10
Onečišćivači zraka koje izravno proizvode automobili, poput ugljičnog monoksida, dušikovih oksida, ugljikovodika ili olova, uglavnom se nakupljaju u blizini izvora onečišćenja, tj. duž autocesta, ulica, u tunelima, na raskrižjima itd. Na taj način, lokalnigeoekološki utjecaji prometa.
Neki zagađivači se prenose na velike udaljenosti od mjesta emisije, transformiraju se tijekom procesa transporta i uzrokuju Regionalnigeoekološki utjecaji. Najčešći proces u ovoj kategoriji je acidifikacija – zakiseljavanje okoliša.
Ugljični dioksid i drugi staklenički plinovi šire se atmosferom, uzrokujući globalnogeoekološki utjecaji.
Gotovo 1/4 ukupnog industrijskog potencijala razvijenih zemalja svijeta, gotovo sve industrije, uključeno je u proizvodnju automobila. Stvaranje automobila od 1 tone prati stvaranje 15 do 18 tona krutog i 7-8 tona tekućeg otpada u svim pratećim industrijama.
Cestovni promet jedan je od glavnih izvora buke u gradu, čiji je intenzitet prometa u stalnom porastu. Najviše razine buke od 90-95 dB zabilježene su na glavnim ulicama gradova s prosječnim intenzitetom prometa od 2-3 tisuće ili više prometnih jedinica na sat.
Visoke vrijednosti karakteristika buke autocesta uzrokuju prekoračenje trenutnih sanitarnih standarda za 20-25 dBA (SN 2.2.4/2.1.8.562-96) u područjima uz stambene zgrade koje se nalaze u neposrednoj blizini autocesta.
U stambenim područjima udaljenim od prometnih ruta ili "zaštićenim" zasadima drveća, razine buke su znatno niže, premašujući standarde za ne više od 5-8 dBA.
Prekoračenja dopuštenih razina buke u blizini autocesta uočena su tijekom dana, a zahvaćaju i noćne sate od 23.00 do 01.00 sat.
Izuzetak su dvorišta stambenih zgrada koje se nalaze izvan izravne vidljivosti autocesta ili na udaljenosti (70-100 metara od autoceste), kao i područja zaštićena prvim stupnjem zgrada ili drugim građevinama otpornim na buku.
Razina ulične buke određena je intenzitetom, brzinom i prirodom (sastavom) prometnog toka. Osim toga, ovisi o planskim odlukama (uzdužni i poprečni profil ulica, visina i gustoća zgrada) i takvim elementima krajobraza kao što su pokrivenost kolnika i prisutnost zelenih površina. Svaki od ovih čimbenika može promijeniti razinu prometne buke do 10 dB.
U industrijskom gradu obično postoji visok postotak teretnog prometa na autocestama. Povećanje ukupnog protoka prometa kamiona, posebno teških teretnih vozila s dizelskim motorima, dovodi do povećanja razine buke. Općenito, kamioni i automobili stvaraju jako bučno okruženje u gradovima.
Buka koja se stvara na kolniku autoceste ne širi se samo na područje uz autocestu, već i duboko u stambena područja. Dakle, u zoni najvećeg utjecaja buke nalaze se dijelovi blokova i mikro četvrti smješteni uz gradske autoceste (ekvivalentne razine buke od 67,4 do 76,8 dB). Razine buke izmjerene u dnevnim sobama s otvorenim prozorima koji gledaju na navedene autoceste samo su 10-15 dB niže.
Akustičke karakteristike prometnog toka određuju se indikatorima buke vozila. Buka koju proizvode pojedine prijevozne ekipe ovisi o mnogim čimbenicima: snazi motora i načinu rada, tehničkom stanju posade, kvaliteti kolnika i brzini. Osim toga, razina buke, kao i učinkovitost rada vozila, ovisi o kvalifikacijama vozača. Buka motora naglo se povećava kada se pokrene i zagrije (do 10 dB). Kretanje automobila prvom brzinom (do 40 km/h) uzrokuje prekomjernu potrošnju goriva, dok je buka motora 2 puta veća od buke koju stvara pri drugoj brzini. Značajnu buku uzrokuje naglo kočenje automobila prilikom vožnje velikom brzinom. Buka se osjetno smanjuje ako se brzina vožnje smanji kočenjem motorom dok se ne pritisne nožna kočnica.
Nedavno je prosječna razina buke koju proizvodi promet porasla za 12-14 dB.
Drugi element ATK je proizvodno-tehnička baza (PTB), koja uključuje: teretne terminale; autobusne stanice; benzinske postaje; parkirališta; garažno-građevinske zadruge; autopraonice; poduzeća za motorni prijevoz; servisne stanice za automobile i drugi tehnički objekti namijenjeni za utovar i istovar, prijevoz putnika, točenje goriva, skladištenje, pranje, održavanje i popravak vozila.
Ovi objekti također imaju negativan utjecaj na okoliš. Tako u privatnim automehaničarskim radionicama ne postoje spremnici za prikupljanje otpada onečišćenog naftnim derivatima (filteri, gumeni proizvodi, zauljene krpe i sl.), nije riješeno pitanje recikliranja rabljenih motornih ulja i drugih tehničkih tekućina, posljedično od kojih se neuređena odlagališta formiraju unutar granica grada.
Većina autopraonica radi bez cirkulacijskog sustava vodoopskrbe, pa se značajan dio tekućeg otpada onečišćenog naftnim derivatima odlaže na odlagalište.
Razni tipovi parcela i slobodnih parcela prilagođeni su parkiralištima. Međutim, izgradnja i rad parkirališta često su popraćeni kršenjem ekoloških zahtjeva. Tako područje nekih parkirališta nema tvrdu podlogu, nema sustava odvodnje oborinske vode, a okolno područje nije uređeno.
Treći element ATK su ceste, koje su jedan od najvažnijih objekata prometne i komunikacijske infrastrukture.
Prometna mreža uz svoje prednosti ima i značajan negativan utjecaj na okoliš. Štoviše, utjecaj je višestruk: otuđenje zemljišta, onečišćenje prometnica (olovo, teški metali, ATC otpad), kancerogene emisije iz tvornica asfaltnog betona i strojeva za izgradnju cesta, loša kvaliteta cesta i stanje njihovih površina, koji su uzrok brojnih nesreće itd. I tu Rusija također “prednjači”.
Dakle, ako uzmemo 2002. godinu, tada je u svijetu duljina asfaltiranih cesta iznosila 12 milijuna km, što je 1,36 puta više od ukupne duljine (8,8 milijuna km) svih ostalih vrsta prometnih mreža (nadzemni vodovi - 5,6 milijuna). km, željeznica - 1,5 milijuna, glavni cjevovodi - oko 1,1 milijun, unutarnji plovni putovi - više od 0,6 milijuna km). Duljina autocesta u Ruskoj Federaciji bila je 910-920 tisuća km, od čega je samo 750 tisuća km bilo asfaltirano. Štoviše, najveći dio njih (više od 80%) bio je druge, treće i četvrte kategorije, a preko trećine je bila potrebna rekonstrukcija. Prema mišljenju stručnjaka, ekonomske i socijalne potrebe zemlje zahtijevaju povećanje cestovne mreže na 1.500 tisuća km, odnosno 600 tisuća km više. Lako je izračunati da se pri sadašnjem prosječnom tempu izgradnje (~6 tisuća km godišnje) ovaj problem može riješiti za ne manje od 100 godina. Kao rezultat toga, sada 29 tisuća gradova i mjesta, u kojima živi više od 10 milijuna ljudi, nema asfaltirane ceste i cjelogodišnju komunikaciju s vanjskim svijetom, a niska tehnička razina postojećih cesta uzrokuje povećanje troškova prijevoza za 1,5 puta, potrošnja goriva za 30% u odnosu na slične pokazatelje u razvijenim stranim zemljama.
Ništa bolja situacija nije ni u gradovima: njihova cestovna prometna infrastruktura zapravo odgovara razini od 60-100 automobila na tisuću stanovnika, dok je sadašnja razina već premašila 200 automobila na tisuću stanovnika. Posljedice ovakvog stanja dobro su poznate: pogoršanje prometnih uvjeta, gužve, povećana potrošnja goriva, nepovoljni ekološki uvjeti i povećanje broja prometnih nesreća (više od 70% njih događa se u gradovima).
Nagli porast voznog parka, nedovoljan broj modernih autocesta i sigurnosnih mjera neminovno prati porast broja nesreća te broja poginulih i ozlijeđenih u nesrećama. Prema podacima UN-a (1998.), svake godine oko 300 tisuća ljudi pogine u prometnim nesrećama u svijetu i ~10 milijuna bude ozlijeđeno, a Nacionalno vijeće za sigurnost u prometu SAD-a napominje da je šteta od prometnih nesreća u ovoj zemlji iste 1998. godine iznosila 50 milijardi dolara godišnje. U Njemačkoj su godišnji gubici od prometnih nesreća dosegli 14-15 milijardi maraka. I moram reći da se u proteklih osam godina situacija nije puno promijenila. Primjerice, u našoj se zemlji 2004. godine dogodilo preko 208 tisuća prometnih nesreća u kojima je smrtno stradalo 34,5 tisuća ljudi. Odnosno, u odnosu na 1997. broj umrlih porastao je za 28%. Štoviše, više od četvrtine njih su ljudi najradnije dobi (26-40 godina). Što je još gore, u Rusiji je broj nesreća na tisuću automobila 7-10 puta veći nego u Njemačkoj, SAD-u, Francuskoj, Japanu i drugim ekonomski razvijenim zemljama. Tijekom protekle četiri godine automobilske nesreće uzrokovale su štetu ruskom gospodarstvu, koja je iznosila 2,5% BDP-a zemlje (na primjer, samo 2004. šteta je iznosila 369 milijardi rubalja, uključujući 228 milijardi rubalja kao rezultat smrtnih slučajeva i ozljede ljudi .).
Dakle, s rastom voznog parka, ekološka i cestovna sigurnost - glavne komponente pogonske sigurnosti ATK-a - opadaju. Stoga se ne mogu razmatrati odvojeno, kao što to čine mnogi znanstvenici. ekološki auto gorivo rasplinjač
Iz teorije životnog ciklusa proizlazi da svaki od navedenih tehničkih elemenata motornog transportnog kompleksa (automobil, proizvodno-tehnička baza, cesta) prolazi kroz uzastopne (međusobno povezane) faze proizvodnog sustava, počevši od nabave sirovina ili razvoja prirodnih resursa do zbrinjavanja proizvoda. Ali glavna stvar na koju treba obratiti posebnu pozornost su tri glavne faze funkcioniranja ovog sustava: projektiranje (konstrukcija), proizvodnja i praktičan rad automatske telefonske centrale.
Što se tiče trenda dugoročnog razvoja novih motornih prijevoznih objekata u Ruskoj Federaciji u fazama projektiranja i proizvodnje, oni su dovoljno detaljno proučavani od strane mnogih znanstvenika i navedeni su u relevantnim vladinim dokumentima - „Koncepti za razvoj ruske automobilske industrije” do 2010.; ciljni program „Poboljšanje sigurnosti cestovnog prometa 2006.-2012.“; potprogram "Autoceste" saveznog ciljnog programa "Modernizacija prometnog sustava Rusije" (2002.-2010.) itd. Integracija Rusije u europsku i svjetsku gospodarsku zajednicu, širenje međunarodnog prometa značajno su povećali zahtjeve za okoliš i ceste certificiranje sigurnosnih, ekonomskih i drugih pokazatelja nove domaće automobilske opreme kako bi se osiguralo njihovo postupno približavanje europskim standardima. Štoviše, zemlje EU usvojile su strože ekološke standarde UNECE-a („Euro-2” - „Euro-4”). Međutim, većina novih i već rabljenih ruskih vozila nije u skladu ni s tim standardima niti s mekšim Pravilima br. 19 „Izvođenje radova u sustavu certificiranja mehaničkih vozila i prikolica“.
Zaključak
Dakle, negativan utjecaj motornog prometa je sljedeći:
ü automobili zagađuju okoliš, posebice zrak, ali i vodu, te uzrokuju značajnu buku i vibracije;
ü Puno zemljišnih resursa troši se za prometnu infrastrukturu - autoceste i prateće stanice, parkirališta, benzinske postaje, autopraonice itd. Prometna infrastruktura stvara tehnogene krajolike velikih površina;
ü značajan dio prirodnih resursa troši se na proizvodnju automobila i izgradnju elemenata prometne infrastrukture;
ü Sve vrste prometa predstavljaju ozbiljnu opasnost za život, zdravlje i imovinu ljudi.
Zbog značajnih utjecaja prometa na lokalnoj, regionalnoj i globalnoj razini, potrebno je nastojati implementirati sljedeća područja koordinirane globalne strategije kao komponente održivog razvoja:
Potrošnja fosilnih goriva za promet mora se smanjiti.
Globalni standardi emisija u zrak koji se temelje na naprednoj tehnologiji moraju se uspostaviti za sve načine prijevoza.
Svaka bi država trebala razviti i implementirati program kontrole emisija iz svih izvora i načina prijevoza.
Unaprijediti i razviti pouzdan i pristupačan sustav javnog prijevoza.
Pri planiranju razvoja prometnih sustava koristiti se sustavnim pristupom usmjerenim na cjelovito rješavanje ekoloških problema. Ukloniti uzroke, a ne posljedice geoekoloških problema u prometu.
Opći cilj u sustavnom upravljanju prometom je pronaći optimalnu ravnotežu između zadovoljenja potreba društva i smanjenja onečišćenja okoliša. Strategije upravljanja ovisit će o lokalnim situacijama i stoga će se razlikovati za određene zemlje, regije i gradove.
Jedan od neizostavnih uvjeta za smanjenje štetnog utjecaja prometa na okoliš je njegovo održavanje u tehnički ispravnom stanju.
Onečišćenje zraka u gradovima i velikim mjestima s gustim prometom vozila tjera nas da tražimo alternativu automobilu s motorom s unutarnjim izgaranjem. Baterijska električna vozila obećavaju, iako ima mnogo pitanja i neriješenih pitanja.
Važno je stvoriti javni prijevoz koji ne zagađuje okoliš: to uključuje metro, brze željeznice, vozila s magnetskom levitacijom itd.
Izvori informacija
1. Akimova T.A., Kuzmin A.P., Khaskin V.V. Ekologija. Priroda – Čovjek – Tehnika: Udžbenik za sveuč. - M.: UNITY-DANA, 2001.
2. Utjecaj motornog prometa na okoliš // http://ecology.volgadmin.ru/ecology/htmls/monitor/Air/air3.htm
Golubev G.N. Geoekologija. Udžbenik za studente visokoškolskih ustanova. -M.: Izdavačka kuća GEOS, 1999.
Stepanovskikh A.S. Ekologija: udžbenik za visoka učilišta. - M.: UNITY-DANA, 2001. - 703 s.
Utjecaj buke // http://www.moseco.ru/ru/showArticle/atlID/38?PHPSESSID=299043b
Yasenkov E.P. Elementi motornog prometnog kompleksa i njihov utjecaj na okoliš // "Automobilska industrija", 2007, br. 8 //
http://transpenv.org.ru/people.html
Podučavanje
Trebate pomoć u proučavanju teme?
Naši stručnjaci savjetovat će vam ili pružiti usluge podučavanja o temama koje vas zanimaju.
Pošaljite svoju prijavu naznačite temu upravo sada kako biste saznali o mogućnosti dobivanja konzultacija.
Odlučio sam odabrati temu „Uloga automobila u onečišćenju okoliša“ kako bih još jednom istaknuo i dao priliku za razmišljanje o problemu koji bi trebao brinuti svakog stanovnika grada u kojem se nalazi motorno vozilo.
Mobilni izvori uključuju automobile i transportne mehanizme koji se kreću kopnom, vodom i zrakom. U velikim gradovima glavni izvori onečišćenja zraka uključuju autotransport. Ispušni plinovi iz motora sadrže složenu mješavinu više od dvjesto komponenti, uključujući mnoge karcinogene. Kopnena vozila su mehanizmi koji se kreću autocestama i željezničkim prugama, kao i građevinska, poljoprivredna i vojna oprema. Zbog razlika u količinama i vrstama emitiranih onečišćujućih tvari, korisno je odvojeno promatrati motore s unutarnjim izgaranjem (osobito dvotaktne i četverotaktne) i dizel motore, a isto tako i parne i dizel motore. Tablica 3 prikazuje emisije iz mobilnih izvora.
Tablica br. 3
Glavne vrste emisija onečišćujućih tvari iz mobilnih izvora
|
VRSTA MOTORA |
GLAVNE VRSTE ONEČIŠĆENJA | ||
|
Četverotaktni motor s unutarnjim izgaranjem |
Ugljikovodici, ugljikov monoksid, dušikovi oksidi |
Automobili, autobusi, avioni, motocikli |
|
|
Dvotaktni motor s unutarnjim izgaranjem |
Benzin (sa dodatkom ulja) |
Ugljikovodici, ugljikov monoksid, dušikov oksid, krutine |
Pomoćni motori za motocikle |
|
Autobusi, traktori, automobili, vlakovi |
|||
|
plinska turbina |
Dušikovi oksidi, čvrste tvari |
Avioni, brodovi, vlakovi |
|
|
Parni kotao |
Ugljen, nafta |
Dušikovi oksidi, sumporni dioksid, krutine |
Brodovi, lokomotive |
Tijekom rada mobilnih vozila štetne tvari dospijevaju u zrak s ispušnim plinovima, isparenjima iz sustava goriva i tijekom točenja goriva, kao i s plinovima iz kartera. Na emisije ugljičnog monoksida značajno utječu topografija cesta i obrasci prometa vozila. Primjerice, tijekom ubrzavanja i kočenja sadržaj ugljičnog monoksida u ispušnim plinovima povećava se gotovo 8 puta. Minimalna količina ugljičnog monoksida oslobađa se pri ravnomjernoj brzini vozila od 60 km/h.
Tablica br. 4 prikazuje vrijednosti koncentracije glavnih nečistoća motora rasplinjača u različitim načinima rada.
Tablica br. 4
Koncentracija tvari ovisno o načinu rada karburatorskog motora
|
Način rada motora |
Ugljikov monoksid, % po volumenu |
Ugljikovodici, mg/l |
Dušikovi oksidi, mg/l |
|
prazan hod | |||
|
Prisilni mirovanje | |||
|
Srednja opterećenja | |||
|
Puna opterećenja |
Emisije dušikovog oksida maksimalne su pri omjeru zraka i goriva od 16:1. Dakle, vrijednosti emisije štetnih tvari u ispušnim plinovima vozila ovise o nizu čimbenika: omjeru smjese zraka i goriva, načinu prometa vozila, terenu i kvaliteti prometnica, tehničkom stanju vozila itd. sastav i obujam emisija ovise i o vrsti motora. U tablici br. 5 prikazane su emisije niza štetnih tvari iz karburatorskih i dizel motora.
Tablica br. 5
Emisije (% volumena) tvari tijekom rada dizelskih i karburatorskih motora
|
TVAR |
MOTOR |
|
|
Karburator |
Dizel |
|
|
Ugljični monoksid | ||
|
Dušikov oksid | ||
|
Ugljikovodici | ||
|
Benz(a)piren |
Do 20 μg/m 3 |
Do 10 μg/m 3 |
Kao što je vidljivo iz podataka u tablici br. 5, emisije glavnih onečišćujućih tvari znatno su niže kod dizelskih motora. Stoga se smatraju ekološki prihvatljivijima. Međutim, dizelske motore karakterizira povećana emisija čađe koja je posljedica preopterećenja gorivom. Čađa je zasićena kancerogenim ugljikovodicima i elementima u tragovima; njihove emisije u atmosferu su nedopustive.
S obzirom na to da ispušni plinovi iz automobila ulaze u niži sloj atmosfere, a proces njihovog raspršivanja bitno se razlikuje od procesa raspršivanja visokih stacionarnih izvora, štetne tvari se nalaze praktički u zoni ljudskog disanja. Stoga cestovni promet treba svrstati u najopasnije izvore onečišćenja zraka u blizini autocesta.
Prema formuli za prosječne specifične emisije (faktor emisije)
Ukupna godišnja emisija onečišćujućih tvari
zbroj godišnjih prometnih pokazatelja
Tablica br. 6 prikazuje ove vrijednosti za automobilske emisije
Tablica br. 6. Prosječne specifične emisije (emisioni faktori) motornih vozila
|
VRSTA ONEČIŠĆIVAČA |
PROSJEČNA SPECIFIČNA EMISIJA (KOD PROSJEČNE BRZINE VOZILA OD 31,7 KM/H) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
U jedan sat |
Po kilometru |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Ugljični monoksid | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Neizgoreni ugljikovodici | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Dušikovih oksida | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Ukupna količina ispušnih plinova (na 0 0 C) |
0,914 m3/km |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Prosječna potrošnja goriva |
Sva vozila s autonomnim pogonom u određenoj mjeri zagađuju atmosferu kemijskim spojevima sadržanim u ispušnim plinovima. U prosjeku, doprinos pojedinih vrsta vozila onečišćenju zraka je sljedeći: Automobili - 85%, More i rijeke - 5,3%, Zrak - 3,7%, Zheleznodorozhny - 3,5%, Poljoprivredna - 2,5%. Uz onečišćenje okoliša štetnim emisijama treba istaknuti i fizički utjecaj na atmosferu u vidu stvaranja antropogenih fizikalnih polja (pojačana buka, infrazvuk, elektromagnetsko zračenje). Od ovih čimbenika buka ima najveći utjecaj. Promet je glavni izvor akustičkog onečišćenja okoliša. U velikim gradovima razina buke doseže 70...75 dBA, što je nekoliko puta više od dopuštenih standarda. Glavni izvor akustičkog onečišćenja okoliša je cestovni promet: njegov doprinos akustičkom onečišćenju u gradovima kreće se od 75 do 90%. Automobil ima negativan utjecaj na gotovo sve komponente biosfere: atmosferu, vodu, kopnene resurse, litosferu i čovjeka. Ispušni plinovi vozila šire se gradskim ulicama uz prometnice, štetno djelujući na pješake, stanovnike obližnjih zgrada i raslinje. Utvrđeno je da zone s prekoračenjem maksimalno dopuštenih koncentracija za dušikov dioksid i ugljični monoksid pokrivaju do 90% urbanog područja. Automobil je najaktivniji potrošač kisika iz zraka. Ako čovjek dnevno troši do 20 kg (15,5 m3) zraka, a godišnje do 7,3 tone, tada suvremeni automobil troši oko 12 m3 zraka, odnosno, u ekvivalentu kisika, oko 250 litara kisika za sagorijevanje 1 kg od benzina. Dakle, u velikim gradovima cestovni promet apsorbira kisik desetke puta više od težine njihovog stanovništva. Ranije studije pokazale su da pri mirnom vremenu bez vjetra i niskom atmosferskom tlaku na prometnim autocestama volumetrijska koncentracija kisika u zraku često pada na 15%. Poznato je da kod koncentracije kisika u zraku ispod 17% ljudi razvijaju simptome malaksalosti, kod 12% i manje postoji opasnost po život, kod koncentracije ispod 11% dolazi do gubitka svijesti, a kod 6% disanja zaustavlja. Izgaranjem goriva u cilindrima motora nastaju neotrovne (vodena para, ugljikov dioksid) i otrovne tvari. Potonji su proizvodi izgaranja ili nusreakcija koje se javljaju pri visokim temperaturama. To uključuje ugljični monoksid CO, ugljikovodike CmHn, dušikove okside (N0 i N02) koji se obično nazivaju NOX. Osim navedenih tvari, na ljudski organizam štetno djeluju spojevi olova, kancerogene tvari (benzo(a)piren), čađa i aldehidi koji se oslobađaju tijekom rada motora. | Općinska proračunska obrazovna ustanova Srednja škola br. 8 u Poronajsku Sastavila: Daria Gargaeva MBOU Srednja škola br. 8, Poronajsk Znanstveni savjetnik: Čebanova Julija Gennadijevna MBOU Srednja škola br. 8 u Poronajsku Poronajsk, 2012 Automobil je glavni faktor zagađenja okoliša. Sadržaj
3.2. Električni auto 3.3. Plin umjesto benzina Zaključak Bibliografija Primjena Uvod Početak druge polovice 20. stoljeća obilježen je intenzivnim procesom motorizacije društva. Razvoj cestovnog prometa predodredio je dva jasno definirana i kontradiktorna trenda. S jedne strane, dostignuta razina motorizacije odražava tehnički i ekonomski potencijal razvoja društva, as druge strane povećava razmjere negativnog utjecaja na javno zdravlje i okoliš. Cestovni promet jedna je od najvažnijih sastavnica prometne ponude zemlje. Posljednjih godina cestovni promet obavlja oko 60% prijevoza tereta i oko 55% prijevoza putnika, a uzimajući u obzir osobne automobile najmanje 65% putnika (Vidi prilog Graf. 1) Ove brojke i dalje rastu. Problemi zaštite okoliša povezani s korištenjem vozila relevantni su ne samo u našoj zemlji, već iu svim zemljama svijeta. Relevantnost Problem je sve veći cestovni promet i povećanje stupnja njegovog negativnog utjecaja na okoliš i javno zdravlje. Cilj: proučavanje utjecaja cestovnog prometa na okoliš i utvrđivanje glavnih smjerova za poboljšanje njegove ekološke sigurnosti. Postavljanje ciljeva uključuje definiranje niza zadaci: 1. Razmotrite utjecaj cestovnog prometa na okoliš. 2. Identificirati glavne onečišćivače okoliša koje proizvodi cestovni promet. 3. Odredite glavne smjerove za poboljšanje ekološke prihvatljivosti Cestovni prijevoz. Hipoteza: Ako potpuno prestanete koristiti benzin i dizel gorivo u svom automobilu, tada će plin biti jedno od goriva s najvećim prioritetom u smislu učinkovitosti i ekološke prihvatljivosti. 1. Utjecaj toksičnih komponenti koje proizvodi cestovni promet na okoliš. Ne znaju samo vozači kako miriše automobilska ispušna cijev. Građani su se toliko navikli na miris ispušnih plinova da ga ponekad niti ne osjete. Osim autoceste, automobili pune sve lokalne prilaze i stambena dvorišta. Pod određenim vremenskim uvjetima, djeca asfalta, navikla na automobilske pare, moraju primijetiti prevelik sadržaj ispušnih plinova u gradskom zraku. Dakle, sa stajališta oštećenja okoliša, motorni promet prednjači u svim vrstama negativnih utjecaja: onečišćenje zraka - 95%, buka - 49,5%, utjecaj na klimu - 68% (vidi prilog graf. 2). Gorivo i ispušni plinovi iz automobilskih motora različito utječu na ljudski organizam, no najotrovniji su olovo i njegovi spojevi. Trovanje ugljičnim monoksidom uzrokuje glavobolje, gušenje, bolove u trbuhu i povraćanje, pospanost i ubrzan rad srca. Dušikov oksid spaja se s vodenom parom i stvara dušičnu kiselinu, koja iritira plućno tkivo, što dovodi do kroničnih bolesti. Dušikov dioksid nadražuje sluznicu očiju i pluća te uzrokuje nepovratne promjene u kardiovaskularnom sustavu. Spojevi olova uzrokuju poremećaje u tjelesnom metabolizmu i hematopoetskim organima. Ovoj vrsti trovanja podložni su vozači, prometnici i pješaci u velikim gradovima. Onečišćenje okoliša toksičnim sastojcima ispušnih plinova dovodi do velikih ekonomskih gubitaka. Razlog tome je, prije svega, činjenica da otrovne tvari uzrokuju poremećaje u rastu biljaka, dovode do smanjenja prinosa i gubitaka u stočarskoj proizvodnji. Akumulirajući se u biljkama, predstavljaju opasnost za životinje i ljude. Posebno su opasni pojasevi zemljišta uz prometnice, na kojima je uz visok intenzitet prometa dopušteno sijati samo industrijske usjeve. Podzemne i površinske vode su osjetljivije na kontaminaciju gorivima, uljima i mazivima. Film ugljikovodika na površini vode otežava oksidacijske procese, negativno utječe na žive organizme i mijenja kvalitetu vode. Ispušni plinovi ubrzavaju uništavanje plastičnih i gumenih proizvoda, pocinčanih površina i željeznih metala, kao i bojanja, obloga i građevinskih konstrukcija. 2. Glavni zagađivači koji ulaze u atmosferski zrak s ispušnim plinovima iz automobila Zbog onečišćenja okoliša štetnim tvarima iz ispušnih plinova motora s unutarnjim izgaranjem, cijele regije, posebice veliki gradovi, postaju zone ekološke katastrofe za stanovništvo. Problem daljnjeg smanjenja štetnih emisija iz motora postaje sve akutniji zbog kontinuiranog povećanja broja cestovnih prijevoza i zbijanja cestovnih prometnih tokova. Razmotrimo pokazatelje povećanja broja cestovnog prijevoza u okrugu Poronaisky regije Sahalin (vidi tablicu 1 u dodatku). Iz ove tablice može se vidjeti da je u prosjeku cestovni prijevoz u okrugu Poronaisky regije Sakhalin porastao za 300 jedinica godišnje. To znači da se količina onečišćujućih tvari koje ulaze u atmosferu povećava svake godine. Najnepovoljniji režimi rada su niski okretaji i "prazni hod" motora, kada se onečišćujuće tvari emitiraju u atmosferu u količinama znatno većim od onih koje se emitiraju u režimima opterećenja. To se može vidjeti u tablici koja prikazuje karakteristike ritma kretanja automobila (vidi tablicu 2 u prilogu). Na primjer, ako idete na jednosatnu vožnju gradom, automobil će stajati na raskrižjima i u prometnim gužvama otprilike 24 minute, tj. Motor će raditi u praznom hodu 40% vremena. Za to vrijeme će se potrošiti oko 15% ukupne potrošnje goriva za ovaj sat. Volumen ispušnih plinova tijekom rada motora u praznom hodu (24 minute) bit će 10% ukupnog volumena emitiranog po satu. One će sadržavati oko 20% ugljičnog monoksida (CO) i oko 17% ugljikovodika (CnHm) od ukupne količine tih tvari koje se prosječno emitiraju po satu vožnje po gradu. Uvidom u tablicu jasno je da kemijski sastav onečišćujućih tvari ovisi o vrsti goriva (vidi tablicu 3 u prilogu) Glavna toksična komponenta ispušnih plinova koji se oslobađaju tijekom rada benzinskih motora je ugljikov monoksid. Nastaje tijekom nepotpune oksidacije ugljika goriva zbog nedostatka kisika u cijelom volumenu cilindra motora ili u njegovim pojedinim dijelovima. 3. Glavni pravci za poboljšanje ekološke sigurnosti automobila. Većina znanstvenika i praktičara poduzima hitne mjere za smanjenje toksičnosti ispušnih plinova motora. Problem je, naravno, vrlo složen, dugotrajan i skup. 3.1.Usavršavanje motora s unutarnjim izgaranjem Učinjeni su brojni pokušaji da se poboljša njegova učinkovitost i prihvatljivost za okoliš. Do danas, to je, prije svega, učinkovitost goriva i sposobnost ispunjavanja međunarodnih ekoloških zahtjeva. Dobro uhodana tehnologija proizvodnje motora s unutarnjim izgaranjem osigurala je njihovu nisku specifičnu cijenu (troškovi/kW energije). Unapređenje procesa rada dovelo je do visokog volumetrijskog (masenog) energetskog intenziteta (kW/kg, kW/m3). Istraživanja mnogih generacija znanstvenika i inženjera otkrila su da ovaj dizajn ima neiskorištene rezerve za daljnji razvoj i poboljšanje dizajna. Na primjer, značajno povećanje učinkovitosti benzinski motori i poboljšana učinkovitost postignuta je zahvaljujući: prijelazu na ubrizgavanje goriva u usisnu granu ili izravno u cilindar; korištenje pojačanja. S ekološkog gledišta, situacija u motorima s unutarnjim izgaranjem je slijepa ulica. Puno goriva i malo zraka - mala snaga, učinkovitost i puno CO. Malo goriva i puno zraka - puno dušikovog oksida. Donedavno uspješan kompromis postignut je elektroničkom regulacijom omjera goriva i zraka i korištenjem tzv. trosmjernog katalizatora. Međutim, već su razvijene komore za izgaranje koje mogu sagorijevati iznimno siromašne smjese zraka i goriva. ICE s takvim komorama rade u svim režimima pri gotovo idealnim omjerima goriva i zraka, te stoga sadrže minimalnu količinu štetnih tvari u ispušnim plinovima. 3.2. Električni automobil. Glavne prednosti električnog automobila: Nema štetnih emisija; Jednostavnost dizajna i rada, visoka pouzdanost i trajnost u usporedbi s konvencionalnim automobilom; Nedostaci električnog automobila: Tijekom stoljeća i pol evolucije, baterije nikada nisu dosegle karakteristike koje omogućuju električnom vozilu ravnopravno natjecanje s automobilom u smislu dometa i cijene. Dostupne visokoenergetske baterije su ili preskupe zbog upotrebe plemenitih ili skupih metala (srebro, litij), ili rade na previsokim temperaturama. Osim toga, takve baterije imaju visoko samopražnjenje. Izazov je proizvodnja i zbrinjavanje baterija koje često sadrže otrovne komponente (kao što su olovo ili litij). Za masovniju uporabu električnih vozila potrebno je stvoriti odgovarajuću infrastrukturu za punjenje baterija (punjenje na “autocharging” stanicama). Glavni nedostatak danas je visoka cijena. 3.3.Plin umjesto benzina Visokooktansko plinsko gorivo stabilnog sastava dobro se miješa sa zrakom i ravnomjerno se raspoređuje po cilindrima motora, potičući potpunije izgaranje radne smjese. Ukupna emisija otrovnih tvari iz automobila na ukapljeni plin znatno je manja nego iz automobila s benzinskim motorom. Dakle, kamion ZIL-130, pretvoren u plin, ima pokazatelj toksičnosti gotovo 4 puta manji od svog benzinskog kolege. Kad motor radi na plin, smjesa potpunije izgara. A to dovodi do smanjenja toksičnosti ispušnih plinova, smanjenja stvaranja ugljika i potrošnje ulja te povećanja vijeka trajanja motora. Osim toga, ukapljeni plin je jeftiniji od benzina. (vidi tablicu br. 4) Problem prenamjene vozila na prirodni plin rješenje je kompleksa složenih problema među kojima su najznačajniji: serijska proizvodnja vozila na plinske boce; stvaranje infrastrukture (mreže) punionica; razvoj i proizvodnja pouzdane plinske opreme; stvaranje servisne mreže za preopremu vozila; obuka osoblja; pravna i reklamno-informacijska podrška itd. Plinofikacija vozila nije samo rješenje ekoloških problema, već i štedi proračunska sredstva (motorno gorivo proizvedeno od prirodnog plina košta upola manje od nafte). Stoga je masovna pretvorba domaćih automobila na prirodni plin najracionalniji, resursima bogat i ekološki najprihvatljiviji način povećanja učinkovitosti i ekološkog ruskog cestovnog prometa. Zaključak Možemo zaključiti da navedeno uvjetuje potrebu poduzimanja opsežnih i sveobuhvatnih mjera kojima bi se spriječile, neutralizirale ili barem bitno umanjile negativne posljedice motorizacije naše zemlje. Nažalost, potpuno rješenje problema gradskog onečišćenja zraka od motornih vozila nemoguće je čak i ako se koriste samo vozila na dizel ili plin. Korištenje bezolovnog benzina smanjuje emisije olova, ali ne eliminira druge zagađivače. Emisije dizel motora su bez olova i niske razine ugljičnog monoksida, ali sadrže više dušikovih oksida. Osim toga, emisije iz loše reguliranih dizelskih motora obogaćene su čađom koja sadrži karcinogene, ugljikovodike i formaldehide. Naravno, plinski motori nisu idealni, ali imaju znatno manje štetnog utjecaja na okoliš, te su stoga poželjniji od ostalih vrsta motora na ugljikovodike.
Bibliografija 8. S. Žukov. Prirodni plin je motorno gorivo 21. stoljeća. // Industrija danas, broj 2, 2001. – 12. str. 9. Benzin, oslobodi mjesta.//Faktor, br. 3, 2001. – str. 40-41. Primjena Raspored 1 Raspored 2 stol 1
tablica 2(Vrijednosti parametara date su u postocima)
Tablica 3
Tablica 4
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
