Znečistenie ovzdušia motorovými vozidlami. Výskumná práca
Plán
Úvod
Hlavná časť
Záver
Zdroje informácií
Úvod
Cestná doprava je jednou z najdôležitejších zložiek sociálneho a ekonomického rozvoja, ktorá pohlcuje značné množstvo zdrojov a má vážny vplyv na životné prostredie. Rýchly nárast počtu vozidiel na cestách viedol k výraznej komplikácii environmentálnej situácie najmä vo veľkých mestách.
Príroda je integrálny systém s mnohými vyváženými spojeniami.
Porušenie týchto prepojení vedie k zmenám v kolobehoch látok a energie usadených v prírode.
Zvýšený technogénny vplyv cestnej dopravy na prírodné prostredie spôsobil množstvo environmentálnych problémov. Tie najakútnejšie súvisia so stavom atmosféry, hydrosféry a litosféry. Niektoré „zmeny“, ako napríklad znečistenie ovzdušia alebo vody, môžu priamo ovplyvniť zdravie a fungovanie tela. Iné sú plné nepriamych účinkov. Znečistenie vstupujúce do atmosféry sa vracia na Zem so zrážkami a končí vo vodných útvaroch a pôde.
Tento príspevok skúma environmentálne problémy automobilovej dopravy a jej infraštruktúry spojené s negatívnym vplyvom na ovzdušie, vodu, pôdu a verejné zdravie.
1. Hlavná časť
Do konca 20. storočia bol v Ruskej federácii vytvorený moderný dopravný komplex, ktorý vo všeobecnosti úspešne funguje, zabezpečuje jej územnú celistvosť a národnú bezpečnosť. Cestná doprava zohráva kľúčovú úlohu v jej rozvoji: podľa Ministerstva dopravy Ruskej federácie je príspevok cestnej dopravy na prepravu tovaru 75-77%, cestujúci (okrem osobných automobilov) - 53-55%. Prečo je zrejmé: cestná doprava má také dôležité výhody, ako je mobilita, schopnosť dopravovať náklad a cestujúcich „od dverí k dverám“ a „práve včas“.
No popri výhodách, ktoré rozvinutý komplex autodopravy poskytuje spoločnosti, je jeho napredovanie, žiaľ, sprevádzané aj negatívnym dopadom na životné prostredie a ľudí. Vedci a špecialisti na celom svete preto intenzívne hľadajú spôsoby a prostriedky na zníženie negatívnych dôsledkov motorizácie.
Mnohí ruskí vedci zaraďujú medzi zdroje znečistenia životného prostredia z komplexu motorovej dopravy vo veľkom meste: autá v pohybe; výrobno-technická základňa - parkoviská, automobilové dopravné podniky, garážové družstvá, autoservisy, čerpacie stanice, ale aj cesty a inžinierske stavby (mosty, nadjazdy), teda vlastne len technické objekty. Škodlivý vplyv ATK na životné prostredie podľa vedcov spočíva v jej negatívnej zmene v dôsledku uvoľňovania toxických zložiek výfukových plynov, produktov opotrebovania dielov, povrchov vozoviek, odpadu z výroby a prevádzkových činností vznikajúcich pri pohybe, pri nakladaní. procesy, do ovzdušia, vody a pôdy – vykladanie, tankovanie, umývanie, skladovanie, údržba a opravy vozidiel. Zároveň federálny zákon „O ochrane životného prostredia“, ktorý bol pripravený, samozrejme, nie bez účasti vedcov a odborníkov, medzi negatívne vplyvy na životné prostredie zahŕňa: emisie znečisťujúcich látok a iných látok do ovzdušia; vypúšťanie znečisťujúcich látok, iných látok a mikroorganizmov do povrchových a podzemných vôd a povodí; znečistenie podložia a pôdy; likvidácia odpadu z výroby a spotreby; zvýšený hluk, vplyv tepelných, elektromagnetických, ionizujúcich a iných druhov fyzikálnych vplyvov. To znamená, že zákon vníma problém oveľa širšie, nerieši však aspekty interakcie niektorých prvkov komplexu motorovej dopravy s prostredím.
Prvým z týchto prvkov je neustále rastúci vozový park: v súčasnosti sa vo svete používa viac ako 800 miliónov automobilov, v Európe - viac ako 100 miliónov, v Rusku - 33,4 milióna z nich je 83 – 85 % osobných automobilov a 15 -17 % - nákladné autá a autobusy. Ročná produkcia osobných automobilov vo svete za posledných 50 rokov vzrástla 5,5-krát a napríklad v roku 2002 dosiahla 60 miliónov kusov, z toho 16,9 milióna v krajinách EÚ pokračuje . Výsledkom je, že ročne spotrebujú 2,1 miliardy ton paliva a vypustia do ovzdušia ~700 miliónov ton škodlivých látok, teda 1,3 tony/rok na priemerné auto. Preto podiel cestnej dopravy na celkovom znečistení ovzdušia vo vyspelých krajinách dosiahol v priemere 45-50%, v Rusku - 40, v mestách - 50-60, v megacities - až 85-90%.
Zoberme si metabolizmus „priemerného“ osobného automobilu s karburátorovým motorom so spotrebou paliva v zmiešanom režime jazdy 8 litrov (6 kg) na 100 km. Pri optimálnej prevádzke motora je spaľovanie 1 kg benzínu sprevádzané spotrebou 13,5 kg vzduchu a emisiou 14,5 kg odpadových látok. Ich zloženie je uvedené v tabuľke. 1. Zodpovedajúce emisie vznetového motora sú o niečo nižšie. Vo výfukových plynoch moderného auta je vo všeobecnosti zaznamenaných až 200 jednotlivých látok. Celková hmotnosť znečisťujúcich látok - v priemere asi 270 g na 1 kg spáleného benzínu - dáva v prepočte na celkový objem paliva spotrebovaného osobnými automobilmi na svete asi 340 miliónov ton Podobný výpočet pre celú cestnú dopravu (plus nákladné autá, autobusy) zvýši toto číslo minimálne až o 400 miliónov ton. Treba mať na pamäti aj to, že v reálnej prevádzke vozidiel dochádza k rozliatiam a únikom pohonných hmôt a olejov, tvorbe kovového, gumového a asfaltového prachu. a škodlivé aerosóly sú veľmi významné.
Tabuľka 1 Zloženie výfukových plynov vozidiel, % objemu
KomponentyMotoryKarburátorNaftaN 272-7574-760 20,3 - 0,81,5 - 3,6 N 2O3-80,8-4СО 210- 14,56-10СО0,5 - 1,30,1 - 0,5 NO x 0,1 - 0,80,01 - 0,5 °C x N r 0,2 - 0,30,02 - 0,5 Aldehydy 0 - 0,20 - 0,01 Častice, g/m ³ 0,1 - 0,40,1 - 1,5 benzopyrénu, µg/m³ 10-20 až 10
Látky znečisťujúce ovzdušie priamo produkované automobilmi, ako oxid uhoľnatý, oxidy dusíka, uhľovodíky či olovo, sa hromadia najmä v blízkosti zdrojov znečistenia, t. pozdĺž diaľnic, ulíc, v tuneloch, na križovatkách atď. miestnegeoekologické vplyvy dopravy.
Niektoré znečisťujúce látky sú z miesta emisie transportované na veľké vzdialenosti, počas transportu sa transformujú a spôsobujú regionálnegeoekologické vplyvy. Najčastejším procesom v tejto kategórii je acidifikácia – acidifikácia prostredia.
Oxid uhličitý a iné skleníkové plyny sa šíria po celej atmosfére a spôsobujú globálnegeoekologické vplyvy.
Takmer 1/4 celkového priemyselného potenciálu vyspelých krajín sveta, takmer všetkých priemyselných odvetví, sa podieľa na výrobe automobilov. Vznik 1-tonového auta je sprevádzaný tvorbou 15 až 18 ton pevného a 7-8 ton tekutého odpadu vo všetkých podporných odvetviach.
Cestná doprava je jedným z hlavných zdrojov hluku v meste, ktorej intenzita dopravy neustále rastie. Najvyššie hladiny hluku 90-95 dB sú pozorované na hlavných uliciach miest s priemernou intenzitou dopravy 2-3 tisíc a viac dopravných jednotiek za hodinu.
Vysoké hodnoty hlukových charakteristík diaľnic spôsobujú prekračovanie súčasných hygienických noriem o 20-25 dBA (SN 2.2.4/2.1.8.562-96) v oblastiach susediacich s obytnými budovami v tesnej blízkosti diaľnic.
V obytných oblastiach vzdialených od dopravných trás alebo „chránených“ výsadbou stromov je hladina hluku výrazne nižšia a prekračuje normy maximálne o 5 – 8 dBA.
Prekročenia prípustných hladín hluku v blízkosti diaľnic sú pozorované počas dňa, ovplyvňujúce aj nočné hodiny od 23.00 do 01.00 hod.
Výnimkou sú nádvoria obytných budov, ktoré sa nachádzajú mimo priamej viditeľnosti diaľnic alebo vo vzdialenosti (70 - 100 metrov od diaľnice), ako aj oblasti chránené prvou vrstvou budov alebo iných protihlukových štruktúr.
Úroveň hluku z ulice je daná intenzitou, rýchlosťou a charakterom (zložením) dopravného prúdu. Okrem toho závisí od plánovacích rozhodnutí (pozdĺžny a priečny profil ulíc, výška a hustota zástavby) a takých krajinných prvkov, ako je pokrytie vozovky a prítomnosť zelených plôch. Každý z týchto faktorov môže zmeniť hladinu hluku z dopravy až o 10 dB.
V priemyselnom meste je zvyčajne vysoké percento nákladnej dopravy na diaľniciach. Zvýšenie celkového dopravného prúdu nákladných vozidiel, najmä ťažkých s dieselovými motormi, vedie k zvýšeniu hladiny hluku. Vo všeobecnosti kamióny a autá vytvárajú v mestách silné hlučné prostredie.
Hluk vznikajúci na vozovke diaľnice zasahuje nielen do okolia diaľnice, ale aj hlboko do obytných zón. V zóne najväčšieho hlukového vplyvu sa teda nachádzajú časti blokov a mikroštvrtí pri celomestských diaľniciach (ekvivalentné hladiny hluku od 67,4 do 76,8 dB). Hladiny hluku namerané v obytných miestnostiach s otvorenými oknami smerom k uvedeným diaľniciam sú len o 10-15 dB nižšie.
Akustické charakteristiky dopravného prúdu určujú indikátory hluku vozidiel. Hluk produkovaný jednotlivými dopravnými osádkami závisí od mnohých faktorov: výkon motora a prevádzkový režim, technický stav posádky, kvalita povrchu vozovky a rýchlosť. Okrem toho úroveň hluku, ako aj prevádzková účinnosť vozidla závisí od kvalifikácie vodiča. Hluk z motora sa prudko zvyšuje pri štartovaní a zahrievaní (až 10 dB). Pohyb vozidla pri prvej rýchlosti (do 40 km/h) spôsobuje nadmernú spotrebu paliva, pričom hluk motora je 2-krát vyšší ako hluk, ktorý vytvára pri druhej rýchlosti. Výrazný hluk spôsobuje prudké brzdenie auta pri jazde vysokou rýchlosťou. Hluk sa citeľne zníži, ak sa rýchlosť jazdy zníži brzdením motorom až do zošliapnutia nožnej brzdy.
V poslednom období sa priemerná hladina hluku produkovaného dopravou zvýšila o 12-14 dB.
Druhým prvkom ATK je výrobno-technická základňa (PTB), ktorá zahŕňa: nákladné terminály; autobusové stanice; čerpacie stanice; parkoviská; garážové stavebné družstvá; umývačky áut; podniky motorovej dopravy; autoservisy a iné technické zariadenia určené na nakládku a vykládku, prepravu osôb, tankovanie, skladovanie, umývanie, údržbu a opravy vozidiel.
Tieto zariadenia majú negatívny vplyv aj na životné prostredie. V súkromných autoservisoch sa teda nenachádzajú nádoby na zber odpadu kontaminovaného ropnými produktmi (filtre, gumené produkty, mastné handry a pod.), v dôsledku čoho nie je vyriešená otázka recyklácie použitých motorových olejov a iných technických kvapalín. z ktorých sa v rámci mesta tvoria neorganizované skládky.
Väčšina autoumyvární funguje bez cirkulačných systémov zásobovania vodou, takže značná časť tekutého odpadu kontaminovaného ropnými produktmi sa likviduje na skládke.
Na parkoviská sú prispôsobené rôzne typy plôch a voľných plôch. Výstavbu a prevádzku parkovísk však často sprevádza porušovanie environmentálnych požiadaviek. Územie niektorých parkovísk teda nemá spevnený povrch, nie sú tu odvodňovacie systémy a okolie nie je upravené.
Tretím prvkom ATK sú cesty, ktoré sú jedným z najdôležitejších objektov dopravnej a komunikačnej infraštruktúry.
Dopravná sieť má spolu so svojimi výhodami aj výrazný negatívny vplyv na životné prostredie. Vplyv je navyše mnohostranný: odcudzenie pôdy, znečistenie pri cestách (olovo, ťažké kovy, ATC odpad), karcinogénne emisie z asfaltobetonární a strojov na stavbu ciest, nízka kvalita ciest a stav ich povrchu, ktoré sú príčinou mnohých nehody atď. A tu „vedie“ aj Rusko.
Ak si teda zoberieme rok 2002, tak vo svete bola dĺžka spevnených ciest 12 miliónov km, čo je 1,36-krát viac ako celková dĺžka (8,8 milióna km) všetkých ostatných typov dopravných sietí (trolejové vedenia - 5,6 mil. km, železnice - 1,5 milióna, hlavné potrubia - asi 1,1 milióna, vnútrozemské vodné cesty - viac ako 0,6 milióna km). Dĺžka diaľnic v Ruskej federácii bola 910-920 tisíc km, z toho len 750 tisíc km bolo spevnených. Navyše hlavná časť z nich (viac ako 80 %) bola z druhej, tretej a štvrtej kategórie, viac ako tretina potrebovala rekonštrukciu. Ekonomické a sociálne potreby krajiny si podľa odborníkov vyžadujú zvýšenie cestnej siete na 1 500 tisíc km, teda o 600 tisíc km viac. Nie je ťažké vypočítať, že pri súčasnom priemernom tempe výstavby (~ 6 000 km ročne) je možné tento problém vyriešiť za nie menej ako 100 rokov. Výsledkom je, že v súčasnosti 29-tisíc miest a obcí, kde žije viac ako 10 miliónov ľudí, nemá spevnené cesty a celoročnú komunikáciu s okolitým svetom a nízka technická úroveň existujúcich ciest spôsobuje zvýšenie nákladov na dopravu. o 1,5-násobok spotreby paliva na 30 % v porovnaní s podobnými ukazovateľmi vo vyspelých zahraničných krajinách.
O nič lepšia situácia nie je v mestách: ich infraštruktúra cestnej dopravy skutočne zodpovedá úrovni 60-100 áut na 1 tisíc obyvateľov, pričom súčasná úroveň už prekročila 200 áut na 1 tisíc obyvateľov. Dôsledky tejto situácie sú dobre známe: zhoršenie dopravnej situácie, zápchy, zvýšená spotreba pohonných hmôt, nepriaznivé podmienky prostredia a nárast počtu dopravných nehôd (viac ako 70 % z nich sa stáva v mestách a obciach).
Rýchly nárast počtu vozových parkov, nedostatočný počet moderných diaľnic a bezpečnostných opatrení je nevyhnutne sprevádzaný nárastom počtu dopravných nehôd a počtu usmrtených a zranených osôb pri nehodách. Podľa OSN (1998) každý rok na svete zomrie pri dopravných nehodách asi 300 000 ľudí a približne 10 miliónov sa zraní, pričom Národná rada pre bezpečnosť dopravy USA poznamenáva, že škody pri dopravných nehodách v tejto krajine v tom istom roku 1998 dosiahli 50 miliárd dolárov ročne. V Nemecku dosiahli ročné straty z dopravných nehôd 14-15 miliárd mariek. A musím povedať, že za posledných osem rokov sa situácia príliš nezmenila. Napríklad v roku 2004 sa u nás stalo vyše 208-tisíc dopravných nehôd, pri ktorých zomrelo 34,5-tisíc ľudí. To znamená, že v porovnaní s rokom 1997 sa počet úmrtí zvýšil o 28 %. Navyše viac ako štvrtinu z nich tvoria ľudia v najproduktívnejšom veku (26 – 40 rokov). Horšie je, že v Rusku je počet nehôd na 1 000 áut 7-10 krát vyšší ako v Nemecku, USA, Francúzsku, Japonsku a ďalších ekonomicky vyspelých krajinách. Za posledné štyri roky spôsobili dopravné nehody ruskej ekonomike škody, ktoré dosiahli 2,5 % HDP krajiny (napríklad len v roku 2004 boli škody 369 miliárd rubľov, vrátane 228 miliárd rubľov v dôsledku úmrtí a zranenia ľudí).
S rastom vozového parku teda klesá environmentálna a cestná bezpečnosť – hlavné zložky prevádzkovej bezpečnosti ATK. Preto ich nemožno posudzovať oddelene, ako to robia mnohí vedci. ekologický karburátor paliva do auta
Z teórie životného cyklu vyplýva, že každý z vyššie uvedených technických prvkov komplexu automobilovej dopravy (automobil, výrobno-technická základňa, cesta) prechádza postupnými (prepojenými) stupňami produktového systému, počnúc nákupom surovín resp. rozvoj prírodných zdrojov až po likvidáciu produktov. Hlavná vec, ktorej je však potrebné venovať osobitnú pozornosť, sú tri hlavné etapy fungovania tohto systému: návrh (konštrukcia), výroba a praktická prevádzka automatickej telefónnej ústredne.
Pokiaľ ide o trend dlhodobého vývoja nových motorových dopravných zariadení v Ruskej federácii v štádiu projektovania a výroby, tento bol dostatočne podrobne študovaný mnohými vedcami a je uvedený v príslušných vládnych dokumentoch - „Koncepcie pre rozvoj ruského automobilového priemyslu“ do roku 2010; cieľový program „Zlepšenie bezpečnosti na cestách v rokoch 2006 – 2012“; podprogram "Diaľnice" federálneho cieľového programu "Modernizácia dopravného systému Ruska" (2002-2010) atď. Integrácia Ruska do európskeho a svetového hospodárskeho spoločenstva, rozširujúca sa medzinárodná doprava výrazne zvýšila požiadavky na environmentálnu a cestnú dopravu certifikácia bezpečnostných, ekonomických a iných ukazovateľov nových domácich automobilových zariadení s cieľom zabezpečiť ich postupné približovanie sa európskym normám. Okrem toho krajiny EÚ prijali prísnejšie environmentálne normy EHK OSN („Euro-2“ – „Euro-4“). Avšak ani tieto normy, ani jemnejšie Pravidlá č. 19 „Vykonávanie prác v systéme certifikácie mechanických vozidiel a prípojných vozidiel“ nevyhovujú väčšine nových a už používaných ruských vozidiel.
Záver
Negatívnym vplyvom automobilovej dopravy je teda to, že:
ü autá znečisťujú životné prostredie, najmä ovzdušie, ale aj vodu, spôsobujú značný hluk a vibrácie;
ü Veľa pôdnych zdrojov sa spotrebuje na dopravnú infraštruktúru - diaľnice a pridružené stanice, parkoviská, čerpacie stanice, autoumyvárne atď. Dopravná infraštruktúra vytvára rozsiahle technogénne krajiny;
ü značné množstvo prírodných zdrojov sa vynakladá na výrobu automobilov a výstavbu prvkov dopravnej infraštruktúry;
ü Všetky druhy dopravy predstavujú vážne nebezpečenstvo pre život, zdravie a majetok ľudí.
Vzhľadom na výrazné vplyvy dopravy na lokálnej, regionálnej a globálnej úrovni je potrebné usilovať sa o implementáciu nasledujúcich oblastí koordinovanej globálnej stratégie ako súčasti trvalo udržateľného rozvoja:
Spotreba fosílnych palív v doprave sa musí znížiť.
Globálne normy pre emisie do ovzdušia založené na pokročilých technológiách musia byť stanovené pre všetky druhy dopravy.
Každá krajina by mala vypracovať a implementovať program na kontrolu emisií zo všetkých zdrojov a spôsobov dopravy.
Zlepšiť a rozvíjať spoľahlivý a dostupný systém verejnej dopravy.
Pri plánovaní rozvoja dopravných systémov využívať systematický prístup zameraný na komplexné riešenie environmentálnych problémov. Odstraňovať príčiny, nie dôsledky geoekologických problémov v doprave.
Celkovým cieľom v systémovom riadení dopravy je nájsť optimálnu rovnováhu medzi napĺňaním potrieb spoločnosti a znižovaním znečistenia životného prostredia. Stratégie riadenia budú závisieť od miestnej situácie, a preto sa budú líšiť pre konkrétne krajiny, regióny a mestá.
Jednou z nevyhnutných podmienok znižovania škodlivých vplyvov dopravy na životné prostredie je jej udržiavanie v technicky bezchybnom stave.
Znečistenie ovzdušia v mestách a veľkých mestách s hustou premávkou nás núti hľadať alternatívu k automobilu so spaľovacím motorom. Batériové elektrické vozidlá sú sľubné, aj keď existuje veľa otázok a nevyriešených problémov.
Je dôležité vytvoriť neznečisťujúcu verejnú dopravu: sem patrí metro, vysokorýchlostné železnice, vozidlá s magnetickou levitáciou atď.
Zdroje informácií
1. Akimova T.A., Kuzmin A.P., Khaskin V.V. Ekológia. Príroda – Človek – Technika: Učebnica pre vysoké školy. - M.: UNITY-DANA, 2001.
2. Vplyv automobilovej dopravy na životné prostredie // http://ecology.volgadmin.ru/ecology/htmls/monitor/Air/air3.htm
Golubev G.N. Geoekológia. Učebnica pre študentov vysokých škôl. -M.: Vydavateľstvo GEOS, 1999.
Stepanovskikh A.S. Ekológia: Učebnica pre vysoké školy. - M.: UNITY-DANA, 2001. - 703 s.
Vplyv hluku // http://www.moseco.ru/ru/showArticle/atlID/38?PHPSESSID=299043b
Yasenkov E.P. Prvky komplexu motorovej dopravy a ich vplyv na životné prostredie // "Automobilový priemysel", 2007, č. 8 //
http://transpenv.org.ru/people.html
Doučovanie
Potrebujete pomôcť so štúdiom témy?
Naši špecialisti vám poradia alebo poskytnú doučovacie služby na témy, ktoré vás zaujímajú.
Odošlite svoju žiadosť s uvedením témy práve teraz, aby ste sa dozvedeli o možnosti konzultácie.
Tému „Úloha auta pri znečisťovaní životného prostredia“ som sa rozhodol vybrať, aby som opäť zdôraznil a dal príležitosť zamyslieť sa nad problémom, ktorý by mal znepokojovať každého obyvateľa mesta, v ktorom sa nachádza motorové vozidlo.
Medzi mobilné zdroje patria autá a dopravné mechanizmy pohybujúce sa po zemi, vode a vzduchu. Vo veľkých mestách patria medzi hlavné zdroje znečistenia ovzdušia motorovej dopravy. Výfukové plyny z motorov obsahujú komplexnú zmes viac ako dvesto zložiek vrátane mnohých karcinogénov. Pozemné vozidlá sú mechanizmy, ktoré sa pohybujú po diaľniciach a železniciach, ako aj stavebná, poľnohospodárska a vojenská technika. Vzhľadom na rozdiely v množstvách a druhoch vypúšťaných škodlivín je vhodné uvažovať samostatne o spaľovacích motoroch (najmä dvoj- a štvortaktných) a dieselových motoroch a podobne aj o parných a dieselových lokomotívach. V tabuľke 3 sú uvedené emisie z mobilných zdrojov.
Tabuľka č.3
Hlavné typy emisií znečisťujúcich látok z mobilných zdrojov
|
TYP MOTORA |
HLAVNÉ TYPY ZNEČISTENIA | ||
|
Štvortaktný spaľovací motor |
Uhľovodíky, oxid uhoľnatý, oxidy dusíka |
Autá, autobusy, lietadlá, motorky |
|
|
Dvojtaktný spaľovací motor |
Benzín (s pridaným olejom) |
Uhľovodíky, oxid uhoľnatý, oxid dusnatý, tuhé látky |
Pomocné motory motocyklov |
|
Autobusy, traktory, autá, vlaky |
|||
|
Plynová turbína |
Oxidy dusíka, tuhé látky |
Lietadlá, lode, vlaky |
|
|
Parný kotol |
Uhlie, ropa |
Oxidy dusíka, oxid siričitý, tuhé látky |
Lode, lokomotívy |
Počas prevádzky pojazdných vozidiel sa škodlivé látky dostávajú do ovzdušia s výfukovými plynmi, výparmi z palivových systémov a pri tankovaní, ako aj s plynmi z kľukovej skrine. Emisie oxidu uhoľnatého sú výrazne ovplyvnené topografiou ciest a modelmi premávky vozidiel. Napríklad pri zrýchľovaní a brzdení sa obsah oxidu uhoľnatého vo výfukových plynoch zvyšuje takmer 8-krát. Minimálne množstvo oxidu uhoľnatého sa uvoľňuje pri jednotnej rýchlosti vozidla 60 km/h.
V tabuľke č. 4 sú uvedené hodnoty koncentrácie hlavných nečistôt karburátorového motora v rôznych prevádzkových režimoch.
Tabuľka č.4
Koncentrácia látok v závislosti od prevádzkového režimu motora karburátora
|
Prevádzkový režim motora |
Oxid uhoľnatý, % obj |
Uhľovodíky, mg/l |
Oxidy dusíka, mg/l |
|
Voľnobeh | |||
|
Nútený voľnobeh | |||
|
Stredné zaťaženie | |||
|
Plné zaťaženie |
Emisie oxidov dusíka sú maximálne pri pomere vzduch-palivo 16:1. Hodnoty emisií škodlivých látok vo výfukových plynoch vozidiel teda závisia od množstva faktorov: pomer zmesi vzduchu a paliva, režimy premávky vozidiel, terén a kvalita vozoviek, technický stav vozidiel a pod. objem emisií závisí aj od typu motora. V tabuľke č. 5 sú uvedené emisie množstva škodlivých látok z karburátorových a naftových motorov.
Tabuľka č.5
Emisie (% obj.) látok pri prevádzke dieselových a karburátorových motorov
|
LÁTKA |
MOTOR |
|
|
Karburátor |
Diesel |
|
|
Oxid uhoľnatý | ||
|
Oxid dusnatý | ||
|
Uhľovodíky | ||
|
Benz(a)pyrén |
Až 20 μg/m3 |
Až 10 μg/m3 |
Ako vyplýva z údajov v tabuľke č. 5, emisie hlavných škodlivín sú výrazne nižšie u dieselových motorov. Preto sa považujú za ekologickejšie. Vznetové motory sa však vyznačujú zvýšenými emisiami sadzí v dôsledku preťaženia paliva. Sadze sú nasýtené karcinogénnymi uhľovodíkmi a stopovými prvkami; ich emisie do atmosféry sú neprijateľné.
Vzhľadom na to, že výfukové plyny z automobilov vstupujú do spodnej vrstvy atmosféry a proces ich rozptylu sa výrazne líši od procesu rozptylu vysokých stacionárnych zdrojov, škodlivé látky sú prakticky v zóne dýchania človeka. Preto by cestná doprava mala byť klasifikovaná ako najnebezpečnejší zdroj znečistenia ovzdušia v blízkosti diaľnic.
Podľa vzorca pre priemerné špecifické emisie (emisný faktor)
Celkové ročné emisie znečisťujúcich látok
súčet ročných ukazovateľov dopravy
Tabuľka č. 6 uvádza tieto hodnoty pre emisie automobilov
Tabuľka č. 6 Priemerné špecifické emisie (emisné faktory) motorových vozidiel
|
TYP ZNEČISŤUJÚCEJ LÁTKY |
PRIEMERNÁ ŠPECIFICKÁ EMISIA (PRIEMERNÁ RÝCHLOSŤ VOZIDLA 31,7 KM/H) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
za hodinu |
Na kilometer |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Oxid uhoľnatý | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Nespálené uhľovodíky | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Oxidy dusíka | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Celkové množstvo výfukových plynov (pri 0 0 C) |
0,914 m3/km |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Priemerná spotreba paliva |
Všetky vozidlá s autonómnymi hnacími strojmi znečisťujú ovzdušie do určitej miery chemickými zlúčeninami obsiahnutými vo výfukových plynoch. V priemere je podiel jednotlivých typov vozidiel na znečisťovaní ovzdušia nasledovný: Automobilový priemysel – 85 %, More a rieka – 5,3 %, vzduch - 3,7 %, Zheleznodorozhny - 3,5 %, Poľnohospodárske – 2,5 %. Spolu so znečisťovaním životného prostredia škodlivými emisiami si treba všímať aj fyzikálny vplyv na atmosféru v podobe tvorby antropogénnych fyzikálnych polí (zvýšený hluk, infrazvuk, elektromagnetické žiarenie). Z týchto faktorov má najväčší vplyv hluk. Doprava je hlavným zdrojom akustického znečistenia životného prostredia. Vo veľkých mestách dosahuje hlučnosť 70...75 dBA, čo je niekoľkonásobne viac ako prípustné normy. Hlavným zdrojom akustického znečistenia životného prostredia je cestná doprava: jej podiel na akustickom znečistení v mestách sa pohybuje od 75 do 90 %. Auto má negatívny vplyv na takmer všetky zložky biosféry: atmosféru, vodu, pôdne zdroje, litosféru a ľudí. Výfukové plyny z vozidiel sa šíria po mestských uliciach pozdĺž ciest a majú škodlivý vplyv na chodcov, obyvateľov okolitých budov a vegetáciu. Zistilo sa, že zóny s prekročením maximálnych prípustných koncentrácií oxidu dusičitého a oxidu uhoľnatého pokrývajú až 90 % mestskej oblasti. Automobil je najaktívnejším spotrebiteľom vzdušného kyslíka. Ak človek spotrebuje do 20 kg (15,5 m3) vzduchu za deň a do 7,3 tony za rok, potom moderné auto spotrebuje asi 12 m3 vzduchu, alebo v kyslíkovom ekvivalente asi 250 litrov kyslíka na spálenie 1 kg. benzínu. Vo veľkých mestách teda cestná doprava absorbuje kyslík desaťkrát viac, ako je hmotnosť ich obyvateľstva. Skoršie štúdie ukázali, že v pokojnom, bezvetrnom počasí a nízkom atmosférickom tlaku na frekventovaných diaľniciach objemová koncentrácia kyslíka vo vzduchu často klesá až na 15 %. Je známe, že keď je koncentrácia kyslíka vo vzduchu nižšia ako 17 %, u ľudí sa objavia príznaky malátnosti, pri 12 % alebo menej je ohrozenie života, pri koncentrácii pod 11 % dochádza k strate vedomia a pri 6 % dýchaniu. zastaví. Pri horení paliva vo valcoch motora vznikajú netoxické (vodná para, oxid uhličitý) a toxické látky. Posledne menované sú produkty spaľovania alebo vedľajšie reakcie vyskytujúce sa pri vysokých teplotách. Patria sem oxid uhoľnatý CO, uhľovodíky CmHn, oxidy dusíka (NO a N02), ktoré sa zvyčajne označujú ako NOX. Okrem uvedených látok majú škodlivý vplyv na ľudský organizmus zlúčeniny olova, karcinogénne látky (benzo(a)pyrén), sadze a aldehydy, ktoré sa uvoľňujú pri prevádzke motora. | Mestská rozpočtová vzdelávacia inštitúcia Stredná škola č. 8 v Poronaysku Zostavila: Daria Gargaeva Stredná škola MBOU č. 8, Poronaysk Vedecký vedúci: Chebanova Julia Gennadievna Stredná škola MBOU č. 8 v Poronaysku Poronaysk, 2012 Automobil je hlavným faktorom znečisťovania životného prostredia. Obsah
3.2. Elektrické auto 3.3. Benzín namiesto benzínu Záver Zoznam použitej literatúry Aplikácia Úvod Začiatok druhej polovice 20. storočia sa niesol v znamení intenzívneho procesu motorizácie spoločnosti. Vývoj cestnej dopravy predurčil dva jasne definované a protichodné trendy. Dosiahnutá úroveň motorizácie na jednej strane odráža technický a ekonomický potenciál rozvoja spoločnosti a na druhej strane zvyšuje mieru negatívneho vplyvu na verejné zdravie a životné prostredie. Cestná doprava je jednou z najdôležitejších zložiek dopravnej ponuky krajiny. V posledných rokoch sa v cestnej doprave realizuje asi 60 % nákladnej dopravy a asi 55 % osobnej dopravy a pri započítaní osobných automobilov najmenej 65 % cestujúcich (pozri prílohu Graf 1) Tieto čísla sa naďalej zvyšujú. Environmentálne problémy spojené s používaním vozidiel sú aktuálne nielen u nás, ale aj vo všetkých krajinách sveta. Relevantnosť Týmto problémom je zvyšujúci sa počet cestnej dopravy a zvyšovanie miery jej negatívneho vplyvu na životné prostredie a verejné zdravie. Cieľ:študovať vplyv cestnej dopravy na životné prostredie a identifikovať hlavné smery na zlepšenie jej environmentálnej bezpečnosti. Stanovenie cieľov zahŕňa definovanie niekoľkých úlohy: 1. Zvážte vplyv cestnej dopravy na životné prostredie. 2. Identifikujte hlavné environmentálne znečisťujúce látky produkované cestnou dopravou. 3. Určiť hlavné smery zlepšovania šetrnosti k životnému prostrediu Cestná doprava. Hypotéza: Ak vo svojom aute úplne prestanete používať benzín a naftu, plyn bude jedným z palív s najvyššou prioritou z hľadiska účinnosti a šetrnosti k životnému prostrediu. 1. Vplyv toxických zložiek produkovaných cestnou dopravou na životné prostredie. Nielen vodiči vedia, ako páchne výfuk z auta. Občania sú tak zvyknutí na zápach výfukových plynov, že ho niekedy ani necítia. Okrem diaľnice autá zapĺňajú všetky miestne príjazdové cesty a obytné dvory. Asfaltové deti, zvyknuté na výpary z auta, musia za určitých poveternostných podmienok zaznamenať nadmerný obsah výfukových plynov v mestskom ovzduší. Z pohľadu poškodzovania životného prostredia vedie teda motorová doprava vo všetkých typoch negatívnych vplyvov: znečistenie ovzdušia - 95 %, hluk - 49,5 %, vplyv klímy - 68 % (pozri prílohu graf. 2). Palivo a výfukové plyny z motorov áut ovplyvňujú ľudský organizmus rôznymi spôsobmi, no najtoxickejšie je olovo a jeho zlúčeniny. Otrava oxidom uhoľnatým spôsobuje bolesti hlavy, dusenie, bolesti brucha a zvracanie, ospalosť a zrýchlený tep. Oxid dusnatý sa spája s vodnou parou a vytvára kyselinu dusičnú, ktorá dráždi pľúcne tkanivo, čo vedie k chronickým ochoreniam. Oxid dusičitý dráždi sliznicu očí a pľúc a spôsobuje nezvratné zmeny v kardiovaskulárnom systéme. Zlúčeniny olova spôsobujú poruchy metabolizmu a krvotvorných orgánov v tele. Vodiči, pracovníci v doprave a chodci vo veľkých mestách sú náchylní na tento typ otravy. Znečistenie životného prostredia toxickými zložkami výfukových plynov vedie k veľkým ekonomickým stratám. Je to spôsobené predovšetkým tým, že toxické látky spôsobujú poruchy v raste rastlín, vedú k zníženiu výnosov a stratám v živočíšnej výrobe. Hromadia sa v rastlinách a predstavujú nebezpečenstvo pre zvieratá a ľudí. Nebezpečné sú najmä pásy pozemkov pri cestách s vysokou intenzitou dopravy, na nich je povolené siať len priemyselné plodiny. Podzemné a povrchové vody sú náchylnejšie na kontamináciu z palív, olejov a mazív. Film uhľovodíkov na povrchu vody bráni oxidačným procesom, negatívne ovplyvňuje živé organizmy a mení kvalitu vody. Výfukové plyny urýchľujú deštrukciu plastových a gumených výrobkov, pozinkovaných povrchov a železných kovov, ako aj náterov, obkladov a stavebných konštrukcií. 2. Hlavné znečisťujúce látky vstupujúce do ovzdušia výfukovými plynmi z automobilov V dôsledku znečistenia životného prostredia škodlivými látkami z výfukových plynov spaľovacích motorov sa celé regióny, najmä veľké mestá, stávajú pre obyvateľstvo zónami ekologickej katastrofy. Problém ďalšieho znižovania škodlivých emisií z motorov je čoraz naliehavejší v dôsledku neustáleho nárastu počtu cestnej dopravy a zhutňovania cestnej dopravy. Zoberme si ukazovatele nárastu počtu cestnej dopravy v Poronskom okrese Sachalinskej oblasti (pozri prílohu tabuľka 1 Z tejto tabuľky je vidieť, že v priemere sa cestná doprava v Poronskom okrese Sachalinskej oblasti zvýšila o). 300 jednotiek ročne. To znamená, že objem znečisťujúcich látok vstupujúcich do atmosféry sa každým rokom zvyšuje. Najnepriaznivejšie prevádzkové režimy sú nízke otáčky a „voľnobeh“ motora, kedy sú znečisťujúce látky vypúšťané do ovzdušia v množstvách výrazne vyšších ako pri zaťažení. Je to vidieť v tabuľke, ktorá predstavuje charakteristiky rytmu pohybu auta (pozri prílohu tabuľka 2). Ak si napríklad urobíte 1-hodinovú cestu po meste, auto bude sedieť na križovatkách a v zápchach približne 24 minút, t.j. Motor beží na voľnobeh 40 % času. Počas tejto doby sa spotrebuje asi 15 % celkovej spotreby paliva za túto hodinu. Objem výfukových plynov pri voľnobehu motora (24 minút) bude 10 % z celkového objemu emitovaného za hodinu. Budú obsahovať asi 20 % oxidu uhoľnatého (CO) a asi 17 % uhľovodíkov (CnHm) z celkového množstva týchto látok emitovaných v priemere za hodinu jazdy po meste. Pri skúmaní tabuľky je zrejmé, že chemické zloženie škodlivín závisí od druhu paliva (pozri prílohu Tabuľka 3) Hlavnou toxickou zložkou výfukových plynov, ktoré sa uvoľňujú pri prevádzke benzínových motorov, je oxid uhoľnatý. Vzniká pri neúplnej oxidácii palivového uhlíka v dôsledku nedostatku kyslíka v celom objeme valca motora alebo v jeho jednotlivých častiach. 3. Hlavné smery na zlepšenie environmentálnej bezpečnosti automobilov. Väčšina vedcov a odborníkov z praxe prijíma naliehavé opatrenia na zníženie toxicity výfukových plynov motora. Problém je, samozrejme, veľmi zložitý, časovo náročný a drahý. 3.1.Zlepšenie spaľovacieho motora Vykonalo sa množstvo pokusov zlepšiť jeho účinnosť a šetrnosť k životnému prostrediu. K dnešnému dňu je to predovšetkým palivová účinnosť a schopnosť spĺňať medzinárodné environmentálne požiadavky. Osvedčená technológia výroby spaľovacích motorov zabezpečila ich nízku mernú cenu (náklady/kW energie). Zlepšenie pracovného procesu viedlo k vysokej objemovej (hmotnostnej) energetickej náročnosti (kW/kg, kW/m3). Výskum mnohých generácií vedcov a inžinierov zistil, že tento dizajn má nevyužité rezervy pre ďalší vývoj a zlepšovanie dizajnu. Napríklad výrazné zvýšenie efektivity benzínových motorov a zlepšenie účinnosti bolo dosiahnuté vďaka: prechodu na vstrekovanie paliva do sacieho potrubia alebo priamo do valca; použitie boostu. Z environmentálneho hľadiska je situácia v spaľovacích motoroch slepá ulička. Veľa paliva a málo vzduchu – nízky výkon, účinnosť a veľa CO. Málo paliva a veľa vzduchu – veľa oxidu dusíka. Kompromis, ktorý bol donedávna úspešný, sa dosiahol elektronickou reguláciou pomeru paliva a vzduchu a použitím takzvaného trojcestného katalyzátora. Avšak už boli vyvinuté spaľovacie komory, ktoré dokážu spaľovať ultrachudé zmesi vzduchu a paliva. ICE s takýmito komorami pracujú vo všetkých režimoch v takmer ideálnych pomeroch paliva a vzduchu, a preto obsahujú minimálne množstvo škodlivých látok vo výfukových plynoch. 3.2. Hlavné výhody elektrického vozidla: Žiadne škodlivé emisie; Jednoduchosť dizajnu a prevádzky, vysoká spoľahlivosť a odolnosť v porovnaní s bežným automobilom; Nevýhody elektromobilu: V priebehu poldruha storočia evolúcie batérie nikdy nedosiahli vlastnosti, ktoré by elektrickému vozidlu umožnili konkurovať na rovnakej úrovni ako automobil, pokiaľ ide o dojazd a cenu. Dostupné vysokoenergetické batérie sú buď príliš drahé kvôli použitiu drahých alebo drahých kovov (striebro, lítium), alebo pracujú pri príliš vysokých teplotách. Okrem toho majú takéto batérie vysoké samovybíjanie. Výzvou je výroba a likvidácia batérií, ktoré často obsahujú toxické zložky (ako olovo alebo lítium). Pre masové používanie elektrických vozidiel je potrebné vytvorenie vhodnej infraštruktúry na dobíjanie batérií (nabíjanie na „auto-nabíjacích“ staniciach). Hlavnou nevýhodou sú dnes vysoké náklady. 3.3.Plyn namiesto benzínu Vysokooktánové plynové palivo so stabilným zložením sa dobre mieša so vzduchom a je rovnomerne rozložené vo valcoch motora, čím podporuje dokonalejšie spaľovanie pracovnej zmesi. Celkové emisie toxických látok z áut jazdiacich na skvapalnený plyn sú podstatne menšie ako z áut s benzínovými motormi. Nákladné vozidlo ZIL-130, prerobené na plyn, má teda indikátor toxicity takmer 4-krát menší ako jeho benzínový náprotivok. Keď motor beží na plyn, zmes sa úplne spáli. A to vedie k zníženiu toxicity výfukových plynov, zníženiu tvorby uhlíka a spotreby oleja a zvýšeniu životnosti motora. Okrem toho je skvapalnený plyn lacnejší ako benzín. (pozri tabuľku č. 4) Problém prestavby vozidiel na zemný plyn je riešením komplexu zložitých problémov, z ktorých najvýznamnejšie sú: hromadná výroba vozidiel s plynovými valcami; vytvorenie infraštruktúry (siete) plniacich komplexov; vývoj a výroba spoľahlivých plynových zariadení; vytvorenie servisnej siete pre repasovanie vozidiel; školenie personálu; právna a reklamná a informačná podpora a pod. Splyňovanie vozidiel nie je len riešením ekologických problémov, ale šetrí aj rozpočtové prostriedky (motorové palivo vyrobené zo zemného plynu stojí o polovicu menej ako ropa). Masívna konverzia domácich áut na zemný plyn je teda najracionálnejším, na zdroje bohatým a environmentálne prijateľným spôsobom zvýšenia efektívnosti a ekologizácie ruskej cestnej dopravy. Záver Môžeme skonštatovať, že vyššie uvedené determinuje potrebu prijať rozsiahle a komplexné opatrenia na predchádzanie, neutralizáciu, alebo aspoň výrazné zníženie negatívnych dôsledkov, ktoré generuje motorizácia našej krajiny. Úplné vyriešenie problému znečistenia ovzdušia v mestách z motorových vozidiel je, žiaľ, nemožné, aj keď sa používajú iba vozidlá s naftovým alebo plynovým pohonom. Používanie bezolovnatého benzínu znižuje emisie olova, ale neodstraňuje iné znečisťujúce látky. Emisie naftových motorov sú bezolovnaté a majú nízky obsah oxidu uhoľnatého, ale obsahujú viac oxidov dusíka. Emisie zo zle regulovaných dieselových motorov sú navyše obohatené o sadze obsahujúce karcinogény, uhľovodíky a formaldehydy. Plynové motory samozrejme nie sú ideálne, ale majú výrazne menší škodlivý vplyv na životné prostredie, a preto sú vhodnejšie ako iné typy uhľovodíkových motorov.
Referencie 8. S. Žukov. Zemný plyn je motorovým palivom 21. storočia. // Priemysel dnes, č.2, 2001. – s. 9. Benzín, urob miesto.//Factor, č. 3, 2001. – s. 40-41. Aplikácia Rozvrh 1 Rozvrh 2 Tabuľka 1
Tabuľka 2(Hodnoty parametrov sú uvedené v percentách)
Tabuľka 3
Tabuľka 4
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
