Загрязнение окружающей среды дизельным автотранспортом

 

Содержание 

1. Раздел 1 Описание технологического процесса изготовления единицы продукции…………………………………………………………………..3
2. Раздел 2 Характеристика загрязняющих веществ………………………..7
3. Раздел 3 Определение валового выброса вредных веществ…………….9
4. Раздел 4. Определение платы за загрязнение атмосферного воздуха…14
5. Раздел 5 Мероприятия по сокращению загрязнения окружающей среды……………………………………………………………………….15
6. Список использованной литературы ……………………………………16

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

          
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Раздел 1 Описание технологического процесса изготовления единицы продукции        

     В настоящее время загрязнение  атмосферного воздуха токсическими веществами, выделяемыми автомобильным  транспортом, является одной из важнейших  проблем стоящих перед человечеством. Загрязнение воздуха оказывает  вредное воздействие на человека и окружающую среду.

     При интенсивном росте мегаполисов автомобильный транспорт стал самым неблагоприятным экологическим фактором в охране здоровья человека и природной среды в городе. Таким образом, автомобиль становится конкурентом человека за жизненное пространство. За последние десятилетие человечество окончательно убедилось, что первым виновником загрязнения атмосферного воздуха – одного из основных источников жизни на нашей Планете, является детище научно-технического прогресса – автомобиль. Автомобиль, поглощая столь необходимый для протекания жизни кислород, вместе с тем интенсивно загрязняет воздушную среду токсичными компонентами, носящими ощутимый вред всему живому и не живому.

     Основной  вклад в загрязнение атмосферы  вносят автомобили, работающие на бензине (75%), затем автомобили с дизельными двигателями (около 4%), трактора и другие сельскохозяйственные машины (около 4%).

     Дизельный двигатель работающий на дизельном  топливе - обычно под этим термином понимают топливо, получающееся из керосиново-газойлевых фракций прямой перегонки нефти. Основной показатель дизельного топлива - это цетановое число, которое  характеризует способность топлива  к воспламенению в камере сгорания и равно объёмному содержанию цетана в смеси с α-метилнафталином, которое в стандартных условиях имеет одинаковую воспламеняемость по сравнению с исследованным  топливом.

     При работе автотранспорта на дизельном  двигателе в атмосферу выбрасывается  большое количество токсических  веществ как окислы азота (NO-98%; NO₂-2%); углеводороды – алканы, алкены, алкадиены, ароматические соединения; угарный газ (CO); сажа; сера и другие. Нетоксические вещества: азот (N₂), кислород (O₂), водород (H₂), водяной пар (H₂O), и углекислый газ (CO₂).

     По  сравнению с бензиновыми двигателями, в выхлопных газах изельного  двигателя, как правило, меньше окиси  углерода (СО), но теперь, в связи  с применением каталитических конвертеров  на бензиновых двигателях, это преимущество не так заметно. Основные токсичные  газы, которые присутствуют в выхлопе  в заметных количествах - это углеводороды (НС или СН) , оксиды(окислы) азота (NОх) и сажа (или её производные) в форме  черного дыма. Они могут привести к астме и раку легких. Больше всего загрязняют атмосферу дизели грузовиков и автобусов, которые  часто являются старыми и неотрегулированными.

     Важнейшими  недостатками дизельных двигателей является повышенные выбросы сажи и  серы. Повышенные выбросы сажи образуются вследствие перегрузки плохой регулировки двигателей и системы подачи топлива. Сажа насыщена канцерогенными углеводородами и микроэлементами, которые очень вредны для здоровья человека.

     Под серой понимается содержание сернистых  соединений - меркаптанов (R-SH), сульфидов (R-S-R), дисульфидов (R-S-S-R), тиофенов, тиофанов и др., а не элементарная сера как  таковая. Содержание серы в нефти  находится в пределах от 0,15% до 5-7%, допустимое содержание в судовом  топливе — до 1%, а по последним  нормативам Европы и штата Калифорния допустимое содержание серы в дизельном  топливе не более 0,001 % (10 ppm). Понижение  содержания серы в дизельном топливе, как правило, приводит к уменьшению его смазывающих свойств, поэтому для дизельных топлив с ультранизким содержанием серы обязательным условием является наличие присадок.  
           Сейчас активно ищутся замены дизельному топливу, полученному при перегонки нефти. 

Энергетическое  загрязнение

       К энергетическим загрязнениям окружающей среды автотранспортном относят  шум, вибрации, электромагнитные излучения. Шумовое воздействие наиболее сильно влияет на психологическое состояние  человека.  
            Установлено, что интенсивность шума (в дБА) составляет от: Легкового автомобиля - 70-80 Автобуса - 80-85 Грузового автомобиля - 80-90 Мотоцикла - 90-95 Автомобильные средства по интенсивности шума различаются довольно резко. К самым шумным относятся грузовые автомобили с дизельным двигателем (90-95дБА), к самым "тихим" - легковые автомобили высоких классов (65-70 дБА). Источником шума на автомобиле являются двигатель, коробка передач, ведущий мост, вентилятор, выхлопная труба, всасывающий коллектор, шины. 
         Уже много лет осуществляется нормирование транспортных шумов. Выработаны международные нормы, определяющие уровни шума, производимые автомобильными транспортными средствами. Максимально допустимые уровни шума составляют: для легковых автомобилей - 80дБА, автобусов и грузовых автомобилей в зависимости от массы и вместимости соответственно от 81 до 85 и от 81 до 88 дБА. В условиях акустического дискомфорта по уровню автотранспортного шума проживает не менее 12,5 млн. городских жителей РФ.  
         Вибрация и колебания являются другим источником транспортного дискомфорта (для водителя и пассажиров). При движении автомобиля возникают колебания, обусловленные неуравновешенными силовыми воздействиями в узлах и агрегатах автомобиля, а также внешним переменным воздействием от неровностей дорожного покрытия. Эти колебания передаются на кузов автомобиля и через дорожное покрытие и грунт - на элементы придорожного пространства. Воздействие вибраций можно рассматривать в двух аспектах: воздействие на водителя с пассажирами автомобиля и воздействие на окружающие объекты. По способу передачи на человека различают общую и локальную вибрации. Общая вибрация передается через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека и вызывает сотрясение всего организма; локальная вибрация передается через руки человека. Водитель автомобиля одновременно подвергается воздействию общей и локальной вибрации, а пассажир и пешеход, находящийся рядом с проезжей частью, - общей.  
         Автомобиль является сравнительно маломощным источником электромагнитного излучения, однако проблема электромагнитного излучения существует, она связана с большим числом электрических источников на улицах города и проникновением этого излучения в жилую застройку. Эта проблема стала более актуальной в условиях быстрого развития транспорта, в том числе электромобилей. Электромагнитные поля с высокой плотностью энергии оказывают вредное воздействие непосредственно на организм человека. Степень воздействия определяется количеством энергии электромагнитных излучений в зависимости от частоты или длины волны.  

Дизельный двигатель

         Дизельный двигатель – поршневой двигатель внутреннего сгорания, работающий по принципу воспламенения топлива от сжатия. Основное отличие дизельного двигателя от бензинового заключается в способе подачи топливо-воздушной смеси в цилиндр и способе её воспламенения. В бензиновом двигателе топливо смешивается с всасываемым воздухом до попадания в цилиндр, получаемая смесь поджигается в необходимый момент свечой зажигания.

         В дизельном двигателе воздух попадает в цилиндр отдельно от топлива и затем сжимается. Из-за высокой степени сжатия (от 14:1 до 24:1), воздух нагревается до температуры самовоспламенения дизельного топлива (800 - 900°С). Топливо впрыскивается в камеры сгорания форсунками под большим давлением (от 10 до 220 МПа) и практически мгновенно воспламеняется. Свечи у дизеля тоже могут быть, но они являются свечами накаливания и разогревают воздух в камере сгорания, чтобы облегчить запуск. Таким образом, наиболее распространенным определением дизельного двигателя является: "Поршневой двигатель внутреннего сгорания с воспламенением

от сжатия"

         Дизельный двигатель использует в своей работе термодинамический цикл с изохорно-изобарным подводом теплоты (цикл Тринклера-Сабатэ), благодаря очень высокой степени сжатия они отличаются большим КПД (до 50 %) по сравнению с бензиновыми двигателями. 

 

Принцип работы (Четырехтактный цикл)

         При первом такте (такт впуска, поршень идет вниз) свежая порция  воздуха втягивается в цилиндр  через открытый впускной клапан.

         При втором такте (такт сжатия, поршень идет вверх) впускной  и выпускной клапаны закрыты, и воздух сжимается в объёме примерно в 17 раз (от 14:1 до 24:1), т. е. объём становится меньше в 17 раз по сравнению с общим объёмом цилиндра, и воздух становится очень горячим.

         Непосредственно перед началом третьего такта (такт рабочего хода, поршень идет вниз) топливо впрыскивается в камеру сгорания через распылитель форсунки. При впрыске топливо распыляется на мелкие частицы, которые равномерно перемешиваются со сжатым воздухом для создания самовоспламеняемой смеси. Энергия высвобождается при сгорании, когда поршень начинает свое движение в такте рабочего хода. Впрыск продолжается, что вызывает поддержание постоянного давления сгораемого топлива на поршень.

         Выпускной клапан открывается, когда начинается четвёртый такт (такт выпуска, поршень идет вверх), и выхлопные газы проходят через выпускной клапан.

         В зависимости от конструкции камеры сгорания, существует несколько типов дизельных двигателей:

         - Дизель с неразделённой камерой («дизель с непосредственным впрыском»): камера сгорания выполнена в поршне, а топливо впрыскивается в надпоршневое пространство. Главное достоинство минимальный расход топлива. Недостаток — повышенный шум. В настоящее время ведутся интенсивные работы по устранению указанного недостатка.

         - Дизель с разделённой камерой: топливо подаётся в дополнительную камеру. В большинстве дизелей такая камера (она называется вихревой) связана с цилиндром специальным каналом так, чтобы при сжатии воздух, попадая в вихревую камеру, интенсивно закручивался. Это способствует хорошему перемешиванию впрыскиваемых топлива и воздуха и самовоспламенению смеси. Такая схема считалась оптимальной и широко использовалась. Однако вследствие худшей экономичности в последние два десятилетия идет активное вытеснение таких дизелей двигателями с непосредственным впрыском топлива. 
 
 

 

         Раздел 2 Характеристика загрязняющих веществ 

Таблица 1 Предельно допустимые концентрации. Класс опасности. Нормативы платы  за                   выбросы загрязняющих веществ в  атмосферный воздух

 
 
 
 
 
 

 

Таблица 2 Характеристика загрязняющих веществ

 

          

          
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

         Раздел 3 Определение валового выброса вредных веществ

         Исходные данные: автомобиль марки Audi Q7 V12, с объёмом дизельного двигателя 7 л, работающего на дизельном топливе. Автомобиль в течение дня в среднем проезжает 5 часов. Количество работающих дней в каждом месяце составляет: январь – 15, февраль – 19, март – 22, апрель – 22, май – 19, июнь – 21, июль – 22, август – 22, сентябрь – 22, октябрь – 21, ноябрь – 21, декабрь – 23. Расстояние от ближайшего к выезду места стоянки и, соответственно, въезду 0,03 км. Расстояние от наиболее удаленного от выезда (въезда) места стоянки 2,15 км. В среднем за день человек проезжает около 70 км. Экоконтроль и нейтрализаторы отсутствуют.