Защита от загрязнения воздуха

   Способ  окисления горючих углеродистых вредных веществ в воздухе  заключается в сжигании в пламени  и образовании СО2 и воды, способ термического окисления – в подогреве  и подаче в огневую горелку.

   Каталитическое  окисление с использованием твердых  катализаторов заключается в  том, что сернистый ангидрид проходит через катализатор в виде марганцевых  составов или серной кислоты.

   Для очистки газов методом катализа с использованием реакций восстановления и разложения применяют восстановители (водород, аммиак, углеводороды, монооксид углерода). Нейтрализация оксидов азота NOx достигается применением метана с последующим использованием оксида алюминия для нейтрализации на втором этапе образующегося монооксида углерода.

   Перспективен  сорбционно-каталитический способ очистки  особо токсичных веществ при  температурах ниже температуры катализа.

   Адсорбционно-окислительный  способ также представляется перспективным. Он заключается в физической адсорбции малых количеств вредных компонентов с последующим выдуванием адсорбированного вещества специальным потоком газа в реактор термокаталитического или термического дожигания.

   В крупных городах для снижения вредного влияния загрязнения воздуха  на человека применяют специальные градостроительные мероприятия: зональную застройку жилых массивов, когда близко к дороге располагают низкие здания, затем – высокие и под их защитой – детские и лечебные учреждения; транспортные развязки без пересечений, озеленение. 
 
 
 

   6.Мероприятия по санитарной охране атмосферного воздуха населенных мест

   Проблема  защиты атмосферы от вредных выбросов является сложной и комплексной. Можно выделить три основные группы мероприятий: технологические; планировочные; санитарно-технические.

   1. Технологические мероприятия

   С экономической точки зрения дешевле  бороться с вредными веществами в  местах их образования - создание замкнутых  технологических циклов, при которых  бы отсутствовали хвостовые газы или абгазы. Применение природоохранного принципа рационального использования природных ресурсов - максимальное извлечение всех полезных компонентов и утилизация отходов (максимум экономического эффекта и минимума отходов, загрязняющих окружающую среду).

   В данную группу можно отнести также:

   1) замена вредных веществ на на производстве менее вредными или безвредными;

   2) очистка сырья от вредных примесей (десульфиризация мазута перед  его сжиганием);

   3) замена сухих способов переработки  пылящих материалов мокрыми;

   4) замена пламенного нагрева электрическим (шахтные печи на электрические индукционные);

   5) герметизация процессов, использование  гидро- и пневмотранспорта при  транспортировке пылящих материалов;

   6) замена прерывистых процессов  непрерывными.

   2. Планировочные мероприятия

   В группу планировочных мероприятий входит комплекс приемов, включающих:

   зонирование территории города,

   борьбу  с природной запыленностью,

   организацию санитарно-защитных зон (уточнение  по розе ветров, озеленение зоны)

   планировка  жилых районов (зонирование застройки  кварталов),

   озеленение  населенных мест.

   3. Санитарно-технические мероприятия

   Специальные меры защиты при помощи очистных сооружений: сухие механические пылеуловители (циклоны, мультициклоны), аппараты фильтрации (ткани, керамические, металлкерамические и др.), электростатической очистки (электрофильтры), аппараты мокрой очистки (скрубберы), химические: каталитическая очистка газов, озонирование.

   6.Мероприятия по борьбе с выбросами автотранспорта

   Оценка  автомобилей по токсичности  выхлопов. Большое значение также имеет повседневный контроль, над автомашинами. Все автохозяйства обязаны следить за исправностью выпускаемых на линию машин. При хорошо работающем двигателе в выхлопных газах окиси углерода должно содержаться не более допустимой нормы.

   В подзаголовке конкретизируется: «Содержание окиси углерода в отработавших газах автомобилей с бензиновыми двигателями. Нормы и метод определения».

   В принятом стандарте на токсичность  предусмотрено дальнейшее ужесточение нормы, хотя они и сегодня в СССР жестче европейских: по окиси углерода—на 35%, по углеводородам—на 12%, по окислам азота—на 21%. Советский автомобиль 1978 г. должен выбрасывать в атмосферу окиси углерода почти вдвое, а углеводородов на 21% меньше, чем машина выпуска 1975 г. С 1978 г. ограничен выброс окислов азота. В таких больших городах, как Москва, Киев, Алма-Ата, работают службы чистого воздуха.

   На  дизельные автомобили имеется специальный  ГОСТ «Автомобили с дизелями. Дымность отработавших газов». Интересной особенностью автомобильного ГОСТа является то обстоятельство, что он обращен к огромной массе водителей. Кроме норм, ГОСТ содержит методику, которая дает подробные рекомендации водителю: как определить содержание окиси углерода в выхлопе, как отрегулировать двигатель.

   Отечественные стандарты предусматривают дальнейшее поэтапное ужесточение норм выброса токсичных веществ.

   В Советском Союзе созданы приборы, которые следят за тем, чтобы машины, выходящие в рейс, не превышали  допустимых норм выбросов вредных газов. Так, в Смоленске выпускаются  переносные устройства «ГАИ-1» для измерения окиси углерода в выхлопных газах. Другие приборы измеряют окислы азота, углеводорода. Создана аналитическая система, автоматически регистрирующая одновременно основные транспортные выбросы. Смоленские приборостроители начали ее серийный выпуск.

   Системы управления городским  транспортом. Разработаны новые системы регулирования уличного движения, которые сводят к минимуму возможность образования пробок, потому что, останавливаясь и потом набирая скорость, автомобиль выбрасывает в несколько раз больше вредных веществ, чем при равномерном движении. Расширяются улицы между проезжей частью дорог и жилыми домами.

   Построены автомагистрали в обход городов. Любые вопросы организации движения надо рассматривать с точки зрения не только обеспечения безопасности, но и уменьшения токсичности выхлопных газов. Почему, скажем, предельная скорость движения в городе установлена не 80 и не 50, а 60 км в час? Именно на эту скорость у легковых автомобилей приходится минимум вредных выбросов. При резком же увеличении или уменьшении скорости движения выброс возрастает более чем вдвое.

   По  мнению специалистов, перевод автотранспорта на дизельные двигатели уменьшит выброс в атмосферу вредных веществ. В выхлопе дизеля почти не содержится ядовитой окиси углерода, так как дизельное топливо сжигается в нем практически полностью. К тому же дизельное топливо свободно от тетраэтила свинца, присадки, которая используется для повышения октанового числа бензина, сжигаемого в современных карбюраторных двигателях с высокой степенью сжигания.

   Дизель  экономичнее карбюраторного двигателя  на 20—30%. Более того, для производства 1 л дизельного топлива требуется  в 2,5 раза меньше энергии, чем для  производства того же количества бензина. Получается, таким образом, как бы двойная экономия энергоресурсов. Именно этим объясняется быстрый рост числа автомобилей, работающих на дизельном топливе. В 1976 г. в США продано 25 тыс. легковых автомобилей с дизельными двигателями, а в 1980 г.—400 тыс. Намечено довести долю дизельных автомобилей в общем числе выпускаемых легковых автомобилей до 15—20%. Согласно прогнозам Агентства по охране окружающей среды США, к 1990 г. 25% всех продаваемых в стране легковых автомобилей будут иметь дизельные двигатели.

   Совершенствование двигателей внутреннего  сгорания. Создание автомобилей с учетом требований экологии—одна из серьезных задач, которые стоят сегодня перед конструкторами.

   Совершенствование процесса сгорания топлива в двигателе  внутреннего сгорания, применение электронной системы зажигания приводит к уменьшению в выхлопе вредных веществ.

   Для экономии топлива создаются различные  типы зажигания. Инженеры югославского объединения «Электронска индустрия» создали электронную систему  со сроком службы 30 тыс. ч. Кроме прочего, она регулирует расход горючего. А одна из английских фирм использовала плазменный вариант, обеспечивающий легкое воспламенение бедной горючей смеси. Автомобиль, оборудованный такой системой, расходует всего 2 л на 100 км пробега.

   Разработаны и другие методы экономии. Французская фирма «Рено» экспериментирует с автомобильными газогенераторами. Сырьем для них служат древесина, солома, стебли кукурузы и другие растительные остатки. При сжигании полученного газа в смеси с дизельным топливом последнего нужно в 3—4 раза меньше.

   Чистота «дыхания» машины во многом зависит  от карбюратора. Около 75% этих приборов, устанавливаемых на отечественных легковых автомобилях, производят в Димитровграде.

   Перед создателями карбюратора «Озон» стояла задача: добиться более оптимальных смесей на различных режимах работы двигателя. Это значило сократить расход топлива, а следовательно, снизить токсичность выхлопных газов.

   С 1979 г. все автомобили, сходящие с  ВАЗа, оснащаются карбюраторами «Озон». Такие карбюраторы обеспечивают действующие и перспективные нормы токсичности выхлопных газов и дают 10—15% экономии топлива по ездовому циклу.

   Производственное  объединение «ГАЗ» (Горьковский  автозавод) выпускает новую модель легковых автомобилей «Волга» ГАЗ-3102. Эта машина элегантнее, комфортабельнее и мощнее своей предшественницы, но главное в том, что у нее двигатель с принципиально новой системой воспламенения рабочей смеси. Эта система — форкамерное зажигание — разработана советскими специалистами на основе явления высокой химической активности продуктов неполного сгорания богатой углеводородами смеси.

   Новый способ зажигания называется процессом  лавинной активизации горения или сокращенно ЛАГ-процессом.

   Суть  его в том, что в основную камеру сгорания бензино-воздушной смеси выбрасывается из вспомогательной форкамеры факел химически активных продуктов неполного сгорания этой смеси.

   Форкамерный двигатель при высокой своей  мощности обеспечивает высокую экономичность в потреблении топлива и исключительно низкую токсичность отработавших газов.

   Нейтрализаторы. Большое внимание придается разработке устройства снижения токсичности—нейтрализаторов, которыми можно оснастить современные автомобили.

   Способ  каталитического преобразования продуктов  сгорания заключается в том, что отработавшие газы очищаются, вступая в контакт с катализатором. Одновременно происходит дожигание продуктов неполного сгорания, содержащихся в выхлопе автомобилей.

   Катализатором служат либо гранулы размером от 2 до 5 мм, на поверхности которых нанесен  активный слой с добавками благородных металлов—платины, палладия и т. п., либо керамический блок сотового типа с подобной активной поверхностью. Конструкция нейтрализатора весьма проста. В металлическую оболочку с патрубками для подвода и отвода газа заключена реакторная камера, которая заполняется гранулами или керамическим блоком. Нейтрализатор крепят к выхлопной трубе, и газы, прошедшие через него, выбрасываются в атмосферу очищенными. Одновременно устройство может выполнять функции глушителя шума.

   В СССР налажено производство нейтрализатора для дизельных двигателей. В 1979 г. на городские трассы вышли первые «Волги», оборудованные необычной «ловушкой для дыма» — каталитическими нейтрализаторами, которые резко снижают токсичность выхлопных газов автомобиля. Эффект от использования нейтрализаторов достигается внушительный: при оптимальном режиме выброс в атмосферу оксида углерода уменьшается на 70—80%, а углеводородов—на 50—70%.

   Специалистами Научно-исследовательского автомобильного и автомоторного института разработано устройство, которое значительно снижает содержание токсичных веществ в выхлопных газах,— «Каскад». В условиях городского движения «Каскад» обеспечивает снижение расхода топлива на 4—7% и уменьшает выброс окиси углерода на 20—40%. «Каскад» может быть установлен как на находящихся в эксплуатации автомобилях, так и на вновь выпускаемых.

   Самый важный показатель качества автомобильного бензина—детонационная стойкость. Для повышения октанового числа в топливо вводят добавки. Самый простой метод повышения детонационной стойкости—добавление тетраэтилсвинца. В большинстве стран уже приняты или - разрабатываются законодательные меры, ограничивающие и дозы этилирования, и объем потребления этилированных бензинов. В СССР применение этилированных бензинов запрещено в Москве, Ленинграде, Киеве и в некоторых курортных центрах. Ограничена и величина добавки тетраэтилсвинца.