Автомобiльний транспорт – як джерело забруднення довкiлля

1.2. Автомобiльний транспорт – як джерело забруднення довкiлля

Спалювання палива. З метою одержання енергiї використовують природний газ, попутний газ, скраплений газ, мазут, вугiлля, торф, деревина, деякi газовi промисловi вiдходи.

Основною складовою частиною палива є органiчна речовина. Органiчна речовина складається з елементiв: С, Н ,О , Крiм того у складi палива, у залежностi вiд його природи, є сiрка, азот, оксиди i сульфiди деяких металiв.

При горiннi палива вiдбувається окиснення сполук Гiдрогену i Карбону з видiленням енергiї:

С +0₂→СО_{2 Δ}Н= -395 кДж⁄моль;

Н₂ + 1/20₂ →Н₂0 ΔН= -287 кДж/моль.

При недостачi кисню протiкають реакцiї:

2С + 0₂ →2С0 ΔН= -111 кДж⁄моль;

С + СО₂ → 2С0 ΔН= 172 кДж/моль.

При неповному згораннi кiлькiсть тепла, що видiляється, эменшується.

Домiшки, що можуть бути в паливi при окисненi утворюють:

S+ 0₂ →S0₂

S0₂ — молекула стiйка, але частково проходить реакцiя:

S0₂ + 0₂ — 2SО₃

В умовах високих температур молекули дiоксигену дисоцiюють:

0₂→0+0

тодi:

N₂ +0 → NО + N;

N+ 0₂ →NО +0;

2N0 + 0₂→ NО₂

Органiчнi сполуки й у першу чергу вуглеводнi, при високотемпературному окисненнi утворюють альдегiди, карбоновi кислоти, меркаптани.

Утворення твердих часточок (диму) залежить вiд складу палива й повноти эгоряння, їх склад може бути самий рiзноманiтний: пил незгорiлого палива, попiл, силiкати, плюмбум хлорид, цинк оксид та iншi [79].

Найбiльша кiлькiсть викидiв у атмосферу при спалюваннi палива припадає на карбон дiоксид, рiвень концентрації якого в атмосферi невпинно зростає. 3 1860 до 1960 рiк вмiст СО₂ в атмосферi зрiс вiд 0,027 до 0,032%; з 1960 до 1970 — 0,033%, сьогоднi становить — 0,034%. В атмосферi Землi знаходиться 2,5.1012 т карбон дiоксиду. На Землi щорiчно спалюється бiля 2 млрд. т вугiлля, бiля 1 млрд. т нафти та газу, при цьому в атмосферу викидається 500 млн. т карбон дiоксиду, 120 млн. т попелу, 60 млн. т сульфур дiоксиду.

При спалюваннi палива щорiчно витрачається 23% кисню, що утворюється при фотосинтезi.

Таким чином, газовi викиди при згоряннi палива включають:

карбон дiоксид, карбон оксид, нiтроген оксиди (N0, NО₂), сульфур оксиди (S0₂ , S0), вуглеводнi (СН₄, CH₂=CH₂, СН≡СН), альдегiди, карбоновi кислоти, меркаптани, водяну пару, твердi часточки (попiл, незгорiле паливо) та iн.

З твердими часточками газовії фази в атмосферу попадають i радiоактивнi компоненти, що можуть бути в складi палива. За пiдрахунками при спалюваннi вугiлля в навколишнє середовище викидається радiоактивних компонентiв бiльше, нiж в атомнiй енергетицi при безаварiйнiй роботi. За кiлькiсними показниками тепловi електростанцiї є значними забруднювачами атмосфери (наприклад, по S0₂ - 53%) [79].

Транспорт. Для забезпечення життєдiяльностi людство широко використовує транспорт. Бiля 70% пасажирських i вантажних перевезень приходиться на дорожний транспорт. Транспортний сектор використовує рiзнi види палива:

автомобiльне паливо — 57%;

дизельне паливо — 22%;

авiацiйне паливо — 12%;

котельне паливо — 7%;

iншi види палива —2%.

З вiдпрацьованими газами двигунiв та турбiн в атмосферу надходить до 200 рiзноманiтних речовин.

Усi газовi викиди в атмосферу вiд транспортних засобiв можна роздiлити на шiсть груп за їх небезпекою для людини.

Перша група динiтроген, дiоксиген, дигiдроген, карбон дiоксид, водяна пара.

Друга група — карбон оксид.

Третя — нiтроген оксиди (N₂О, NО, NО₂).

Четверта — вуглеводнi (етен, етин, метан, пропан, толуен, бензпiрен i т.д.).

П’ята — альдегiди (метаналь, етаналь, бутаналь i т.д.)

Шоста група — сажа, оксиди металiв, сполуки плюмбуму.

Кiлькiсть викидiв зростає, так як зростає споживання палива (таблиця 1.З). За рiк легковий автомобiль забирає з атмосфери 4350 кг дiоксигену i викидає 3250 кг СО₂, 530 кг СО, 90-150 кг незгорiлих вуглеводнiв, 40 кг нiтроген оксидiв, 1 кг свинцю. Вантажний автомобiль викидає в атмосферу близько 600 кг СО на тону спаленого пального. Інтенсивнiсть викидiв тепловоза прирiвнюється до iнтенсивностi газових викидiв 15-20 вантажних чи 40-60 легкових автомобiлiв.

Таблиця 1.3

Споживання пального на Українi по роках

З таблиці 1.3. видно , що кількість викидів зростає , так як зростає споживання пального.

Один лiтак ТУ-154 при злетi й посадцi викидас в атмосферу в 100 раз бiльше шкiдливих речовин нiж автомобiль. У результатi роботи двигунiв тiльки одного авiалайнера, що здiйснює полiт з Європи в Америку, викидається в атмосферу бiльше 76 т продуктiв згоряння вуглеводневого палива (СО₂, СО, SО₂, NО, РЬВг₂ та iн.), а також значна кiлькiсть твердих часточок (сажа, вуглеводнi, сульфати).

Таблиця 1.4

Питомі викиди речовин двигунами транспорту (г на кг пального)

З таблиці 1.4. видно , що питомі викиди шкідливих речовин двигунами транспорту найбільші у дизельних двигунів.

Вихлопнi гази транспорту вмiщують цiлий ряд вуглеводнiв, крім того, у двигунi утворюються канцерогеннi циклiчнi вуглеводні та їх похiднi. Газовi викиди транспорту в атмосферi зазнають впливу сонячного свiтла, що приводить до фотохiмiчних реакцiй, у результатi яких утворюсться NО₂, 0_з, пероксиди, 3,4-бензпiрен (С₂₂Н₁₄) та iншi сполуки.

Крiм газового викиду, через викиднi труби (так званий — органiзований вихiд), на транспортi є витрати пального через негерметичнiсть системи: паливний бак — цилiндр двигуна. У результатi випаровування з мiсць пропускiв, паливо поступає в атмосферу [79].

1.3.Характеристика складників - забруднювачів довкілля під час роботи двигунів автомобілів

Джерелами викидiв шкiдливих речовин автомобiльних двигунiв внутрiшнього згоряння є:

а) вiдпрацьованi гази;

б) картернi гази;

в) випаровування з системи живлення.

Процентний розподiл шкiдливих викидiв мiж трьома джерелами забруднення такий:

Основнi джерела випаровування палива — паливний бак карбюратор. Вони стосуються бiльше бензинових двигунiв, дизельне паливо має меншу здатнiсть випаровуватися, і паливна система дизеля бiльш герметична [71].

Картернi гази — утворюються в результатi прориву газiв крiзь нещiльності цилiндро-поршевої( групи з камери згорання в картер. Тут вони змiшуються з парами олив i палива, яке змивається зi стiнок цiлiндру. Треба відмiтити, що картернi гази дизеля разiв у 10 менше токсичнi за картернi гази бензинових двигунiв.

Сучаснi автомобiлi мають переважно замкнуту систему вентиляцiї картеру, яка практично унеможливлює викиди шкдливих речовин у атмосферу. Вони також надходять у цилiндри двигунiв i там згорають. Картернi гази i випаровування складаються, в основному, з вуглеводнiв.

Отже, основну небезпеку щодо забруднення довкiлля i зокрема атмосферного повтря мають вiдпрацьовані гази. У вiдпрацьованi гази входить бльше 1000 рiзних шкiдливих речовин, якi чинять негативний вплив на людину і довкiлля, 200 з них розпiзнано. Основними серед них є: оксид вуглецю (СО), вуглеводнi (загальна формула альдегiди (загальна формула RСНО), канцерогеннi речовини, до яких належать складнi ароматичнi вуглеводнi полiциклічної будови (основний елемент — найтоксичніший i якого найбiльше, бенз(α)пірен — С₂₀Н₁₂), оксиди азоту (загальна формула NО), сполуки сiрки (основна сполука — двооксид сiрки S0₂), тверді частинки (в основному сажа, що складається з вуглецю — С), сполуки свинцю(PbO₄).

Таблиця 1.5

Граничний вміст основних шкідливих речовин у ВГ бензинових двигунів і дизелів

З таблиці 1.5. видно, що граничний вміст шкідливих речовин для бензинових двигунів і дизелів суттєво відрізняється один від одного [15].

Похожие работы

Екологічний вплив міського транспорту на навколишнє середовище

Скачать

34177

1

1

... рівень функціонування — неодмінні умови життя сучасного міста і його населення. Однак настільки ж очевидно, що саме діяльність міського транспорту, в тому числі пасажирського, може бути визнана одним з основних факторів негативного впливу на стан середовища існування в містах, особливо великих. Необхідна комплексна оцінка функціонування міських транспортних систем, їхньої екологічної чистоти, ...