Вплив транспорту на водні об’єкти міста

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЗМІСТ

ВСТУП

РОЗДІЛ 1. ВОДНІ ОБ'ЄКТИ МІСТ ТА ЇХ ДЖЕРЕЛА

1.1 Водні об'єкти міст

1.2 Джерела в міській зоні

РОЗДІЛ 2. вплив транспорту на навколишнє середовище

2.1 Характеристика різних видів палива

2.2 Продукти згорання палива

РОЗДІЛ 3. ПИТНА ВОДА В УКРАЇНІ

3.1 Стан питної води в Україні

3.2 Покращення якості питної води в Україні

РОЗДІЛ 4. способи зниження токсичності вихлопних газів

висновки

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

ВСТУП

У своїй практичній діяльності людина використовує різні види транспорту, що мають рухомі і стаціонарні силові установки. Рухомі силові установки дозволяють пересуватися транспортному засобу по різних поверхнях (сухопутній або водній, або в атмосфері). Стаціонарні силові установки постачають електричну або інші види енергії пристрої, які виконують необхідну роботу, в тому числі і пересування транспортних засобів [4].

Розрізняють такі види транспорту: автомобільний, залізничний (наземний і підземний - метро), повітряний, водний (річковий та морський), а також рейковий і безрейковий наземний електротранспорт (трамваї, тролейбуси).

Електротранспорт надає забруднюючу дію на середовище не лише за рахунок шуму і електромагнітних випромінювань, а також за рахунок попадання в середовище речовин, що застосовуються при обслуговуванні цього транспорту.

На різних видах транспорту використовують такі види палива: автомобільний і авіаційний бензин, дизельне паливо, гасові фракції, природний газ і суміш різних видів палива. По конструкції двигунів розрізняють карбюраторні, дизельні та реактивні силові установки, які мають різні конструкції мають на природне середовище різний вплив.

Негативний вплив транспорту на навколишнє середовище полягає в тому, що для його функціонування необхідно паливо, яке саме по собі токсичне; при роботі різних двигунів поглинається кисень і виділяються вихлопні гази, багато з яких негативно впливають на природу. Нераціональне використання речовин, які застосовуються при догляді за двигунами, також забруднює зовнішнє середовище. Робота транспорту супроводжується шумом, вібраціями, випромінюванням електромагнітних коливань, тепловим забрудненням довкілля. При русі машин по грунтових дорогах порушується поверхневий шар грунту, виникає запилення і т. д. [4].

Продукти згорання палива. Транспорт - основний забруднювач атмосфери Землі. Встановлено, що щорічно один легковий автомобіль, поглинаючи 4 тонн молекулярного кисню, виділяє в атмосферу 0,8 т СО, до 40 кг різних оксидів азоту, до 200 кг вуглеводнів, крім того, сажу, тетраетилсвинець та інші речовини (альдегіди, органічні кислоти, поліциклічні вуглеводні і їх похідні).

Двигуни, що працюють на дизельному паливі, виділяють в навколишнє середовище меншу кількість чадного газу, але більшу кількість діоксиду вуглецю і сірки. Найменша кількість шкідливих домішок міститься у вихлопних газах двигунів, що працюють на зрідженому газі (СО в п'ять разів менше, ніж у карбюраторних двигунів, оксидів азоту - в два рази, а оксиди сірки відсутні) [4].

Склад вихлопних газів в значній мірі залежить від режиму роботи двигуна. Так, вміст СО становить: на холостому ходу 0,5-6,5, при постійній швидкості руху 0,3-3,5, при розгоні (від 0 до 40 км/год) - 2,5-5,0, при гальмуванні (від 40 км/год. до 0) - 1,8-4,5 % за об?ємом. Для оксидів азоту: 0,005-0,01; 0,1-0,2; 0,12-0,19; 0,003-0,005 (відповідно з СО).

У вихлопних газах містяться канцерогенні (речовини, що сприяють розвитку ракових захворювань) з'єднання, наприклад бензапірен.

Аналізуючи наведені вище відомості, необхідно відзначити, що склад вихлопних газів залежить як від типу двигуна, так і від режиму роботи транспорту, що важливо враховувати при реалізації природоохоронних заходів.

Актуальність теми. В автомобільних двигунах внутрішнього згоряння у світі щорічно спалюється приблизно 2 млрд. нафтового палива. Одним з негативних факторів пов'язаних з масовим використанням автомобілів, є зростаючий негативний вплив їх на навколишнє середовище та здоров'я людини. Це зумовлено, насамперед, викидом значної кількості забруднюючих речовин та шумом, що супроводжує роботу автомобіля.

Джерелами викидів шкідливих речовин є відпрацьовані гази автомобільних двигунів, картерні гази, випаровування з системи живлення, підтікання пального і мастил у процесі роботи та обслуговування автомобілів, продукти зносу фрикційних накладок зчеплення та гальмових колодок, шин, а також дорожнього покриття [4].

В даний час проводяться великі роботи по зменшенню шкідливості викидів автомобільного транспорту. Ця мета може бути досягнута різними методами. 1. Використання нових типів силового устаткування з малим викидом шкідливих речовин (газотурбінні і адіабатні двигуни, двигуни Стерлінга та двигуни, що приводяться в дію акумуляторними батареями і ін.). 2. Удосконалення конструкції, робочих процесів, технології виробництва з метою зниження токсичності відпрацьованих газів. 3. Використання високосортного палива з попереднім каталітичним очищенням з метою видалення з нього сірчистих сполук, а також альтернативних видів палива. 4. для підвищення повноти згоряння, зменшення утворення сполук сірки і нагару треба використовувати присадки, а для зменшення токсичності випускних газів каталітичні, плазменні та інші каталізатори. 5. Застосування пристроїв очищення або нейтралізації відпрацьованих газів. 6. Законодавче обмеження викиду шкідливих речовин нових автомобілів та тих, що експлуатуються, а також проведення податкової політики, яка стимулює зниження викиду шкідливих речовин. 7. Вдосконалення процесів керування автомобілем, транспортними потоками, поліпшення дорожніх умов, а також вдосконалення і організація перевезення вантажів і пасажирів [2].

Мета роботи: дослідити вплив транспорту на стан водних об'єктів міста.

Предметом роботи є вплив транспорту на водні об'єкти міста.

Об'єктом роботи є траспотр, його викиди у навколишнє середовище і водні об'єкти міста.

РОЗДІЛ 1. ВОДНІ ОБ'ЄКТИ МІСТ ТА ЇХ ДЖЕРЕЛА

1.1 Вoдні oб'єкти в мiсті

До вoдних oб'єктів, розташoваним у міськiй зоні, віднoсятьcя вoдoтoки, вoдойми, мoря, підземнi води. Водотоки підрозділяються на річки, канали, струмки; водойми - на озера, водоймища, ставки. Моря підрозділяються на відкриті і внутрішні. Гирлова область річки, що впадає в море безрукавним руслом, називається естуарієм, або лиманом [3].

Підземні вoди підрoзділяються на вoдоносні горизонти і кoмплекси, утвoрені в простoрі бaсейни і родoвища. Підземні вoди, що виливаються на пoверxню, називаютьcя джeрeлами.

Водотоки. Річки підрозділяються на малі, середні та великі. Класифікаційні ознаки річок приведені в таблиці 1.1.

Таблиця 1.1

Класифікація міських рік за розміром

Категорія річки	Загальна площа водозбору, км2	Витрата води в не паводковий період, м3/с	Швидкість течії в не паводковий період, м/с	Коливання рівня в не паводковий період, м
Мала	до 2000	до 5	до 0,2	до 1
Середня	2000-50000	5-100	0,2-1,0	1-2
Велика	понад 50 000	понад 100	понад 1	понад 2

У період паводків витрати води, швидкість плину і коливання рівня істотно збільшуються, особливо в гірських районах [3].

Міські канaли - штучнi водотоки, що прокладаються для судноплавства, перекидання стоку рік або для запобігання повеней при сніго-нагінних явищах. Русло каналу влаштoвується з залізобетону, рідше з кам'яної кладки, в окремих місцях канал забирається в трубу.

Струмки - невеликі водотоки, що бeруть початок від джерел.

Водойми за розміром пoдiляються на 4 категорії. Класифікаційні ознаки водойм приведені в табл.1.2.

Таблиця1.2

Класифікація водойм за морфо метричними параметрами, [6]

Категорія водойми	Площа поверхні, км2	Обсяг, км3	Максимальна глибина,м
Малий	до 10	до 0,5	до 5
Середній	10-100	0,5-1,0	5-10
Великий	100-1000	1-10	10-50
Дуже великий	понад 1000	понад 10	понад 50

1.2 Джерела в міській зоні

водний паливо середовище транспорт

Переважна більшість джерел відноситься до спадних. Формування вод, що виливаються, відбувається у верхній частині зони активного водообміну, обмеженою знизу глибиною урізу ерозійної мережі. Зоною живлення підземних вод, що формують джерела, є вододільні ділянки, а зоною розвантаження - долини місцевих річок і балок. Таким чином, для джерел, розташованих у міській зоні, зони живлення розташовані також у межах міста.

Джерельні, або ключові, води за своєю якістю відповідають воді того шару, з якого вони виливаються.

Поверхня й освоєний підземний простір міст створюють украй несприятливий вплив на якість ґрунтових вод. Висхідні напірні джерела є більш захищеними від забруднення і їм варто віддавати перевагу при використанні населенням [2].

Джерела місцеві жителі широко використовують як джерело питної води. Вони можуть бути також альтернативним джерелом питного водопостачання в період надзвичайних ситуацій. Однак, через прогресуючий негативний вплив міського середовища на якість підземних вод, лише окремі джерела після ретельних гідрогеохімічних, мікробіологічних і радіологічних досліджень можуть бути рекомендовані для використання населенням.

У зв'язку з існуючим традиційним позитивним відношенням до джерел дуже важливо вчасно інформувати населення про якість води конкретних джерел.

Для джерел, розташованих у міській зоні, у яких збереглася природна якість води, необхідно передбачати спеціальні охоронні заходи: устаткування каптажів і організацію зон санітарної охорони. Такі зони призначені для запобігання забруднення підземних вод у місці їх виходу. Вони складаються з трьох поясів. Тому що джерельні води за ступенем природної захищеності можуть бути прирівняні до ґрунтових вод, топерший пояс - зона суворого режиму - повинна мати радіус не менш 50 м. Розміри і конфігурація другого поясу - зони обмежень, призначеної для захисту від бактеріального забруднення, - визначаються розрахунком. Розміри поясу в залежності від фільтраційних властивостей водонесущих і перекриваючих порід, а також від дебіту джерела можуть варіювати від десятків до декількох сотень метрів. Третій пояс, що відноситься також до зони обмежень і призначений для захисту від хімічного забруднення, теж визначається розрахунковим шляхом. Розміри його залежать від терміну експлуатації і при досить тривалому терміну досягають границь зони живлення водоносного горизонту [2].

Каптаж джерел являє собою споруду для захоплення підземних вод і зручності користування. Конструкція каптажних споруд вибирається в залежності від гідрогеологічних умов виходу підземних вод на поверхню землі, морфології місця виходу джерела, потужності відкладень, що покривають водоносний шар, і витрати джерела. Приклади конструкцій залізобетонної і глиняно-кам`яної камер для каптажів джерел наводимо на рис. 1.1. і 1.2.



Рис. 1.1. Залізобетонна каптажна камера:

1 - витратна труба; 2 - переливна труба; 3 - кільця; 4 - вентиляційна труба; 5 - рослинний шар; 6 - глиняно-шеьневе вимощення; 7 - щільноутрамбований глинистий ґрунт; 8 - залізобетонна плита днища; 9 - фільтр із гравію і гальки; 10 - засипка піском; 11 - водоприймальні отвори; 12 -водотривкий шар або нижня межа каптируемої частини водоносного шару; 13 - водоносний шар; 14 - нагорна канава.

Рис.1. 2. Глиняно-кам'яна каптажна камера:

1 - вентиляційна труба; 2 - утрамбований глинистий ґрунт; 3 - укріплення рослинним ґрунтом; 4 - кам'яний накид; 5 - переливна труба; 6 - латунна сітка; 7 - витратна труба; 8 - гравійний захисний шар; 9 - насипний ґрунт; 10 - нагірна канава; 11 - водотривкий пласт.

Рекомендується вести постійний контроль складу вод джерел міста. У разі потреби можливе очищення води джерел від небажаних домішок, що з'явилися, безпосередньо в місці водозбору.

РОЗДІЛ 2. ВПЛИВ ТРАНСПОРТУ НА НАВКОЛИШНЄ СЕРЕДОВИЩЕ

2.1 Характеристика різних видів палива

У промисловості та на транспорті використовують автомобільні бензини марок А-72, А-76, АІ-92, АІ-93, АІ-95 і АІ-98.

Більшість видів бензину етапується (вводиться добавка тетраетилсвинцю). Авіаційні бензини випускаються обмежено.

Широко застосовуються різні види дизельного палива. Для швидкохідних дизельних двигунів використовують марки 3, Л, ДЗ, ДЛ, а для тихохідних - ДП і ДМ. У цих паливах вміст сірки повинен бути не більше 0,2-0,5% (для швидкохідних) і 0,5-3,0% (для тихохідних дизелів).

Реактивні двигуни можуть розвивати дозвукову і надзвукову швидкість. Для перших використовують паливо марок Т-1, ТС-1 і РТ, а для других - Т-6 і Т-8. У своїй основі зазначені марки палива є гасовими фракціями нафтоперегонки з температурами кипіння 150-315 ° С, в які додають протизносні, антиокислювальні, захисні, антистатичні та інші присадки.

Для роботи газотурбінних двигунів можна застосовувати і газоподібне, і рідке, і тверде, і пиловидне паливо. Паливо для цих двигунів повинно містити не більше 3% сірки і 0,05% золи.

Для суднових і стаціонарних силових установок використовують мазут марок - Ф5, Ф12 (мазути флотські), 40, 100 і 200 (мазути топкові) і паливо МП. Топкові мазути, на відміну від флотських, мають велику зольність, в'язкість і більший вміст сірки, води і смолистих речовин.

Для експлуатації двигунів застосовують мастила та спеціальні органічні рідини, які вогненебезпечні і токсичні. Так, вміст бензинів в повітрі в кількості 5-10 мг / л викликає гостре отруєння, концентрація в 35-40 мг / л призводить до хронічних порушень, а концентрації більше 50 мг / л можуть привести до летального результату. Токсичність компонентів дизельного палива вища, ніж у компонентів бензину, але це паливо менш литке, і небезпечні концентрації можуть виникати тільки при підвищених температурах.

Дуже шкідливою для здоров'я є етилова рідина через наявність у ній свинцю. Ця рідина летуча, і вже при 0 ° С виникають небезпечні для здоров'я людини концентрації цієї речовини в повітрі, тому робота з тетраетилсвинцем вимагає граничної обережності.

У складі мастильних масел і гідравлічних рідин містяться шкідливі компоненти (це сполуки сірки, хлору, цинку, свинцю). Досить небезпечний і етиленгліколь, використовуваний в якості антифризу (суміші етиленгліколю і води замерзають при низьких температурах); він вражає нервову систему, нирки; смертельна доза - 50 грам, його ні в якому разі не можна приймати всередину.

2.2 Продукти згорання палива

Транспорт - основний забруднювач атмосфери Землі. Встановлено, що щорічно один легковий автомобіль, поглинаючи 4 тонн молекулярного кисню, виділяє в атмосферу 0,8 т СО, до 40 кг різних оксидів азоту, до 200 кг вуглеводнів, крім того, сажу, тетраетилсвинець та інші речовини (альдегіди, органічні кислоти, поліциклічні вуглеводні і їх похідні).

Двигуни, що працюють на дизельному паливі, виділяють в навколишнє середовище меншу кількість чадного газу, але більшу кількість діоксиду вуглецю і сірки. Найменша кількість шкідливих домішок міститься у вихлопних газах двигунів, що працюють на зрідженому газі (СО в п'ять разів менше, ніж у карбюраторних двигунів, оксидів азоту - в два рази, а оксиди сірки відсутні).

Склад вихлопних газів в значній мірі залежить від режиму роботи двигуна. Так, вміст СО становить: на холостому ходу 0,5-6,5, при постійній швидкості руху - 0,3 - 3,5, при розгоні (від 0 до 40 км / год.) - 2,5-5,0, при гальмуванні (від 40 км / год. до 0) - 1,8-4,5% за об'ємом. Для оксидів азоту: 0,005 - 0,01; 0,1-0,2; 0,12-0,19; 0,003-0,005 (відповідно з СО).

У вихлопних газах містяться канцерогенні (речовини, що сприяють розвитку ракових захворювань) з'єднання, наприклад бензапірен.

Аналізуючи наведені вище відомості, необхідно відзначити, що склад вихлопних газів залежить як від типу двигуна, так і від режиму роботи транспорту, що важливо враховувати при реалізації природоохоронних заходів [2].

РОЗДІЛ 3. ПИТНА ВОДА В УКРАЇНІ

3.1 Стан питної води в Україні

Для питного водопостачання в Україні використовуються поверхневі та підземні прісні води. Централізоване водопостачання на 80 % забезпечується за рахунок поверхневих вод, які мають антропотехногенне забруднення [3].

Вода річки Дніпро є основним джерелом питного водопостачання країни. Зростаюче забруднення води поверхневих водойм, підсилене неефективною роботою водопровідних очисних споруд (невідповідність технологічних схем водоочищення, порушення технологічних режимів, незадовільний технічний стан розподільчої мережі, відсутність кваліфікованих експлуатаційних служб тощо), створює серйозну проблему отримання якісної питної води [6].

Підземні води більш захищені від зовнішніх факторів, а тому зазвичай характеризуються стабільним хімічним складом. Натомість в окремих регіонах за рахунок природних чинників або антропогенного впливу ці води мають некондиційний склад переважно за такими показниками, як жорсткість, загальна мінералізація, сульфати, сполуки заліза, марганцю, хлориди, рідше - за сполуками фтору та групи азоту. Низька якість вихідної води, насамперед поверхневих водойм, потребує від підприємств питного водопостачання застосування таких технологічних схем і споруд, які б забезпечували адекватний рівень очищення природної води для подальшого споживання.

Як свідчать дані моніторингу, якість поверхневих вод постійно погіршується внаслідок безпосереднього скидання у водойми господарсько-побутових або промислових стічних вод, близько 40 % яких не очищується або не відповідає санітарним вимогам. Натомість протягом останніх десяти років простежується тенденція до зниження обсягів скидання у водойми забруднених господарсько-побутових стічних вод із 39 до 34 %, а промислових - із 42 до 39 %. Надходячи у водойми, недостатньо очищені або неочищені стічні води забруднюють їх завислими частками, органічними речовинами, патогенними й умовно патогенними бактеріями, вірусами, цистами найпростіших, яйцями гельмінтів. З промисловими стічними водами у водойми потрапляє значна кількість токсичних і канцерогенних хімічних речовин [6].

Найпроблемніші за еколого-гігієнічним станом вододжерела виявлено у Дніпропетровській, Донецькій, Запорізькій, Луганській та Одеській областях. Вони розташовуються у південному та східному регіонах України, де, крім дефіциту вологи та високих температур у теплий період року, забрудненню водойм сприяють скиди господарсько-побутових і промислових стічних вод без відповідної обробки.

Крім поверхневих водойм, до централізованого питного водопостачання залучено підземні джерела. Вони є важливим, а подекуди єдиним джерелом водопостачання населення, особливо сільського. При цьому близько половини обсягів підземної води, що подається тільки комунальними водопроводами, не відповідає чинному стандарту на питну воду (Державні санітарні норми та правила «Гігієнічні вимоги до води питної, призначеної для споживання людиною» ДСанПіН 2.2.4-171-10). У більшості випадків це зумовлено надлишковим вмістом мінеральних речовин у водовмісних ґрунтах, де формуються підземні води. Під наглядом санітарно-епідеміологічних станцій перебуває близько 19139 централізованих систем питного водопостачання. При цьому частка водопроводів, які не відповідають санітарно-гігієнічним вимогам, постійно зростає.

У більшості регіонів України основною причиною відхилення від гігієнічних вимог є відсутність на водопроводах зон санітарної охорони. Водночас у Дніпропетровській (100 %), Черкаській (100 %), Житомирській (85,5 %), Закарпатській (55,0 %), Львівській (55,0 %), Київській (48,6 %) областях та місті Севастополь (50,0 %) значний відсоток водопроводів не має повного комплексу очисних споруд. Відсутність знезаражувальних установок характерна для багатьох водогонів Івано-Франківської (100 %), Донецької (71,2 %), Тернопільської (50 %), Луганської (41,4 %), Житомирської (41,9 %), Закарпатської (40,0 %), Одеської (33 %) областей, АР Крим (43,1 %) і м. Севастополя (50 %).

Найбільша кількість проб питної води з мереж України відхиляється від нормативів чинного стандарту за органолептичними показниками (63-72 %). Проби питної води з наднормативною загальною мінералізацією становлять 23-28 %, із перевищенням ГДК хімічних речовин - 10-16 %, а з надлишковим вмістом нітратів - 4-7 %. Протягом останніх десяти років також спостерігається зниження частки проб питної води з перевищенням мікробіологічних показників [3].

Найгірша якість питної води у системах централізованого водопостачання з відхиленням від державних санітарних норм і правил за санітарно-хімічними показниками реєструється у Луганській (35,1 %), Запорізькій (20,0 %), Дніпропетровській (19,6 %), Миколаївській (17,5 %), Херсонській (16,1 %) та Київській (15,7 %) областях. Бактеріологічне забруднення, яке перевищує нормативи, частіше фіксується у Тернопільській (7,4 %), Закарпатській (7,3 %), Харківській (7,2 %), Вінницькій (7,0 %), Миколаївській (6,9 %) та Кіровоградській (5,6 %) областях [4].

Таким чином, проблеми водопостачання населення та якості питної води значно загострилися, особливо в останні роки, і потребують комплексного вирішення. Основна кількість водоочисних споруд була побудована понад 40-50 років тому й морально застаріла. На більшості з них застосовуються недосконалі технології, реагенти і матеріали, що не здатні перешкоджати потраплянню у питну воду речовин, дія яких на організм людини може негативно вплинути на її здоров'я. Важливим залишається питання надійного знезараження води, особливо з урахуванням теперішнього стану водоводів і розподільних мереж, які містять постійну загрозу вторинного забруднення води. З метою поліпшення якості питної води, що подається населенню, необхідно ширше використовувати підземні води, вести постійний еколого-гігієнічний моніторинг якості води поверхневих водойм, використовувати додатково очищену воду, яку отримують у локальних водоочисних установках колективного використання або з індивідуальних фільтрів [3].

3.2 Покращення якості питної води в Україні

Як поліпшити якість питної води в Україні, коли майже всі «водоканали» міст є приватними або бізнес там має свою частку? «Приватні водоканали» зацікавлені в такій ситуації, коли на підтримку їх застарілого обладнання потрібні величезні кошти. Ці кошти дають місцеві бюджети на поточний ремонт водоканалів (очисні споруди, мережі тощо), при цьому кошториси таких робіт завищуються в десятки разів і всі в «долі» (ті, хто дає, - місцеві бюджети, і ті, хто бере), а проблема залишається [6].

Пропонуємо таке вирішення цієї проблеми:

1. Запровадити ще одну «трубу» в квартирах, по якій буде текти питна вода, і стягувати за таку воду велику плату. Цю воду населення буде використовувати для пиття і приготування їжі, а на інші потреби (купання, прання, унітаз тощо) - із «старої» труби. Але це дуже дорого.

2. Відповідно до якості води, яка надходить до будинку, мешканці цього будинку платять обґрунтовану ціну (гірша якість - менша ціна), аналіз якості питної води можна замовляти в приватних лабораторіях (наприклад, у таких, як аналітична лабораторія Науково-сервісної фірми «ОТАВА»). Це змусить водоканали підвищити якість питної води.

3. Для пиття купувати бутильовану воду, але це дуже дорого для сімейного бюджету.

4. Встановлення на вході в будинок фільтру (промислового зразка і відповідно до показників якості води яка «приходить») та заміна внутрішньої розводки труб у будинку на нержавіючі труби із «харчової» сталі. При такій схемі місцеві бюджети будуть дотувати вже будинки а не водоканали і ціна на воду знизиться.

5. Будування буфетів з обов'язковим продажем якісної питної води за символічну ціну - 10-20 коп. за 1 літр. При цьому населення буде бережно ставитися до запасів питної води.

6. Виведення водоканалів з комунальної та приватної власності в державну і проведення їх модернізації за державний кошт, потім підпорядкування їх Міністерству з питань житлово-комунального господарства України. Після чого це міністерство зможе впливати на ціноутворення та якість питної води [6].

РОЗДІЛ 4. СПОСОБИ ЗНИЖЕННЯ ТОКСИЧНОСТІ ВИХЛОПНИХ ГАЗІВ

Підвищення екологічних показників автотранспортних засобів можливе завдяки проведенню комплексу заходів щодо вдосконалення конструкції та режиму експлуатації. Екологічні показники автомобілів можна покращити, підвищивши їхню економічність, замінивши бензинові двигуни внутрішнього згоряння (ДВЗ) дизельними та іншими заходами (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Поліпшення екологічних показників автомобіля.

Важливим фактором підвищення економічності автомобілів є поліпшення аеродинамічних показників кузовів, зниження опору повітря фільтрів і глушників та ін.

Найбільшого зниження токсичності ДВЗ автомобілів можна досягти завдяки використанню нейтралізаторів відпрацьованих газів. Нейтралізатор - це додатковий пристрій, який вводиться у вихлопну систему двигуна для зниження токсичності відпрацьованих газів [1].

Зараз для зниження токсичності вихлопних газів автотранспортних засобів використовують рідинні, каталітичні, термічні та комбіновані нейтралізатори.

Принцип дії рідинних нейтралізаторів базується на розчиненні або хімічній взаємодії токсичних компонентів відпрацьованих (вихлопних) газів при продуванні їх через рідину визначеного складу: воду, водний розчин сульфіту натрію, водний розчин двовуглекислої соди.

На рис. 4.2. наведена схема рідинного нейтралізатора, що використовується двотактним дизельним двигуном.

Рис. 4.2. Схема рідинного нейтралізатора:

1 -- труба; 2 -- колектор; З -- бак; 4 -- фільтр; б -- сепаратор; 6 -- додатковий бак.

Нейтралізатор працює таким чином. Відпрацьовані гази (ВГ) надходять у нейтралізатор через трубу 1 і надходять у колектор 2, а потім у бак 3, де вступають в реакцію з робочою сумішшю. Очищені гази проходять через фільтр 4, сепаратор 5 і викидаються в атмосферу. Із випаровуванням рідину доливають у робочий бак з додаткового бака 6 [1].

Пропускання відпрацьованих газів дизелів через воду призводить до усунення запаху, альдегіди поглинаються з ефективністю 0,5, а ефективність очищення від сажі досягає 0,60--0,80. При цьому трохи зменшується вміст бензопірену у відпрацьованих газах. Температура газів після рідинного очищення становить 40-- 80 °С. При зниженні температури процес очищення відбувається інтенсивніше.

Каталітична нейтралізація відпрацьованих газів ДВЗ на поверхні твердого каталізатора відбувається за рахунок хімічних перетворень (реакція окислення або відновлення), в результаті яких утворюються нешкідливі або малошкідливі сполуки.

Для нейтралізації у відпрацьованих газах 1ЧОх, СО і СnНm використовують двоступеневий каталітичний нейтралізатор (рис. 4.3).

Рис. 4.3. Схема двоступеневого каталітичного нейтралізатора:

1 -- відпрацьований каталізатор; 2 -- окислювальний каталізатор; 3 -- патрубок для подавання повітря; 4 -- патрубок для подавання відпрацьованих газів.

Відпрацьовані гази через патрубок 4 подаються до відновлювального каталізатора. На цьому каталізаторі відбувається нейтралізація окисів азоту:

[4].

Для забезпечення відновлювального середовища перед першим ступенем нейтралізатора двигун автомобіля слід відрегулювати для роботи з коефіцієнтом надлишку повітря а, близьким до стехіометричного. При цьому а > 1*05, активність каталізатора різко падає (середовище стає окисленим). Після відновлю вального каталізатора для створення окислювального середовища до відпрацьованих газів через патрубок 3 підводиться вторинне повітря. На окислювальному каталізаторі 2 відбувається нейтралізація продуктів неповного згоряння СО і СnНm. Основними процесами тут є окислення оксидів вуглецю та вуглеводнів:

Одним із кращих конструктивних варіантів для зниження вмісту твердих частинок (сажі) у вихлопних газах дизельних автомобілів вважається встановлення фільтрів регенеративного типу. Фільтр-сажовловлювач (рис. 4.4, а) -- це коміркова конструкція з комірками прямокутного перерізу. Матеріал фільтра -- пористий кордієрит -- достатньо міцний, стійкий до агресивних хімічних речовин, спалювання та утворення тріщин при високих температурах.



б

Рис. 4.4. Схема фільтрів-сажовловлювачів із комірковою (а) та багатошаровою насадками (б).

Другий варіант фільтра-сажовловлювача зображений на рис. 4.4, б. Він виготовлений у вигляді декількох послідовно розташованих пористих перегородок, що характеризуються підвищеною ефективністю очищення. Дослідами підтверджено, що вміст сажі у вихлопних газах після застосування цих фільтрів зменшується більш ніж у 5 разів. Накопичені у фільтрі частинки сажі періодично вилучають термічним окисленням. Для цього вихідні гази нагрівають до температури 450 °С і вище, при якій займається накопичена сажа.

Сажовловлювачі дизельних ДВЗ забезпечують ресурс 10 тис км і більше при незначному збільшенні гідравлічного опору. Для цього здійснюють періодичну (через 100 км пройденого шляху) регенерацію фільтроелемента [1].

Незважаючи на те, що викиди токсичних речовин (СО і СnНm) із картера та паливної системи в основному на порядок нижчі від викидів газів, розробляються методи спалювання картерних газів ДВЗ. Для цього рекомендують застосовувати спеціальний пристрій для знешкодження випаровувань палива із карбюратора та паливного бака (рис. 4.5).

Рис. 4.16. Схема пристрою для вловлювання парів бензинового палива ДВЗ:

1 -- паливний бак; 2 -- ємність; 3 -- кришка; 4 -- адсорбер.

Пристрій складається із трьох основних вузлів: герметичного паливного бака 1 зі спеціальною ємністю 2 для компенсації теплового розширення палива; кришки 3 паливно-заправної головки бака з двостороннім запобіжним клапаном для попередження надмірного тиску або розрідження в баку; адсорбера 4 для поглинання палива при вимкненому двигуні із системою повернення парів у впускний тракт під час роботи двигуна. Адсорбентом тут слугує активоване вугілля.

Дотримання регламенту технічного обслуговування та контролю відпрацьованих газів ДВЗ дозволяє значно скоротити токсичні викиди в атмосферу. Дослідами встановлено, що при 160 тис. км пробігу та відсутності контролю викиди СО зростають в 3,3 раза, а СnНm - у 2,5 раза [5].

ВИСНОВКИ

В автомобільних двигунах внутрішнього згоряння у світі щорічно спалюється приблизно 2 млрд. нафтового палива. Одним з негативних факторів пов'язаних з масовим використанням автомобілів, є зростаючий негативний вплив їх на навколишнє середовище та здоров'я людини. Це зумовлено, насамперед, викидом значної кількості забруднюючих речовин та шумом, що супроводжує роботу автомобіля.

Джерелами викидів шкідливих речовин є відпрацьовані гази автомобільних двигунів, картерні гази, випаровування з системи живлення, підтікання пального і мастил у процесі роботи та обслуговування автомобілів, продукти зносу фрикційних накладок зчеплення та гальмових колодок, шин, а також дорожнього покриття.

Дуже шкідливою для здоров'я є етилова рідина через наявність у ній свинцю. Ця рідина летуча, і вже при 0 ° С виникають небезпечні для здоров'я людини концентрації цієї речовини в повітрі, тому робота з тетраетилсвинцем вимагає граничної обережності.

Для питного водопостачання в Україні використовуються поверхневі та підземні прісні води. Централізоване водопостачання на 80 % забезпечується за рахунок поверхневих вод, які мають антропотехногенне забруднення.

Підземні води більш захищені від зовнішніх факторів, а тому зазвичай характеризуються стабільним хімічним складом. Натомість в окремих регіонах за рахунок природних чинників або антропогенного впливу ці води мають некондиційний склад переважно за такими показниками, як жорсткість, загальна мінералізація, сульфати, сполуки заліза, марганцю, хлориди, рідше - за сполуками фтору та групи азоту. Низька якість вихідної води, насамперед поверхневих водойм, потребує від підприємств питного водопостачання застосування таких технологічних схем і споруд, які б забезпечували адекватний рівень очищення природної води для подальшого споживання.

Найпроблемніші за еколого-гігієнічним станом вододжерела виявлено у Дніпропетровській, Донецькій, Запорізькій, Луганській та Одеській областях.

Підвищення екологічних показників автотранспортних засобів можливе завдяки проведенню комплексу заходів щодо вдосконалення конструкції та режиму експлуатації. Екологічні показники автомобілів можна покращити, підвищивши їхню економічність, замінивши бензинові двигуни внутрішнього згоряння (ДВЗ) дизельними та іншими заходами.

Найбільшого зниження токсичності ДВЗ автомобілів можна досягти завдяки використанню нейтралізаторів відпрацьованих газів. Нейтралізатор -- це додатковий пристрій, який вводиться у вихлопну систему двигуна для зниження токсичності відпрацьованих газів.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Голубець М. А. «Лекцій з курсу Екологія і охорона природи» /М. А. Голубець, В. П. Кучерявий, С. А. Генсірук. 1990.

2. Джигирей В. С. «Екологія та охорона навколишнього природного середовища» /В. С. Джигирей. - К.: Т-во «Знання», КОО, 2000. - 203 с.

3. «Загальна гідрологія. » / За ред. Лисогора С.М. - К.: Фітосоціоцентр, 2000. - 264 с.

4. Кучерявий В. П. «Екологія» /В. П. Кучерявий. - Львів: Світ, 2001. - 500 с.

5. « Экология города: Учебник. » / Под ред. Ф.В.Стромберга. - К.: Либра, 2000. - 464 с.

6.http://www.labprice.ua/naukovo-populyarni_statti/stan_pitnoi_vodi_v_ukraini

Размещено на Allbest.ru