Методики расчета степени загрязнения окружающей среды автотранспортными средствами

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Экологические проблемы городов, главным образом наиболее крупных из них, связаны с чрезмерной концентрацией на сравнительно небольших территориях населения, транспорта и промышленных предприятий, с образованием антропогенных ландшафтов, очень далеких от состояния экологического равновесия. Над крупными городами атмосфера содержит в 10 раз больше аэрозолей и в 25 раз больше газов. При этом 60-70% газового загрязнения дает автомобильный транспорт. Автомобильный парк растет быстрее, чем народонаселение. В настоящее время с конвейеров автозаводов всего мира ежегодно сходит около 50 млн. автомобилей, т.е. в среднем, при двухсменной работе - 170 автомобилей каждую минуту! За сорок послевоенных лет автомобильный парк вырос более чем в десять раз и в 1987 г. превысил полумиллиардный рубеж. В 1998 г. автомобильный парк вырос до 700 млн. Ожидается, что к концу первого десятилетия XXI века парк автомобилей достигнет миллиардной отметки. Практически все современные автомобили снабжены двигателями внутреннего сгорания. При сравнительно небольшой массе этот двигатель развивает значительную мощность, экономичен, достаточно надежен, работает на сравнительно недорогом топливе. По мере роста автомобильного парка, стал проявляться существенный недостаток этого двигателя - с выхлопными газами в окружающий воздух поступают вредные для здоровья человека вещества. Каждый автомобиль выбрасывает более 3 кг вредных веществ ежедневно. Когда автомобилей стало слишком много, в крупных городах заметно ухудшилось состояние атмосферного воздуха.

1. Анализ расчетных схем методик

Расчетная инструкция (методика) по инвентаризации выбросов загрязняющих веществ от автотранспортных средств на территории крупнейших городов.

Настоящая инструкция (методика) разработана по заказу Министерства транспорта Российской Федерации и предназначена для расчета выбросов загрязняющих веществ и оценки загрязнения атмосферы автотранспортными средствами различных экологических категорий при эксплуатации в городских условиях.

Основные положения настоящей инструкции (методики) гармонизированы с действующей международной методикой инвентаризации выбросов загрязняющих веществ EMEP/CORINAIR, с учетом особенностей структуры и режимов движения автотранспортных средств, эксплуатируемых в крупнейших городах (с численностью населения свыше 1 млн. человек).

Методика предназначена для использования природоохранными и контролирующими организациями, а также организациями, занимающимися градостроительной, транспортной и дорожно-строительной деятельностью, при разработке проектов развития и реконструкции транспортной инфраструктуры, при инвентаризации валовых выбросов загрязняющих веществ автотранспортными средствами в атмосферный воздух при движении по улично-дорожной сети города.

Детализированная расчетная схема используется при инвентаризации выброса загрязняющих веществ АТС в атмосферный воздух при наличии данных о численности и интенсивности движения АТС.

Расчеты выполняются для следующих загрязняющих веществ:

СО - оксид углерода;

VOC - углеводороды в пересчете на СН1,85 (включая VOC, содержащиеся в топливных испарениях);

NOx - оксиды азота в пересчете на NO2;

РМ - твердые частицы в пересчете на углерод;

SO2 - диоксид серы;

Рb - соединения свинца;

СO2 - диоксид углерода;

СН4 - метан;

NMVOC - неметановые углеводороды;

NH3 - аммиак;

N2O - закись азота.

Рекомендации по учету требований по охране окружающей среды при проектировании автомобильных дорог и мостовых переходов.

Настоящие рекомендации разработаны во исполнение закона Российской Федерации «Об охране окружающей природной среды» с учетом п.3.2 Положения об оценке воздействия на окружающую среду в Российской Федерации, утвержденного приказом Минприроды России от 18 июля 1994 года № 222.

Целью настоящих рекомендаций является установление с учетом особенностей автомобильных дорог основных требований к оценке воздействия объектов на окружающую среду, составу и содержанию раздела «Охрана окружающей среды» на различных стадиях проектирования, а также регламентация основных положений методологии разработки природоохранных технических решений на основе оценки воздействия на окружающую среду.

Настоящие рекомендации распространяются на разработку предпроектной и проектной документации для строительства, реконструкции и ремонта автомобильных дорог общего пользования, финансируемых из Федерального дорожного фонда (за исключением дотаций территориям).

3.3 Методика определения выбросов автотранспорта для проведения сводных расчетов загрязнения городов.

Настоящая методика предназначена для оценки величин выбросов загрязняющих веществ в атмосферу автотранспортными потоками на городских магистралях.

Полученные величины выбросов автотранспортных потоков на городских автомагистралях применяются при проведении сводных расчетов загрязнения атмосферного воздуха города (региона) выбросами промышленности и транспорта.

В качестве исходных данных для расчета выбросов автотранспорта в атмосферу используются результаты натурных обследований структуры и интенсивности автотранспортных потоков с подразделением по основным категориям автотранспортных средств.

Приведенные в данном документе усредненные удельные значения показателей выбросов отражают основные закономерности их изменения при реальном характере автотранспортного движения в городских условиях, определяемых целесообразным выбором передаточного отношения от двигателя к трансмиссии. При этом учитывается, что в городе автомобиль совершает непрерывно разгоны и торможения, перемещаясь с некоторой средней скоростью на конкретном участке автомагистрали, определяемой дорожными условиями.

Расчеты выбросов выполняются для следующих вредных веществ, поступающих в атмосферу с отработавшими газами автомобилей:

- оксид углерода (СО);

- оксиды азота NОx (в пересчете на диоксид азота);

- углеводороды (СН)*;

- сажа;

- диоксид серы (SO2);

- соединения свинца**;

- формальдегид;

- бенз(а)пирен.

* - расчет выбросов соединений свинца для автомобилей, движущихся по городским автомагистралям, производится в том случае, если в данном городе используется этилированный бензин. Рассчитанные значения выбросов соединений свинца целесообразно уточнить с учетом доли этилированного бензина в общем потреблении бензинов всех марок в данном городе.

** - для автомобилей с бензиновыми двигателями при проведении расчетов загрязнения атмосферы используется ПДКм.р. по бензину (код 2704); для автомобилей с дизельным двигателем - по керосину (код 2732).

Методика расчетов выбросов в атмосферу загрязняющих веществ автотранспортом на городских магистралях.

Методика предназначена для расчета выбросов загрязняющих веществ транспортными потоками при движении автомобилей по городским магистралям и может быть использована для оценки показателей экологического воздействия, обоснования необходимости применения экологически ориентированных мероприятий по организации дорожного движения (ОДД), оценки альтернативных вариантов проектных решений по ОДД и сравнительной технико-экономической оценки вариантов проектных решений по ОДД. Предназначена для использования: правоохранительными и контролирующими организациями, занимающимися организацией системы контроля за показателями экологического воздействия транспортных потоков и оперативного управления ими с целью нормализации экологической обстановки; организациями градостроительного и транспортно-дорожного профиля, выполняющими проектирование комплексных схем организации движения для отдельных участков улично-дорожной сети городов.

2. Основные понятия и определения

Загрязнение воздуха - загрязнение атмосферы газообразными, жидкими или твердыми веществами, которые могут создавать опасность для человеческой жизни или здоровья, вредить здоровью или естественной жизнедеятельности животных и растений, способны вызывать коррозию материалов, снижать видимость или вызывать нежелательные запахи.

Атмосфера - газовая оболочка Земли, масса которой составляет 5,15*10 т. Главными составными частями атмосферы являются азот (78,08%), аргон (0,93%), диоксид углерода (0,03%), а остальные элементы находятся к весьма малых количествах: водород - 0,3*10 %, озон - 3,6*10 % и т.д. По химическому составу вся атмосфера Земли подразделяется на нижнюю ( до ТООкм-гомосферу, имеющую состав, сходный с приземным воздухом, и верхнею - гетеросферу, неоднородного химического состава. Для верхней атмосферы характерны процессы диссоциации и ионизации газов, происходящие под влиянием излучения Солнца. В атмосфере кроме указанных газов присутствуют также различные аэрозоли - пылеватые или водяные частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в газообразной среде. Они могут быть естественного происхождения (пыльные бури, лесные пожары, извержение вулканов и д.р.), а также техногенного (результат производительной деятельности человека). Атмосфера подразделяется на несколько сфер:

Тропосфера это нижняя часть атмосферы, в которой сосредоточено более 80% всей атмосферы. Ее высота определяется интенсивностью вертикальных (восходящих нисходящих) потоков воздуха, вызванные нагреванием земной поверхности. Поэтому она на экваторе простирается до высоты 16-18 км, в умеренных широтах до 10-11 км, а на полюсах 8 км. Отмечено закономерное понижение температуры воздуха с высотой - в среднем на 0,6С на каждые 100 м.

Мезосфера - граница этого слоя располагается до высоты 80 км. Главная ее особенность -- резкое понижение температуры (минус 75-90С) у её верхней границы. Здесь фиксируется серебристые облака, состоящие из ледяных кристаллов.

Основными токсическими компонентами отработавших газов бензиновых двигателей являются: оксид углерода, оксиды азота, альдегиды, соединения свинца, а дизельных - оксиды азота и сажа.

Вредные и токсичные вещества, содержащиеся в отработавших газах двигателей, в зависимости от механизма их образования можно разделить на группы:

1. Углеродосодержащие вещества - продукты полного и неполного сгорания топлив (СО2, СО, углеводороды).

Оксид углерода - высокотоксичное вещество, бесцветна, легче воздуха и свободно распространяется в атмосфере. Под её воздействием нарушается газовый обмен в организме человека, вступает в реакцию с гемоглобином крови и наступает кислородное голодание, влияющее, прежде всего на состояние центральной нервной системы. Окись углерода в количестве свыше 0,01% по объему при вдыхании в течение нескольких часов может вызвать признаки отравления, а в количестве 0,02% - легкое отравление.

При остром отравлении наступает резкая слабость, отмечается шум в ушах, головокружение и головная боль, появляется боль в области сердца, тошнота, иногда рвота. Человек перестает ориентироваться в окружающей обстановке. У одних наступает сонливость, у других - возбуждение. Иногда появляются судороги, а нередко человек теряет сознание.

Ориентировочный экономический ущерб от загрязнения СО составляет 70 -100 руб/т.

Углеводороды, кроме того, токсичны при солнечном свете. Они вступают в реакцию с окислами азота, образуя перекиси и озон. Перекиси раздражают глаза, горло, нос, губят растения.

2. Вещества, механизм образования которых непосредственно не связан с процессом сгорания топлива (оксиды азота - по термическому механизму).

Окислы азота (бесцветная окись и красновато-бурая двуокись), попадая в организм человека, соединяются с водой и образуют в дыхательных путях соединения азотной и азотистой кислоты, поражающие альвеолярную ткань, что приводит к отеку легких и сложным рефлекторным расстройствам.. Действуя на кровеносную систему приводит к кислородной недостаточности, оказывает прямое действие на центральную нервную систему. Удовлетворительно чувствуя себя в присутствии опасных концентрации окислов азота, человек впоследствии тяжело заболевает. По действию на организм человека окислы азота в 10 раз опаснее окиси углерода. Окислы азота раздражающе действуют на слизистые оболочки глаз, носа и рта.

3. Вещества, выброс которых связан с примесями, содержащимися в топливе (соединения серы, свинца, др. тяжелых металлов), воздухе, а также образующимися в процессе износа деталей (оксиды металла).

Свинец и бензапирен являются сильнейшими ядами. Попав в организм человека через кожу, с воздухом, водой, пищей, свинец поражает все органы и ткани. Канцерогенный бензапирен, адсорбировавшись на поверхности сажи, с воздухом попадает в легкие человека и может явиться причиной злокачественной опухоли. Свинец и бензапирен, попав в организм человека, не выводятся из него до конца его жизни. На содержание свинца и бензапирена в отработавших газах нет и не может быть никаких санитарных норм. Таких ядовитых веществ не должно быть в воздухе. В силу этого в ряде городов СНГ (Москва, Казань, Набережные Челны), Европы, США запрещено применение этилированного бензина.

Сернистый ангидрид оказывает многостороннее общетоксичное действие на теплокровных, вызывает острое и хронические отравления. Вызывает расстройство сердечнососудистой системы, легочно-сердечную недостаточность, нарушает деятельность почек. Общетоксическое действие SO2 связано с нарушением иммунного статуса организма с понижением сопротивляемости инфекции. SO2 оказывает выраженное токсичное действие на растения. В присутствии диоксида серы ускоряется коррозия металлов в воздухе. Сернистый газ разрушающе действует на строительные конструкции, т.к. содержащиеся в цементе карбонаты кальция, реагируя с SO2 при наличии влаги переходит в нестойкие сульфаты, вымываемые водой. Воздействие SO2 на почву снижает ее плодородность, т. к. при этом происходит закисление.

Окислы серы и серная кислота могут вызвать порчу текстильных изделий и бумаги, вызывают снижение прочности кожаных и некоторых других изделий. Кислотные дожди, вызванные парами серной кислоты, кроме вреда, наносимого природе, разрушают покрытия автомобильных дорог.

Сероводород разрушающий и удушливый газ, вызывает поражение нервной системы, дыхательных путей и глаз. Может вызвать острое и хроническое отравление с разного рода последствиями.

Твердые частицы включают нерастворимые и растворимые в органическом растворителе вещества. Сажа (твердый углеводород) является основным компонентом нерастворимых твердых частиц.

Они проникают в дыхательные пути человека вызывает их различные заболевания. Из неорганической пыли наиболее отрицательное воздействие оказывает пыль, содержащая большое количество диоксида кремния, которое может вызвать - силикоз. Попадая в глаза вызывает глазной травматизм и др. заболевания. Раздражает кожные покровы, подкожные нервы, засоряет кожные железы и бывает причиной гнойничковых заболеваний. Оседая на зеленой части растений, неорганическая пыль и особенно сажа ухудшают условия дыхания, замедляет рост и развитие растений. Все виды пыли засоряют водоемы, а кроме того, сажа образует на поверхности пленку, препятствующую воздухообмену.

Формальдегид - газ с резким неприятным запахом, раздражает слизистые оболочки, поражает центральную нервную систему, вызывает воспаление органов дыхания. При концентрации формальдегида в атмосфере 0,007% наблюдается легкое раздражение дыхательных путей и слизистых оболочек глаз и носа.

Заключение

загрязняющий токсичный автотранспортный

В данной работе рассмотрели основные понятия и определения по загрязнению атмосферы автотранспортными средствами.

Размещено на Allbest.ru