Оцінка автомобільного транспорту як джерела шкідливих викидів

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТРАНСПОРТНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА «ДВИГУНИ І ТЕПЛОТЕХНІКА»

КУРСОВА РОБОТА

з дисципліни «ЕКОЛОГІЯ ТРАНСПОРТУ»

на тему: «Оцінка автомобільного транспорту як джерела шкідливих викидів»

Студента ІІІ курсу групи ЕО-ІІІ-2

Білоус К.О.

Керівник: к.т.н, доц. Карев С.В.

м. Київ 2017



Зміст

Вступ

1. Розрахунок масових викидів забруднюючих речовин від автомобільного транспорту в умовах експлуатації

1.1 Вибір і обґрунтування способу проведення розрахунків масових викидів

1.2 Вибір значень коефіцієнтів, що враховують вплив технічного стану автомобілів на вміст шкідливих речовин в його ВГ

1.3 Визначення витрати палива транспортних засобів

1.4 Розрахунок масових викидів окремих забруднюючих речовин

2. Розрахунок сумарних масових викидів шкідливих речовин, зведених до СО

3. Розрахунок соціально-економічного збитку, що завдає довкіллю умовний автомобільний парк

4. Характеристика заходів, передбачених для зменшення техногенного тиску автомобільного парку на довкілля

4.1 Визначення ефективності переобладнання автомобілів для роботи на альтернативних видах палива

4.2 Визначення рівня забрудненості навколишнього середовища автомобілями при впровадженні норм EURO

Висновок

Список використаної літератури

забруднюючий автомобільний транспорт



Вступ

Актуальність теми. Транспорт як галузь народного господарства -- один із наймогутніших чинників антропогенного впливу на довкілля. Деякі види цього впливу, насамперед забруднення повітря і посилення шуму, належать до найсерйозніших техногенних навантажень на компоненти довкілля окремих регіонів, особливо великих міст.

Екологічні проблеми, що виникли у зв'язку з функціонуванням транспортної системи в Україні, є наслідком діяльності не лише окремих видів транспорту, а й інших галузей народного господарства. Це -- передусім структура та існуючі конструкції транспортних засобів, покриття і якість експлуатації шляхів тощо.

Викиди забруднювальних речовин автомобільним транспортом у середньому за рік становлять близько 5,5 млн. т (39 % усього обсягу викидів в Україні). У великих містах забруднення повітря вихлопними газами часом досягає 70--90 % загального рівня забруднень. Крім того, більш як 20 % транспортних засобів експлуатується з перевищенням установлених нормативів вмісту шкідливих речовин у відпрацьованих газах. Транспортна мережа в Україні доволі густа, кількість та активність автотранспорту в містах великі, й шкоду довкіллю він завдає дуже відчутну. Основні причини цього -- застарілі конструкції двигунів, використовуване паливо (бензин, а не газ чи інші, менш токсичні речовини) та погана організація руху, особливо в містах, на перехрестях. У відпрацьованих газах, що їх викидають наші автомобілі, виявлено близько 280 різних шкідливих речовин, серед яких особливу небезпеку становлять канцерогенні бенозпірени, оксиди азоту, свинець, ртуть, альдегіди, оксиди вуглецю й сірки, сажа, вуглеводні.

Метою даної курсової роботи є оволодіння методиками розрахунку масових викиді взабруднюючих речовин автомобільним транспортом в умовах експлуатації та визначення соціально - економічного збитку, що завдається довкіллю викидами забруднюючих речовин у атмосферне повітря автомобільним транспортом.

Для досягнення даної мети необхідно вирішити наступні завдання:

Розрахувати масові викиди шкідливих речовин, відповідно до умов експлуатації;

Розрахувати масові викиди зведені до СО;

Розрахувати соціально - економічний збиток;

Проаналізувати методи, спрямовані на зниження забруднення навколишнього середовища.



1. Розрахунок масових викидів забруднюючих речовин від автомобільного транспорту в умовах експлуатації

Транспортні засоби є потужними джерелами забруднення довкілля. Щороку з відпрацьованими газами двигунів в атмосферне повітря населених пунктів надходить велика кількість токсичних і агресивних речовин.

Для складання звітності у галузі охорони атмосферного повітря та визначення збитку від викидів забруднюючих речовин пересувними джерелами, а також для стимулювання впровадження природоохоронних заходів необхідно визначити масові викиди шкідливих речовин, що надходять у атмосферне повітря з відпрацьованими газами транспортних засобів. Розрахунки здійснюють за Методикою.

В процесі експлуатації автомобільного транспорту кількість викидів забруднюючих речовин істотно змінюється. Щоб оцінка токсичності автомобілів в процесі експлуатації була об'єктивною, необхідно зважати на велику кількість факторів, які зумовлюють цю кількість забруднюючих речовин, що надходить у довкілля. Численними дослідженнями встановлено, що усі ці фактори досить точно характеризує витрата палива автомобіля. Тому, розрахунок масових викидів шкідливих речовин здійснюють на підставі інформації про масу палива, спожитого автомобілем за певний період часу. Ця величина залежить від експлуатаційних факторів, а отже враховує їхній вплив.

Необхідні для розрахунку кількості забруднюючих речовин питомі викиди шкідливих речовин встановлено на базі експериментальних характеристик двигунів, визначених в режимах, характерних для автомобіля в різних умовах експлуатації, результатів дорожніх експериментальних досліджень, а також даних, прийнятих в інших подібних методиках.

Розрахунки масових викидів здійснюють за питомими викидами шкідливих речовин з одиниці маси палива, спожитого автомобілем з двигуном даного типу. Встановлені питомі викиди, для справних і правильно відрегульованих двигунів. Числові значення питомих викидів шкідливих речовин визначені для автомобілів, які не обладнані антитоксичними пристроями (нейтралізаторами).

Розрахунок маси викиду j-ї шкідливої речовини рухомим складом автомобільного транспорту, який має п груп автомобілів k-го типу, за певний період часу здійснюють залежно від того, які є відомості про витрату палива.

1.1 Вибір і обґрунтування способу проведення розрахунків масових викидів

Умови експлуатації: автобусів з дизелем - експлуатація автомобіля відбувається в місті і є точні відомості про витрату палива; вантажні автомобілі з дизелем - експлуатація автомобіля відбувається в місті і є точні відомості про витрату палива.

Відповідно даним про умови експлуатації, від яких залежать питомі викиди ШР, для розрахунку масових викидів автобусів з дизелем А(д) та вантажних автомобілів ВА(д) обираємо - другий спосіб.

1.2 Вибір значень коефіцієнтів, що враховують вплив технічного стану автомобілів на вміст шкідливих речовин в його ВГ

В процесі експлуатації можливі зміни технічного стану транспортного засобу та порушення його регулювання, які спричиняють збільшення або зменшення окремих компонентів відпрацьованих газів. В розрахунках ці зміни враховують уведенням коригую чого коефіцієнта , який вибирають залежно від шкідливої речовини (j), масу якої розраховують, типу транспортного засобу (k) та виду споживаного палива (і).

Значення для даних транспортних засобів як для вантажних автомобілів, так і для автобусів наведені у таблиці 1.

Таблиця 1 Значення коефіцієнтів

Група автомобілів	Значення коефіцієнту для різних ШР
Вантажні автомобілі з дизелями	1,5	1,4	0,95	1,8
Автобуси з дизелями	1,5	1,4	0,95	1,8

Примітка: Для двооксиду сірки, кількість яких у ВГ залежать лише від їх вмісту в паливі не залежить від технічних умов стану автомобіля,

1.3 Визначення витрати палива транспортних засобів

Витрату палива транспортного засобу розраховують за залежністю, т/рік

(1)

де - кількість транспортних засобів k-го типу;

- пробіг одного транспортного засобу k-го типу за рік, км/рік;

- витрата палива транспортного засобу k-го типу, л/100 км;

- густина і-го виду палива, кг/л, (для ДП - 0,82-0,87 кг/л)

Розрахунок:

(т/рік)

( т/рік)

1.4 Розрахунок масових викидів окремих забруднюючих речовин

Другим способом масові викиди окремих шкідливих речовин, розраховуються за залежністю, т/рік

(2)

де - усереднені питомі викиди j-ї шкідливої речовини автомобіля k-го типу з одиниці маси і-го виду палива, яке вони споживають, кг/т;

- витрати і-го виду палива автомобіля k-го типу за період (переважно це - рік), т/рік;

- коефіцієнт який враховує вплив технічного стану автомобіля k-го типу, що споживає і-й вид палива на величину питомих викидів.

Для визначення масових викидів ШР вантажних автомобілів з дизелями візьмемо значення усереднених викидів шкідливих речовин вантажних автомобілів з дизелями під час міських перевезень.

Таблиця 2 Значення питомих викидів шкідливих речовин автомобілями

Група автомобілів	Питомі викиди ШР, кг/т палива
1	2	3	4	5	6
Під час руху в місті
Вантажні автомобілі з дизелями	40,4	6,8	30	3,85	5,0
Автобуси з дизелями	41,5	6,93	29,6	3,85	5,0

Масові викиди шкідливих речовин вантажних автомобілів з дизелями:

Масові викиди шкідливих речовин для автобусів з дизелями:

Таблиця 4 Масові викиди шкідливих речовин автотранспортними засобами

Групи автомобілів	Масові викиди шкідливих речовин, т/рік
Вантажні автомобілі з дизелями	8,53	1,34	4,01	0,98	0,7
Автобуси з дизелями	1,24	0,19	0,56	0,14	0,1
Разом	9,77	1,53	4,57	1,12	0,8



2. Розрахунок сумарних масових викидів шкідливих речовин, зведених до СО

За масовими викидами окремих компонентів ВГ розраховують сумарні масові викиди шкідливих речовин автомобільним парком. При цьому зважають на те, що кожній шкідливій речовині, за ступенем впливу на організм людини, властива певна агресивність чи небезпека. Щоб врахувати це запропоновано за одиницю відносної агресивності прийняти агресивність оксиду вуглецю СО. Значення коефіцієнтів відносної агресивності для основних шкідливих речовин, що містяться і ВГ наведено в табл. 5.

Таблиця 5 Значення коефіцієнтів відносної агресивності основних шкідливих речовин, які містяться у ВГ автомобілів

Шкідлива речовина
Оксид вуглецю	1,0
Сірчистий ангідрид	22,0
Оксиди азоту в перерахунку за масою на	41,1
Леткі низькомолекулярні вуглеводні (пара рідких палив за вуглецем)	3,16
3,4 бензапірен	1260000
Сажа без домішок (пил вуглецю без урахування домішок)	41,5
Тверді частинки, що викидаються дизелями і установками, які спалюють мазут і газ	200

Таким чином, за масовими викидами окремих шкідливих речовин з урахуванням коефіцієнта відносної агресивності , розраховують сумарні масові викиди зведені до СО, тобто сумарну зведену токсичність автомобільного парку автотранспортного підприємства:

(4)

Розрахунок:

Для ВА(д):

Для А(д):

Загальна сумарна зведена токсичність:

Згідно розрахунку, сумарна зведена токсичність автобусів з дизелем та вантажних автомобілів з дизелем становитиме 444,04 тонн/рік.



3. Розрахунок соціально-економічного збитку, що завдає довкіллю умовний автомобільний парк

Визначення загального показника соціально-економічного збитку проводиться відповідно до методології ЄС. У відповідності до Директиви Європейського парламенту і Ради ЄС 2009/33/ЕС сума збитку повинна бути розрахована за формулою (5) з врахуванням коефіцієнтів наведених у таблиці 6.

(5)

де -величина, що вказує плату за викид з одиниці j-ї шкідливої речовини, EUR/г (табл. 4);

- маса j-ї ШР, що викидається автомобілями за певний період, т/рік.

Таблиця 6 Плата за викид з одиниці і-ї шкідливої речовини, EUR/г

0,000035	0,0044	0,001	0,087	0,00242	0,00011

Розрахунок:

Сумарне значення загального показника соціально-економічного збитку:

Згідно розрахунку, сумарне значення загального показника соціально - економічного збитку становить 124266,7 EUR



4. Характеристика заходів, передбачених для зменшення техногенного тиску автомобільного парку на довкілля

4.1 Визначення ефективності переобладнання автомобілів з дизеля до роботи на СПГ

Оскільки необхідно оцінити ефективність обладнання автомобілів з дизеля до роботи на СПГ, необхідно врахувати, що витрата палива дизеля в умовах експлуатації на 25 - 30 % менша ніж бензинового двигуна, а при переході на живлення газовим паливом необхідно врахувати, що 1 кг ЗНГ еквівалентний 1,1 л бензину, а 1 СПГ еквівалентний 1,4 л бензину.

Враховуючи ці дані, проводимо розрахунок:

Таблиця 7 Значення коефіцієнтів

Група автомобілів	Значення коефіцієнту для різних ШР
Вантажні автомобілі і автобуси з двигунами, для живлення яких використовують СПГ	1,7	1,8	0,9	-

Примітка: Для двооксиду сірки, кількість яких у ВГ залежать лише від їх вмісту в паливі не залежить від технічних умов стану автомобіля,

Таблиця 8 Значення питомих викидів шкідливих речовин автомобілями

Група автомобілів	Питомі викиди ШР, кг/т палива
1	2	3	4	5	6
Під час руху в місті
Вантажні автомобілі і автобуси з двигунами, для живлення яких використовують СПГ	92	30,8	23,2	-	-

Масові викиди шкідливих речовин автобусів при роботі на СПГ:

Розрахунок сумарних масових викидів ШР, зведених до СО:

Для А(СПГ):

Визначення загального показника соціально-економічного збитку:

4.2 Визначення рівня забрудненості навколишнього середовища автомобілями при впровадженні норм EURO

Для оцінювання рівня забруднення навколишнього середовища автомобілями при впровадженні норм EURO попередні розрахунки приймаємо за норми EURO 0. За формулою (6) приводимо розрахунки масових викидів шкідливих речовин для норм EURO 1- EURO 6.

(6)

де - пробіг одного транспортного засобу k-го типу за рік, км/рік;

- викид j-ї ШР на 1 км пробігу k-го типу транспортного засобу відповідно до норм EURO, г/км.

Автомобілі класу М2 (Запалювання відстиснення)

Розрахунки масових викидів шкідливих речовин для норм EURO 1:

Розрахунки масових викидів шкідливих речовин для норм EURO 2:

Розрахунки масових викидів шкідливих речовин для норм EURO 3:

Розрахунки масових викидів шкідливих речовин для норм EURO 4:

Розрахунки масових викидів шкідливих речовин для норм EURO 5:

Розрахунки масових викидів шкідливих речовин для норм EURO 6:

Таблиця 7 Масові викиди шкідливих речовин автомобілів класу(запалювання відстиснення) при впровадженні норм EURO, т

	CO	CH+NOx	CH	NOx	PM
EURO 1	0,0076	0,002	-	-	-
EURO 2	0,006	0,002	-	-	-
EURO 3	0,006	-	0,0004	0,0003	-
EURO 4	0,0027	-	0,00019	0,00026	-
EURO 5	0,00026	-	0,00019	0,00011	0,000007
EURO 6	0,00026	-	0,00019	0,00011	0,000007

Рис. 1 Масові викиди шкідливих речовин для норм EURO 1 - EURO 6 для класу ТЗ M2



Висновок

Загалом, переобладнання автомобіля з дизельного палива на стиснутий природний газ, з екологічної точки зору, є доцільним, оскільки викиди сажі та оксиду сірки відсутні.

В той же час, викиди сполук оксиду вуглецю, оксидів азоту та летких низькомолекулярних вуглеводнів у двигуна на СПГ, порівняно з дизелем, значно вищі.

Отже, згідно порівняльної характеристики, можна зробити висновок, що переобладнання автомобілів з дизельного палива на стиснутий природний газ є недоцільним.



Список використаної літератури

1. Транспорт і раціональне природокористування [Електронний ресурс]. Довідка. -Режим доступу:http://buklib.net/books/23580/

2. Методичні вказівки до виконання курсової роботи з дисципліни «Екологія транспорту» для студентів автомеханічного факультету напряму підготовки 6.040106 «Екологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування» /Укл. Ю.Ф. Гутаревич, В.П. Матейчик, Л.П. Мержиєвська, О.С. Добровольський, Р.В. Симоненко, О.А. Клименко, С.В. Карєв: НТУ 2013. - 26с.

Размещено на Allbest.ru

...