Основные методы защиты окружающей среды от выхлопных газов автомобилей
Добавил пользователь Alex Обновлено: 04.10.2024
Транспорт и окружающая среда. Методы защиты атмосферного воздуха от отработанных газов автомобилей
Автотранспорт, как один из основных источником загрязнения атмосферы. Описание экологических функций атмосферы. Антропологические и естественные источники загрязнения. Установка фильтров для очистки выхлопных газов и дожигающих углеводороды устройств.
| Рубрика | Экология и охрана природы |
| Вид | презентация |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 15.12.2014 |
| Размер файла | 104,0 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
HTML-версии работы пока нет.
Cкачать архив работы можно перейдя по ссылке, которая находятся ниже.
Подобные документы
Основные загрязнители атмосферного воздуха и глобальные последствия загрязнения атмосферы. Естественные и антропогенные источники загрязнения. Факторы самоочищения атмосферы и методы очистки воздуха. Классификация типов выбросов и их источников.
презентация [468,7 K], добавлен 27.11.2011
Двигатель как источник загрязнения атмосферы, характеристика токсичности его отработавших газов. Физико-химические основы очистки отработанных газов от вредных компонентов. Оценка негативного воздействия эксплуатации судна на окружающую природную среду.
курсовая работа [281,6 K], добавлен 30.04.2012
Строение и состав атмосферы. Загрязнение атмосферы. Качество атмосферы и особенности ее загрязнения. Основные химические примеси, загрязняющие атмосферу. Методы и средства защиты атмосферы. Классификация систем очистки воздуха и их параметры.
реферат [362,1 K], добавлен 09.11.2006
Загрязнение атмосферы в результате антропогенной деятельности, изменение химического состава атмосферного воздуха. Природное загрязнение атмосферы. Классификация загрязнения атмосферы. Вторичные и первичные промышленные выбросы, источники загрязнения.
реферат [24,1 K], добавлен 05.12.2010
Атмосфера, как часть природной среды. Естественные и искусственны источники загрязнения атмосферы. Последствия загрязнения атмосферы. Меры по охране атмосферы от загрязнения.
реферат [27,5 K], добавлен 22.04.2003
Источники загрязнения атмосферы, гидросферы и литосферы. Методы их защиты от химических примесей. Системы и аппараты пылеулавливания, механические методы очистки запыленного воздуха. Эрозионные процессы. Нормирование загрязнений в почвенном покрове.
курс лекций [71,0 K], добавлен 03.04.2015
Основные источники загрязнения атмосферного воздуха и экологические последствия. Средства защиты атмосферы: сухие и мокрые пылеуловители, фильтры. Абсорбционная, адсорбционная, каталитическая и термическая очистка воздуха. Расчет циклона ЦН-24 и бункера.
Имеющиеся способы защиты атмосферы от выбросов двигателей внутреннего сгорания в крупных городах Текст научной статьи по специальности «Математика»
Аннотация научной статьи по математике, автор научной работы — Глазков Артем Тигранович, Аверина Юлия Михайловна
Проблема защиты окружающей среды и атмосферного воздуха в городе от выбросов двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Обзор имеющихся решений данного вопроса. Проводится анализ причин образования токсичных газов и попадания их в атмосферу, предлагаются способы уменьшения выбросов в окружающую среду углеводородов, оксидов углерода, азота и других вредных веществ, основанные на усовершенствовании работы автомобильного двигателя.
Похожие темы научных работ по математике , автор научной работы — Глазков Артем Тигранович, Аверина Юлия Михайловна
AVAILABLE METHODS OF PROTECTING THE ATMOSPHERE FROM EMISSIONS OF INTERNAL COMBUSTION ENGINES IN LARGE CITIES
The problem of protecting the environment, atmospheric air in the city from the emissions of internal combustion engines (ICE). Review of existing solutions to this issue. The reasons for the formation of toxic gases and their entry into the atmosphere are analyzed, and methods are proposed for reducing emissions of hydrocarbons, carbon oxides, nitrogen and other harmful substances into the environment, based on the improvement of the operation of the automobile engine.
Текст научной работы на тему «Имеющиеся способы защиты атмосферы от выбросов двигателей внутреннего сгорания в крупных городах»
Глазков А.Т., Аверина Ю.М.
ИМЕЮЩИЕСЯ СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ АТМОСФЕРЫ ОТ ВЫБРОСОВ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ В КРУПНЫХ ГОРОДАХ
Глазков Артем Тигранович, студент 4 курса бакалавриата факультета инженерной химии, e-mail: arteymyshka@gmail.com;
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125047, Москва, Миусская пл., д.9
Аверина Юлия Михайловна к.т.н., доцент каф. ИМиЗК РХТУ имени Д.И. Менделеева, председатель ОСМУСС
Проблема защиты окружающей среды и атмосферного воздуха в городе от выбросов двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Обзор имеющихся решений данного вопроса. Проводится анализ причин образования токсичных газов и попадания их в атмосферу, предлагаются способы уменьшения выбросов в окружающую среду углеводородов, оксидов углерода, азота и других вредных веществ, основанные на усовершенствовании работы автомобильного двигателя.
Ключевые слова: атмосфера города, экология, антропогенное воздействие, отходящие газы, транспорт.
AVAILABLE METHODS OF PROTECTING THE ATMOSPHERE FROM EMISSIONS OF INTERNAL COMBUSTION ENGINES IN LARGE CITIES
Glazkov A.T., Averina Yu.M.
D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia
The problem ofprotecting the environment, atmospheric air in the city from the emissions of internal combustion engines (ICE). Review of existing solutions to this issue. The reasons for the formation of toxic gases and their entry into the atmosphere are analyzed, and methods are proposed for reducing emissions of hydrocarbons, carbon oxides, nitrogen and other harmful substances into the environment, based on the improvement of the operation of the automobile engine.
Keywords: city atmosphere, ecology, anthropogenic impact, waste gases, transport.
Анализ экологической ситуации в России свидетельствует о том, что кризисные тенденции на настоящий момент не преодолены, а в отдельных аспектах даже углубляются, несмотря на принимаемые меры. Превышение допустимых концентраций вредных веществ отмечается в атмосферном воздухе 185 городов и промышленных центров с населением свыше 61 млн чел. (40 % всего населения страны) [1]. Вследствие работы транспортных средств образуется фотохимический смог, связанный с поступлением в атмосферу оксидов азота, углеводородов, кислорода и паров воды. Под воздействием солнечной радиации образуются оксиданты, отравляющее воздействие которых очень велико и превышает таковое для других веществ, поступающих в атмосферу.
Топливо, без которого не возможна работа автотранспорта, токсично само по себе, а после его отработки выделяются выхлопные газы, многие из которых наносят вред природе и человеку. Наиболее перспективным топливом с точки зрения экологических требований являются: природный газ, синтез газ и водород. Для получения нулевой токсичности автомобиля окисление водорода производят в специальном устройстве, называемом «топливный элемент», с получением электрической энергии, используемой в электродвигателях. Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) (рис. 1) не
могут конкурировать с электродвигателями в плане нулевой токсичности.
Рис. 1. Двигатель внутреннего сгорания
При сжигании водорода в воздухе при высоких температурах в камере сгорания, кроме воды, будут образовываться оксиды азота NOx. Отсутствие выбросов NOx, при сжигании водорода в ДВС, возможны только при использовании в качестве окислителя чистого кислорода, что в настоящее время не приемлемо из-за невозможности хранения на борту автомобиля достаточного количества кислорода. Использование водорода получило перспективу дальнейшего развития, но требует
значительных затрат и новых технологий. Использование синтез газа затруднено, в связи со стоимостью его получения из природного газа и требует материальных затрат, как на разработку таких установок, так и на развитие сети заправочных станций, что будет сдерживать его дальнейшее применение.
Наиболее перспективным как с точки зрения экономики, так и по экологическим характеристикам является природный газ. Из природного газа можно получать, как синтез газ, так и водород. Природный газ является очередной ступенью к достижению наименьших выбросов отравляющих веществ из двигателей внутреннего сгорания [2].
Помимо бензиновых широко используются двигатели, работу которых осуществляет дизельное топливо [3]. При их работе в атмосферу выделяется в меньшем количестве угарного газа, но в большем С02 и серы. Ещё более экологичным видом является двигатель, работающий на сжиженном газе (СО в пять раз меньше, чем у карбюраторных двигателей, оксидов азота — в два раза, а оксиды серы отсутствуют).
Самым экологически чистым видом является электродвигатель, в основе работы которого лежит принцип электромагнитной индукции.
Полностью исключить отрицательное воздействие транспорта на природу невозможно, но снизить негативное воздействие вполне реально. Уже сейчас по всему Миру работают над решением данной проблемы и Россия, в частности, не является исключением.
К примеру, на базе государственного учреждения, РХТУ им. Д. И. Менделеева, ведётся разработка установки для очистки городских воздушных масс от газообразных и мелкодисперсных загрязнителей. Это одни из первых, но уверенных шагов к уменьшению содержания СО, КОх, SO2 и пыли в городском воздухе.
Над решением проблемы загрязнённого воздуха работают не только в России. К примеру, Пекин. Его жители уже не первый год страдают от сильнейшего смога, накрывающего город. Причин у данного явления несколько:
• географическое положение - Пекин граничит с горами Сишань и Яншань. При повышении давления в городе не происходит движения воздушных масс, т. к. они не могут преодолеть
Основные нефтеперерабатывающие компании, вводят новые марки бензина, у которого октановое число (стойкость топлива к самовоспламенению при повышенных давлении и температуре) становится всё выше. Это приводит к нисходящим показателям количества вредных веществ в выхлопных газах. Не смотря на положительную динамику: ежегодно один легковой автомобиль, поглощая 4 т молекулярного кислорода, выделяет в атмосферу 0,8 т СО, до 0,040 т окислов азота, до 0,2 т углеводородов, тетраэтилсвинец и другие вещества (альдегиды, органические кислоты, полициклические
углеводороды и их производные). Состав выхлопных газов в значительной степени зависит от режима работы двигателя (табл. 1).
горные хребты. Воздух застаивается, а концентрация мелкодисперсных частиц повышается, из-за чего дышать таким воздухом становится опасно для жизни;
• выбросы от промышленного производства и транспорта;
• сжигание угля (на сегодняшний день Китай является крупнейшим в Мире потребителем угля, а перестроить экономику на иные источники энергии и тепла стоит времени).
Первым интересным решением, как по своей технологии, так и по дизайнерскому исполнению, стала установка Smog Free Tower, разработанная голландским инженером и дизайнером Рааном Розегаардом. Данный проект был разработан ещё в 2012 году самим автором именно для решения проблем со смогом (взвешенные в воздухе мелкодисперсные частицы). Сбор средств на реализацию данного проекта осуществлялся на площадке «Kickstarter» в течение трёх лет и составил 113 000 € [4]. Технология аппарата достаточно проста: пространство в верхней части башни насыщается положительно заряженными ионами, которые «осаждают» частички пыли. Далее, увлекаясь потоком воздуха, нагнетаемого вентилятором, они контактируют с фильтром в виде отрицательно заряженной поверхности, где и осаждаются. Мощность башни 30 000 м3 воздуха/час. Сейчас данные «башни» уже стоят в Пекине, выполняя основную функцию - очистку воздуха от смога, превосходно вписываясь в ландшафт и архитектуру.
Другим интересным решением была «стена изо мха», разработанная компанией Green City Solutions.
Таблица 1. Содержание СО и N0 в выхлопах при различных режимах работы двигателя
Вид Режим работы двигателя
Холостой ход, об.% Постоянная скорость, об.% Разгон, об.% Торможение, об.%
СО 0,5 - 6,5 0,3 - 3,5 2,5 - 5,0 1,8 - 4,5
NOx 0,005 - 0,01 0,1 - 0,2 0,12 - 0,19 0,003 - 0,005
Технология очистки в этом случае куда более оригинальная и сочетает в себе технологию, принципы зеленой химии, инновационный подход и современные технологии. Разработка представляет собой стену размером 4x3x2,19 метра. Внутри она состоит из системы орошения, которая осуществляет постоянную подачу влаги ко мху (сорт Шенгриланг Ву). За день стена способна поглотить 250 гр твёрдых частиц, а за год около 240 тонн С02. Более того, стена работает автономно благодаря
Каждое изменение экологических требований в сторону ужесточения приводит к усложнению конструкции, как самого двигателя, так и его систем: топливоподачи, подачи воздуха, отвода отработавших газов, охлаждения, нейтрализации и управления. В совокупности это приводит к повышению стоимости транспортного средства. Основываясь на рассмотренных факторах воздействия на окружающую среду, можно прийти к выводу, что разработка, реализация и внедрение современных систем очистки атмосферного воздуха образует новейшую наукоёмкую и энергозатратную отрасль.
солнечным батареям, установленным на ней. Возможны две версии: со скамейками и без, а также есть возможность размещения рекламы на торцах стены. CityTrees располагаются по всей Германии, в Брюсселе, Осло, Македонии и Глазго.
В таблице 2 представлен SWOT-анализ разработки похожего крупномасштабного проекта с возможностью выхода на международный рынок на базе РХТУ им. Д. И. Менделеева.
1. Майорова Л.П., Тищенко В.П., Черенцова А. А. Защита атмосферы. - Хабаровск. 2014. - 25-28 с.
2. Шишков В. А. Методы управления циклом двухтопливных и однотопливных поршневых газовых двигателей внутреннего сгорания с искровым зажиганием: дис. докт. техн. наук. — С., 2013. — 17-22 с.
3. Талипов А. П., Асташкевич Н. К. Организация природоохранной деятельности // Защита окружающей среды. - №4. - 19-24 с.
Таблица 2. SWOT-анализ по разработке аппарата для очистки атмосферного воздуха
Внутренние Сильные стороны Слабые стороны
• Развитие технической оснащенности университета; • Расширение сфер деятельности университета; • Образование совершенно нового, молодого коллектива • Нехватка времени • Не достаточная сплочённость коллектива • Длительное оформление документации
Внешние Возможности Угрозы
• Социально-значимый объект • Один из первых проектов в Москве • Поднятие имиджа университета в Мире • Осуществить реализацию проекта с применением принципов зеленой химии • Отказ в финансировании • Сроки реализации • Наложение права вето вышестоящими инстанциями • Высокая международная конкуренция 1) разработка компании Green City Solutions 2) разработка Даана Розегаарда башня Smog Free Tower
ГЛАВА 3. Мероприятия по защите окружающей среды от влияния автотранспортных средств
Причинами загрязнения воздуха от автотранспорта являются:
· плохое состояние технического обслуживания автомобилей
· низкое качество применяемого топлива
· наличие свинцовых добавок в бензине
· неразвитость системы управления транспортными потоками
· низкий процент использования экологически чистых видов транспорта.
Не следует забывать, что основным отличием загрязнения воздушного бассейна автомобильным транспортом, от остальных загрязнителей, является их рассредоточенность по огромной площади и близость к жилым массивам. По этому все мероприятия по снижению негативного воздействия автомобильного транспорта на воздушный бассейн должны быть более эффективны, так как от них зависит здоровье человека.
Все мероприятия можно разделить на 3 основные группы:
1. Мероприятия первой группы касаются технических вопросов развития автомобилестроения:
- совершенствование существующих двигателей (улучшение системы зажигания, в том числе оснащение бесконтактными системами зажигания);
- изменение процессов подачи топлива в цилиндры двигателей, в том числе применение электронного впрыскивания топлива;
- обеспечение рециркуляции отработавших газов, а также установка микропроцессорных систем управления двигателями.
- создание альтернативных видов топлива (спирты этанол и метанол, водород);
- создание и расширение производства автомобилей с высокоэкономичным и малотоксичным двигателем;
- снижение токсичности моторных топлив;
- контроль и регулировка токсичности и дымности отработавших газов при выезде автомобилей из автопредприятий, при техническом осмотре, а также на дорогах;
- ужесточение допустимых норм содержания вредных веществ в ОГ;
2.Рациональная организация перевозок и движения:
- оптимальная маршрутизация автомобильных перевозок
-организация и регулирование дорожного движения (исключение пересечений транспортных потоков, обеспечение равномерного свободного движения, безостановочный проезд, развязка на разных уровнях)
-рациональное управление автомобилем
3. Ограничение распространения загрязнения от источника к человеку
Снижение концентрации СО можно достигать с помощью зеленых насаждений, проведения ярусного озеленения на крупных магистралях.
Полное решение проблемы уменьшения загрязнения воздуха автотранспортом зависит, в первую очередь, от технических мероприятий, касающихся повышения экологичности каждого автомобиля и уменьшения токсичности автомобильных выбросов. Это - долгосрочная программа, требующая больших материальных затрат и времени.
Снижение городского шума может быть достигнуто в первую очередь за счёт уменьшения шумности транспортных средств.
К градостроительным мероприятиям по защите населения от шума относятся:
- увеличение расстояния между источником шума и защищаемым объектом;
- применение акустически непрозрачных экранов (откосов, стен и зданий-экранов),
- применение специальных шумозащитных полос озеленения;
- использование различных приёмов планировки, рационального размещения микрорайонов;
Кроме того, градостроительными мероприятиями являются: рациональная застройка магистральных улиц, максимальное озеленение территории микрорайонов и разделительных полос, использование рельефа местности и др.
Существенный защитный эффект достигается в том случае, если жилая застройка размещена на расстоянии не менее 25-30 м от автомагистралей и зоны разрыва озеленены. При замкнутом типе застройки защищёнными оказываются только внутриквартальные пространства, а внешние фасады домов попадают в неблагоприятные условия, поэтому подобная застройка автомагистралей нежелательна. Наиболее целесообразна свободная застройка, защищённая от стороны улицы зелёными насаждениями и экранирующими зданиями временного пребывания людей (магазины, столовые, рестораны, ателье и т.п.). Расположение магистрали в выемке также снижает шум на близрасположенной территории.
Анализ динамики выбросов вредных веществ в атмосферу Крыма показывает, что с 1998 года начинается рост выбросов в атмосферу, обусловленный в основном выбросами автотранспорта. В городах Ялте, Симферополе и Евпатории на долю автотранспорта приходится 70-80% выбросов вредных веществ в атмосферный воздух, количество которых значительно увеличивается в курортный сезон ввиду притока иногороднего автотранспорта.
Наблюдения за воздействием автотранспорта на состояние атмосферного воздуха ведут Рескомприроды Крыма, Республиканская СЭС и ГАИ. На въезде в крупные населенные пункты оборудовано 12 постов, контролирующих содержание окиси углерода в выхлопных газах автомобилей. Региональные подразделения Крымской республиканской СЭС ведут регулярные наблюдения за содержанием окиси углерода на улицах городов с интенсивным движением транспорта.
В целях улучшения экологической обстановки и снижения вредного воздействия автомобильного транспорта на здоровье горожан в мае Рескомприроды Крыма совместно с ГАИ ГУМВД Украины в Крыму и общественными организациями, проводит ежегодную операцию "Чистый воздух" по контролю качества ремонта и выпуска на трассы Крыма автомобилей - существенного загрязнителя атмосферного воздуха. Операция в 2009 г. проведена по всем городам Крыма.
Группы контроля, в основном, были обеспечены и дооснащены приборами для определения содержания СО в отработавших газах карбюраторных автомобилей ("Инфралит", 102ФА-01М), а также приборами для определения дымности в выхлопных газах дизельных автомобилей ("Мета-01", ИНА-109).
Контрольными группами в этот период проведены проверки 58 автопредприятий, 10 станций технического обслуживания автомобилей, 130 автохозяйственных предприятий. Всего проверено 2715 государственных транспортных средств, из них выявлено 690 нарушений действующего ГОСТа.
Кроме этого, проводилась проверка индивидуального автотранспорта на постах ГАИ. Проверено 4992 автомобиля, из них выявлено 277 с повышенным содержанием СО. Составлено 312 протоколов на сумму 892 грн. О результатах проведения операции "Чистый воздух" публиковалась информация в местных газетах.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Из литературных источников и в результате проведенного исследования мы убедились, что наиболее значимыми факторами отрицательного влияния автотранспорта на человека и окружающую среду являются:
-загрязнение окружающей среды;
Увеличение автомобильного парка порождает и экологические проблемы, связанные с загрязнением воздушного бассейна городов и населенных пунктов. Загрязнение воздуха выхлопами автотранспортных средств представляет серьезную угрозу здоровью населения, способствует снижению качества жизни. Несмотря на проводимые природоохранные мероприятия, экологическая ситуация остается неблагоприятной.
В результате произведенных расчётов было определено, что на участке улицы Киевская г. Симферополя концентрация окиси углерода за 1 час составил 62,28 мг/м , а это превышает ПДК в десять раз. За 16 часов концентрация таких выбросов составит 996 мг/м . Наибольшее количество выбросов окиси углерода приходится на долю легкового транспорта - 78,21 мг/м и на городские автобусы – 53,24 мг/м за три часа.
Таким образом, мои исследования показали, что улица Киевская является улицей с высокой интенсивностью движения и концентрация окиси углерода в выбросах проезжающих по ней автотранспортных средств, превышает ПДК в десять раз.
Количество вредных выбросов на этом участке дороги значительно увеличится в курортный сезон ввиду притока иногороднего транспорта.
Список литературы
1. Голубев И.Р. Новиков Ю.В. Окружающая среда и транспорт. – М.: Транспорт, 1987. – 207 с, 186.
2. Луканин В. Н., Гудцов В.Н., Бочаров Н.Ф. Снижение шума автомобиля. – М.: Машиностроение, 1981.
3. Аксёнов И.Я., Аксёнов В.И. Транспорт и охрана окружающей среды. – М.: Транспорт, 1986. – 176 с.
4. Данилов-Данильян В.И. Экологические проблемы. – М.: МНЭПУ, 1995.
5. Бегма И.В., Кисляков В.М. и др. Проектирование автомобильных дорог. – К.: КАДИ, 1984.
6. Шаповалов А.Л. Оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха отработавшими газами автомобилей. – М.: Транспорт, 1990. – 160 с.
7. Алексеев С.В. Справочная таблица 6П2В. – М., 1987.
8. Якубовский Ю. Автомобильный транспорт и защита окружающей среды. – М.: Транспорт, 1979. – 312 с.
9. Михайловский Е. В., Серебряков К.Б., Тур Е.А. Устройство автомобиля. –М.: Машиностроение, 1981. – 543 с.
Основные методы защиты окружающей среды от выхлопных газов автомобилей
Остальные вещества тоже отрицательно влияют на организм человека и вызывают тяжёлые заболевания.
Влияние выхлопных газов на окружающую среду
Также выхлопные газы наносят большой ущерб окружающей среде.
В цилиндрах двигателя происходит окисление мелкораспылённого и испарённого топлива кислородом воздуха с образованием тепла, углекислого газа и воды. За тысячные доли секунды, отводимые на этот процесс при каждом такте работы двигателя, часть топлива не успевает сгореть. Продукты его неполного сгорания выбрасываются из выхлопной трубы в атмосферу.
Существующее законодательство не позволяет ограничить ввоз в страну старых автомобилей с низким эксплуатационными характеристиками, и количество иномарок с большим сроком службы, не отвечающих нормам государственных стандартов. Поэтому многие страны с 80-х гг. XX века начали переходить на использование неэтилированного бензина, а применение этилированного резко сократилось. В некоторых европейских станах и крупнейших российских городах он теперь вообще запрещен.
Жизнь в мегаполисах стала невыносимой. Токио, Париж, Лондон, Мехико, Афины… задыхаются от избытка автомобилей. В Москве более 100 дней в году смог. Почему? Никто не хочет понять, что энергия, которую потребляет автомобильный транспорт, превышает во много раз все экологические нормы. Об этом много сказано и написано, но вопрос остается нерешенным, так как никто не вникал в суть проблемы. И поэтому автотранспорт – самый энергетически невыгодный.
Количество вредных веществ, поступающих в атмосферу, в составе отработавших газов, зависит от общего технического состояния автомобилей и особенно от двигателя – источника наибольшего загрязнения. Так, при нарушении регулировки карбюратора выбросы СО увеличиваются в 4 – 5 раз.
Доля участия автомобильного транспорта в загрязнении атмосферного воздуха крупных городов мира составляет, %:
Оксид углерода Оксиды Азота Углеводороды
Москва 96,3 32,6 64,4
Санкт-Петербург 88,1 31,7 79
Токио 99 33 95
Нью-Йорк 97 31 63
Исследование
Результаты исследования
Только за 15 минут проехало 206 легковых машин, 8 автобусов и 1 грузовая машина, всего 215 машин. Это было за 15 минут, а сколько же тогда проедит машин за 1 час? А за день? И сколько же тогда выбрасывается выхлопных газов?
За одну минуту проехало 14 легковых машин и это считается много.
Всё это происходит в небольшом городке Талдом, а в крупных городах, таких как Москва, машин проезжает намного больше.
Из этого можно узнать, что за год все эти автомобили выбросят около 43т выхлопных газов и это только малейшая часть автомобилей проежающих в городе Талдом.
Выводы
Всем владельцам автомобилей нужно бережно потреблять бензин и не ездить по дорогам просто так. Гораздо полезней будет ходить пешком или ездить на велосипеде.
Исходя из моего проекта, можно сделать такие выводы:
-рассмотрен состав выхлопных газов
- изучено влияние выхлопных газов на людей и экологию
- проведено исследование о загрязнении атмосферы выхлопными газами
Рекомендации по снижению выбросов выхлопных газов в атмосферу:
Строительство велодорожек и выделение дополнительных линий на шоссейных дорогах для велотранспорта
Ограничение движения грузовых автомобилей по центру города
Испытания SAE показали, что эффективный способ снижения выбросов окислов азота (до 90 %) и в целом токсичных газов - впрыск в камеру сгорания воды
Заключение
Выхлопные газы сейчас являются очень важно проблемой, атмосфера всё больше и больше насыщается ими, что отрицательно влияет на экологию и здоровье человека. Люди не могут жить без автомобилей, их нельзя просто взять и запретить, но и эту проблему возможно решить, пусть не полностью, но и это не помешает. Нужно переходить на здоровый образ жизни, при возможных случаях не ездить на автомобилях, а ходить пешком или же ездить на велосипедах. Есть множество способов сохранить окружающую среду, но большинство людей даже не пытаются её сохранять.
Я потратил немало времени на этот проект, зато я теперь буду знать о том, какими загрязнителями являются автомобили. Я надеюсь, что люди наконец-то научатся жить без загрязнений природы и тем самым себя.
Загрязнение атмосферы выхлопными газами: влияние на человека и окружающую среду
Во второй половине 20 века во многих странах мира произошел резкий скачок развития автомобилестроения. Увеличение количества машин привело к усилению беспокойства как ученых, так и простых обывателей по поводу влияния продуктов сгорания топлива на здоровье человека и на экологию в целом.
Что такое выхлопные газы?
Выхлопными газами автомобилей называют продукты переработки топлива, выбрасываемыми в атмосферу. Их состав и влияние на окружающую среду начали активно изучать еще в 60-е годы 20 века.
За последние десятилетия количество автомобилей на планете значительно увеличилось, а вредные выбросы, возникающие в процессе их работы стали серьезной проблемой. Особенно страдает от них экология крупных городов. Присутствие веществ, содержащихся в их составе, в мегаполисах превышает допустимые нормы и может привести к возникновению различных заболеваний.
Состав выхлопных газов
Состав выхлопных газов автомобилей зависит от качества используемого топлива и типа двигателя. Но отличия будут только в процентном составе тех или иных веществ. Выхлопы автомобилей состоят как из вполне безвредных веществ, так и из достаточно токсичных.
В большей части они состоят из таких газов, как азот, кислород, диоксид углерода и водяные пары. Эти вещества входят в состав атмосферного воздуха и не представляют никакой опасности для людей и окружающей среды. Объем каждой из вредных примесей в составе не превышает 1-2%, реже 5-10%. К опасным для здоровья можно отнести следующие компоненты:
- Оксид углерода.
- Альдегиды.
- Углеводороды.
- Диоксид серы.
- Сажа
- Бензапирен.
| Компонент | Объемная доля в бензиновом двигателе, % | Объемная доля в дизельном двигателе, % | Токсичность |
| Азот | 74–77 | 76–78 | нетоксичен |
| Кислород | 0,3–8 | 2–18 | нетоксичен |
| Водяной пар | 3–5,5 | 0,5–4 | нетоксичен |
| Диоксид углерода | 5–12 | 1–10 | нетоксичен |
| Оксид углерода | 0,1–10 | 0,01–5 | токсичен |
| Углеводороды | 0,2–3 | 0,009–0,5 | токсичны |
| Альдегиды | 0–2 | 0,001–0,009 | токсичны |
| Диоксид серы | 0–0,002 | 0–0,03 | токсичен |
| Сажа, г/м3 | 0–0,04 | 0,1–1,1 | токсична |
| Бензапирен, г/м3 | 0,01–0,02 | 0–0,01 | токсичен |
Монооксид углерода и углекислый газ
Эти вещества считаются опасными и наносящими серьезный ущерб экологии. В большинстве стран мира автомобили проходят проверку и сертификацию на соответствие международным нормам по их содержанию в составе выхлопных газов автомобилей.
Вред, наносимый этими примесями, зависит от их концентрации в воздухе. Так малое содержание (до 0,05%) углекислого газа может привести к возникновению головной боли и тошноты, а более высокое (0,5%) – вызывает удушье и смерть в течение 15 минут.
Причиной высокого содержания углекислого газа в воздухе является неполное сгорание топлива. Это чаще всего происходит при прогреве двигателя. Поэтому прогревать автомобиль рекомендуется в хорошо проветриваемом помещении или на свежем воздухе.
Также уменьшить количество указанных веществ в составе автомобильных выхлопов можно при помощи правильной настройки карбюратора, заменой старого воздушного фильтра или регулировкой впрыскивающих клапанов.
Углеводороды и органические масла
Остатки не прогоревших углеводородов и пары органических масел не представляют опасности для здоровья людей. Но под действием солнечных лучей они вступают в реакцию с другими компонентами воздуха и образуют токсичные соединения. Полученные вещества могут вызвать раздражение слизистых оболочек и дыхательных путей. Кроме того, одним из основных элементов смога являются углеводороды и их соединения.
Если следить за состоянием уплотнительных колец, а также настроить карбюратор и свечи зажигания таким образом, чтобы углеводороды в процессе работы двигателя прогорали полностью, то в результате будут выделятся безвредные вещества: углекислый газ и пары воды.
Формальдегид
В результате взаимодействия формальдегида, выделяемого автомобилями, с атмосферным азотом и рядом других компонентов воздуха образуются токсичные соединения. При их достаточной концентрации образуется туман, который может представлять опасность для человека.
Пыль и сажа
Мельчайшие твердые частицы, содержащиеся в выхлопных газах автомобилей, оседают на обочинах и различных объектах вдоль автомобильных трасс. При постоянном вдыхании подобной пыли и сажи возникает риск развития заболеваний дыхательной и сердечно-сосудистой системы. Из-за малых размеров частиц сажи, они легко попадают непосредственно в кровеносные сосуды и оказывают пагубное влияние на них изнутри.
Бензпирен
Бензпирен (Бензапирен) относится к группе полициклических ароматических углеводородов (ПАУ). Данные мутагенные и канцерогенные вещества способны накапливаться в природных объектах, воде и почве. Бензипрен самый распространенный из ряда опасных веществ этой группы. Со временем он накапливается в организме человека и, при достижении определенной критической концентрации, оказывает необратимые воздействия на его здоровье.
Объем выхлопных газов
В среднем при сжигании одного литра топлива выделяется 16 тысяч литров выхлопных газов. Примерный объем газов, выделяемых каждым автомобилем можно вычислить, исходя из среднего расхода топлива на 100 км пробега, заявленного производителем машины. Для этого придется суммировать пройденное расстояние и считать общий объем заправленного топлива.
Выхлопы каждого автомобиля за 1 день или пройденный километр сосчитать просто невозможно. Также нельзя определить общий объем выхлопа большого количества машин, так как неизвестно сколько проезжает ежедневно или ежечасно каждая машина. Поэтому любые данные подобных исследований можно считать сильно усредненными или приближенными.
Влияние выхлопных газов на здоровье человека
Высокая концентрация вредных веществ, содержащихся в выхлопах автомобилей, в атмосфере представляет серьезную опасность для здоровья. Одним из самых быстродействующих и наиболее опасных компонентов автомобильных выхлопов является угарный газ. Он не имеет вкуса и запаха, а при высокой концентрации в замкнутом объеме вызывает тошноту, головокружение, удушье, обмороки и смерть.
Долгое время в качестве автомобильного топлива использовался этилированный бензин, в продуктах его сгорания присутствовал свинец. Этот опасный для человека элемент способен накапливаться в организме. Сейчас этот металл исключен из состава бензина, но за время применения этилированного бензина, свинец мог серьезно повлиять на здоровье жителей крупных городов.
При нагревании углеводородов под воздействием прямых солнечных лучей они окисляются и при вдыхании вызывают раздражение слизистых оболочек глаз и обострение хронических заболеваний дыхательной системы.
Сажа и бензипрен, накапливаясь в организме человека, способны вызвать появление опухолей, в том числе и недоброкачественных.
При классификации веществ, вырабатывающихся в процессе сгорания автомобильного топлива, по степени опасности для человека выделяют 6 основных групп:
- Безопасные.
К ним относятся азот и его соединения, водород и водяные пары, кислород, углекислый газ и другие элементы земной атмосферы. - Оксид углерода или угарный газ.
Наиболее опасная составляющая отходящих газов, он способен вызвать отравление и привести к смерти от сильнейшего удушья. - Оксид и диоксид азота.
Эти вещества считаются более опасными чем угарный газ, при длительном воздействии данных газов даже в небольшой концентрации можно заболеть астмой, получить отек легких или хронический бронхит, а также они способствуют развитию заболеваний пищеварительной, сердечно-сосудистой и нервной систем. - Углеводородные соединения.
В эту группу входит множество органических соединений, большинство из которых ядовиты, вредны для сердечно-сосудистой системы или приводят к возникновению опухолей. - Альдегиды.
Вызывают раздражение слизистых оболочек, приводят к заболеваниям дыхательных путей и убивают нервные клетки. - Сажа и мелкодисперсные элементы
Кроме непосредственного влияния на дыхательные пути и кровеносные сосуды способны впитывать в себя вредные вещества и способствовать их накоплению в организме.
Лечение при отравлении
В случае отравления продуктами сгорания топлива следует срочно обратиться в больницу. Для снижения вреда выхлопных газов автомобилей для сердечно-сосудистой системы производят инъекции препаратов для нормализации ее работы.
При отравлении угарным газом проводят искусственную вентиляцию легких, детоксикацию.
Первая помощь при отравлении
При подобных отравлениях необходимо вывести пострадавшего на свежий воздух, расположить его в сидячем или полусидячем положении и срочно вызвать скорую помощь. До приезда медицинской бригады можно укрыть пострадавшего теплым одеялом и дать теплое питье.
Влияние выхлопных газов на окружающую среду
Выхлопы автомобилей влияют на городскую экологию следующим образом:
- Загрязнение воздуха, воды и почвы вредными веществами.
- Отравление растений, растущих вдоль дорог.
- Возникновение ядовитых кислотных осадков.
- Отрицательное влияние на сельскохозяйственные и кормовые культуры на полях рядом с дорогами.
Все перечисленные факторы тем или иным образом влияют и на здоровье местных жителей.
Как защититься от выхлопных газов?
Для защиты от вредного воздействия газов в местах большого скопления техники или в автомобильных пробках можно применить противогаз или респиратор. Но они редко имеются под рукой. Уменьшить воздействие автомобильных выхлопов можно при помощи самодельной повязки из шарфа или платка.
Для защиты квартиры , расположенной вблизи дороги или парковки, рекомендуется приобрести плотные стеклопакеты, чаще применять специальные приборы – очистители воздуха и как можно больше времени проводить за городом или в парках.
Влияние загрязнения атмосферы на здоровье человека и окружающую среду
Основные химические загрязнители атмосферы
Основные загрязнители атмосферы: классификация по агрегатному состоянию
Экологический класс транспортного средства: как узнать, таблица, по VIN
Антропогенное загрязнение атмосферы: виды, основные источники, последствия
Загрязнение воздуха автомобилями
Ежегодно на дорогах увеличивается число автомобилей. В потоке движутся новые и старые машины, оставляющие черный дым. Загрязнению окружающей среды автомобильными выхлопными газами отводится первое место. Опасный побочный продукт работы двигателя наносит вред экологической системе и человеку.
Что такое выхлопные газы
При работе двигателя сгорает топливо, образуя газы. Они удаляются выхлопной системой, которая снабжена фильтрами. У исправного автомобиля газы бесцветные, очищенные от вредных частиц.
Кратковременное изменение цвета не несет опасности и говорит об исправности машины. Черные и белые выхлопы, сохраняющиеся длительное время, содержат ядовитые компоненты.
Состав выхлопных газов
Отработанные газы состоят почти из 200 канцерогенных и токсичных веществ.
Справка. Одна машина выбрасывает 1 кг канцерогенов, которые сохраняются в воздухе до 4-5 лет.
Состав выхлопных газов зависит от топлива, на котором работает автомобиль. Бензиновый двигатель содержит большую долю свинца, дизельный – сажу. В российских городах проблема усугубляется отсутствием контроля выхлопов на содержание вредных частиц.
Объем выхлопных газов
Количество отработанных газов определяют расходом топлива. Норма указывается производителем в технических характеристиках автомобильного транспорта. Объем выхлопных газов рассчитывают по схеме – 1 кг сожженного бензина образует 15,5 кг различных газовых смесей.
Бензиновый двигатель выбрасывает в воздух от 0,7 до 0,8 г/см 3 , автомобиль, работающий на дизельном топливе, оставляет 0,8 г/см 3 . До 75% свинца, окисей углеродов, азота загрязняют атмосферу, из них 40% выпадает на почву, остальное остается в воздухе.
Учитывая количество машин на улицах городов, можно представить концентрацию выхлопных газов, которыми дышит человек.
Дополнительная информация. Уровень загазованности в Москве превышает допустимые нормы в 30 раз. Более 120 дней в году над столицей висит смог.
Влияние выхлопных газов на окружающую среду
Автомобильные выбросы загрязняют окружающую среду. У неисправной машины выхлоп канцерогенных веществ увеличивается в 3-4 раза. Все это поднимается в атмосферу, вызывая катаклизмы.
Выбросы стоят на первом месте по загрязнению атмосферных слоев. Это вызывает глобальное потепление, становится причиной кислотных дождей .
Газовые выхлопы стали причиной подтопления стран Запада в 2002 году. Были затоплены Франция, Германия, Чехословакия, Италия. Вызвали засуху и смог на территории центральной России.
Горячий воздух выхлопов, встречаясь с воздушными потоками Гольфстрима, нагревает атмосферу, что вызывает обильные осадки и подтопления.
Справка. 1 автомобиль, проехавший 10-15 тыс. км, расходует около 2-х тонн топлива, сжигая при этом 28 тонн воздуха, из которых 5 тонн кислорода. При этом он выделяет в атмосферу 690-700 кг угарного газа ежегодно.
Влияние на человека
За прошедшие полвека количество автотранспорта резко увеличилось. Выхлопные газы навсегда заполнили города и стали основным источником химического загрязнения воздуха . Они наносят непоправимый вред здоровью человека.
Угарный газ выхлопов бесцветен и не имеет запаха. Заполняя дыхательные пути, вызывает отравления организма, головную боль, тошноту, обмороки, летальный исход. Все зависит от дозы попавшего в организм вещества.
Оксиды серы и свинца – это канцерогены, вызывающие злокачественные новообразования, бронхит, сужают сосуды мозга, разрушают нервную систему. При длительном вдыхании CO2 (угарный газ) наступает смерть. Взаимодействие частиц образует смог, который с каждым вдохом отнимает здоровье.
Влияние на природу
Автомобильные выхлопы превышают объемы выбросов железнодорожного транспорта. Ежегодно только российские машины пополняют воздух 21,5 млн. тонн ядовитых веществ.
Внимание! В конце 2019 года в Тольятти ухудшились метеоусловия из-за накопления выбросов в нижнем слое атмосферы. Ситуация продолжалась 2 недели, ей был присвоен оранжевый уровень опасности.
Как защититься от выхлопных газов
Человек знает, что загрязнение воздуха выхлопами автомобилей приносит вред, но не каждый задумывается о защите от них. Чтобы сохранить здоровье, нужно принимать меры предосторожности:
- Меньше вредных веществ выделяет автомобиль, едущий со скоростью от 40 до 80 км/ч. На скоростных трассах никто не соблюдает такой режим. Поэтому полезнее ехать с закрытыми окнами, с включенным кондиционером.
- На время стоянки двигатель лучше выключить. Работающий двигатель неподвижного авто затянет дым к пассажирам.
- При перевозке негабаритного груза не всегда удается закрыть крышку багажника. В таком случае нужно закрыть окна и включить вентиляцию на полную мощность. Давление воздуха не даст отработанным газам заполнить салон.
- Новый и исправный автомобиль вырабатывает меньше ядовитых газов. Поэтому нужно вовремя исправлять неисправности.
- Салон машины нужно проветривать утром и вечером с отключенным двигателем.
- Установка угольного фильтра защитит салон от попадания опасных выхлопов.
Проблема загрязнения атмосферы автомобильными выхлопными газами касается и пешеходов:
- при ходьбе нужно избегать дорог с оживленным движением;
- для прогулок выбирать парки;
- не открывать окна, выходящие на улицу с автомобильным движением;
- для занятий спортом на свежем воздухе нужно обратить внимание на зеленую зону;
- если частный дом стоит вблизи улиц с интенсивным движением, хорошей идеей станет посадить живую изгородь, которая воспрепятствует попаданию выхлопов на участок;
- при сильной загазованности прикрывать органы дыхания.
Для защиты используют специальные средства для органов дыхания, медицинская маска не поможет.
Заключение
Ядовитые выхлопные газы вредны для окружающей среды и человека. Они содержат большое число отравляющих веществ. Их объем ежегодно увеличивается, усугубляя проблему загрязненности. Для сохранения здоровья нужно принимать меры предосторожности и знать, как защититься от вредных веществ.
Как защитить себя от выхлопных газов во время езды на автомобиле?
Вдыхание выхлопных газов не просто вредно, а опасно для здоровья. Ученые нашли способ, как защитить себя от них во время езды на автомобиле. Причем для этого не понадобятся какие-то специальные средства. Достаточно совершить одно простое действие.
Время в дороге
При работе вне дома, каждому человеку приходится как минимум пять раз в неделю добираться до офиса. Современная наука доказала, что регулярные поездки по автомагистралям пагубно действуют на здоровье. По данным Бюро переписи населения США, среднестатистический офисный работник тратит на поездку до места работы как минимум 26 минут. В большинстве же случаев данная цифра близка к одному часу. То есть ежедневно на протяжении 60 минут человек вдыхает вредные вещества.
Способ защиты от газов
Исследование
Результаты эксперимента, проведенного инженерами из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, были опубликованы в журнале «Атмосферная среда». Ученые поставили задачу определить время и место наибольшей концентрации загрязнения на дорогах, а также выяснить, что могут сделать водители для защиты своего здоровья. В работе инженеры использовали переносные приборы для измерения уровня загрязнения как в салоне автомобиля, так и вне его. Результаты измерений фиксировались на протяжении четырех месяцев.
В свои машины ученые установили тирельные камеры. Устройства фиксировали количество поступающих вредных веществ во время нахождения автомобиля в пробках, на парковках, остановках общественного транспорта и так далее. Также исследователи протестировали различные способы вентиляции машины, чередуя вождение с открытыми и закрытыми окнами, а также включенным/выключенным вентилятором и кондиционером.
Результаты
Спустя четыре месяца инженеры выяснили, что для снижения уровня концентрации загрязняющих веществ необходимо включить кондиционер. Во время его работы воздух в салоне автомобиля становился чище на 20 – 34 процента. Также они отметили, что закрытые в машине окна обеспечивают защиту от выхлопных газов на 8 – 44 процента. Это будет очень кстати в холодное время года, когда нет смысла включать кондиционер.
Комментарий специалиста
Важно отметить, что вентилятор не обеспечивает такую же защиту, как кондиционер. Сотрудник издания «Ежедневная наука» Натан Рид прояснил данный момент. По его словам вентилятор обеспечивает лишь циркуляцию воздуха в салоне. При закрытых окнах в нем вообще нет смысла, так как проникшие внутрь авто выхлопные газы никуда не деваются. Другое дело кондиционер, в котором есть испаритель. Именно на поверхности этого устройства во время процесса охлаждения воздуха и оседают все вредные частицы, не попадая обратно в салон авто.
Заключение
Основываясь на полученных данных, инженеры Вашингтонского университета призывают автопроизводителей к созданию более качественных систем для очистки воздуха в салоне машины.
Пока же самой надежной защитой от выхлопных газов является езда на автомобиле с закрытыми окнами и включенным кондиционером. Особенно эти условия стоит соблюдать во время поездки по самому загрязненному месту – автостраде. После выхода из зоны с высокой концентрацией выхлопных газов, нужно открыть все окна и как следует проветрить автомобиль.
Читайте также: