Загрязнение окружающей среды автотранспортом реферат

Обновлено: 05.07.2024

Много говорят о загрязнении воздуха автотранспортом. В последние годы количество автотранспорта заметно увеличилось. Почти в каждой семье есть автомобиль, а то и не один, что создает проблемы в движении (пробки), очень загрязняет воздух вредными выбросами. Говорят, что образующиеся оксиды азота, окись углерода, метан и фреоны разрушают озоновый слой, возникает смог и другие негативные последствия.

В Томске, как и в других городах России, существует острая проблема загрязнения атмосферного воздуха выбросами автотранспорта.

Я решил узнать, действительно ли окружающая среда сильно загрязняется автотранспортом в нашем городе.

Вложение	Размер
vladislav_kuryshin.doc	177 КБ

Предварительный просмотр:

Муниципальное общеобразовательное учреждение гимназия №13

Цели и задачи исследования.
Актуальность исследования.
Проблема загрязнения воздуха в городе Томске
Исследовательская часть
Выводы
Анкетирование автовладельцев.
Список литературы

Загрязнение окружающей среды автотранспортом.

Цель: определить уровень загрязнения окружающей среды автотранспортом в

1. Изучить состояние проблемы загрязнения воздуха автотранспортом в нашем

2. Выяснить, какие вещества являются основными загрязнителями атмосферы

и как они влияют на живые организмы.

3. Определить уровень загрязнения окружающей среды по наличию свинца в

4. Выяснить статистические данные о количестве и техническом состоянии

5. Провести анкетирование среди владельцев легковых автомобилей.

6. Выяснить, какие мероприятия проводятся по борьбе с вредными выбросами

Актуальность: Много говорят о загрязнении воздуха автотранспортом. В последние годы количество автотранспорта заметно увеличилось. Почти в каждой семье есть автомобиль, а то и не один, что создает проблемы в движении (пробки), очень загрязняет воздух вредными выбросами. Говорят, что образующиеся оксиды азота, окись углерода, метан и фреоны разрушают озоновый слой, возникает смог и другие негативные последствия.

В Томске, как и в других городах России, существует острая проблема загрязнения атмосферного воздуха выбросами автотранспорта. По данным статистики, доля выбросов автотранспорта в Томске составляет более 77% от всех выбросов загрязняющих веществ в городе.

Я решил узнать, действительно ли окружающая среда сильно загрязняется автотранспортом в нашем городе.

Гипотеза: возможно действительно, автотранспорт сильно загрязняет окружающую среду, значит это должно как-то отразиться на ее состоянии. Известно, что растения поглощают вредные продукты сгорания автомобильного топлива. И по содержанию вредных веществ в растениях (например, свинца) можно судить о степени загрязненности воздуха.

1. по статистическим данным Комитета по охране природы выяснить, какие

вещества, и в каком количестве являются загрязнителями в городе Томске.

2. выяснить статистику об увеличении численности автомобилей в городе,

какие преобладают, и их технологические марки.

3. определить содержание свинца в растениях.

4. провести анкетирование владельцев автомобилей с целью дальнейшего

анализа, насколько они понимают, что их автомобили являются источниками

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу.

Одной из острых экологических проблем настоящего времени является загрязнение атмосферного воздуха.

В больших городах к числу основных источников загрязнения атмосферного воздуха относится автотранспорт. Основной вклад в загрязнение атмосферы вносят автомобили, работающие на бензине (75%), самолеты, затем автомобили с дизельными двигателями (около 4%), трактора и другие сельскохозяйственные машины (около 4%), железнодорожный и водный транспорт.

В России на долю автотранспортав середине 90-х годов приходилось 80% выбросов свинца, 59% - оксида углерода, 32% - оксидов азота.

В выхлопных газах автомобилей содержится целая гамма веществ, большинство из которых токсичны для человека, основными загрязнителями являются оксид углерода, оксиды азота, свинец, летучие углеводороды.

На его долю приходится более 50% экономического ущерба от загрязнения атмосферы.

Диоксид азота воздействует в основном на дыхательные пути и легкие, а также вызывает изменения состава крови, в частности, уменьшает содержание в крови гемоглобина.

Оксид углерода и оксиды азота поступают в атмосферу только с

выхлопными газами, тогда как не полностью сгоревшие углеводороды поступают как вместе с выхлопными газами, так и из картера топливного бака и карбюратора.

Несмотря на то, что дизельные двигатели более экономичны, таких веществ как оксиды азота и углерода, углеводороды выбрасывают не более, чем бензиновые, они существенно больше выбрасывают дыма (преимущественно несгоревшего углерода), который к тому же обладает неприятным запахом, создаваемым некоторыми несгоревшими углеводородами.

Наибольшее количество загрязняющих веществ выбрасывается при быстром разгоне автомобиля, а также при движении с малой скоростью. Относительная доля (от общей массы выбросов) углеводородов и оксида углерода наиболее высока при торможении и на холостом ходу, доля оксидов азота - при разгоне. Из этих данных следует, что автомобили особенно сильно загрязняют воздушную среду при частых остановках и при движении с малой скоростью. Отходящие газы двигателей содержат сложную смесь из более двухсот компонентов, среди которых немало канцерогенов. Вредные вещества поступают в воздух практически в зоне дыхания человека. Поэтому автомобильный транспорт следует отнести к наиболее опасным источникам загрязнения атмосферного воздуха.

Влияние автотранспорта на окружающую среду

Химическое (загрязнение воздушного, водного бассейна и почв выбросами химических веществ)

Физическое (шумовое загрязнение)

Механическое (сведение растительности, нарушение почвенного покрова, рельефа при строительстве трансп. инфраструктуры)

Рис. 1. Схема воздействия автотранспорта на окружающую среду.

Передвижные источники загрязнения пространственно рассредоточены по территории города и расположены в непосредственной близости к жилым районам, что создает общий повышенный фон загрязнения. Они располагаются невысоко от земной поверхности, в результате чего отработавшие газы автомобилей слабее рассеиваются ветром по сравнению с промышленными выбросами и скапливаются в зоне дыхания людей. Кроме того, темпы роста числа автомобилей значительно выше по сравнению с темпами роста промышленных источников.

Влияние свинца на организм человека.

Роль свинца в жизнедеятельности организма изучена недостаточно. Однако в литературе встречаются данные, подтверждающие, что металл жизненно необходим для животных организмов (на примере крыс). В небольших количествах он необходим и растениям. Дефицит свинца в эксперименте понижает рост животных. Было обнаружено, что свинец увеличивает рост и повышает концентрацию гемоглобина при дефиците железа у крыс.

Известно, что свинец участвует в обменных процессах костной ткани. Попадая в организм, свинец накапливается в костях, вызывая их разрушение.

Металл токсичен для микроорганизмов, растений, животных и людей. Свинец является канцерогеном. Свинец нарушает синтез гемоглобина.

Избыток свинца в растениях, связанный с высокой его концентрацией в почве, подавляет процесс фотосинтеза, снижает поступление цинка, кальция, фосфора, серы. Вследствие этого снижается урожайность растений и резко ухудшается качество производимой продукции. Внешние симптомы негативного действия свинца – появление темно-зеленых листьев, скручивание старых листьев, чахлая листва. Устойчивость растений к его избытку неодинаковая: менее устойчивы - злаки, более устойчивы - бобовые.

Токсическая доза свинца для человека: 1 мг.

Предельно допустимая концентрация в атмосферном воздухе соединений свинца 0,003 мг/м3, в воде 0,03 мг/л, почве 20,0 мг/кг

Автотранспорт в Томске .

Первые автотранспортные средства в Томске появились в начале ХХ века, а уже к 1910 г. по числу автомобилей Томск держал первенство среди сибирских городов, соперничая только с Иркутском. Динамика развития автотранспорта во второй половине прошлого и начале нынешнего столетий отображена на рисунке.

. Динамика количества автотранспортных средств г. Томска

[Томск-400, 2004, Шакирова, 2005]

Кафедра Инженерной защиты

Выполнила студентка:

Факультет: ПБЭИ

Группа:
Преподаватель: Односумова Л. И.

г. Санкт-Петербург, 2007 г.

Содержание
1. Введение____________________________________________________3
2. Загрязнение атмосферы______________________________________4
2.1 Состав выхлопных газов_______________________________________________5

2.2 Распространение автомобильных выбросов в атмосфере__________________8
2.3 Шумовое загрязнение среды___________________________________________10
2.3.1 Понятие шума______________________________________________________10

2.3.2 Проблема шумовых загрязнений сегодня______________________________10
2.3.3 Влияние шума на здоровье человека__________________________________12
2.3.4 Борьба с шумовым загрязнением_____________________________________14
3. Загрязнение литосферы______________________________________15

3.1 Влияние тяжелых металлов (свинца) на почву___________________________16

3.2 Борьба с загрязнением почвы__________________________________________18

4.Загрязнение гидросферы______________________________________18
4.1 Факторы загрязнений__________________________________________________19

4.2 Влияние тяжелых металлов (свинца) на гидросферу_______________________20

5. Влияние автотранспорта на здоровье человека__________________21
6. Заключение__________________________________________________24

список используемой литературы________________________________26

1. Введение
Природа – целостная система с множеством сбалансированных связей. Нарушение этих связей приводит к изменению установившихся в природе круговоротах веществ и энергии. Современным обществом в производство и потребление вовлекается такое количество вещества и энергии, которое в сотни раз превосходит биологические потребности человека, что и является основной причиной современного экологического кризиса.

Сегодня производственная деятельность человечества связанна с использованием разнообразных природных ресурсов, охватывающих большинство химических элементов. Усиление техногенного воздействия на природную среду породило ряд экологических проблем. Самые острые связаны с состоянием атмосферы, гидросферы и литосферы.

В результате накопления различных загрязнений в атмосфере, в первую очередь фреонов, происходит разрушение озонного слоя, который предохраняет земную поверхность от солнечной радиации. Загрязнения, поступающие в атмосферу, с осадками возвращаются на Землю и попадают в водоемы и почву. Сточными водами предприятий промышленности и агропромышленного комплекса загрязняются реки, озера и моря. Считается, что в водоемы попадает свыше 500 тыс. различных веществ. Тяжелые металлы – свинец, ртуть, цинк, медь, кадмий, попавшие в водоем, активно поглощаются животными и рыбами, которые или сами погибают, или отравляют людей, использующих их в пищу.

В настоящее время уменьшение загрязнения атмосферного воздуха токсичными веществами, выделяемыми промышленными предприятиями и автомобильными транспортом, является одной из важнейших проблем, стоящих перед человечеством. Загрязнение воздуха оказывает вредное воздействие на человека и окружающую среду. Материальный ущерб, вызываемый загрязнением воздуха, трудно оценить, однако даже по неполным данным он достаточно велик. Автомобиль не роскошь, а средство передвижения. Без автомобиля в настоящее время немыслимо существование человечества. При интенсивной урбанизации и росте мегаполисов автомобильный транспорт стал самым неблагоприятным экологическим фактором в охране здоровья человека и природной среды в городе. Таким образом, автомобиль становится конкурентом человека за жизненное пространство.

За последние десятилетия человечество окончательно убедилось, что первым виновником загрязнения атмосферного воздуха – одного из основных источников жизни на нашей Планете, является детище научно-технического прогресса – автомобиль. Автомобиль, поглощая столь необходимый для протекания жизни кислород, вместе с тем интенсивно загрязняет воздушную среду токсичными компонентами, наносящими ощутимый вред всему живому и неживому. Вклад в загрязнение окружающей среды, в основном атмосферы составляет – 60 - 90%.

Основными источниками загрязнения воздушной среды автомобилей являются отработавшие газы ДВС, картерные газы, топливные испарения.

Двигатель внутреннего сгорания – это тепловой двигатель, в котором химическая энергия топлива преобразуется в механическую работу. По виду применяемого топлива ДВС подразделяют на двигатели, работающие на бензине, газе и дизельном топливе. По способу воспламенения горючие смеси ДВС бывают с воспламенением от сжатия (дизели) и с воспламенением от искровой свечи зажигания.

Дизельное топливо представляет собой смесь углеводородов нефти с температурами кипения от 200 до 350 0 С. Дизельное топливо должно иметь определенную вязкость и самовоспламеняемость, быть химически стабильным, при сгорании иметь минимальную дымность и токсичность. Для улучшения этих свойств в топлива вводят присадки, антидымные или многофункциональные.
2.1 Состав выхлопных газов
Образование токсичных веществ – продуктов неполного сгорания и окислов азота в цилиндре двигателя в процессе сгорания происходит принципиально различными путями. Первая группа токсичных веществ связана с химическими реакциями окисления топлива, протекающими как в предпламенный период, так и в процессе сгорания – расширения. Вторая группа токсичных веществ образуется при соединении азота и избыточного кислорода в продуктах сгорания. Реакция образования окислов азота носит термический характер и не связана непосредственно с реакциями окисления топлива. Поэтому рассмотрение механизма образования данных токсичных веществ целесообразно вести раздельно.

К основным токсичным выбросам автомобиля относятся: отработавшие газы (ОГ), картерные газы и топливные испарения. Отработавшие газы, выбрасываемые двигателем, содержат окись углерода (СО), углеводороды (С_ХH_Y), окислы азота (NO_X), бенз(а)пирен, альдегиды и сажу. Картерные газы – это смесь части отработавших газов, проникшей через неплотности поршневых колец в картер двигателя, с парами моторного масла. Топливные испарения поступают в окружающую среду из системы питания двигателя: стыков, шлангов и т.д. Распределение основных компонентов выбросов у карбюраторного двигателя следующее: отработавшие газы содержат 95% СО, 55% С_ХH_Y и 98% NO_X, картерные газы по – 5% С_ХH_Y, 2% NO_X, а топливные испарения – до 40% С_ХH_Y.

В общем случае в составе отработавших газов двигателей могут содержаться следующие нетоксичные и токсичные компоненты: О, О₂, О₃, С, СО, СО₂, СН₄, C_nH_m, C_nH_mО, NO, NO₂, N, N₂, NH₃, HNO₃, HCN, H, H₂, OH, H₂O.

Вредные токсичные выбросы можно разделить на регламентированные и нерегламентированные. Они действуют на организм человека по-разному. Вредные токсичные выбросы: СО, NO_X, C_XH_Y, R_XCHO, SO₂, сажа, дым.

СО (оксид углерода) – этот газ без цвета и запаха, более легкий, чем воздух. Образуется на поверхности поршня и на стенке цилиндра, в котором активация не происходит вследствие интенсивного теплоотвода стенки, плохого распыления топлива и диссоциации СО₂ на СО и О₂ при высоких температурах.

Во время работы дизеля концентрация СО незначительна ( 0,1…0,2%). У карбюраторных двигателей при работе на холостом ходу и малых нагрузках содержание СО достигает 5…8% из-за работы на обогащенных смесях. Это достигается для того, чтобы при плохих условиях смесеобразование обеспечить требуемое для воспламенения и сгорания число испарившихся молекул.

NO_X (оксиды азота) – самый токсичный газ из ОГ.

N – инертный газ при нормальных условиях. Активно реагирует с кислородом при высоких температурах.

Выброс с ОГ зависит от температуры среды. Чем больше нагрузка двигателя, тем выше температура в камере сгорания, и соответственно увеличивается выброс оксидов азота.

Кроме того, температура в зоне горения (камера сгорания) во многом зависит от состава смеси. Слишком обедненная или обогащенная смесь при горении выделяет меньшее количество теплоты, процесс сгорания замедляется и сопровождается большими потерями теплоты в стенке, т.е. в таких условиях выделяется меньшее количество NO_x, а выбросы растут, когда состав смеси близок к стехиометрическому (1 кг топлива к 15 кг воздуха). Для дизельных двигателей состав NO_x зависит от угла опережения впрыска топлива и периода задержки воспламенения топлива. С увеличением угла опережения впрыска топлива удлиняется период задержки воспламенения, улучшается однородность топливовоздушной смеси, большее количество топлива испаряется, и при сгорании резко (в 3 раза) увеличивается температура, т.е. увеличивается количество NO_x.

Кроме того, с уменьшением угла опережения впрыска топлива можно существенно снизить выделение оксидов азота, но при этом значительно ухудшаются мощностные и экономические показатели.

Гидроводороды (С_xН_y) - этан, метан, бензол, ацетилен и др. токсичные элементы. ОГ содержат около 200 разных гидроводородов.

В дизельных двигателях С_xН_y образуются в камере сгорания из-за гетерогенной смеси, т.е. пламя гаснет в очень богатой смеси, где не хватает воздуха за счет неправильной турбулентности, низкой температуры, плохого распыления.

ДВС выбрасывает большее количество С_xН_y, когда работает в режиме холостого хода, за счет плохой турбулентности и уменьшения скорости сгорания.

Дым - непрозрачный газ. Дым может быть белым, синим, черным. Цвет зависит от состояния ОГ.

Белый и синий дым - это смесь капли топлива с микроскопическим количеством пара; образуется из-за неполного сгорания и последующей конденсации.

Белый дым образуется, когда двигатель находится в холодном состоянии, а потом исчезает из-за нагрева. Отличие белого дыма от синего определяется размером капли: если диаметр капли больше длины волны синего цвета, то глаз воспринимает дым как белый.

К факторам, определяющим возникновение белого и синего дыма, а также его запах в ОГ, относятся температура двигателя, метод образования смеси, топливные характеристики (цвет капли зависит от температуры ее образования: при увеличении температуры топлива дым приобретает синий цвет, т.е. уменьшается размер капли).

Кроме того, бывает синий дым от масла. Наличие дыма показывает, что температура недостаточна для полного сгорания топлива. Черный дым состоит из сажи. Дым отрицательно влияет на организм человека, животных и растительность.

Сажа - представляет собой бесформенное тело без кристаллической решетки; в ОГ дизельного двигателя сажа состоит из неопределенных частице с размерами 0,3. 100 мкм.

Причина образования сажи заключается в том, что энергетические условия в цилиндре дизельного двигателя оказываются достаточными, чтобы молекула топлива разрушилась полностью. Более легкие атомы водорода диффундируют в богатый кислородом слой, вступают с ним в реакцию и как бы изолируют углеводородные атомы от контакта с кислородом. Образование сажи зависит от температуры, давления в камере сгорания, типа топлива, отношения топливо-воздух. Содержание сажи в ОГ уменьшается с увеличением угла опережения впрыска топлива, а при уменьшении угла опережения впрыска топлива, выделение сажи заметно возрастает.

Количество сажи зависит от температуры в зоне сгорания. Существуют другие факторы образования сажи - зоны обогащенной смеси и зоны контакта топлива с холодной стенкой, а также неправильная турбуленция смеси. Скорость сжигания сажи зависит от размера частиц, например, сажа сжигается полностью при размере частиц меньше 0,01 мкм.

SO₂ (оксид серы) - образуется во время работы двигателя из топлива, получаемого из сернистой нефти (особенно в дизелях); эти выбросы раздражают глаза, органы дыхания. SO₂,H₂S - очень опасны для растительности.

Главным загрязнителем атмосферного воздуха свинцом в Российской Федерации в настоящее время является автотранспорт, использующий этилированный бензин: от 70 до 87 % общей эмиссии свинца по различным оценкам. РЬО (оксиды свинца) - возникают в ОГ карбюраторных двигателей, когда используется этилированный бензин, чтобы увеличить октановое число для уменьшения детонации (это очень быстрое, взрывное сгорание отдельных участков рабочей смеси в цилиндрах двигателя со скоростью распространения пламени до 3000 м/с, сопровождающееся значительным повышением давления газов). При сжигании одной тонны этилированного бензина в атмосферу выбрасывается приблизительно 0,5. 0,85 кг оксидов свинца. По предварительным данным, проблема загрязнения окружающей среды свинцом от выбросов автотранспорта становится значимой в городах с населением свыше 100 000 человек и для локальных участков вдоль автотрасс с интенсивным движением. Радикальный метод борьбы с загрязнением окружающей среды свинцом выбросами автомобильного транспорта - отказ от использования этилированных бензинов. По данным 1995г. 9 из 25 нефтеперерабатывающих заводов России перешли на выпуск неэтилированных бензинов. В 1997 году доля неэтилированного бензина в общем объеме производства составила 68%. Однако, из-за финансовых и организационных трудностей полный отказ от производства этилированных бензинов в стране задерживается.

Альдегиды (R_xCHO) - образуются, когда топливо сжигается при низких температурах или смесь очень бедная, а также из-за окисления тонкого слоя масла в стенке цилиндра. При сжигании топлива при высоких температурах эти альдегиды исчезают.

Загрязнение воздуха идет по трем каналам: 1)ОГ, выбрасываемые через выхлопную трубу (65%); 2)картерные газы (20%); 3)углеводороды в результате испарения топлива из бака, карбюратора и трубопроводов (15%).

2.2 Распространение и трансформация автомобильных выбросов в атмосфере
Каждый автомобиль выбрасывает в атмосферу с отработавшими газами около 200 различных компонентов. Самая большая группа соединений - углеводороды. Эффект падения концентраций атмосферных загрязнений, то есть приближение к нормальному состоянию, связан не только с разбавлением выхлопных газов воздухом, но и со способностью самоочищения атмосферы. В основе самоочищения лежат различные физические, физико-химические и химические процессы. Выпадение тяжелых взвешенных частиц (седиментация) быстро освобождает атмосферу только от Грубых частиц. Процессы нейтрализации и связывания газов в атмосфере проходят гораздо медленнее. Значительную роль в этом играет зеленая растительность, поскольку между растениями идет интенсивный газообмен. Скорость газообмена между растительным миром в 25 - 30 раз превышает скорость газообмена между человеком и ОС в расчете на единицу массы активно функционирующих органов. Количество атмосферных осадков оказывает сильное влияние на процесс восстановления. Они растворяют газы, соли, адсорбируют и осаждают на земную поверхность пылевидные частицы.

Автомобильные выбросы распространяются и трансформируются в атмосфере по определенным закономерностям.

Так, твердые частицы размером более 0,1 мм оседают на подстилающих поверхностях в основном из-за действия гравитационных сил.

Частицы, размер которых менее 0,1 мм , a также газовые примеси в виде CO, С_ХН_У, NO_X, SO_X распространяются в атмосфере под воздействием процессов диффузии. Они вступают в процессы физико-химического взаимодействия между собой и с компонентами атмосферы, и их действие проявляется на локальных территориях в пределах определенных регионов.

В этом случае рассеивание примесей в атмосфере является неотъемлемой частью процесса загрязнения и зависит от многих факторов.

Степень загрязнения атмосферного воздуха выбросами объектов АТК зависит от возможности переноса рассматриваемых загрязняющих веществ на значительные расстояния, уровня их химической активности, метеорологических условий распространения.

Компоненты вредных выбросов с повышенной реакционной способностью, попадая в свободную атмосферу, взаимодействуют между собой и компонентами атмосферного воздуха. При этом различают физическое, химическое и фотохимическое взаимодействия.

Примеры физического реагирования: конденсация паров кислот во влажном воздухе с образованием аэрозоля, уменьшение размеров капель жидкости в результате испарения в сухом теплом воздухе. Жидкие и твердые частицы могут объединяться, адсорбировать или растворять газообразные вещества.

Реакции синтеза и распада, окисления и восстановления осуществляются между газообразными компонентами загрязняющих веществ и атмосферным воздухом. Некоторые процессы химических преобразований начинаются непосредственно с момента поступления выбросов в атмосферу, другие - при появлении для этого благоприятных условий - необходимых реагентов, солнечного излучения, других факторов.

При выполнении транспортной работы существенным является выброс соединений углерода в виде CO и С_ХН_У.

Моноксид углерода в атмосфере быстро диффундирует и обычно не создает высокой концентрации. Его интенсивно поглощают почвенные микроорганизмы; в атмосфере он может окисляться до СО₂ при наличии примесей - сильных окислителей (О,Оз), перекисных соединений и свободных радикалов.

Углеводороды в атмосфере подвергаются различным превращениям (окислению, полимеризации), взаимодействуя с другими атмосферными загрязнениями, прежде всего под действием солнечной радиации. В результате этих реакций образуются перекиси, свободные радикалы, соединения с оксидами азота и серы.

В свободной атмосфере сернистый газ (SО2) через некоторое время окисляется до сернистого ангидрида (SОз) или вступает во взаимодействие с другими соединениями, в частности углеводородами. Окисление сернистого ангидрида в серный происходит в свободной атмосфере при фотохимических и каталитических реакциях. В обоих случаях конечным продуктом является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде.

B сухом воздухе окисление сернистого газа происходит крайне медленно. В темноте окисления SO₂ не наблюдается. При наличии в воздухе оксидов азота скорость окисления сернистого ангидрида увеличивается независимо от влажности воздуха.

Сероводород и сероуглерод при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаются в свободной атмосфере медленному окислению до серного ангидрида. Сернистый ангидрид может адсорбироваться на поверхности твердых частиц из окислов металлов, гидрооксидов или карбонатов и окисляться до сульфата.

Соединения азота, поступающие в атмосферу от объектов АТК, представлены в основном NO и NO₂. Выделяемый в атмосферу моноксид азота под воздействием солнечного света интенсивно окисляется атмосферным кислородом до диоксида азота. Кинетика дальнейших превращений диоксида азота определяется его способностью поглощать ультрафиолетовые лучи и диссоциировать на моноксид азота и атомарный кислород в процессах фотохимического смога.

Автомобили сжигают огромное количество нефтепродуктов, нанося одновременно ощутимый вред окружающей среде, главным образом атмосфере. С каждым годом количество автотранспорта растет, а, следовательно, растет содержание в атмосферном воздухе вредных веществ. Постоянный рост количества автомобилей оказывает определенное отрицательное влияние на окружающую среду и здоровье человека.
Загрязнение окружающей среды автотранспортом - одно из наиболее небезопасных для здоровья человека, потому что выхлопные газы поступают в атмосферу, где затруднено их рассеивание. В составе отработанных газов автомобилей находится большое количество оксида азота, неспаленые углероды, альдегиды и сажа, а также монооксид углерода.

Содержание работы

Введение
1. Какими вредными веществами загрязняют атмосферу автомобильные двигатели внутреннего сгорания, выбрасываемые с отработанным газом (ОГ)
2. Каков элементарный состав автомобильного топлива
3. Какими мерами можно снизить загрязнения воздуха выхлопными газами автомобилей
4. Какие климатические условия (явления) способствуют распространению загрязнений воздуха выхлопными газами
5. Назовите пути миграции загрязнений выхлопными газами их воздуха из воздуха в другие объекты окружающей среды
6. На какие группы по химическим составляющим и воздействию на живые организмы подразделяются вещества, содержащиеся в отработанных газах автомобилей
7. Какое воздействие на организм оказывают оксиды азота
8. Какую опасность представляют собой полициклические углеводороды
9. Какое воздействие на организм оказывает оксид углерода
Заключение
Список литературы

Файлы: 1 файл

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

Рязань, 2008 год

1. Какими вредными веществами загрязняют атмосферу автомобильные двигатели внутреннего сгорания, выбрасываемые с отработанным газом (ОГ)

2. Каков элементарный состав автомобильного топлива

3. Какими мерами можно снизить загрязнения воздуха выхлопными газами автомобилей

4. Какие климатические условия (явления) способствуют распространению загрязнений воздуха выхлопными газами

5. Назовите пути миграции загрязнений выхлопными газами их воздуха из воздуха в другие объекты окружающей среды

6. На какие группы по химическим составляющим и воздействию на живые организмы подразделяются вещества, содержащиеся в отработанных газах автомобилей

7. Какое воздействие на организм оказывают оксиды азота

8. Какую опасность представляют собой полициклические углеводороды

9. Какое воздействие на организм оказывает оксид углерода

В последние десятилетия в связи с быстрым развитием автомобильного транспорта существенно обострились проблемы воздействия его на окружающую среду. Транспортно-дорожный комплекс является мощным источником загрязнения природной среды. Из 35 млн.т вредных выбросов 89% приходится на выбросы автомобильного транспорта и предприятий дорожно-строительного комплекса. Существенна роль транспорта в загрязнении водных объектов. Кроме того, транспорт является одним из основных источников шума в городах и вносит значительный вклад в тепловое загрязнение окружающей среды (1).

Загрязнение окружающей среды автотранспортом - одно из наиболее небезопасных для здоровья человека, потому что выхлопные газы поступают в атмосферу, где затруднено их рассеивание. В составе отработанных газов автомобилей находится большое количество оксида азота, неспаленые углероды, альдегиды и сажа, а также монооксид углерода.

В связи с огромным количеством автотранспорта он оказывает огромное влияние на состояние атмосферы и здоровье людей. Считается, что из-за выхлопных газов ежегодно умирают тысячи людей, а ущерб, который они наносят окружающей среде оценивают в миллиарды долларов. Выбросы выхлопных газов влияют на развитие многих болезней.

Промышленные выбросы оказывают негативное влияние на здоровье людей, разрушают материалы и оборудование, снижают продуктивность лесного и сельского хозяйства.

В наше время ученые активно работают над созданием технологий по утилизации выбросов, экологически чистого производства, топлива. Созданы технологии по утилизации выбросов для очищения выбросов необходимо сооружать очистительные сооружения. Если бы все химические предприятия собирали выбросы производства, они бы получили десятки тысяч тонн таких ценных веществ, как азотная и серная кислота, сернистый ангидрид, фтор и др.

К сожалению созданные эффективные технологии производства не применяются на большинстве предприятий из-за их дороговизны, а иногда, из-за пренебрежения экологической проблемой.

Двигатель внутреннего сгорания - это тепловой двигатель, в котором химическая энергия топлива преобразуется в механическую работу. По виду применяемого топлива ДВС подразделяют на двигатели, работающие на бензине, газе и дизельном топливе. По способу воспламенения горючие смеси ДВС бывают с воспламенением от сжатия (дизели) и с воспламенением от искровой свечи зажигания (1).

Автомобильные двигатели внутреннего сгорания загрязняют атмосферу вредными веществами, выбрасываемыми с отработавшими газами (ОГ), картерными газами и топливными испарениями. При этом 95 . 99% вредных выбросов современных автомобильных двигателей приходится на ОГ, представляющие собой аэрозоль сложного, зависящего от режима работы двигателя состава.

2. Каков элементарный состав автомобильного топлива

Отходящие газы двигателей содержат сложную смесь, из более чем двухсот компонентов, среди которых немало канцерогенов. Основным параметром, влияющим на интенсивность загрязнения окружающей среды является тип двигателя автомобиля. В таблице 5 указаны виды выбросов загрязняющих веществ от различных типов двигателей автомобилей (2).

Элементарный состав автомобильных нефтяных топлив -- это углерод, водород, в незначительных количествах кислород, азот и сера. Атмосферный воздух, являющийся окислителем топлив, состоит, как известно, в основном из азота (79%) и кислорода (около 21%). При идеальном сгорании стехиометрической смеси углеводородного топлива с воздухом в продуктах сгорания должны присутствовать лишь N2, СО;,, Н2О. В реальных условиях ОГ содержат также продукты неполного сгорания (окись углерода, углеводороды, альдегиды, твердые частицы углерода, перекисные соединения, водород и избыточный кислород), продукты термических реакций взаимодействия азота с кислородом (окислы азота), а также неорганические соединения тех или иных веществ, присутствующих в топливе (сернистый ангидрид, соединения свинца и т. д.).

3. Какими мерами можно снизить загрязнения воздуха вохлапными газами автомобилей

Перевод двигателя внутреннего сгорания на газообразное топливо.

Существующий многолетний опыт эксплуатации автомобиля на пропан- бутановых смесях показывает высокий экологический эффект. В автомобильных выбросах резко снижается количество угарного газа, тяжелых металлов и углеводородов, однако уровень выбросов окислов азота остается достаточно высоким. Кроме того, применение газовых смесей пока возможно лишь на грузовых автомобилях и требует налаживания системы газозаправочных станций, поэтому возможности данного решения в настоящее время еще ограничены (3).

Перевод двигателя внутреннего сгорания на водородное топливо часто рекламируется как чуть ли не идеальное решение проблемы, однако при этом часто забывают, что окислы азота образуются и при использовании водорода и что добыча, горение и транспортировка больших объемов водорода связаны с большими техническими трудностями, небезопасны и весьма накладны в экономическом отношении. В городе, насчитывающем несколько сот тысяч автомобилей, пришлось бы иметь громадные запасы водорода, одно хранение которых потребовало бы (для обеспечения безопасности населения) отчуждения громадных территорий. Если учесть при этом, что это дополнялось бы развитой сетью заправочных станций, то такой город был бы весьма небезопасен для его жителей. Даже если предположить, что будет найдено экономически приемлемое решение проблемы хранения водорода (в том числе в самих автомобилях) в связанном состоянии, то эта проблема, по нашему мнению, едва ли будет перспективной в ближайшие десятилетия.

Помимо совершенствования самих средств транспорта серьезный вклад в снижение загазованности атмосферы городов могут внести планировочные мероприятия, мероприятия по совершенствованию управления автомобильными потоками и мероприятия по рационализации перевозок внутри города. Создание в городах единой автоматизированной системы управления перевозками может резко снизить пробег автомобилей в черте города и соответственно уменьшить загрязнение его воздушного бассейна.

4. Какие климатические условия (явления) способствуют распространению загрязнений воздуха вохлапными газами

Устойчивая безветренная погода, обычно сопровождающаяся инверсиями, необходима для создания высокой концентрации реагирующих веществ. Такие условия создаются чаще в июне-сентябре и реже зимой. При продолжительной ясной погоде солнечная радиация вызывает расщепление молекул диоксида азота с образованием оксида азота и атомарного кислорода. Атомарный кислород с молекулярным кислородом дают озон. Казалось бы, последний, окисляя оксид азота, должен снова превращаться в молекулярный кислород, а оксид азота - в диоксид. Но этого не происходит. Оксид азота вступает в реакции с олефинами выхлопных газов, которые при этом расщепляются по двойной связи и образуют осколки молекул и избыток озона. В результате продолжающейся диссоциации новые массы диоксида азота расщепляются и дают дополнительные количества озона. Возникает циклическая реакция, в итоге которой в атмосфере постепенно накапливается озон. Этот процесс в ночное время прекращается (4).

В свою очередь озон вступает в реакцию с олефинами. В атмосфере концентрируются различные перекиси, которые в сумме и образуют характерные для фотохимического тумана оксиданты. Последние являются источником так называемых свободных радикалов, отличающихся особой реакционной способностью. По своему физиологическому воздействию на организм человека они крайне опасны для дыхательной и кровеносной системы и часто бывают причиной преждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем.

Характеризуя загрязнение воздушного бассейна города, необходимо упомянуть о том, что оно подвержено заметным колебаниям, вызываемым как погодными условиями, так и режимом работы предприятия и автотранспорта.

Как правило, загазованность атмосферы днем больше, чем ночью, зимой больше, чем летом, но и здесь встречаются исключения, связанные, например, с фотохимическим смогом в летнее время или образованием над городом застойных масс загрязненного воздуха в ночное время. Для городов, расположенных в различных климатических зонах и находящихся в специфических ландшафтных условиях, характерны различные типы критических ситуаций, во время которых загазованность атмосферы может достигать критических значений, но во всех случаях они связываются с продолжительной безветренной погодой.

5. Назовите пути миграции загрязнений вохлапными газами их воздуха из воздуха в другие объекты окружающей среды

Загрязнители воздуха, непосредственно продуцируемые автомобилями, такие как окись углерода, оксиды азота, углеводороды или свинец, главным образом накапливаются по соседству с источниками загрязнения, т.е. вдоль шоссейных дорог, улиц, в тоннелях, на перекрестках и пр. Часть загрязнителей транспортируется на большие расстояния от места эмиссии, трансформируется в процессе переноса. Двуокись углерода и другие газы, например, обладающие парниковым эффектом, распространяются на всю атмосферу, вызывая глобальные геоэкологические воздействия (5).

Многие техногенные вещества, попадающие в воздушную среду городов, являются опасными загрязнителями. Они наносят ущерб здоровью людей, живой природе, материальным ценностям. Некоторые из них в силу длительного существования в атмосфере переносятся на большие расстояния, из-за чего проблема загрязнения превращается из локальной в международную. В основном это касается загрязнений окислами серы и азота.

Быстрое накопление этих загрязнителей в атмосфере Северного полушария (годовой прирост 5%) породило такое явление, как кислые и подкисленные осадки. Они подавляют биологическую продуктивность почв и водоемов, особенно тех из них, которые обладают собственной высокой кислотностью.

Всего в ОГ обнаружено около 280 компонентов. По своим химическим свойствам, характеру воздействия на организм человека вещества, содержащиеся в отработавших и картерных газах, подразделяются на несколько групп. В группу нетоксичных веществ входят азот, кислород, водород, водяной пар, а также углекислый газ. Группу токсичных веществ составляют: окись углерода СО, окислы азота NOX, многочисленная группа углеводородов С„Нт, включающая парафины, олефины, ароматики и др. Далее следуют альдегиды /?-СНО, сажа. При сгорании сернистых топлив образуются неорганические газы -- сернистый ангидрид SO2 и сероводород H2S.

Грузовые

Автобусы

Заключение

В ходе исследования я получила следующие результаты:

1. Величина транспортного потока возрастает вечером в период с 18 00 – 19 00 ч. Количество автомобилей возрастает к середине недели, затем происходит спад и снова возрастает в выходные дни (приложение№6).

2. Методом математических расчетов я определила, какое количество различных компонентов выхлопных газов (оксида углерода СО, оксида углерода СО₂, оксида азота NO и NO₂, а так же сажи) выделяется в атмосферу проезжающими автомобилями в среднем за сутки в различные периоды года: весной – 14,24 кг, летом – 22,65 кг, осенью - 28,17 кг, зимой - 10,07кг (приложение№7).

3. В среднем за неделю по сезонам: весной – 99,70 кг, летом – 158,54 кг, осенью- 197,22 кг и зимой - 70,49 кг (приложение№8).

4. В среднем за месяц исследования: в апреле – 399 кг, июле – 624 кг, октябре – 789 кг, январе – 282 кг (приложение№9).

5. Выброс токсичных продуктов за сезон в процентном содержании составил: весна – 19%, лето – 30%, осень – 38% и зима – 13% (приложение№10).

Из результатов исследования видно, что осенью выброс канцерогенных веществ в атмосферу почти в 2,5 раза превышает выброс в весенний и зимний период. Объяснить это превышение можно тем, что осенью величина транспортного потока возрастает по сравнению с другими сезонами года, что напрямую связано с уборкой урожая. Зимой поток автотранспорта резко уменьшается, и связано это с естественными климатическими условиями Сибирского региона (заносы на дорогах, низкие температуры, гололед, плохая видимость на дорогах). Весной основная причина уменьшения потока машин и, как следствие, малый выброс токсичных веществ – распутица.

6. В результате исследования я сравнила выброс токсичных продуктов бензиновыми и дизельными двигателями в среднем за год. Наиболее сильно загрязняют окружающую среду автомобили с бензиновыми двигателями, за год они выбрасывают 6312 кг вредных веществ, что составляет 83%. Автомобили с дизельными двигателями выбрасывают около 1262 кг, что составляет 17% от всего выброса (приложение№11).

Об экологической катастрофе в п. Москаленский пока говорить не приходится, но результаты исследования заставляют серьезно задуматься над этой проблемой. Рост автомобилей продолжает увеличиваться, следовательно, проблема остается нерешенной!

Мы провели исследование пока еще в экологически чистом районе Омской области, а теперь представьте, какое количество вредных веществ выбрасывается на оживленных магистралях нашего города, где поток автотранспорта в 20 раз превышает результаты нашего исследования в поселке. Все выше приведенные цифры автоматически увеличиваются в 20 раз! Вот теперь можно говорить об экологической катастрофе.

Пути решения этой экологической проблемы я вижу в следующем:

- создание новых двигателей, использующих экологически чистые продукты (электромобиль);

- разработка средств защиты атмосферы и гидросферы (получение добавок, способствующих более полному сгоранию топлива, создание эффективных фильтров и т. д.)

- хорошая организация общественного транспорта и более строгие требования к экологическим характеристикам автомобиля;

- контроль со стороны службы ГИБДД, призванной контролировать техническое состояние автомобиля, должен быть ужесточен;

- повышение налога за использование старых автомобилей, которые являются экологически наиболее грязными автомобилями;

- увеличение налогов за пользование дорогами, местами парковок, гаражами, что приведет к постепенному уменьшению автомобилей;

- улучшение качества дорожного полотна, что непосредственно приведет к уменьшению выбросов канцерогенных веществ в атмосферу;

- организация службы по сбору и переработки машинного масла, которая не допускала бы попадания масла в поверхностные и грунтовые воды;

- увеличение количества зеленых насаждений на оживленных улицах и магистралях.

Библиографический список

Войткевич, Г.В. Основы учения о биосфере/ Г.В. Войткевич. – М.: Просвещение, 1989. – 248с.

Галева, А.М. Об охране окружающей среды/А.М. Галева. – М.: Издательство политической литературы, 1986. – 19с.

Захлебный, А.Н. Школа и проблемы охраны природы/А.Н. Захлебный. - М.: Педагогика, 1981. – 184с.

Фадеев, Г.А. Физика и экология. 7 – 11 классы. Материалы для проведения учебной и внеурочной работы по экологическому воспитанию/ Г.А. Фадеев, В.А. Попова. - В.: Учитель, 2004. – 74с.

Приложение№1

Состав выхлопных газов бензиновых и дизельных двигателей (г/мин.)

Компоненты выхлопных газов

Бензиновый двигатель

Дизельный двигатель

Оксид углерода СО (II)

0,035

0,017

Оксид углерода СО₂(IV)

0,217

0,2

Оксиды азота (NO, NO₂)

0,002

0,001

Сажа

0,04

1,1

Приложение №2

Весна – апрель 2014 год (бензиновый двигатель).

Понедельник (8 00 – 9 00 ч.)

Читайте также: