Реферат - Ніколаєнко Артем Сергійович - Вплив автотранспорту на навколишнє середовище міста Донецька

1. зміст Вступ
2. 1. Об'єкт, цілі та завдання дослідження
3. 2. Аналіз стану атмосферного повітря міста Донецька
4. 3. Автомобільний транспорт - джерело забруднення атмосфери
5. 4. Порівняльний аналіз викидів шкідливих речовин від автотранспорту відповідно українського та європейського...
6. 4.2 Європейські стандарти палива
7. 4.3 Методика і результати порівняльного аналізу викидів шкідливих речовин відповідно до українського...
8. 5. Аналіз впливу викидів автотранспорту на окремі складові навколишнього середовища
9. 5.1 Результати досліджень снігового покриву на окремих ділянках міста
10. Висновки
11. список джерел

зміст

Вступ

Наша сеть партнеров Banwar

Якість життя сучасного суспільства обумовлено багатьма факторами: робота, житло, харчування, а також засоби комунікації, серед яких мобільні види транспорту стає визначальними.

З урахуванням того, що з середини ХХ століття процеси урбанізації взяли загрозливі темпи, сьогодні час для будь-якої людини є лімітуючим фактором життєвого процесу. В середньому, 80-85% населення земної кулі проживають в містах, де транспорт, особливо автомобільний, являє собою з одного боку ключова ланка функціонування будь-якого міста, а з іншого, - джерело забруднення навколишнього середовища.

Тому, в сучасних містах на тлі забруднення атмосферного повітря викидами від промислових підприємств, частка викидів мобільних видів транспорту, в залежності від категорії та рівня промислового потенціалу, змінюється в межах 20-80%.

Транспорт, як найважливіший компонент громадського та економічного розвитку будь-яких населених пунктів, споживає значну кількість природних ресурсів (нафта, газ, метал і ін.), І таким чином надає прямий і непрямий вплив на навколишнє середовище у вигляді викидів, відходів, що забруднюють всі компоненти природного підсистеми міста, в тому числі створює екологічну небезпеку для людини.

Разом з тим, види транспортних послуг та їх обсяги безперервно ростуть, збільшуються вантажо- і пасажиропотоки. На зміну застарілих видів транспорту приходять нові, які вимагають швидкісних і добре обладнаних транспортних магістралей [ 1 ].

Якщо врахувати, що в групі мобільних видів транспорту, автомобільний досягає 85-90%, практично кожен житель міста має особистий автомобіль, крім цього близько 50% видобутої нафти споживає саме ця група, зростання якої випереджає темпи зростання населення, то вивчення впливу автотранспорту є необхідною умовою забезпечення екологічної безпеки жителів міста.

Актуальність даної теми визначається тим, що викиди від автотранспорту в крупних містах істотно впливають на забруднення всіх компонентів навколишнього середовища. Аерозольні і пилові частинки осідають на поверхні рослин, поглинаються верхніми шарами ґрунту, вимиваються опадами у вигляді дощу, снігу, талими і зливними потоками. Крім цього велика кількість токсичних речовин, що надходять в атмосферне повітря, поширюється на рівні органів дихання людини, викликаючи різні захворювання.

1. Об'єкт, цілі та завдання дослідження

Метою дослідження є кількісна оцінка поглинання деяких забруднюючих речовин, що містяться у викидах автотранспорту окремими складовими природного середовища на прикладі міста Донецьк і порівняльна характеристика ступеня небезпеки відпрацьованих газів згідно з нормативними вимогами в Україні та Європі.

Об'єктами були обрані атмосферне повітря, грунту і зливні води.

В роботі планується виконання наступних завдань:

• аналіз екологічного стану міста Донецька на підставі вибору ділянок з різною інтенсивністю руху транспорту;
• визначення кількості автотранспорту на обраних ділянках;
• виконання розрахунку викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря;
• проведення порівняльного аналізу ступеня шкідливості викидів від автотранспорту відповідно до українського та європейського законодавства;
• виконання хімічного аналіз проб снігу, грунту, зливних вод;
• математична обробка отриманих даних;
• розробка заходів щодо зменшення забруднення навколишнього середовища викидами від автотранспорту.

2. Аналіз стану атмосферного повітря міста Донецька

Забруднення атмосферного повітря є однією з найбільш серйозних екологічних проблем багатьох промислових міст. Вплив забруднення повітря на здоров'я людини проявляється через скорочення середньої тривалості життя, збільшення кількості передчасних смертей, зростання захворюваності і негативний вплив на розвиток дітей.

У таблиці 2.1 наведено порівняльну динаміка викидів по Донецькій області та Донецьку від стаціонарних джерел і мобільного транспорту [ 2 ].

Таблиця 2.1 - Динаміка викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря в Донецькій області та Донецьку 2003 - 2009 роки, тис. Т

Об'єкт Рік 2003 2005 2007 2009 2010 стац. моб. стац. моб. стац. моб. стац. моб. стац. моб. Донецька область 1576,8 215 1638,1 224,8 1653,4 217,7 1299,8 213,5 1378,1 211,8 Донецьк 161,1 19,3 168,9 20,4 125,9 14,7 80 , 3 11,3 80,2 56,6

Аналіз даних таблиці 2.1 показує, що в 2010 році різко збільшується обсяги викидів від мобільного транспорту.

У Донецьку спостерігається тенденція зниження валових викидів шкідливих речовин, так, в 2010 році викиди знизили на 50,22% в порівнянні з 2003 роком. При цьому рівень забруднення атмосферного повітря залишається ще високим. Згідно зі статистичними даними існуючі обсяги викидів шкідливих речовин забезпечують 170 підприємств, але основна частка (92-94%) припадає на АП Шахта імені Засядька, 14 шахт Донецької вугільної енергетичної компанії, ЗАТ Донецьксталь-МЗ і ВАТ Донецьккокс [ 3 ].

Автомобільний парк м.Донецька представлений легковими автомобілями (85%), вантажними (12%) і автобусами (3%).

Динаміка зміни викидів від пересувних засобів представлена ​​на малюнку 2.1.

Малюнок 2.1 - Динаміка зміни частки викидів від пересувних засобів

Аналіз статистичних даних забруднення атмосферного повітря показує, що за останні 10 років спостерігається тенденція збільшення викидів, пов'язаних з різким зростанням кількості автотранспорту.

При збереженні існуючої тенденції, кількість викидів від автотранспорту може перевищити викиди від стаціонарних джерел.

3. Автомобільний транспорт - джерело забруднення атмосфери

Сучасний городянин не представляє своє існування без автотранспорту, тому рідко замислюється про негативний його вплив і наслідки.

По-перше, автомагістралі займають до 40% території міста, зменшуючи тим самим площі родючих земель, рекреаційних, комплексних зелених і санітарно-захисних зон.

По-друге, викиди вихлопних і картерних газів від автомобілів, особливо на бензиновому паливі, містять в своєму складі велику кількість токсичних сполук - бенз (а) пірену, альдегідів, оксидів азоту і вуглецю і особливо небезпечних сполук свинцю (у разі застосування етилованого бензину) .

Склад відпрацьованих газів залежить від типу споживаного палива, порівняльна характеристика яких наведена в таблиці 3.1 [ 4 ].

Таблиця 3.1 - Викиди забруднюючих речовин в залежності від типу палива, кг / т палива

Назва речовини Вид палива бензин дизельне паливо газ скраплений газ стиснений Вуглецю монооксид 201,800 36,200 201,800 87,700 Азот діоксид 21,000 31,400 21,000 27,400 Сірки діоксид 1,000 4,300 1,000 - неметанових летких
органічні сполуки 53,000 3,100 25,700 22,700 Метан 0,900 0,100 0,900 - Сажа - 3,800 - - Свинець 0,0130 - - -

З таблиці 3.1 видно, що найбільш екологічно безпечним є дизельне паливо. Незважаючи на більший викид останніми оксидів азоту і сірки, загальна маса надходять в атмосферу забруднюючих речовин, з урахуванням класу їх небезпеки, для здоров'я виявляється приблизно в 2,5 рази менше, ніж при використанні інших видів палива [ 5 ].

По-третє, викиди від автотранспорту поширюються уздовж доріг, надаючи тим самим негативний вплив на водіїв, пішоходів, людей, які проживають уздовж автомагістралей. Крім того, під зону ураження потрапляють також рослинність і грунт біля дороги. Викиди автомобілів формують зони з перевищенням ГДК по діоксиду азоту і оксиду вуглецю.

По-четверте, осідають на рослинності, твердих поверхнях будівель і споруд, верхніх шарах грунту забруднюючі компоненти викидів при таненні снігового покриву, атмосферних опадів у вигляді дощових і зливних вод з автомагістралей та автошляхів потрапляють в родючий грунт і поверхневі водні джерела, посилюючи, таким чином , непряме негативний вплив на людину (рисунок 3.1).

Малюнок 3.1 - Перетворення в атмосфері викидів від автотранспорту

Склад відпрацьованих газів також залежить від режиму роботи двигуна в міських умовах: низька швидкість і частота її змін, багаторазові гальмування і розгони збільшують виділення шкідливих речовин (табл. 3.2).

Таблиця 3.2 - Концентрація вуглецю оксиду та бенз (а) пірену в вихлопних газах двигуна, що працюють на бензині

Режим роботи Вуглецю оксид,
про. % Бенз (а) пірен,
мкг / 100 м3 Холостий хід 2,5-3 4000 Розгін 2,0-5,0 10000 Рівномірний рух 0,5-1,0 до 4000 Гальмування до 4,5 до 28000

Як видно з даних таблиці, концентрація бенз (а) пірену і вуглецю оксиду більше при розгоні і гальмуванні автомобіля.

Викиди шкідливих речовин автомобілів, за місцем їх утворення, можна розділити на види:

• відпрацьовані гази, що утворюються в двигуни, які виводяться в атмосферу через систему відводу відпрацьованих газів;
• картерів гази, що утворюються в результаті прориву газів через нещільності двигуна;
• випаровування з системи живлення.

Основні джерела випаровування палива - паливний бак, карбюратор. Вони стосуються бензинових двигунів, дизельне паливо має меншу здатність випаровуватися, і паливна система дизеля більш герметична.

Треба зауважити, що картерів гази від дизельного двигуна приблизно в 10 менш токсичні, ніж в бензинових двигунах.

До відпрацьованим газам, головним чином, відносяться вуглецю оксид (CO), азоту діоксид (NO2) і вуглеводні (CmHn). До складу картерних і випаровуються газів входить, в основному, вуглеводні.

У таблиці 3.3 показано кількісний розподіл даних газів [ 5 ].

Таблиця 3.3 - Дані по розподілу в викидах від автотранспорту шкідливих компонентів,%

Назва викидів Компонентний склад CO CmHn NO2 Відпрацьовані гази 100 55 100 Картерів гази - 25 - Випаровування палива - 20 -

Сучасні автомобілі мають переважно замкнуту систему вентиляції картера, яка практично виключає викиди шкідливих речовин в атмосферу. Вони також надходять в циліндри двигунів і там згорають. Основну небезпеку щодо забруднення навколишнього середовища, і зокрема атмосферного повітря, мають відпрацьовані гази.

4. Порівняльний аналіз викидів шкідливих речовин від автотранспорту відповідно українського та європейського законодавства

4.1 Стандарти палива в Україну

В Україні в даний момент паралельно діють два стандарти якості бензину. Старі ДСТУ 3868-99 Паливо дизельне. Технічні умови, ДСТУ 406-2001 Бензини автомобільні. Технічні умови і нові ДСТУ 4839: 2007 Бензини автомобільні підвищеної якості, ДСТУ 4840: 2007 Паливо дизельне підвищеної якості. Технічні умови (аналог Євро-4). Спільно два стандарти повинні були діяти до 2011 року, але Держстандартом України перенесені терміни вступу в дію нових стандартів якості нафтопродуктів до невизначеного терміну [ 6 - 9 ].

Один з головних показників, за якими ДСТУ 4839 (2007) принципово відрізняється від нормативу 4063 (2001), вміст сірки. У новому стандарті передбачені дві градації: бензин виду II повинен містити не більше 0,005% сірки (що відповідає нормам Євро-4), а бензин виду I - не більше 0,001% сірки (Євро-5). Перевищення цих норм виводить з ладу дорогі нейтралізатори вихлопних газів.

За змістом олефінових вуглеводнів (обумовлюють зберігання бензину) і ароматичних вуглеводнів (впливають на токсичність вихлопу і утворення нагару на свічках) ДСТУ 4839 (2007) приблизно на третину жорсткіше старого ДСТУ 4063 (2001) і відповідає еконормам Євро-4. Зміст олефінових вуглеводнів в паливі не повинна перевищувати 18%, ароматичних - 35% [ 10 ].

Бензол не менше шкідливий - як для двигуна, так і для навколишнього середовища. Це ще одне джерело нагару в камері згоряння, а великий вміст бензолу веде в збільшення частки незгорілих вуглеводнів у вихлопних газах і підвищує навантаження на каталізатор. Стандарт 2001 нормує масову частку бензолу дуже лояльно (не більше 5% мас.), А новий стандарт - не більше 1% об.

4.2 Європейські стандарти палива

Європейські стандарти викидів визначають допустимі норми вмісту забруднюючих речовин у вихлопних газів автомобілів. Норми викидів визначаються в серії директив Європейського союзу, з поступовим введенням більш жорстких стандартів.

В даний час стандарти Євро нормують викиди азоту діоксиду, вуглеводнів, вуглецю оксиду та твердих частинок для більшості типів транспортних засобів, включаючи легкові автомобілі, вантажні автомобілі, поїзди, трактори та аналогічні машини, баржі, але за винятком морських суден і літаків. Для кожного типу транспортних засобів застосовуються різні стандарти. У таблиці 4.1 наведено порівняльну характеристику нормативів Євро для легкових автомобілів.

Таблиця 5.1 - Характеристика нормативів Євро для легкових автомобілів з бензиновими двигунами, г / км

Норматив Дата прийняття Показники складу викидів вуглецю оксид азоту діоксид вуглеводні тверді частинки Євро-1 липень 1992 2.720 - 0.970 - Євро-2 січень 1996 2,200 - 0,500 - Євро-3 січень 2000 2,300 0,150 - - Євро-4 січня 2005 1,000 0,080 - - Євро -5 вересень 2009 1,000 0,060 - 0.005 Євро-6 вересень 2014 1,000 0,060 - 0.005

Європейські норми, в першу чергу, стосуються виробників автомобілів. Саме за результатами випробувань типу автомобіля за спеціальним їздовому циклу, що імітує переміщення рух автомобіля в міському потоці, встановлюється відповідність конкретного типу автомобіля екологічним нормам Євро.

4.3 Методика і результати порівняльного аналізу викидів шкідливих речовин відповідно до українського та європейського законодавства

У зв'язку зі зростанням викидів пересувного транспорту актуальні розробка, впровадження та подальше посилення нормативів вмісту забруднюючих речовин у відпрацьованих газах автомобіля. Тому в Україні є доцільним введення більш жорстких, наприклад, нормативів Євро-3. В роботі проведено порівняльний аналіз складу викидів від автомобільного транспорту України та в країнах Європи.

Об'єктом дослідження була обрана ділянка автомагістралі по проспекту Богдана Хмельницького між вулицями Челюскінців і Артема, протяжність ділянки приблизно 350 м (рисунок 4.1).

Малюнок 4.1 - Картографічне положення досліджуваної ділянки магістралі

Обраний ділянка знаходиться між двома перехрестями, що дозволяє усереднити дані щодо викидів під час розгону, гальмування і рівномірного руху автомобілів, і таким чином, їх склад буде залежати тільки від пройденого шляху.

Дослідження проводилося за допомогою відеоспостереження обраної ділянки дороги за допомогою веб-камери протягом тижня. Камера фіксувала кількість автомобілів в залежності від часу доби. Обробка отриманих результатів проводилась щодня і для розрахунків було взято усереднені дані числа зафіксованих автомобілів протягом години.

Отримані дані дозволили виконати розрахунки обсягів викидів основних забруднюючих речовин [ 4 ]. Для порівняння сумарні середньогодинні викиди (ССЧВ) забруднюючих речовин представлені на малюнку 4.2.

Малюнок 4.2 - Результати розрахунків сумарних середньогодинних викидів на досліджуваній ділянці

Так як найбільший внесок в суму викидів дають легкові автомобілі, то розрахунки викидів, що відповідають відповідно до вимог Євро-3, виконані для цієї категорії транспорту для вказаних забруднюючих компонентів.

Має значення кількісне порівняння викидів, згідно з українськими і європейськими нормативами. Порівняння здійснюється по азоту діоксиду, оскільки частка його в загальних викидах значно більше, ніж інших компонентів (рисунок 4.3).

Як видно з даних графіків, азоту діоксид має істотний внесок в складі викидів автотранспорту, тому порівняльні розрахунки були проведені саме для даного полютантів (рисунок 4.3).

Малюнок 4.3 - Порівняльні розрахункові дані добової динаміки викидів азоту діоксиду від легкового автотранспорту

Розрахункові дані добової динаміки викидів показують, що відповідно до української методикою розрахунку викиди майже в десять разів перевищують європейські стандарти.

5. Аналіз впливу викидів автотранспорту на окремі складові навколишнього середовища

Метою цієї частини роботи є кількісна оцінка поглинання викидів автотранспорту окремими складовими природного середовища, зокрема грунтом і опадами у вигляді снігу та дощу.

5.1 Результати досліджень снігового покриву на окремих ділянках міста

Ділянками дослідження були обрані на вулицях Артема та Щорса, проспекту Ілліча, Донецького шосе та перехрестя в районі Центрального ринку. Всі об'єкти знаходяться в різних частинах міста і передмістя, характеризуються досить високою інтенсивністю руху. Ділянки відбору для проб є відкриті території (незабудовані і без зеленних насаджень).

Був частково виконаний аналіз проб снігового покриву, взятих на відстані 30-50 м від автомагістралі. Частина проб законсервована і знаходиться в роботі.

Віхідною точкою у всех випадка булу узбіччя дороги. Подальша проба відбиралася з кроком 3 м. Проба бралася шляхом зрізу верхнього шару снігу площею 1 дм 2 і глибиною 3 см. З снігу віддалялися залишки рослинності і ґрунту. Кожна проба снігу містилася в окрему ємність для запобігання попадання в неї сторонніх речовин.

Паралельно з процесом відбору проб проводився підрахунок автомобілів.

Так як до складу викидів автотранспорту входять оксиди азоту, діоксид сірки, сажа, незгорілі вуглеводні, то в роботі в пробах снігу визначається вміст нітратів і сульфатів (в стадії визначення), як продуктів перетворень вихлопних газів. Аналіз проводиться згідно з відповідними методиками. Також в талій воді визначалося рН та вміст зважених часток. Хімічний склад снігу дає можливість простежити динаміку розсіювання газових викидів.

Отримані експериментальні дані аналізу нітратів показують, що розподіл їх в сніговому покриві є нерівномірним. Найбільша концентрація спостерігається на відстані 5-10 м від дороги. Подальші видалення від дороги призводить до зниження вмісту в 2-4 рази. Такий розподіл пояснюється особливостями викиду і характеристиками вихлопних газів: висока температура, висота викиду, лінійний характер джерела викиду і загальні метеорологічні умови періоду відбору проб.

Зміст зважених речовин і рН талої води є найвищими на узбіччі дороги. У цій точці рН має значення 8-8,5 і знижується з відстанню до рН = 7, що не відповідає літературним даним.

Висновки

У роботі був виконаний літературний аналіз впливу автотранспорту на складові природних систем. Розглянуто двигун внутрішнього згоряння, як джерело освіти викидів. Отримані в результаті спостереження дані, дозволили зробити розрахунок викидів забруднюючих речовин (азоту діоксиду, вуглецю оксиду та вуглеводнів). Проведено порівняльний аналіз викидів, відповідно до нормативів Євро і України, що показало необхідність посилення Українських норм на екологічність автотранспорту. Хімічний аналіз снігу показав неоднорідність складу талої води на різній відстані від дороги. Максимальний вміст нітратів спостерігається на 10 м від дороги, що пов'язано з характером розсіювання вихлопних газів.

При написанні даного реферату магістерська робота ще не закінчена. Остаточний висновок грудня 2012 року Повний текст роботи та матеріали по темі можуть бути надані автором або його керівником після вказаної дати.

список джерел

1. Ясаманов, Н. А. Основи геоекології: Навчальний посібник. - М: Видавничий центр Академія, 2003. - 352 с.
2. Доповідь про стан навколишнього природного середовища Донецької області / Під ред. С. Третьякова - Донецьк, 2007. - 116 с.
3. Атмосферне повітря [електронний ресурс]. - Режим доступу: http://www.doneco.org.ua/
4. Методика розрахунку вікідів забруднюючою Речовини та парникових газів у Повітря від транспортних ЗАСОБІВ. Чинний вiд 2008.13.10. - К .: Держстандарт України, 2008. - 21 с.
5. Денисов, В. В. Екологія міста: Навчальний посібник / В. В. Денисов, А. С. Курбатов, І. А. Денисова, В. А. Грачов. - М: ІКЦ МарТ, 2008. - 832 с.
6. ДСТУ 3868-99. Державний стандарт України. Паливо дизельне. Технічні умови. - Чинний вiд 1999.04.08. - К .: Держстандарт України, 1999. - 16 с.
7. ДСТУ 4063-2001. Державний стандарт України. Бензини автомобільні. Технічні умови. - Чинний вiд 2002.07.01. - К .: Держстандарт України, 2001. - 36 с.
8. ДСТУ 4839-2007. Державний стандарт України. Бензини автомобільні підвіщеної якості. Технічні умови. - Чинний вiд 2008.01.01. - К .: Держстандарт України, 2007. - 16 с.
9. ДСТУ-2007. Державний стандарт України. Паливо дизельне підвіщеної якості. Технічні умови. - Чинний вiд 2008.01.01. - К .: Держстандарт України, 2007. - 14 с.
10. Курс - євро [електронний ресурс]. - Режим доступу: http://www.autoreview.ru/