Выбросы при работе двигателя автомобиля

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.

Данная проблема загрязнения атмосферы выхлопными газами не потеряла своей актуальности. В их составе присутствует множество токсичных компонентов, поэтому выхлопные газы – одна из главных экологических проблем современности.

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.

Возможности полностью исключить данные вещества из состава выхлопных газов пока не существует. Единственной возможностью уменьшить их количество – это применение качественного топлива.

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:

1. Безопасные.
   К ним относятся азот и его соединения, водород и водяные пары, кислород, углекислый газ и другие элементы земной атмосферы.
2. Оксид углерода или угарный газ.
   Наиболее опасная составляющая отходящих газов, он способен вызвать отравление и привести к смерти от сильнейшего удушья.
3. 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.
4. Углеводородные соединения.
   В эту группу входит множество органических соединений, большинство из которых ядовиты, вредны для сердечно-сосудистой системы или приводят к возникновению опухолей.
5. Альдегиды.
   Вызывают раздражение слизистых оболочек, приводят к заболеваниям дыхательных путей и убивают нервные клетки.
6. 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.

Основные загрязнители атмосферы: классификация по агрегатному состоянию

Основные химические загрязнители атмосферы

Источники химического загрязнения воздуха и его последствия

Антропогенное загрязнение атмосферы: виды, основные источники, последствия

Ингредиентное загрязнение окружающей среды

Причины появления фотохимического тумана и смога

Влияние загрязнения атмосферы на здоровье человека и окружающую среду

Экологический класс транспортного средства: как узнать, таблица, по VIN

Контроль и критерии оценки качества атмосферного воздуха

Механизм образования кислотных дождей: кислоты из серы и азота

Экологические проблемы использования тепловых двигателей

Источник статьи: http://bezotxodov.ru/jekologija/vyhlopnye-gazy

Расчет выбросов загрязняющих веществ от автомобилей

Воздействие транспорта на экосистемы выражается в следующем:

– в загрязнении атмосферы, водных объектов и земель, изменении химического состава почв и микрофлоры, образовании производствен­ных отходов, в том числе токсичных и радиоактивных, шламов, замазученного грунта. Например, в 2007г. около 65 % пришлось на транспортные выбросы от общего объема выбросов загрязняющих веществ, которые поступили в атмосферу Одесской области. Распределение выбросов по видам транспорта следующее: 87 % приходится на автомобильный транспорт, около 8 % – на же­лезнодорожный, чуть более 2 % – на воздушный и 3 % – на речной и морской.

– в потреблении природных ресурсов: атмосферного воздуха, необходимого для протекания рабочих процессов в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) транспортных средств; нефтепродуктов и природного газа; воды для систем охлаждения ДВС и мойки транспортных средств, производственных и бытовых нужд предприятий транспорта; земельных ресурсов, отчуждаемых под строительство автомобильных и железных дорог, аэропортов, трубопроводов, речных и морских портов и т.д. Также для процессов технического обслуживания и ремонта подвижного соста­ва необходимы энергетические затраты, связанные с большим водопотреблением, загрязнением атмосферы, гидросферы и образованием отходов, в том числе токсичных.

– в выделении тепла в окружающую среду при работе ДВС и топливосжигающих установок в транспортных производствах;

– в создании высоких уровней шума и вибрации;

– в возможности активизации неблагоприятных природных процессов: водная эрозия, заболачивание местности, оползней, обвалов;

– в травматизме и гибели людей, животных, нанесении большого материального ущерба при авариях и катастрофах;

– в разрушении почвенно–растительного покрова и уменьшении урожайности сельскохозяйственных культур.

Проблема загрязнения атмосферного воздуха выхлопными газами автотранспорта приобретает все большее значение в связи с увеличивающимся количеством автомобилей на улицах городов и автомобильных парков. Выхлопные газы являются продуктами окисления и неполного сгорания углеводородного топлива. Они поступают в нижние слои атмосферы, в связи с этим вредные вещества находятся практически в зоне дыхания человека, поэтому автотранспорт является низким источником выбросов, создает высокие концентрации загрязняющих веществ в районах автомагистралей и близлежащих к ним селитебных зон.

Состав выхлопных газов автомобилей колеблется в значительной степени и зависит от ряда факторов: типа двигателя (карбюраторный (бензиновый) или дизельный), режима его работы (прогрев, холостой ход, движение при постоянной скорости) и нагрузки, технического состояния, качества топлива, квалификации и опытности водителя. Поэтому расчет загрязнения атмосферы выхлопными газами автомобиля по усредненным показателям является ориентировочным. Точные значения могут быть определены при многократных замерах реальных концентраций загрязнителей атмосферы.

Зависимость состава выбросов от типа двигателей приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1. Состав выхлопных газов в зависимости от типа двигателя, %

Компонент	Карбюраторный	Дизельный
Азот	74–77	76–78
Кислород	0,3–8,0	2–18
Пары воды	3,0–5,5	0,5–4,0
Диоксид углерода	5,0–12,0	0,5–4,0
Оксид углерода	0,5–12,0	0,01–0,5
Оксиды азота	0,0–0,8	0,0002–0,5
Углеводороды неканцерогенные	0,2–3,0	0,009–0,5
Альдегиды	0,0–0,2	0,001–0,009
Сажа	0,0–0,4*	0,01–1,1*
Бенз[а]пирен	До 10–20×10 −6 **	До10×10 −6 **

* Токсичные компоненты ** Канцерогены

Из приведенных в табл. 4.1. данных следует, что выбросы основных загрязняющих веществ ниже в дизельных двигателях. Поэтому их принято считать более экологическими. Однако дизельные двигатели отличаются повышенным выбросом сажи, образующейся вследствие перегрузки и плохой регулировки двигателя и системы подачи топлива.

Более 200 компонентов поступают в атмосферу в составе выхлопных газов, топливных испарений, картерных газов от ДВС и топливных систем автомобилей. Автомобильные газы представляют собой чрезвычайно сложную, недостаточно изученную смесь токсичных компонентов. Ниже рассмотрим воздействие некоторых загрязнителей.

Первая группа. В нее входят нетоксичные вещества: азот, кислород, водород, водяной пар, углекислый газ и другие естественные компоненты атмосферного воздуха. В этой группе заслуживает внимания углекислый газ (СО₂), содержание которого в выхлопных газах в настоящее время не нормируется, однако, вопрос об этом ставится в связи с особой ролью СО₂ в «парниковом эффекте».

Вторая группа. К этой группе относят только одно вещество – оксид углерода, или угарный газ (СО). Продукт неполного сгорания нефтяных видов топлива, не имеет цвета и запаха, легче воздуха. С кислородом и на воздухе СО превращается в СО₂, выделяя значительное количество теплоты.

Оксид углерода вступая в реакцию с гемоглобином крови приводит к нарушению газообмена в организме, появляется кислородное голодание и возникает нарушение функционирования всех систем организма. Характер отравления СО зависит от его концентрации воздухе, продолжительности воздействия и индивидуального восприятия человека. Легкая степень отравления вызывает пульсацию в голове, потемнение в глазах, повышенное сердцебиение. При тяжелом отравлении сознание затуманивается, возрастает сонливость. При очень боль­ших дозах угарного газа (свыше 1 %) наступают потеря сознания и смерть.

Третья группа. В ее составе оксиды азота, главным образом оксид азота (NО) и диоксид азота (ΝО₂). Это газы, образующиеся в камере сгорания ДВС при температуре 2800 0 С и давлении около 10 кгс/см. Оксид азота – бесцветный газ, не взаимодействует с водой, и мало растворим в ней. При обычных атмосферных условиях NО легко окисляется кислородом воздуха и превращается в NО₂ – газ бурового цвета с характерным запахом. Он тяжелее воздуха, поэтому собирается в углублениях и представляет большую опасность при техническом обслуживании транспортных средств.

Для человеческого организма оксиды азота еще более вредны, чем угарный газ. Общий характер воздействия меняется в зависимости от содержания различных оксидов азота. При контакте NО₂ с влажной поверхностью (слизистые оболочки глаз, носа, бронхов) образуются азотная и азотистая кислоты, раздражающие слизистые оболочки и поражающие легкие. При высоких концентрациях оксидов азота возникают астматические проявления и отек легких. При длительном их воздействии в концентрациях, превышающих норму, люди заболевают хроническим бронхитом, воспалением слизистой желудочно–кишечного тракта, страдают сердечной слабостью, а также нервными расстройствами.

Вторичная реакция на воздействие оксидов азота проявляется в образовании в человеческом организме нитритов и всасывании их в кровь. Это приводит к нарушению сердечной деятельности.

Они оказывают отрицательное воздействие и на растительность, образуя на листовых пластинах растворы азотной и азотистой кислот. Этим же свойством обусловлено их влияние на строительные материалы и металлические конструкции. Кроме того, они участвуют в фотохимической реакции образования смога.

Четвертая группа. В эту наиболее многочисленную по составу группу входят различные углеводороды соединений типа С_ХН_У. В выхлопных газах содержатся углеводороды различных гомологических рядов: парафиновые (алканы), нафтеновые (цикланы) и ароматические (бензольные), всего около 160 компонентов. Они образуются в результате неполного сгорания топлива в двигателе.

Углеводороды токсичны и оказывают неблагоприятное воздействие на сердечнососудистую систему человека, также они являются канцерогенными веществами (способны вызвать и развить злокачественные новообразования).

Особой канцерогенной активностью отличается ароматический углеводород бенз[а]пирен (С₂₀Н₁₂), содержащийся в выхлопных газах бензиновых и дизельных двигателей. Он хорошо растворяется в маслах, жирах, сыворотке человеческой крови. Накапливаясь в организме человека до опасных концентраций, стимулирует образование злокачественных опухолей.

Углеводороды под действием ультрафиолетового излучения Солнца вступают в реакцию с оксидами азота, в результате образуются фотооксиданты, являющиеся основой «смога». Они биологически активны, оказывают вредное воздействие на живые организмы, ведут к росту легочных и бронхиальных заболеваний людей, разрушают резиновые изделия, ускоряют коррозию металлов, ухудшают условия видимости.

Пятая группа. Ее составляют альдегиды (органические соединения), в основном формальдегид, акролеин и уксусный альдегид. Наибольшее количество альдегидов образуется на режимах холостого хода и малых нагрузок, когда температуры сгорания в двигателе невысокие.

Формальдегид (НСНО) – бесцветный газ с неприятным запахом, тяжелее воздуха, легко растворимый в воде. Он раздражает слизистые оболочки человека, дыхательные пути, поражает центральную нервную систему.

Акролеин (СН₂=СН–СН=О) – бес­цветный ядовитый газ с запахом подгоревших жиров. Оказывает воз­действие на слизистые оболочки.

Уксусный альдегид (СНзСНО) – газ с резким запахом, токсично действует на человеческий организм.

Шестая группа. В нее выделяют сажу и другие дисперсные частицы (продукты износа двигателей, аэрозоли, масла, нагар и др.). Сажа – частицы твердого углерода черного цвета, образующиеся при неполном сгорании и термическом разложении углеводородов топлива. Она не представляет непосредственной опасности для здоровья человека, но может раздражать дыхательные пути. Создавая дымный шлейф за транспортным средством, она ухудшает видимость на дорогах. Сажа насыщена канцерогенными углеводородами и микроэлементами (их выбросы в атмосферу недопустимы). Наибольший вред сажи заключается в адсорбировании на ее поверхности бенз[а]пирена, который оказывает более сильное негативное воздействие на организм человека, чем в чистом виде.

Седьмая группа. В эту группу входят сернистые соединения (сернистый ангидрид, сероводород), которые образуются в составе выхлопных газов двигателей, используемых топливо с повышенным содержанием серы. Значительно больше серы присутствует в дизельных топливах.

Сернистые соединения обладают резким запахом, тяжелее воздуха, растворяются в воде. Оказывают раздражающее действие на слизистые оболочки горла, носа, глаз человека, могут привести к нарушению углеводного и белкового обмела, а также к отравлению организма.

Сернистый ангидрид губительно воздействует на растительный мир, строительные материалы, металлические конструкции и участвует в реакции образования смога.

Восьмая группа. Компоненты этой группы – свинец и его соединения – встречаются в выхлопных газах карбюраторных автомобилей только при использовании этилированного бензина, имеющего в своем составе присадку, повышающую октановое число (этиловую жидкость Р–9). Добавление к бензину присадки Р–9 делает его высокотоксичным.

При применении этилированных бензинов в атмосферу выделяются – свинец (тетраэтилсвинец), бром, хлор и их соединения. Считается, что аэрозоли галоидных соединений свинца могут подвергаться каталитическим и фотохимическим превращениям, участвуя в образовании смога.

В придорожном пространстве примерно 50 % выбросов свинца в виде микрочастиц сразу распределяются на прилегающей поверхности. Остальное количество в течение нескольких часов находится в воздухе в виде аэрозолей, а затем также осаждается на землю вблизи дорог. Накопление свинца в придорожной полосе приводит к загрязнению экоси­стем и делает близлежащие почвы непригодными к сельскохозяйственному использованию.

Рекомендации по уменьшению загрязнения воздуха выхлопными газами автомобилей

— увеличить пропускную способность улично–дорожной сети населенных пунктов в 2–2,5 раза;

— выделить в больших городах внеуличные магистрали, которые способны принять на себя основную нагрузка внутригородского пробега автомобилей;

— обеспечить повышение средней скорости движения путем уменьшения количества перекрестков и светофоров;

— развить систему общественного транспорта с использованием более скоростных, емких и комфортных видов подвижного состава;

— сформировать сетку автомобильных стоянок и построек автосервиса с активным использованием подземного пространства;

— снижать нагрузку подвижного состава путем постоянного усовершенствования систем общественного транспорта;

— совершенствовать ДВС, что может уменьшить потребление топлива на 15–20%, а значит и объем выбросов на 15–20%;

— переводить ДВС на более экологическое топливо.

Осуществление указанных мер, их планирование, установление первоочередности проведения в условиях каждого населенного пункта или города целесообразно только после проведения всестороннего изучения доли выбросов автомобильного транспорта в загрязнение воздушного бассейна.

Методика расчета

Выбросы вредных веществ рассчитываются в соответствии с «Методикой проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для автотранспортных предприятий (расчетным методом)» Министерства транспорта Российской Федерации.

Расчет выбросов загрязняющих веществ выполняется для шести загрязняющих веществ: оксида углерода – СО, углеводородов – С_ХН_У, оксидов азота –NO_Х, в пересчете на диоксид азота NO₂, твердых частиц – С, соединений серы, в пересчете на диоксид серы SO₂ и соединений свинца – Рb. Для автомобилей с бензиновыми двигателями рассчитывается выброс СО, С_ХН_У, NO_X, SO₂ и Рb; с газовыми двигателями – СО, С_ХН_У, NO_X, SO₂; с дизелями – СО, С_ХН_У, NO_X, SO₂, С.

Максимально разовый выброс i–гo вещества Мi рассчитывается по формуле:

, (4.1)

где m_npjk – удельный выброс i–гo вещества при прогреве двигателя автомобиля k–й группы, г/мин;

m_Lik – пробеговый выброс i–гo вещества, автомобилем k–й группы при движении со скоростью 10–20 км/час, г/км;

m_xxik – удельный выброс i–гo вещества при работе двигателя автомобиля k–й группы на холостом ходу, г/мин;

t_np – время прогрева двигателя, мин;

L_і – пробег автомобиля по территории стоянки, км;

t_xxі – время работы двигателя на холостом ходу (мин);

N_k – количество автомобилей k–й группы, выезжающих со стоянки за 1 час.

Значения удельных выбросов загрязняющих веществ m_npik, m_Lik, и m_xxjk для различных типов автомобилей представлены в таблицах 4.2, 4.3, 4.4.

Таблица 4.2. Удельные выбросы загрязняющих веществ на холостом ходу (m_xxik ), г/мин

Рабочий объем двигателя, л	Тип двигателя	СО	СХНУ	NOx	С	SO2	Pb
АИ–93	А–92
до 1,2	Б	0,8	0,07	0,01	–	0,006	0,004	0,002
Д	0,1	0,04	0,05	0,002	0,032	–	–
свыше 1,2 до 1,8	Б	1,1	0,11	0,02	–	0,008	0,004	0,002
Д	0,1	0,06	0,07	0,003	0,040	–
свыше 1,8 до 3,5	Б	1,9	0,15	0,03	–	0,010	0,005	0,003
Д	0,2	0,10	0,12	0,005	0,048	–	–
свыше 3,5	Б	3,2	0,31	0,05	–	0,013	0,007	0,004
Д	0,4	0,17	0,21	0,008	0,065	–	–

Таблица 4.3.Удельные выбросы загрязняющих веществ при прогреве двигателей (m_npik), г/мин

Рабочий объем двигателя, л	Тип двигателя	СО	СХНУ	NOx	С	SO2	Рb
АИ–93	А–92
Т	X	Т	X	Т	X	Т	X	Т	X	Т	X	Т	X
до 1,2	Б	1,2	2,4	0,08	0,12	0,01	0,02	–	–	0,007	0,008	0,004	0,005	0,002	0,003
Д	0,14	0,21	0,06	0,07	0,06	0,09	0,002	0,004	0,032	0,038	–	–	–	–
свыше 1,2 до 1,8	Б	1,7	3,4	0,14	0,21	0,02	0,03	–	–	0,009	0,010	0,005	0,006	0,002	0,003
Д	0,19	0,29	0,08	0,1	0,08	0,12	0,003	0,006	0,040	0,048	–	–	–	–
свыше 1,8 до 3,5	Б	2,9	5,7	0,18	0,27	0,03	0,04	–	–	0,011	0,013	0,006	0,008	0,003	0,004
Д	0,35	0,53	0,14	0,17	0,13	0,20	0,005	0,010	0,048	0,058	–	–	–	–
свыше 3,5	Б	4,8	9,6	0,39	0,58	0,05	0,06	–	–	0,014	0,017	0,008	0,010	0,004	0,005
Д	0,6	0,75	0,24	0,29	0,23	0,35	0,009	0,018	0,065	0,078	–	–	–	–

Таблица 4.4. Пробеговые выбросы загрязняющих веществ (mLik), г/км

Рабочий объем двигателя, л	Тип двигателя	СО	СХНУ	NOx	С	SO2	Рb
АИ–93	А–92
Т	X	Т	X	Т	X	Т	X	Т	X	Т	X	Т	X
до 1,2	Б	5,3	6,6	0,8	1,2	0,14	0,14	–	–	0,032	0,041	0,015	0,019	0,007	0,009
Д	0,8	0,9	0,1	0,2	0,8	0,8	0,04	0,06	0,143	0,178	–	–	–	–
свыше 1,2 до 1,8	Б	6,6	8,3	1,0	1,5	0,17	0,17	–	–	0,049	0,061	0,022	0,028	0,01	0,013
Д	1,0	1,2	0,2	0,3	1,1	1,1	0,06	0,09	0,214	0,268	–	–	–	–
свыше 1,8 до 3,5	Б	9,3	11,7	1,4	2,1	0,24	0,24	–	–	0,057	0,071	0,028	0,036	0,013	0,017
Д	1,8	2,2	0,4	0,5	1,9	1,9	0,1	0,15	0,250	0,313	–	–	–	–
свыше 3,5	Б	13,3	16,6	2,0	3,0	0,34	0,34	–	–	0,087	0,109	0,044	0,055	0,02	0,025
Д	3,1	3,7	0,7	0,8	2,4	2,4	0,15	0,23	0,35	0,481	–	–	–	–

Индивидуальные задания для студентов

Определить массу выбросов оксида углерода и диоксида азота в атмосферный воздух при хранении автомобилей. При условии, что максимальное время прогрева двигателя – 5 мин, пробег автомобиля по территории – 50 м, время работы двигателя на холостом ходу – 1 мин.

Исходные данные представлены в таблице 4.5.

Таблица 4.5. Задания для индивидуальной работы

№ п/п	Количество и тип ДВС	Объем двигателя, л	№ п/п	Количество и тип ДВС	Объем двигателя, л
Пример	50 бензиновых 30 дизельных	от 1,2 до 1,8 от 1,8 до 3,5	75 бензиновых 25 дизельных	свыше 3,5 до 1,2
100 бензиновых 50 дизельных	от 1,8 до 3,5 до 1,2	35 бензиновых 15 дизельных	до 1,2 свыше 3,5
75 бензиновых 20 дизельных	от 1,8 до 3,5 от 1,2 до 1,8	55 бензиновых 45 дизельных	от 1,2 до 1,8 от 1,2 до 1,8
100 бензиновых 30 дизельных	от 1,2 до 1,8 свыше 3,5	200 бензиновых 70 дизельных	от 1,8 до 3,5 от 1,8 до 3,5
125 бензиновых 45 дизельных	от 1,8 до 3,5 свыше 3,5	128 бензиновых 47 дизельных	от 1,8 до 3,5 от 1,2 до 1,8
30 бензиновых 10 дизельных	до 1,2 от 1,2 до 1,8	135бензиновых 52 дизельных	от 1,2 до 1,8 от 1,8 до 3,5
120 бензиновых 60 дизельных	от 1,2 до 1,8 от 1,2 до 1,8	98 бензиновых 32 дизельных	от 1,2 до 1,8 от 1,8 до 3,5
70 бензиновых 30 дизельных	от 1,8 до 3,5 от 1,8 до 3,5	85 бензиновых 30 дизельных	от 1,8 до 3,5 до 1,2
140 бензиновых 40 дизельных	от 1,8 до 3,5 от 1,2 до 1,8	60 бензиновых 25 дизельных	от 1,2 до 1,8 свыше 3,5
120 бензиновых 30 дизельных	от 1,8 до 3,5 от 1,2 до 1,8	130 бензиновых 50 дизельных	от 1,8 до 3,5 свыше 3,5
80 бензиновых 40 дизельных	свыше 3,5 свыше 3,5	210 бензиновых 68 дизельных	от 1,2 до 1,8 от 1,2 до 1,8
25 бензиновых 5 дизельных	до 1,2 свыше 3,5	95 бензиновых 30 дизельных	от 1,8 до 3,5 до 1,2
115 бензиновых 45 дизельных	от 1,2 до 1,8 от 1,2 до 1,8	45 бензиновых 15 дизельных	от 1,8 до 3,5 свыше 3,5

Пример выполнения задания

Определить массу выбросов СО и NO₂ в атмосферный воздух при въезде и выезде автомобилей с территории паркинга. На его территории находится 50 бензиновых и 30 дизельных автомобилей.

1. Определяем удельные величины выбросов загрязняющих веществ от легковых автомобилей при прогреве двигателя, проезде по территории паркинга, работе двигателя на холостом ходу.

Из таблиц 4.2 – 4.4 выписываем удельные значения. Наибольшие значения выбросов в атмосферу от автотранспорта поступают в холодный период времени, следовательно, удельные значения необходимо выписывать за этот же период.

Удельные выбросы загрязняющих веществ при прогреве двигателей легковых автомобилей (см. табл. 4.3).

v свыше 1,2 до 1,8:

– Оксид углерода – 3,4 г/мин

– Диоксид азота – 0,03 г/мин

v свыше 1,8 до 3,5:

– Оксид углерода – 0,53 г/мин

– Диоксид азота – 0,2 г/мин

Пробеговые выбросы (см. табл. 4.4):

v свыше 1,2 до 1,8:

– Оксид углерода – 8,3 г/км

– Диоксид азота – 0,17 г/км

v свыше 1,8 до 3,5:

– Оксид углерода – 2,2 г/км

– Диоксид азота – 1,9 г/км

Аналогично выписываются удельные выбросы загрязняющих веществ на холостом ходу от легковых автомобилей (см. табл. 4.2).

2. По формуле (4.1) рассчитываем массу выбросов СО и NO₂ от бензиновых двигателей.

По условия задания максимальное время прогрева двигателя – 5 мин, пробег автомобиля по территории стоянки – 50 м (т.к. в формуле 4.1. данная величина измеряется в километрах необходимо перевести 50 метров в километры, это составит 0,05 км), время работы двигателя на холостом ходу – 1 мин.

Масса выбросов загрязнителей от 50 бензиновых двигателей с мощностью свыше 1,2 до 1,8 л составит:

Мб (СО) = (3,4 × 5 + 8,3 × 0,05 + 1,1× 1) × 50/3600 = 0,257 г/сек.

Мб (NO₂) = (0,03 ×5 + 0,17 × 0,05 + 0,02× 1) × 50/3600 = 0,0025 г/сек.

Аналогично по формуле (4.1) рассчитываем выбросы загрязняющих веществ от 30 дизельных двигателей мощностью свыше 1,8 до 3,5 л.

Мд (СО) = 0,0247 г/сек и Мд (С) = 0,01 г/сек

3. Определяем суммарное выделение і–того вредного вещества от всех видов двигателей.

М (СО) = 0,257 + 0,0247 = 0,2817 г/сек

М (СО) = 0,2817 × 24 × 3600 × 365 × 10 – 6 = 8,884 т/год

М (NO₂) = 0,0025 + 0,01 = 0,0125 г/сек

М (NO₂) = 0,0125 × 24 × 3600 × 365 × 10 –6 = 0,394 т/год

5. Определяем общую массу выбросов поступивших в атмосферный воздух с выхлопными газами от хранения автотранспорта.

Σ М = 8,884 + 0,394 = 9,278 т/год.

Ответ: Общая масса выбросов загрязняющих веществ поступивших от паркинга в атмосферный воздух составила 9,278 т/год, из них 8,884 т/год выбросов оксида углерода и 0,394 т/год – диоксида азота.

Контрольные вопросы

1. Какие факторы влияют на состав выхлопных газов?

2. Какие загрязняющие вещества поступают в атмосферу с выхлопными газами от автотранспорта?

3. Токсическое действие основных загрязнителей на здоровье человека и окружающую среду?

Рекомендуемая литература

1. Безуглая Э.Ю. Мониторинг состояния загрязнения атмосферы в городах. Ленинград., Гидрометеоцентр, 1986 – 188 с.

2. Беккер А.А., Агаев Т.Б. Охрана и контроль загрязнения природной среды. Ленинград., Гидрометеоиздат, 1989 – 286 с.

3. Тищенко Н.Ф. Охрана атмосферного воздуха. Расчет содержания вредных веществ и их распределение в воздухе //Справочное издание.– М.: Химия , 1991 – 368 с.

4. РД 238 УССР 84001–106–89. Руководящий документ. Инструкция. Установление допустимых выбросов вредных веществ в атмосферу предприятиями Министерств УССР – с. 79 – 90.

Источник статьи: http://infopedia.su/17x11a8a.html