Смекни!
smekni.com

Строительство автомобильной дороги (стр. 14 из 16)


Глава 14. Охрана окружающей среды

Воздействие автомобильного транспорта на загрязнение атмосферного воздуха.

При экологической оценке дорожно-транспортного комплекса (ДТК) первоочередное внимание уделяют воздействиям, возникающим при движении автотранспортных средств.

Эти воздействия называют транспортными загрязнениями.

К транспортным загрязнениям относятся три типа загрязнений:

- Параметрические, связанные с непроизводительными потерями энергии (шум, вибрация, электромагнитные излучения, выделение тепла).

- Механические воздействия, в которые входят прямые силовые действия на элементы окружающей среды (ДТП, гравиметрическое воздействие, которое проявляется в разрушении конструкций, изменении естественных силовых полей).

- Ингредиентные воздействия, включающие собственно материальные выбросы.

С позиций экологической безопасности для практики проектирования и эксплуатации автомобильных дорог наиболее важное значение имеют ингредиентные транспортные загрязнения.

Ингредиентные транспортные загрязнения.

Основным источником загрязнения воздушного бассейна являются:

- токсичные вещества, выбрасываемые с ОГ (отработавшими газами);

Большая часть (80%) токсичных компонентов отработавших газов рассеивается в воздухе над проезжей частью и придорожной территорией.

Причем и концентрация достаточно быстро убывает по мере удаления от дороги.

Уровень содержания токсичных веществ тем выше, чем выше интенсивность движения транспорта.

- картерные газы;

- топливные испарения из системы питания автомобилей (0, 6-1, 4 л. в сутки);

- испарения при заправке автомобилей (1, 4 г на 1 л заливаемого топлива);

- испарения при хранении топлива (55-70 г на 1 т в сутки);

- канцерогенные вещества в их составе;

- сажа с адсорбированными на ней полиароматическими углеводородами (ПАВ);

- асфальтовая и грунтовая пыль;

- продукты износа тормозных накладок, содержащих 30% асбеста

Структура выбросов.

Топливо, используемое в искусственно инициированном процессе окисления-сгорания с целью получения при этом энергии, не исчезает бесследно.

Все присутствующие в нем химические элементы, несмотря на интенсивные физические воздействия, возвращаются природе в виде загрязняющих среду выбросов.

Отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания (ОГ ДВС) содержат сложную смесь, насчитывающую более 200 химических соединений.

В основном это газообразные вещества и небольшое количество твердых частиц, находящихся во взвешенном состоянии (табл. 1, 2).

Газовая смесь состоит:

- из инертных газов, проходящих через камеру внутреннего сгорания без изменений;

- продуктов сгорания;

- несгоревшего окислителя.

Твердые частицы – продукты дегидрирования топлива, металлы, и др. вещества, которые содержатся в топливе и не могут сгореть.


Средний состав отработавших газов двигателей

Компоненты Проценты (объемные)
Двигатели с искровым зажиганием Дизельные двигатели Примечание
Азот 74... 77 76... 78 токсичный
Кислород 0, 3…8 2.. . 18 _ // _
Водяной пар 3, 0... 5, 5 0. 5... 4 _ // _
Двуокись углеводорода 5, 0... 12, 0 1... 10 _ // _
Окись углерода 0, 5.. . 10 0, 01. .. 0, 5 нетоксичный
Окислы азота 0... 0. 8 0, 0002... 0, 5 _ // _
Углеводороды 0. 2. .. 3 0, 009... 0, 5 _ // _
Альдегиды 0 …0, 2 0, 0001... 0, 009 _ // _
0... 0, 04г/м3 0, 01... 1 г/м3 _ // _

Содержание вредных веществ при сжигании 1 т жидкого нефтяного топлива в двигателях автомобилей, не оборудованных системами нейтрализации ОГ (кг/т топлива)

Тип автотранспортного средства и двигателя Содержание вредных веществ, кг
СО СnHm NOх
Легковые автомобили с бензиновымиДВС 207 43 24
Грузовые АТС: - УАЗ, УРАЗ, автобусы РАФ и УАЗ с бензиновыми двигателями 214 39 22
ГАЗ, автобусы ПАЗ, КаВЗ с бензиновыми ДВС 177 37 21
ЗИЛ, УРАЛ, автобусы ЛАЗ, ЛИАЗ с бензиновыми двигателями 182 38 21
ЗИЛ, КАМАЗ, МАЗ (2-осн), автобусы ЛИАЗ, Икарус с дизелями 35 12, 5 67, 3
МАЗ (3-осн.), КрАЗ с дизелями 36 12, 8 69
Стационарные дизели и транспортные (в т. ч. железнодорожные) 25 —--- 90, 0

По химическим свойствам, характеру воздействия на организм, вещества, составляющие ОГ подразделяются:

- на нетоксичные (N2, CO2, H2O, H2)

- на токсичные (СО, CnHm, NOx, H2S, альдегиды и др.)

Токсичные газообразные вещества делятся на несколько подгрупп.

Самая многочисленная подгруппа токсичных веществ состоит из углеводородов.

По токсичности углеводороды значительно отличаются один от другого, но чаще всего их рассматривают в сумме.

Альдегиды представлены тремя ядовитыми и обладающими резким запахом соединениями.

Сажа и свинец находятся в отработавших газах в твердом агрегатном состоянии.

Токсичность этих веществ также очень велика.

Характеристики вредного воздействия компонентов отработавших газов автомобилей на организм человека.

По степени воздействия на организм человека токсичные вещества подразделяются на 4 класса:

1 - чрезвычайно опасные,

2-высоко опасные,

3 -умеренно опасные,

4 - мало опасные.

Для них установлены предельно допустимые концентрации:

- предельно допустимая концентрация в рабочей зоне (ПДКрз);

- предельно допустимая среднесуточная концентрация в атмосфере населенных мест (ПДКсс);

- максимальная разовая предельно допустимая концентрация в воздухе населенных мест (ПДКмр).

Оксид углерода (СО)

- прозрачный, не имеющий запаха газ, который не растворяется в воде (4-й классопасности).

Длительность его существования в атмосфере - от 2 месяцев до 3 лет. Поступая в организм с вдыхаемым воздухом, СО быстро поглощается кровью и блокирует возможность гемоглобина снабжать организм кислородом.

Окись углерода (СО) нарушает окислительные процессы в организме человека, так как вступает в реакцию с гемоглобином крови, замещая в нем кислород.

Очень часто наступает отравление даже небольшими дозами СО.

В первую очередь это относится к водителям, работникам ГАИ и пешеходам в крупных городах.

Отравление выражается в появлении головных болей, общей депрессии и снижении работоспособности.

Отравление СО может быть и причиной дорожно-транспортных происшествий, так как даже при небольшом уровне загрязнения у водителей заметно снижается внимание и замедляется реакция.

СО в ряде стран считается основным токсичным веществом.

Диоксид азота (NO2)

- газ красновато-бурового цвета, в малых концентрациях без запаха, хорошо растворяется в воде (2-й класс опасности).

Образующаяся, в результате взаимодействия NO2 с влагой воздуха, азотная кислота разрушает легочную ткань и верхние дыхательные пути.

При этом отравление организма происходит постепенно и каких-либо нейтрализующих это действие средств нет. В больших концентрациях NО2, пагубно действует на нервную систему человека, увеличивает число больных астмой.

Окислы азота (NOx) при взаимодействии с водой образуют азотную и азотистую кислоты, которые разрушают легкие человека.

Также NОxпоражает слизистую оболочку глаз, сердечнососудистую систему.

Углеводороды (СН)

- в выбросах представлены низкомолекулярными соединениями, образующимися в результате неполного сгорания топлива, полициклическими ароматическими углеводородами (ПАУ) и альдегидами.

В целом, их действие отнесено к 4-му классу опасности. Однако некоторые виды ПАУ, в частности бенз(а)пирен, являются канцерогенными веществами (1-й класс опасности).

В составе отработавших газов содержится несколько десятков различных углеводородных соединений.

Особенно опасным является присутствие в CnHm канцерогенных веществ, вызывающих раковые заболевания.

Наиболее полно изученным канцерогенным веществом является ароматический углеводород бенз-а-пирен или 3, 4-бенз-а-пирен. Среднесуточная концентрация бенз-а-пирена в воздухе крупного города может достигнуть 3 мкг/100 м3 при норме 0, 1 мкг/100 м3.

Резкое увеличение заболеваний раком легких в последнее время связывают с повышением содержания канцерогенов в атмосферном воздухе.

Альдегиды (RCHO)

-имеют резкий и неприятный запах, раздражают глаза и верхние дыхательные пути, поражают центральную нервную систему, почки, печень (2-й класс опасности).

Сажа (С)

- вызывает негативные изменения в системе дыхательных органов (3-й класс опасности).

Сажа также очень опасный компонент отработавших газов.

Помимо углерода, сажа является носителем канцерогенных

углеводородов, адсорбирующихся на ее поверхности.

Диоксид серы (SО2)

- бесцветный, с острым запахом газ, который, взаимодействуя с влагой воздуха, образует серную кислоту (3-й класс опасности).

Нарушает белковый обмен, поражает легкие и верхниедыхательные пути.

В отработавших газах карбюраторного двигателя содержатся также в малых количествах окислы серы, которые угнетающе действуют на кроветворные органы.