Таблица 6.3 – Выбросы (% по объёму) веществ при работе дизельных и карбюраторных двигателей
| ВЕЩЕСТВО | ДВИГАТЕЛЬ | |
| Карбюраторный | Дизельный | |
| Оксид углерода | 0,5–12,0 | 0,01–0,5 |
| Оксид азота | 0,005–0,8 | 0,002–0,5 |
| Углеводороды | 0,2–0,3 | 0,009–0,5 |
| Бенз(а) пирен | До 20 мкг/м3 | До 10 мкг/м3 |
Как видно из данных таблицы 6.3, выбросы основных загрязняющих веществ значительно ниже в дизельных двигателях. Поэтому принято считать их более экологически чистыми. Однако дизельные двигатели отличаются повышенными выбросами сажи, образующейся вследствие перегрузки топлива. Сажа насыщена канцерогенными углеводородами и микроэлементами; их выбросы в атмосферу недопустимы. В данном дипломном проекте рассматриваются варианты применения автобусов с дизельными двигателями.
6.2 Загрязнение придорожных земель
Загрязнение воздуха ухудшает качество среды обитания всего населения придорожных территорий и контрольные санитарные и природоохранные органы обоснованно обращают на него первоочередное внимание. Однако распространение вредных газов имеет все же кратковременный характер и с уменьшением или прекращением движения также снижается. Все виды загрязнения воздуха через сравнительно короткое время переходят в более безопасные формы.
Загрязнение поверхности земли транспортными и дорожными выбросами накапливается постепенно, в зависимости от числа проходов транспортных средств и сохраняется очень долго даже после ликвидации дороги.
Наиболее распространенным и токсичным транспортным загрязнителем, считается свинец. Он относится к распространенным элементам: его среднемировой кларк (фоновое содержание) в почве считается 10 мг/кг. Примерно такого же уровня достигает содержание свинца в растениях (на сухую массу). Общесанитарный показатель ПДК свинца в почве с учетом фона – 32 мг/кг.
Согласно исследованиям, содержание свинца на поверхности почвы на краю полосы отвода обычно составляет до 1000 мг/кг, но в пыли городских улиц с очень большим движением может быть в 5 раз больше. Большинство растений легко переносят повышенное содержание в почве тяжелых металлов, только при содержании свинца более 3000 мг/кг возникает заметное угнетение. Для животных опасность вызывает уже 150 мг/кг свинца в пище.
По данным ряда наблюдений из общего количества выбросов твердых частиц, включая металлы, примерно 25% остается до смыва на проезжей части, 75% распределяется на поверхности прилегающей территории, включая обочины. В зависимости от конструктивного профиля и площади покрытия в сточные дождевые или смывные воды попадает от 25% до 50% твердых частиц [11].
Уровень загрязненности свинцом поверхностного слоя почвы на расстоянии l от оси крайней полосы движения определяется по формуле
Pр=Ре/h*g, (6.1)
где h – толщина слоя проникновения загрязнения, h=0,25 м;
g – плотность почвы в расчетном слое, g= 1300 кг/м3;
Ре – распространение количества выбросов, г/м2,
Ре=Р*l-b*kh*kw, (6.2)
где b – эмпирический показатель степени рассеивания, b=0,42;
kh – коэффициент, учитывающий возвышение проезжей части над окружающей местностью, kh=1;
kw – коэффициент, учитывающий силу и направление ветра, определяется по формуле
kw=1+ W*Vi*Ki*singi, (6.3)
где W – среднегодовая скорость ветра, W=6 м/с;
Vi – повторяемость ветров i-го румба, Vi=0,125;
gi-угол между осью дороги и направлением i-го румба, gi=25;
тогда kw=1+6*0,125*sin25=1,32;
l – расстояние от оси крайней полосы движения, l=3,5 м.;
P=365*T*Ni*gi*Pi, (6.4)
где Т – срок службы дороги, Т=20 лет;
Ni-интенсивность движения, Ni=14000 авт/сут,
gi-средний расход топлива автомобилями данной группы, gi=0,274 г./м;
Pi-среднее относительное количество добавки свинца в топливе данной группы автомобилей, Pi=0,00008 г./г [11],
тогда Р=365*20*14000*0,274*0,00008=2240 г./м,
тогда Ре=2240*3,50,42*1*1,32=5004,2 г/м2.
Уровень загрязненности свинцом поверхностного слоя почвы на расстоянии l от оси крайней полосы движения составит Рр=5004,2/0,25*1300=15,4 г/кг.
6.3 Утилизация транспортных средств
Рассматриваемый этап замыкает жизненный цикл транспортного средства и включает операции разборки агрегатов и узлов, сортировки, переработки отдельных видов конструкционных и эксплуатационных материалов для их повторного использования, утилизации отходов. С ростом численности парка возрастает актуальность проблемы утилизации транспортных средств, выработавших ресурс.
Непригодные детали из конструкционных материалов сортируются по виду материала, дробятся и отправляются на переплавку. Тяжелые металлы поступают в двухстадийную сортировку, в результате которой отделяется медь, латунь, нержавеющая сталь, свинец, другие металлы и сплавы. Дополнительной обработке подвергают лом оцинкованных металлов. Пластмассы, как правило, повторно не используются и сжигаются, что сопровождается выделением значительного количества токсичных веществ в атмосферный воздух.
Переработка непригодных к ремонту (использованию) деталей и узлов осуществляется следующими способами: прессованием, резкой, обработкой в дробильных установках. Продукты переработки дробильных установок очищаются от загрязнений; тяжелые металлы отделяются от алюминиевых сплавов, которые переплавляются и выдаются в виде алюминиевых отливок.
Повторное (многократное) использование материалов является одним из путей сокращения выбросов вредных веществ, снижения энергозатрат при их производстве. В таблице 6.4 представлены значения выбросов вредных веществ и энергозатраты при производстве материалов не из ископаемого сырья, а из лома металлов (или при регенерации масел).
Таблица 6.4 – Выбросы вредных веществ и энергозатраты при повторном использовании отдельных видов материалов, г/кг
| Показатель | Сталь | Алюминий | Медь | Свинец | Масло |
| Аэрозоли | 541,9 | 0,6 | 0,9 | 0,8 | 1,8 |
| CO2 | 795,9 | 441 | 646,8 | 588,0 | 347,8 |
| CO | 864,0 | 3,9 | 82,5 | 36,9 | 7,7 |
| NOx | 1,6 | 5,9 | 8,6 | 7,9 | 1,0 |
| SO2 | 0,3 | 31 | 134,5 | 56,0 | 10,9 |
| CxHy | - | 0,04 | 0 | - | 4,5 |
| AlF3 | - | 1,35 | - | - | - |
| Энергозатраты, КВт*ч/кг | 11,5 | 15,0 | 22,0 | 20,0 | 2,5 |
При регенерации отработанного моторного масла, норматив сбора которого на транспортных предприятиях составляет 30–45%, энергозатраты на гидроочистку и восстановление свойств в 20 раз меньше затрат энергии на производство масла из нефти.
Повторное использование лома алюминия, регенерация моторного масла дает максимальный эффект по уменьшению выбросов вредных веществ в сравнении с производством данных материалов из руд металлов и сырой нефти. Для других групп металлов повторное использование дает значительное уменьшение выбросов SO2 для меди (в 8,3 раза) и стали (в 70 раз). Существенно снижаются выбросы твердых частиц при замене медного колчедана ломом меди.
В приложении 6 приведена схема потока материалов при утилизации автобуса, которая предусматривает 5 уровней (5 этапов) реализации.
Первый этап – демонтаж транспортного средства. Часть узлов и агрегатов (двигатель, коробка передач, оси, аккумулятор, шины) могут повторно устанавливаться на новых автомобилях без каких-либо ремонтных воздействий или при осуществлении ремонта, например, наварки протектора шин. Часть материалов считается безвозвратно потерянной (истирание шин и др.).
Второй этап – сортировка деталей по материалам (черные и цветные металлы, пластмассы). При этом масса повторно используемых в новой конструкции черных и цветных металлов (в виде лома) может достигать до 50% массы транспортного средства.
Третий этап – пиролиз органических соединений (пластмасс или композитов) и получение кокса, нефти, газа, используемых в качестве энергоресурсов, а также некоторой доли черных и цветных металлов, содержащихся в композитах, которые отправляются на переплавку.
Четвертый этап – процесс сжигания остатков шин, пластмасс и получение тепловой энергии с выделением шлаков, отработавших газов.
Пятый этап – захоронение отходов, образующихся на каждом из предыдущих этапов утилизации.
В результате реализации данной технологии подлежат захоронению отходы, масса которых составляет не более 30% от массы транспортного средства [4].
Заключение
В процессе выполнения дипломного проекта была проведена работа по изучению существующей ситуации в области регулярных международных автобусных перевозок, выполняемых Республиканским дочерним автотранспортным унитарным предприятием «Автобусный парк №1» г. Гомеля, а также предложены пути усовершенствования сложившейся ситуации. При разработке перспективных регулярных международных автобусных маршрутов с начальным пунктом отправления г. Гомель были рассмотрены следующие вопросы:
I. Анализ существующих международных маршрутов позволил изучить шесть международных регулярных маршрутов: Гомель – Трускавец, Гомель – Феодосия, Гомель – Чернигов, следующих на Украину; и Гомель – Москва, Гомель – Орел, Гомель – Климово, следующих в Российскую Федерацию. Чаще всего, осуществляются рейсы на Чернигов (5 рейсов в день), а реже всего – на Феодосию, что объясняется его восстребованностью лишь в летний период. Протяженность рейса Гомель – Москва составляет 706 км, Гомель – Климово – 114 км, Гомель – Орел – 429 км, Гомель – Трускавец – 831 км, Гомель – Чернигов – 116 км, Гомель – Феодосия – 1388 км. Продолжительность рейса Гомель – Москва составляет 14 часов и 30 минут; Гомель – Климово – 3 часа 44 минуты, Гомель – Орел – 11 часов 25 минут, Гомель – Трускавец – 16 часов 30 минут, Гомель – Чернигов – 3 часа 45 минут и Гомель – Феодосия – 25 часов 35 минут.