СОДЕРЖАНИИ
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. Изучение антропогенного воздействия на атмосферный воздух урбанизированных территорий. 7
1.1. Методика оценки загрязнения атмосферы городов (состояние вопроса). 7
1.2. Общие основы использования природных
индикаторов. 9
1.3. Заг рязнение воздушного бассейна отработавшими
газами транспорта и силовых установок. 13
1.3.1. Краткие сведения об особенностях сгорания
топлива в транспортных и силовых установках. 15
1.3.2. Миграция и трансформация в атмосфере
веществ, содержащихся в отработавших газах. 25
1.3.3. Мероприятия по снижению отрицательного воздействия автотранспортных средств на
окружающую среду. 37
ГЛАВА 2. Характеристика объекти исследования и методика эксперимента. 42
2.1. Характеристика объекта исследования. 42
2.2. Оценка воздействия антропогенных источников. 48 ГЛАВА 3. Оценка антропогенного воздействия на
воздушный бассейн г. Иванова. 58
3.1. Анализ источников заірязнения атмосферного
воздуха. 58
3.2. Рассеивание примесей антропогенного происхождения
по территории г. Иванова. 66
ГЛАВА 4. Оценка заірязнения среды природными
индикаторами. 83
4.1. Индикация по снежному покрову. 83
4.2. Индикация по химическому составу почвы. 94
4.3. Фитоиндикация. 103
4.3.1. Индикация по лист ве деревьев. 103
4.3.2. Лихеноиндикация. 107
4.3.3. Поиск индикатора (травянистого) на
содержание соединений свинца в окружающей среде. 112
ГЛАВА 5. Мероприятия по уменьшению антропогенного воздействия на окружающую среду г. Иванова. 119
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ 134
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 135
ПРИЛОЖЕНИЯ 144
3
ВВЕДЕНИЕ
По данным Государственного Комитета охраны окружающей среды Российской Федерации в ряде регионов наблюдается рост выбросов вредных веществ в атмосферу [1]. Причины этого различны: нарушение проектных технологических режимов, моральный износ оборудования, возросшие объемы автотранспортных перевозок. Поэтому, несмотря на заметный спад производства, наблюдаемый в последнее время, экологические проблемы, связанные с техногенным загрязнением окружающей среды, продолжают оставаться весьма острыми.
Разработка мероприятий по оздоровлению атмосферного воздуха невозможна без четкого представления о пространственно-временном распространении примесей. Особую значимость этот вопрос имеет для урбанизированных территорий, которые подвержены влиянию многокомпонентных и изменчивых промышленных и транспортных выбросов, основная часть которых рассеивается в приземном слое атмосферы.
Современные тенденции к либерализации экономики на глобальном и региональном уровнях ускоряют процесс урбанизации. По данным Организации Объединенных Наций к 2000 году в городах будут жить 50% населения Земли, а к 2030 году городское население в два раза превысит сельское [2]. В связи с этим деятельность по улучшению параметров окружающей среды будет сформирована в основном в городах. Границы современных городов носят довольно условный характер, так как происходит их слияние с пригородами, сельскохозяйственными комплексами и т.п. В результате довольно обширные зоны характеризуются повышенным уровнем загрязнения природной среды. Расположение промышленных предприятий в селитебных зонах городов делает порой невозможным организацию санигарно-защитных зон или практически исключает защитные функции существующих, что так же усугубляет антропогенное воздействие на экосистему города |2|. Так, по данным ВЦИОМ 71% городских жителей считает состояние окружающей среды в своем городе опасным для здоровья, 57% считают его загрязненным, 22% - тревожным и 11% - агрессивным [3].
В связи со спадом производства в последние годы сокращается выброс загрязняющих веществ в атмосферу. Однако этот процесс отражает лишь общие экономические тенденции, а не улучшение работ по технике защиты атмосферы па предприятиях, так как процент очищенных и обезвреженных выбросов в целом по РФ за последние годы остался прежним - 77 - 75%, во многих случаях и этот уровень достигнут не на всех предприятиях. В результате не уменьшается количество городов с высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха. В предыдущие годы “Приоритетный список" заполняли в основном города, расположенные в неблагоприятных для рассеивания примесей климатических условиях Урала, Сибири и Дальнего Востока. Сейчас же в нем насчитывается 16 городов Европейской части РФ, где климатические условия более благоприятны. Следовательно высокое
16
совершая полезную работу. В момент сгорания смеси температура в ДВС составляет 1800-2000 °С, а давление 2500-3000 кПа. В конце рабочего хода температура рабочей смеси - 1100-800 °С, давление - 300-400 кПа. При обратном ходе поршня вверх (такт выпуска) отработавшие газы удаляются из цилиндра. Давление в цилиндре в конце такта выпуска - 105-115 кПа, температура в цилиндре - 300-400 "С. Горение - это процесс химического соединения элементов топлива с кислородом, сопровождающийся выделением тепла. В среднем для полною сгорания 1кг. бензина теоретически требуется 15 кг. воздуха;
Система выпуска отработавших газов включает выпускной трубопровод, глушитель шума газов (основной и дополнительный) с приемной и выпускной трубами. Глушитель служит для уменьшения шума при выходе отработавших газов, гасит пламя искры.
Основным отличием работы карбюраторного двигателя от дизельного является то, что в карбюраторном ДВС горючая смесь образуется вне цилиндров, а в цилиндры поступает уже готовая смесь паров бензина с воздухом, которая во время такта сжатия сжимается в 6 - 10 раз и затем поджигается электрической искрой, в то время как в дизеле в цилиндры поступает не горючая смесь, а чистый воздух, который во время такта сжимания сжимается в 15-20 раз. При таком сжатии давление в камере достигает 3000-4000 кПа, а сам воздух нагревается до 500-700 °С. В такой сжатый и нагретый воздух через форсунку впрыскивается топливо [31,32], которое при этом распыливастся на мельчайшие капельки и частично испаряется, образуя с воздухом горючую смесь. Горючая смесь воспламеняется ог нагретого воздуха без какого-либо постороннего источника зажигания и сгорает-. Чем сильнее сжимается горючая смесь в цилиндре перед сгоранием, тем больше тепла, выделяемого при сгорании топлива, удается превратить в работу. К11Д дизелей - 35 - 38%, в то время как КПД карбюраторных двигателей - 22 - 28%. В современных быстроходных двигателях удельный расход топлива на 30 - 40% меньше, чем в карбюраторных ДВС. В настоящее время применяются различные дизельные двигатели [34].
Степень неблагоприятного влияния АТС на окружающую среду во многом зависит от качества применяемых горюче-смазочных материалов. Топлива, используемые для различных типов ДВС, делятся на автомобильные и авиационные бензины, дизельные и реактивные топлива. Основные требования, предъявляемые к бензинам и другим топливам, излагаются в государственных стандартах (ГОСТ) и технических условиях (ТУ). К топливам предъявляется ряд требований: топливо должно обладать высокими эксплуатационными свойствами, обеспечивающими надежную и экономичную работу двигателя; топливо не должно быть токсичным и не должно вызывать загрязнения окружающей среды; топливо не должно вызывать особых трудностей при его хранении, транспортировании, перекачке и заправке в баке машин.
17
Наиболее существенным способом повышения экологической безопасности карбюраторного ДВС является увеличение степени сжатия. Для этого необходимы бензины с высокой детонационной стойкостью. Поэтому сейчас еще применяются этилированные бензины, где антидетонационной добавкой является тетраэтилсвинец. При сгорании таких бензинов отработавшие газы автомобилей содержит соединения свинца, токсичные для человека и окружающей среды. Для избежания загрязнения такого рода необходим ряд мер, в частности замена тетраэт ил свинца на менее токсичные присадки, которыми являются, например, метилтетрабутиловый эфир (МТБЭ).
Для повышения экологической безопасности дизельного топлива в нем, в первую очередь, необходимо уменьшить содержание серы и ароматических углеводородов. Гак содержание серы в топливе не должно превышать 0,02%, содержание ароматических углеводородов - 10-20%мас.
В автотранспортных средствах существуют три источника загрязнения окружающей среды [35]:
- при работе двигателя продукты окислительных реакций с отработавшими газами попадают в атмосферу;
- в поршневых ДВС часть газов через не плотности поршневых колец проникает из цилиндров в картер, смешиваясь в нем с парами смазочного масла, они образуют картерные газы;
- топливные испарения, поступающие в воздух из топливных баков, карбюратора, систем питания двигателя.
Распределение основных токсичных веществ по источникам их образования представлено в таблице 1.З.1., [35]:
Таблица 1.3.1.
Распределение основных групп токсичных веществ по источникам их
образования,%
Тип ДВС Отработавшие газы Картерные газы Топливные испарения
СО у/в N0* СО у/в Шх СО у/в N0*
карбюраторный 95 55 98 5 5 2 - 40 -
дизель 98 90 98 2 2 2 - 8 -
По различным данным [35-40] в отработавших газах автомобильного транспорта содержится свыше 200 вредных компонентов, из них около 160 -производные углеводородов, прямо связанные с неполным сгоранием топлива в двигателе внутреннего сгорания. Однако многообразие продуктов выхлопа может быть сведено к нескольким группам, каждая из которых объединяет вещества, в той или иной мере сходные по характеру воздействия на организм человека или родственные по химической структуре и свойствам [37,41,42].
- Київ+380960830922