Защита окружающей среды от подвижных источников выбросов

Защита окружающей среды от подвижных источников выбросов

- 2 -

Министерство образования РФ

Московский региональный социально - экономический институт

Исаевой Алены Юрьевны

(Фамилия И.О.)

1НЭ - 01

(номер группы.)

РЕФЕРАТ

Предмет: “Безопасность жизнедеятельности”

ТЕМА: “Защита окружающей среды от подвижных источников выбросов”

Преподаватель:

___________________________

Видное - 2002

Содержание:

Введение 3

Автомобильный транспорт 4

Наземный транспорт 7

2.1. Трамвай 7

2.2 Троллейбус 7

Железнодорожный транспорт 9

Воздушный и космический транспорт 11

Водный транспорт 13

5.1. Речной транспорт 13

5.2. Морской транспорт 14

Трубопроводный транспорт 16

Заключение 17

Список использованной литературы 18

Российская Федерация располагает всеми видами современного транспорта, образующими единую транспортную систему. Современный транспорт сделал доступным для человека и колоссальные скорости, и отдаленнейшие уголки планеты, позволил ему вырваться из околоземного пространства. Благодаря развитой транспортной сети стало возможным быстрое перемещение грузов и пассажиров в нужном направлении.

Однако какова плата за эти несомненные успехи человеческого гения?

Автомобильный транспорт сыграл огромную роль в формировании современного характера расселения людей, в распространении дальнего туризма, в территориальной децентрализации промышленности и сферы обслуживания. В то же время он вызвал и многие отрицательные явления: ежегодно с отработавшими газами в атмосферу поступают сотни миллионов тонн вредных веществ; автомобиль - один из главных факторов шумового загрязнения. Под влиянием вредного воздействия автомобильного транспорта ухудшается здоровье людей, отравляются почвы и водоемы, страдает растительный и животный мир.

Негативное влияние на окружающую среду и население оказывают и другие виды транспорта. Так, от авиационных шумов страдает население, проживающее вблизи аэропортов.

Слово “океан” всегда ассоциировалось с безграничностью, безбрежностью, неисчерпаемостью. Технический прогресс сместил масштабы явлений. Миф о неисчерпаемости возможностей Мирового океана распался. Сейчас мореплаватели сравнивают некоторые его участки с замусоренными и захламленными внутренними водоемами. Основную лепту в загрязнение океана опять-таки внесли современные транспортные средства и особенно танкеры.

Преимущество трубопроводного транспорта перед многими традиционными средствами перемещения очевидны. Вместе с тем трубопровод может оказывать негативное влияние на окружающую среду (например, оттаивание грунта на Крайнем Севере).

Развитие транспортных средств является частью общего научно-технического прогресса, оно необходимо и не может быть приостановлено. Конфликты между транспортными средствами и средой обитания человека серьезны. Однако эти конфликты вызваны целым комплексом разнородных факторов и в принципе поддаются устранению.

Важную роль в решении этой проблемы играет комплекс организационно-технических мероприятий, проводимых в области эксплуатации транспортных средств. К ним относится: совершенствование структуры парков подвижного состава, преимущественное развитие в городах малотоксичных видов транспорта, улучшение технического обслуживания, ремонта и контроля за техническим состоянием транспортных средств.

На основе широкого использования новейших достижений научно-технического прогресса появляется возможность создания новых прогрессивных технологий, которые по самому своему существу становятся экологическими чистыми, не наносят ущерба окружающей среде, а также возможность одновременного решения экологических, технических, организационных и экономических проблем развития общественного производства при меньших затратах.

Основная причина загрязнения воздуха заключается в неполном сгорании топлива. В отработавших газах двигателя внутреннего сгорания (ДВС) содержится свыше 170 вредных компонентов (основные из которых приведены в таблице 1.1.), из них 160 - производные углеводородов, прямо обязанные своим появлением неполному сгоранию топлива в двигателе.

Диоксид серы образуется в отработавших газах в том случае, когда сера содержится в исходном топливе (дизельное топливо).

Анализ данных приведенных в таблице 1.1, показывает, что наибольшей токсичностью обладает выхлоп карбюраторных ДВС за счет большего выброса СО, Nox , CnHm и др. Дизельные ДВС выбрасывают в больших количествах сажу, которая в чистом виде не токсична.

Однако частицы сажи несут на своей поверхности частицы токсичных веществ, в том числе и канцерогенных. Сажа может длительное время находиться во взвешенном состоянии в воздухе, увеличивая тем самым время воздействия токсических веществ на человека.

Состав отработавших газов и количество вредных веществ, поступающих в атмосферу, зависит от рода применяемого топлива, присадок и масел, режимов работы двигателя, условий движения, общего технического состояния автомобилей и особенно от двигателя - источника наибольшего загрязнения. Так, при нарушении регулировки карбюратора выбросы CO увеличиваются в 4 - 5 раз.

Таблица 1.1

Применение этилированного бензина, имеющего в своем составе соединения свинца, вызывает загрязнение атмосферного воздуха весьма токсичными соединениями свинца. Около 70% свинца, добавленного к бензину с этиловой жидкостью, попадает в атмосферу с отработавшими газами, из них 30% оседает на земле сразу, а 40% остается в атмосфере. Один грузовой автомобиль средней грузоподъемности выделяет 2,5 - 3 кг свинца в год. Концентрация свинца в воздухе зависит от содержания свинца в бензине:

Содержание свинца в бензине, г/л…………0,15 0,20 0,25 0,50

Концентрация свинца в воздухе, мкг/м3…. 0,40 0,50 0,55 1,00

Исключить поступление высокотоксичных соединений свинца в атмосферу можно заменой этилированного бензина на неэтилированный, что давно практикуется в крупных городах ряда стран Западной Европы.

Валовые выбросы вредных веществ автомобильным транспортом России (тогда еще СССР) составляют, млн. т/год:

Автомобили: 1960 г. 1970 г. 1980 г.

Грузовые. . . . . . . . . . . . . . . . . 9,05 18,99 30,63

Легковые. . . . . . . . . . . . . . . . . 0,82 1,3 4,23

Автобусы. . . . . . . . . . . . . . . . . 0,65 2,1 4,16

Всего: . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10,52 22,39 39,02

Доля участия автомобильного транспорта в загрязнении атмосферного воздуха крупных городов мира составляет, % :

Оксид углерода Оксиды Азота Углеводороды

Москва 96,3 32,6 64,4

Санкт-Петербург 88,1 31,7 79

Токио 99 33 95

Нью-Йорк 97 31 63

В некоторых городах концентрация СО в течении коротких периодов достигает 200 мг/м3 и более, при нормативных значениях максимально допустимых разовых концентраций 40 мг/м3 (США) и 10 мг/м3 (Россия).

Большое значение для уменьшения загрязнения атмосферного воздуха отработавшими газами имеет технический контроль за состоянием автомобилей. Хотя все транспортные средства должны проходить технический осмотр ежегодно - а автобусы - дважды в год - это даёт малый эффект, так как большинство наших станций технического обслуживания не оборудованы современными средствами диагностики.

Ещё одним средством защиты окружающей среды от вредных выбросов является установка нейтрализаторов. Однако их стоимость высока и они не находят широкого применения в России, хотя в Европе и США их активно используют.

Однако наиболее перспективным является переход на альтернативные источники энергии. Идеальным вариантом было бы использование электромобилей, но пока ресурса аккумуляторной батареи хватает всего лишь на 100 километров. А вот использование природного газа в качестве топлива находит всё большее число сторонников, особенно в нашей стране. Это связанно с постоянным ростом цен на бензин. Стоимость 1 литра газа примерно в 3-4 раза ниже стоимости 1 литра бензина, а расход больше на 2-4 литра на 100 километров. Газ лучше смешивается с воздухом, поэтому он полнее сгорает в двигателе, а значит, и вредных веществ в отработавших газах меньше. Кроме того, газовое топливо продлевает жизнь автомобильного двигателя почти в 1,5 раза.

Ежегодно из пассажирских вагонов на каждый километр пути выливается до 200 мі сточных вод, содержащих патогенные микроорганизмы, и выбрасывается до 12 тонн сухого мусора. Это приводит к загрязнению железнодорожного полотна и окружающей среды. Кроме того, очистка путей от мусора связана со значительными материальными издержками. Решить проблему можно использованием в пассажирских вагонах аккумулирующих ёмкостей для сборов стоков и мусора или установкой в них специальных очистных сооружений.

При мытье подвижного железнодорожного состава в почву и водоёмы переходят вместе со сточными водами синтетические поверхностно-активные вещества, нефтепродукты, фенолы, шестивалентный хром, кислоты, щелочи, органические и неорганические взвешенные вещества. Содержание нефтепродуктов в сточных водах при мытье локомотивов, фенолов при мытье цистерн из-под нефти превышают предельно допустимые концентрации. Многократно превышаются ПДК шестивалентного хрома при замене охлаждающей жидкости дизелей локомотивов. Во много раз сильнее сточных вод загрязняется почва на территории и вблизи пунктов, где производится обмывка и промывка подвижного состава.

Перевод железнодорожного транспорта с паровой тяги на электрическую и тепловозную, которыми в настоящее время выполняется практически вся поездная работа, способствовал улучшению экологической обстановки: было исключено влияние угольной пыли и вредных выбросов паровозов в атмосферу.

Дальнейшая электрификация железных дорог, т.е. замена тепловозов электровозами, позволяет исключить загрязнение воздуха отработавшими газами дизельных двигателей.

Основной путь снижения выбросов токсичных веществ тепловозами заключается в уменьшении их образования в цилиндрах двигателей. Также важное значение имеет обезвреживание отработавших газов. Принцип действия одного из очистных устройств основан на рециркуляции, газов применяемой для уменьшения концентрации окислов азота, улавливание которых представляет известную трудность. Рециркуляция заключается в том, что часть отработавших газов из выпускного патрубка перепускается во всасывающую систему дизеля. Вследствие этого происходит присадка к засасываемому свежему воздуху значительного количества отработавших газов с меньшим содержанием кислорода, в результате чего ухудшаются условия протекания реакции между кислородом и азотом воздуха. При этом выброс окислов азота снижается до 55%, однако, происходит некоторое увеличение продуктов неполного сгорания топлива (окиси углерода).

В среднем один реактивный самолет, потребляя в течение 1 часа 15 тонн топлива и 625 тонн воздуха, выпускает в окружающую среду 46,8 тонн СО2 , 18 тонн паров воды, 635 кг угарного газа, 635 кг окиси азота, 15 кг окиси серы, 2,2 кг твердых частиц. Средняя длительность пребывания этих веществ в атмосфере составляет примерно два года.

Исследования состава продуктов сгорания двигателей, установленных на самолетах “Боинг-747”, показали, что содержание токсичных составляющих в продуктах сгорания существенно зависит от режима работы двигателя (табл. 4.1.).

Таблица 4.1.

n - номинальное число оборотов двигателя

Как следует из таблицы 4.1., высокие концентрации СО и CnHm характерны для двигательных установок, работающих на пониженных режимах (холостой ход, руление, приближение к аэропорту, заход на посадку), тогда как содержание оксидов азота NOx (NO, NO2, N2O5) существенно возрастает при работе на режимах близких к номинальному (взлет, набор высоты, полетный режим).

Оценка суммарного количества основных загрязнителей, поступающих в воздушную среду контролируемой зоны аэропорта гражданской авиации в результате его производственной деятельности (без учета загрязнения воздуха спецавтотранспортом и другими наземными источниками), показывает, что на площади около 4 кмІ выделяется в атмосферу за одни сутки от 1000 до 1500 кг окиси углерода, 300-500 кг углеводородных соединений и 50-80 кг окислов азота. Такое количество выделяемых вредных веществ при неблагоприятном сочетании метеорологических условий может приводить к повышению их концентраций до значительных величин.

При чрезвычайных и аварийных ситуациях самолеты вынуждены сливать в воздухе излишнее топливо для уменьшения посадочной массы. Количество топлива, сливаемого самолетом за один раз, колеблется от 1-2 тыс. до 50 тыс. литров. Испарившаяся часть топлива рассеивается в атмосфере без опасных последствий, однако неиспарившаяся часть достигает поверхности земли и водоемов и может вызвать сильные местные загрязнения. Доля неиспарившегося топлива, достигающего поверхности земли в виде капель, зависит от температуры воздуха и высоты слива. Даже при температуре более 20° С на землю может выпадать до нескольких процентов сливаемого топлива, особенно при сливе на малых высотах.

Загрязнение воздушной среды транспортом с ракетными двигательными установками происходит главным образом при их работе перед стартом, при взлете и посадке, при наземных испытаниях в процессе их производства и после ремонта, при хранении и транспортировке топлива, а так же при заправке топливом летательных аппаратов. Работа жидкостного ракетного двигателя сопровождается выбросом продуктов полного и неполного сгорания топлива, состоящих из O, NOx и др.

При сгорании твердого топлива из камеры сгорания выбрасываются H2O, CO2, HCl, CO, NO, Cl, а также твердые частицы Al2O3 со средним размером 0,1 мкм (иногда до 10 мкм).

В двигателях космического корабля “Шатл” сжигается как жидкое, так и твердое топливо. Продукты сгорания топлива по мере удаления корабля от Земли проникают в различные слои атмосферы (табл. 4.2), но большей частью в тропосферу.

В условиях запуска у пусковой системы образуется облако продуктов сгорания, водяного пара от системы шумоглушения, песка и пыли. Объем продуктов сгорания можно определить по времени (обычно 20 с) работы установки на стартовой площадке и в приземном слое. После запуска высоко температурное облако поднимается на высоту до 3 км и перемещается под действием ветра на расстояние 30 - 60 км, оно может рассеяться, но может стать и причиной кислотных дождей. При старте и возвращении на Землю ракетные двигатели неблагоприятно воздействуют не только на приземный слой атмосферы, но и на космическое пространство, разрушая озоновый слой Земли. Масштабы разрушения озонового слоя определяются числом запусков ракетных систем и интенсивностью полетов сверхзвуковых самолетов.

Таблица 4.2

За 40 лет существования космонавтики в СССР и позднее России произведено свыше 1800 запусков ракет-носителей. По прогнозам фирмы Aerospace в XXI в. для транспортировки грузов на орбиту будет осуществляться до 10 запусков ракет в сутки, при этом выброс продуктов сгорания каждой ракеты будет превышать 1,5 т/с.

С увеличением объемов добычи, транспортировки, переработки и потребления нефти и нефтепродуктов расширяются масштабы загрязнения ими окружающей среды. Недовольство и обеспокоенность нефтяным загрязнением обуславливается прежде всего поступательным ростом экономического ущерба от данного вида загрязнения, причиняемого рыболовству, туризму и другим сферам деятельности. Только одна тонна нефти способна покрыть до 12 кмІ поверхности моря. А это изменяет все физико-химические процессы: повышается температура поверхностного слоя воды, ухудшается газообмен, в нефтяной пленке накапливаются ионы тяжелых металлов, пестициды и другие вредные вещества, гибнут микроорганизмы, рыба, морские птицы. Но и осевшая на дно нефть долгое время наносит вред всему живому.

Ежегодно в океан сбрасывается примерно 10 млн. тонн нефти. Танкерный флот является одним из главных источников загрязнения моря нефтью. Утечка нефти в море происходит во время погрузки и разгрузки танкеров, заправки нефтяным топливом судов в море, при авариях и катастрофах танкеров, сбросе остатков нефтяного груза с балластной водой и в других случаях.

Интенсивное загрязнение Мирового океана побудило многие страны приступить к разработке и реализации мер по предупреждению загрязнения водных бассейнов. В современных условиях большое значение приобретают международные соглашения о запрещении сброса загрязненных вод и мусора в открытых морях и океанах. В 1954 г. ООН была организована разработка Международной конвенции по предотвращению загрязнения моря нефтью, которая вступила в силу в 1958 г. Впоследствии в нее были внесены поправки и дополнения. Конвенция содержит статью, согласно которой каждое судно обязано иметь сертификат - свидетельство о том, что корпус, механизмы и прочая оснастка соответствуют требованиям предотвращения загрязнения моря. Соблюдение этой статьи проверяется во время специальных инспекций при заходе в порты. Нарушителям грозят строгие санкции.

В настоящее время все новые транспортные суда имеют сепарационные установки для очистки льяльных вод, а танкеры - устройства, позволяющие осуществлять мойку танков без слива остатков нефти в море. Суда старой постройки оснащаются этими устройствами при очередных ремонтах.

Для повышения ответственности капитанов судов, а также обеспечения контроля за выполнением мероприятий по предотвращению загрязнения моря нефтью на морских судах заведены специальные журналы. В них фиксируют все грузовые операции с нефтью и нефтепродуктами, отмечают место и время сдачи или слива судами загрязненных нефтью сточных вод и нефтеостатков.

Проблема того, как свести к минимуму загрязнение морей и океанов, занимает специалистов из многих стран мира. Ученые ищут пути борьбы с нефтью, попавшей в воду. Биологи предлагают “нефтеядные” микроорганизмы, химики - вещества, позволяющие собрать нефть с поверхности, и т.д.

В Индии для очистки пляжей от нефтяных пленок с успехом применяют специальную культуру бактерий. Небольшой колбы с жидкостью, содержащей такие бактерии, достаточно, чтобы ликвидировать пленку на 16 км пляжа. Что особенно ценно, живые санитары сами не изменяют микрофлору: сделав свое дело, они по прошествии некоторого времени погибают от голода и растворяются в морской воде.

Американские ученые продемонстрировали в Атлантическом океане оригинальный способ очистки воды от разлившейся нефти. Под нефтяную пленку на определенную глубину опускается керамическая пластинка. К ней подается акустическая энергия. Под действием вибрации нефть сначала скапливается толстым слоем над местом, где установлена пластинка, а затем смешивается с водой и начинает фонтанировать. Высоковольтное электрическое напряжение, также подведенное к пластинке, поджигает фонтан, и нефть полностью сгорает. Если акустическая энергия не очень велика, то нефть лишь превращается в плотную массу, которую затем удаляют из воды механически способом. Также существуют и другие способы очистки водной поверхности от нефти.

Немалое значение уделяется и контролю за уровнем загрязнений. Один из способов основывается на использовании радиолокатора. Дело в том, что нефтяная пленка изменяет характер ряби на поверхности воды: уменьшается ее высота и наклон волн. При этом изменяется и характер отражения радиоволн от поверхности - отражающая способность уменьшается и на общем ярком фоне на экране локатора грязное место выглядит черным пятном.

Комплексность мониторинга требует определения ряда гидрометеорологических параметров, таких, как температура воды, скорость и направление ветра, течения, осадки, атмосферное давление, влажность воздуха и др.

Система мониторинга основывается на создании сети локальных пунктов наблюдений (морских станций), расположение которых позволяет определять поля загрязнения. Размещение станций опирается на знание гидрохимического и гидрометеорологического режимов и рельефа дна в данном районе. Важной особенностью морской станции мониторинга является проведение синхронных наблюдений на всех стандартных океанографических горизонтах (0,5,10,15,20,25,30,40,50 м и т.д.), включая придонный слой воды, а также слои “скачка свойств” (плотности, солености, кислорода и т.д.).

Охрана природы - задача нашего века, проблема, ставшая социальной. Снова и снова мы слышим об опасности, грозящей окружающей среде, но до сих пор многие из нас считают их неприятным, но неизбежным порождением цивилизации и полагают, что мы ещё успеем справиться со всеми выявившимися затруднениями.

Однако воздействие человека на окружающую среду приняло угрожающие масштабы. Чтобы в корне улучшить положение, понадобятся целенаправленные и продуманные действия. Ответственная и действенная политика по отношению к окружающей среде будет возможна лишь в том случае, если мы накопим надёжные данные о современном состоянии среды, обоснованные знания о взаимодействии важных экологических факторов, если разработает новые методы уменьшения и предотвращения вреда, наносимого природе человеком.