Экологическая безопасность
Тема: Экологическая безопасность
Содержание
Введение
. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА
. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА
.1 Характеристика
вредных выбросов
.2 Характеристика
атмосферного воздуха и
.3 Последствия загрязнения окружающей среды
.4 Нормирование предельно допустимых выбросов на транспорте
.5 Нормирование
экологических параметров
.6 Система экологического контроля
.7 Экологический мониторинг в ТДК
.8 Виды наблюдений за экологическим состоянием крупных городов и населенных пунктов, расположенных вдоль магистральных дорог
.9 Методы и
приборы для определения
.10 Прибор для определение запыленности воздуха
.11 Методы определения расхода и скорости газа (воздуха)
. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ
.1 Анализ состояния атмосферного воздуха г.Актобе
.2 Влияние технического
состояния двигателя и режима
работы автомобиля на
. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
.1Эксплуатационные
мероприятия по повышению
.2 Альтернативные виды топлива
. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
.1 Конструктивные усовершенствования двигателей
.2 Применение перспективных транспортных двигателей
. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
.1 Экономические
показатели применения
.2 Экономические методы оценки здоровья граждан
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Введение
В настоящее время, несмотря на поразительные достижения науки и техники, применяемые технологии еще далеки от «безотходных» природных процессов, в которых вещество и энергия лишь переходят из одной формы в другую и каждая из них находит свое место в экологических системах. Энергетика, промышленность, транспорт создают огромное количество выбросов и вещественных отходов. Повсеместно стало ощущаться их губительное воздействие на здоровье людей, растения, животных. Промышленность, транспорт и агропромышленные комплексы стали превращать экономически процветающие густо населенные районы в места опасные для жизни. Бесконтрольный рост производства и потребления ускоряет процесс ухудшения качества среды обитания, ставит под угрозу само существование человечества на Земле.
Экологическая напряженность, вызванная деятельностью транспортно-дорожного комплекса, продолжает повышаться во всем мире. Такая ситуация обусловлена, в частности, недостаточным вниманием к экологическим аспектам проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог и производственных предприятий транспорта и дорожного хозяйства. Тем не менее дорожная отрасль не значится среди наиболее загрязняющих природу отраслей экономики.
В Казахстане на
загрязнения атмосферы
В системе транспортно-дорожного комплекса главным источником транспортного загрязнения является автомобиль. Загрязнение придорожной территории отработавшими газами, шумом, пылевидными частицами, аэрозолями, содержащими различные токсичные вещества, выживает наиболее острый, опасный для человека вид экологического воздействия, который влияет на его здоровье. Поэтому в составе общей проблемы экологической безопасности дорожно-транспортного комплекса сокращение транспортного загрязнения среды обитания человека обоснованно занимает первое место.
Для реального
повышения экологической безопа
Бытующее у нас порой выражение - дорога загрязняет окружающую среду - принципиально неверно. Дорога должна защищать окружающую среду от воздействий автотранспортных средств. Ограничение воздействий самой дороги и входящих в ее комплекс сооружений на окружающую среду пределами, за которыми могут возникнуть необратимые отрицательные последствия, - задача второго направления экологической безопасности. Следует заметить, что это направление отличается наибольшей спецификой, поскольку общие исследования техногенных воздействий на природные системы выполняются применительно к точечным или площадным объектам и не учитывают последствий разделения территорий. Третье направление охватывает большое число разнообразных задач по ограничению опасных воздействий на среду в процессе строительства, а также при выполнении работ по ремонту и содержанию. Их решение связано с техническим уровнем, общей культурой и соблюдением правил экологической безопасности производства. В этой сфере действует ряд общестроительных документов и стандартов, разрабатываются и дорожные нормативы. К данному направлению примыкают и задач экологической безопасности производства дорожно-строительных материалов.
Человеческому обществу присуща способность к развитию. Остановить технический прогресс невозможно. Задача заключается в том, чтобы сделать это развитие устойчивым, устранить угрозу катастрофического экологического кризиса. Стремление к безоглядному «росту» пора заменить целью - «развитие», вкладывая в это переход от количества к качеству.
Транспорт и автомобильные дороги с их инфраструктурным комплексом оказывают на окружающую среду и отдельные экосистемы как положительное, так и отрицательное влияние. С одной стороны, нарушаются принципы функционирования экосистем, они могут деградировать и потерять устойчивость, но с другой - транспорт обеспечивает движение материальных потоков, обеспечивает комфортабельные условия жизнедеятельности людей.
Транспортные средства являются источником повышенной опасности для здоровья и жизни людей из-за возможного вовлечения в дорожно-транспортные происшествия (ДТП), загрязнения окружающей среды вредными выбросами, транспортного дискомфорта, потребления природных ресурсов, но вместе с тем несут положительные социально-экономические эффекты.
Нарушение экологического баланса окружающей среды приводит к крайне негативным последствиям. Современным обществом в производство и потребление вовлекается такое количество вещества и энергии, которое в сотни раз превосходит биологические потребности человека, что и является основной причиной современного экологического кризиса (высокий уровень и быстрое нарастание антропогенной нагрузки на окружающую природную среду).
Сегодня производственная деятельность человечества связана с использованием разнообразных природных ресурсов, охватывающих большинство химических элементов. Усиление техногенного воздействия на природную среду породило ряд экологических проблем. Самые острые связаны с состоянием атмосферы, гидросферы и литосферы.
Некоторые «изменения», такие как загрязнение воздуха или воды, могут непосредственно влиять на здоровье и жизнедеятельность организма. Другие чреваты косвенными эффектами, например, выбросы углекислого газа сказываются на климате, что в свою очередь отражается на производстве продуктов питания.
В результате накопления различных загрязнений в атмосфере, в первую очередь фреонов, происходит разрушение озонового слоя, который предохраняет земную поверхность от солнечной радиации. Загрязнения, поступающие в атмосферу, с осадками возвращаются на Землю и попадают в водоемы и почву. Сточными водами предприятий промышленности и агропромышленного комплекса загрязняются реки, озера и моря. Считается, что в водоемы попадает огромное количество различных веществ. Тяжелые металлы - свинец, ртуть, цинк, медь, кадмий, попавшие в водоем, активно поглощаются животными и рыбами, которые или сами погибают, или отравляют людей, использующих их в пищу.
В настоящее время уменьшение загрязнения атмосферного воздуха токсичными веществами, выделяемыми промышленными предприятиями и автомобильными транспортом, является одной из важнейших проблем, стоящих перед человечеством. Загрязнение воздуха оказывает вредное воздействие на человека и окружающую среду. Материальный ущерб, вызываемый загрязнением воздуха, трудно оценить, однако даже по неполным данным он достаточно велик. Автомобиль не роскошь, а средство передвижения. Без автомобиля в настоящее время немыслимо существование человечества. При интенсивной урбанизации и росте мегаполисов автомобильный транспорт стал самым неблагоприятным экологическим фактором в охране здоровья человека и природной среды в городе. Таким образом, автомобиль становится конкурентом человека за жизненное пространство.
За последние десятилетия человечество окончательно убедилось, что первым виновником загрязнения атмосферного воздуха - одного из основных источников жизни на нашей планете, является детище научно-технического прогресса - автомобиль. Автомобиль, поглощая столь необходимый для протекания жизни кислород, вместе с тем интенсивно загрязняет воздушную среду токсичными компонентами, наносящими ощутимый вред всему живому и неживому.
Актуальность избранной для дипломного проекта темы, заключается в том, что уменьшение вредного воздействия автотранспортного комплекса на окружающую среду является одной из важнейших проблем, стоящих перед человечеством. Загрязнение атмосферы оказывает вредное воздействие на человека и окружающую среду.
Целью дипломного проекта является полномерное исследование влияния автомобильного транспорта на состояние окружающей среды и здоровье человека, поиск путей решения проблем возникших перед человечеством в связи с использованием автомобилей.
Задачами дипломного
проекта являются раскрытие механизма
воздействия продуктов
Структура дипломного проекта состоит из введения, пяти частей, заключения, списка использованной литературы и приложений.
1. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА
Человек воздействует на естественную среду своего обитания не только потребляя ее ресурсы, но и изменяя природную среду, приспосабливая ее для решения своих практических, хозяйственных задач. В силу этого человеческая деятельность оказывает существенное влияние на окружающую среду, подвергая ее изменениям, которые затем влияют и на самого человека.
Немалый вклад
в загрязнение и
По мере роста темпов автомобилизации человечество столкнулось с проблемами охраны окружающей среды. Автотранспорт потребляет большое количество природных ресурсов, и выделяет большое количество вредных веществ. Особое значение имеет воздействие автотранспорта на атмосферный воздух, поскольку основным источником загрязнения окружающей среды в автотранспорте являются отработавшие газы.
Ежедневно на одного
жителя Земли приходится свыше 20т
отходов. Основными объектами
Жизнь на земле невозможна без атмосферного воздуха. Особую ценность в нем представляет кислород. Он является продуктом жизнедеятельности зеленых растений. Растения, потребляя и разлагая воду и углекислоту, при фотосинтезе выделяют кислород. Все же остальные живые существа - только потребители кислорода. Углекислый газ поступает в атмосферу в результате дыхания живых существ, сжигания топлива, гниения и разложения органических веществ.
Атмосферный воздух является источником кислорода для дыхания и углекислоты для фотосинтеза, защищает живые существа от вредных космических излучений, способствует сохранению тепла и регулирует климат.
В воздух выбрасывается большое количество углекислоты, различных промышленных газов и пыли, наносящих огромный ущерб всей природной среде и людям.
Для жизнедеятельности человека воздух является главным продуктом потребления. Но нормальная жизнедеятельность людей требует не только наличия воздуха, но и его чистоту. Любое отклонение от нормы и, следовательно, загрязнение воздуха неблагоприятно влияет на здоровье людей.
Структура заболеваний населения, по свидетельству медиков, резко изменилась в наш автомобильный век. Если до второй мировой войны одними из главных причин смерти в экономически развитых странах мира были инфекционные заболевания, то теперь возникли «автомобильные» болезни - аллергические, эндокринные, токсические.
Число их увеличивается в связи с распространением в воздухе химических веществ, которых раньше не было в окружении человека. Автомобиль влияет и на распространение бронхиальной астмы, рака легких, заболеваний глаз, нервных расстройств и т.д.
Автомобильный
транспорт относится к
Для многих городов характерны превышение концентрации оксида углерода над предельно допустимой нормой в 20-30 раз. Поступающий в атмосферу оксид азота сохраняется в ней в течение 3-4 дней. В результате фотохимических реакций на солнечном свету оксид азота образует диоксид азота, который вместе с углеводородом является причиной образования смогов.
Продолжительность существования СО в атмосфере - 4 года. Возрастание концентрации оксида углерода опасно возникновением парникового эффекта, который приводит к возрастанию температуры воздуха у поверхности земли.
Продолжительность существования сернистого газа в атмосфере доходит до 10 часов. Выбросы SO2 являются причиной выпадения сернокислых осадков, способствующих закислению почвы и воды. Содержание углекислого газа в воздухе не нормируется.
Известно, что для пробега нескольких сот километров автомобиль заглатывает кислорода столько же, сколько требуется человеку для дыхания в течение целого года. А выхлопные трубы выбрасывают на уровне земли крайне вредные для здоровья вещества.
Угарному газу
отведено второе место в перечне
десяти главных загрязнителей
В выхлопных газах дизельного грузовика меньше угарного газа, но он «компенсирует» это канцерогенными веществами и окислами азота, которые в вышеназванном перечне стоят на четвертом месте.
В среднем легковой автомобиль при годовом пробеге 15тыс.км. «вдыхает» 4350 килограммов кислорода, а «выдыхает» 3250 килограмма углекислого газа, около 530 килограммов угарного газа, 93 килограмма углеводорода и 27 килограммов окислов азота. Помноженное на миллионы машин, это «дыхание» становится не просто вредным, а губительным - оно пагубно влияет на окружающую среду, угрожает здоровью людей.
Вышеприведенные
данные подтверждают актуальность избранной
для дипломного проекта темы и
обосновывают необходимость принятия
необходимых мероприятий в
Основными причинами
сложной экологической обстанов
отсутствие надлежащего контроля на предприятиях за соблюдением нормативов государственных стандартов на токсичность и дымность отработавших газов транспортных средств;
слабый контроль за качеством реализуемого моторного топлива;
недостаточное
внимание, уделяемое переводу автотранспорта
на
менее токсичные виды топлива;
въезд на территорию городов большегрузного
транспорта;
недостаточная
разработанность
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА
.1 Характеристика
вредных выбросов
Автомобильные двигатели внутреннего сгорания загрязняют атмосферу вредными веществами, выбрасываемыми с отработавшими газами, картерными газами и топливными испарениями. При этом 95-99% вредных выбросов современных автомобильных двигателей приходится на отработавшие газы, представляющие собой аэрозоль сложного, зависящего от режима работы двигателя, состава. Атмосферный воздух является окислителем топлив. При идеальном сгорании стехиометрической смеси углеводородного топлива с воздухом в продуктах сгорания должны присутствовать лишь N2, CО2, H2O. В реальных условиях отработавшие газы содержат также продукты неполного сгорания (оксид углерода, углеводороды, альдегиды, твердые частицы углерода, перекисные соединения и водород), продукты термических реакций взаимодействия азота с кислородом (оксиды азота), неорганические соединения тех или иных веществ, присутствующих в топливе (сернистый ангидрид, соединения свинца и т.д.).
Всего в отработавших газах обнаружено около 280 компонентов, которые можно подразделить на несколько групп. Группа нетоксичных веществ - азот, кислород, водород, водяной пар, углекислый газ. Группа токсичных веществ - оксид углерода СО, оксиды азота NOx, углеводороды CnHm (парафины, олефины, ароматики и др.), альдегиды Rx*CHO, сажа. При сгорании сернистых топлив образуются неорганические газы - сернистый ангидрид SCh и сероводород H2S.
В отдельную группу можно отнести канцерогенные полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), наиболее активный из которых бенз(а)пирен, являющийся индикатором присутствия канцерогенов в отработавших газах. В случае применения этилированных бензинов образуются токсичные соединения свинца.
Таблица 1. Состав отработавших газов автомобильных двигателей
Состав отработавших
газовСодержание в общем
Необходимо отметить, что в настоящее время основным источником загрязнения воздуха являются бензиновые двигатели. Тем не менее снижение токсичности дизелей также является актуальной задачей.
Состав отработавших газов двух типов двигателей существенно различается прежде всего по концентрации продуктов неполного сгорания (оксид углерода, углеводороды, сажа).
Основными токсичными компонентами отработавших газов бензиновых двигателей следует считать СО, CnHm, NOx и соединения свинца, дизелей - NOx, сажу.
Таблица 2. Содержание вредных веществ в отработавших газах (в %) на характерных режимах работы автомобилей:
Компоненты отработавших
газовРежим работыХолостой ходПостоянная
скоростьУскорение от 0 до 40 км/часЗамедление
от 40 до Окм/часОксид углерода0,5-8,50,3-3,52,5-5,
Таблица 3. Источники образования вредных токсичных веществ
Тип двигателяКомпонентыОтработавши
Пары топлива - испарение топлива из топливных баков, элементов системы питания двигателей: стыков, шлангов и т.д. Состав - углеводороды топлива различного состава.
Картерные газы - смесь газов, проникающих через неплотности поршневых колец из камеры сгорания в картер, и паров масла, находящихся в картере, а затем попадающих в окружающую среду.
Отработавшие газы (СО, СхНy, NOx, сажа и др.) - смесь газообразных продуктов полного или неполного сгорания топлива, избыточного воздуха и различных микропримесей (газообразных, жидких и твердых частиц, поступающих из цилиндров двигателя в его выпускную системы).
Рассмотрим краткие характеристики основных токсичных компонентов:
Оксид углерода (СО) - прозрачный, не имеющий запаха газ, несколько легче воздуха, практически нерастворим в воде. Поступая в организм с вдыхаемым воздухом, СО снижает функцию кислородного питания, выполняемую кровью, так как поглощаемость СО кровью в 240 раз выше поглощаемости кислорода.
СО образуется на поверхности поршня и на стенке цилиндра, в котором активизация не происходит вследствие интенсивного теплоотвода в стенки, плохого распыления топлива и диссоциации СО2 на СО и О2 при высоких температурах.
У карбюраторных двигателей при работе на малых нагрузках содержание СО достигает 5-8% при работе на обогащенных смесях. Нормой токсичности двигателя допускается 2% содержания СО при работе.
Оксиды азота (NOx) - самый токсичный газ из отработавших газов. В отработавших газах двигателей 90-99% всего количества оксидов азота составляет NO. Однако уже в системе выпуска и далее в атмосфере происходит окисление N0 - NO2. NO2 - газ красновато-бурого цвета, в малых концентрациях не имеет запаха, хорошо растворяется в воде с образованием кислот.раздражающе действует на слизистые оболочки глаз, носа, остается в легких в виде азотной и азотистых кислот, получаемых в результате их взаимодействия с влагой верхних дыхательных путей.
Оксиды азота способствуют разрушению озонового слоя. Считается, что токсичность NOx больше в 10 раз, чем СО. Норма NOx в воздухе -0,1мг/мЗ.
Выброс NOx с отработавшими газами зависит от температуры среды. Чем больше нагрузка двигателя, тем выше температура в камере сгорания, и, соответственно увеличивается выброс NOx.
Кроме того, температура в камере сгорания зависит от состава смеси. Слишком обедненная или обогащенная смесь при сгорании выделяет меньшее количество теплоты, процесс сгорания замедляется и сопровождается большими потерями теплоты в системе, т.е. в таких условиях выделяется меньшее количество NOx, а выбросы растут, когда состав смеси близок к стехиометрическому (1кг. топлива к 15кг. воздуха).
Углеводороды (СхНу) - этан, метан, бензол, ацетилен и др. (около 200 различных типов).
В дизельных двигателях СхНу образуется в камере сгорания из-за гетерогенной смеси, т.е. пламя гаснет в очень богатой смеси, где не хватает воздуха за счет неправильной турбулентности, низкой температуры, плохого распыления.
Двигатель выбрасывает большое количество углеводородов, когда работает в режиме холостого хода, за счет плохой турбулентности и уменьшения скорости сгорания. СхНу действует раздражающе на органы зрения, обоняния и очень вредны для окружающей среды. Углеводороды от паров бензина также токсичны.
Углеводородные соединения. Наиболее активную роль в образовании смога играют олефины. Вступая в реакции с оксидами азота под воздействием солнечного облучения, они образуют озон и другие
Фотооксиданты - биологически активные вещества, вызывающие раздражение глаз, горла, носа у людей, нанося также ущерб флоре и фауне.
Дым - непрозрачный
газ. Может быть белым, синим, черным.
Цвет зависит от состояния отработавших
газов. Белый и синий дым - это
смесь капли топлива с
Сажа - бесформенное тело без кристаллической решетки. В отработавших газах дизельных двигателей сажа состоит из неопределенных частиц размерами 0,3-100мкм.
Причина образования сажи заключается в том, что энергетические условия в цилиндре дизельного двигателя оказываются достаточными, для того чтобы молекула топлива разрушилась полностью. Более легкие атомы водорода диффундируют в богатый кислородом слой, вступают с ним в реакцию и как бы изолируют углеводородные атомы от контакта с кислородом.
Образование сажи зависит от температуры, давления в камере сгорания, типа топлива, состава топливно-воздушной смеси.
Существуют другие факторы образования сажи - зоны обогащенной смеси и зоны контакта топлива с холодной стенкой, а также неправильная турбуленция смеси.
При вдыхании сажи ее частицы вызывают негативные изменения в системе дыхательных органов человека. Если относительно крупные частицы сажи размером 2-10мкм. легко выводятся из организма, то мелкие, размером 0,5-2мкм., задерживаются в легких, дыхательных путях, вызывают аллергию. Как и любая аэрозоль, сажа загрязняет воздух, ухудшает видимость на дорогах, но, самое главное, на саже адсорбируются ароматические углеводороды, в том числе канцерогенный бенз(а)пирен, токсичные свойства которого хорошо известны.
Норма сажи в отработавших газах составляет 0,8г/мЗ. Скорость сжигания сажи зависит от размера частиц (при размере частиц меньше 0,01мкм сажа сжигается полностью).
Оксиды свинца (РЬО) возникают в отработавших газах карбюраторных двигателей, когда используется этилированный бензин для повышения октанового числа и уменьшения детонации, т.е. быстрого, взрывного сгорания отдельных участков рабочей смеси в цилиндрах двигателя со скоростью распространения пламени до 3000м/с, сопровождающегося значительным повышением давления газов. РЬО выбрасывается с отработавшими газами в виде аэрозолей в соединении с бромом, фосфором, хромом. Аэрозоли попадая в организм при дыхании, через кожу и с пищей, вызывают отравление, приводящее к нарушению функций органов пищеварения, нервно-мышечных систем, мозга. Свинец плохо выводится из организма и может накапливаться в нем до опасных концентраций.
Сернистый ангидрид (SO2) - бесцветный, с острым запахом газ. Раздражающее действие на верхние дыхательные пути объясняется поглощением SO2 влажной поверхностью слизистых оболочек и образованием в них кислот. Этот газ вызывает раздражение глаз, кашель, нарушает белковый обмен и ферментативные процессы. SO2 и H2S также очень опасны для растительности.образуется во время работы двигателя из топлива, получаемого из сернистой нефти.
Альдегиды (RxCHO). В отработавших газах присутствуют в основном формальдегид и акролеин (СгНзСНО).
Формальдегид - бесцветный газ с резким и неприятным запахом, раздражает глаза и верхние дыхательные пути, поражает центральную нервную систему, печень, почки. Акролеин также обладает сильным раздражающим действием.
Альдегиды образуются при сжигании топлива при низких температурах, при обедненной смеси, из-за окисления тонкого слоя масла в стенке цилиндра. Именно эти газы определяют запах отработавших газов.
.2 Характеристика
атмосферного воздуха и
Атмосфера - это воздушная оболочка земного шара. Вертикальная протяженность ее достигает примерно 20000км. Верхняя граница атмосферы условна, следы воздуха обнаруживаются и на значительно большей высоте (30000-35000км.). Около 95% всей массы атмосферы содержится в слое до 20000км., а приблизительно 50% в слое до 5км.

- Экологическая направленность уроков трудового обучения в младших классах специальной (коррекционной) школы 8 вида
- Экологическая обстановка
- Экологическая ситуация в моем городе
- Экологическая ситуация в России
- Экологическая ситуация в России (2)
- Экологические аспекты деятельности промышленного предприятия
- Экологические права
- Эволюция образа рождества в литературе
- Эволюция образа рождества в литературе
- Эволюция политической системы Киевской Руси
- Эволюция политической системы Римской Республики конца 2-1 вв. до н.э.
- Эволюция психологизма Пушкина
- Эзра Паунд и Ива Тогури: сравнительная характеристика радиопропагандистской деятельности в годы Второй мировой войны
- Эклогический туризм