ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПЕРЕДВИЖНЫМИ ТРАНСПОРТНЫМИ СРЕДСТВАМИ

Д.Д.Сагирова, В.С. Пигильдина, С.В. Гридин

Донецкий национальный технический университет

Тезисы доклада на VІІI Международную научную конференцию аспирантов и студентов «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов»

Наибольшее влияние на уровень загрязнения окружающей среды оказывает величина выбросов энергетических установок, работающих на углеводородном топливе (бензин, керосин, дизельное топливо, мазут, уголь, природный газ и другие).

Основными источниками загрязнения атмосферы являются транспортные средства с двигателями внутреннего сгорания (ДВС). Основные компоненты, выбрасываемые в атмосферу при сжигании различных видов топлива в двигателях всех видов, - нетоксичные диоксид углерода СО₂ и водяной пар Н₂О. Однако кроме них в атмосферу выбрасываются и вредные вещества, такие как оксид углерода, оксиды серы, азота, соединения свинца, сажа, углеводороды, в том числе канцерогенный бензапирен С₂₀Н₁₂, несгоревшие частицы топлива и т.п. В наиболее значительном количестве образуются выбросы соединений свинца; при интенсивностях движения более 30000 - 40000 автомобилей/сутки существенное воздействие могут оказывать выбросы кадмия и цинка.

Токсическими выбросами ДВС являются отработавшие и картерные газы, пары топлива из карбюратора и топливного бака. Основная доля токсических примесей поступает в атмосферу с отработавшими газами ДВС. С картерными газами и парами топлива в атмосферу поступает ~45% С_nH_n от их общего выброса. Исследования состава отработавших газов ДВС показывают, что в них содержится несколько десятков компонентов, основные из которых приведены в таблице 1. Диоксид серы образуется в отработавших газах в том случае, когда сера содержится в исходном топливе (дизельное топливо).

Анализ данных, приведенных в таблице 1, показывает, что наибольшей токсичностью обладает выхлоп карбюраторных ДВС за счет большего выброса СО, No_x, C_nH_m 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.

Количество вредных веществ, поступающих в атмосферу в составе отработавших газов, зависит от общего технического состояния автомобилей и особенно от двигателя– источника наибольшего загрязнения. Так, при нарушении регулировки карбюратора выбросы СО увеличиваются в 4 – 5 раз.

Применение этилированного бензина, имеющего в своем составе соединения свинца, вызывает загрязнение атмосферного воздуха весьма токсичными соединениями

свинца. Один грузовой автомобиль средней грузоподъемности выделяет 2,5 – 3 кг свинца в год. Соединения свинца в настоящее время употребляются в качестве антидетонирующей добавки в этилированном бензине марки А-76 в количестве 0,17 г/кг и для А-93 в количестве 0,37 г/кг. 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

Оценку загрязнения придорожных земель выбросами свинца автомобилями следует вести на основе определенного расчетным путем уровня загрязнения

поверхностного слоя почвы.

Таблица 1 – Содержание компонентов различных веществ в отработавших газах ДВС

Компоненты	Содержание компонента, об. доли, %		Примечание
	Карбюраторные ДВС	Дизельные ДВС
N2 O2 H2O (пары) CO2 H2 CO NOx CnHm Альдегиды Сажа Бензапирен	74 – 77 0,3 – 8 3,0 – 5,5 5,0 - 12,0 0 - 5,0 0,5 - 12,0 До 0,8 0,2 - 3,0 До 0,2 мг/л 0-0,04 г/м^3 10-20 мкг/м^3	76 – 78 2-18 0,5-4,0 1,0-10,0 - 0,01-0,50 0,0002-0,5 0,009-0,5 0,001-0,09 мг/л 0,01-1,1 г/м^3 до 10 мкг/м^3	Нетоксичен Токсичен

Уровень загрязнения свинцом поверхностного слоя почвы на различном расстоянии от края проезжей части автодороги определяется по формуле:

Р_п

Р_с = ------,

h ·ρ

где Р_с - уровень загрязнения поверхностного слоя почвы свинцом, мг/кг;

Р_п - величина отложения свинца на поверхности земли, мг/м²

h - толщина почвенного слоя, в котором распределяются выбросы свинца, м. Принимается на пахотных землях равной глубине вспашки (0,2 - 0,3 м), на остальных видах угодий (в т.ч. целине) - 0,1 м.

ρ - плотность почвы, кг/м³;

Величина Р_п определяется по формуле:

Р_п = 0,4· К₁· U_v · Т_p ·Р_э + F,

где К₁ - коэффициент, учитывающий расстояние от края проезжей части, принимается по таблице 2;

U_v - коэффициент, зависящий от силы и направления ветров, принимается равным отношению площади розы ветров со стороны дороги, противоположной рассматриваемой зоне, к общей ее площади;

Т_p - расчетный срок эксплуатации дороги в сутках, принимается равным 7300 суток, что соответствует двадцатилетнему перспективному сроку;

F - фоновое загрязнение поверхности земли, мг/м²;

Р_э - мощность эмиссии свинца при данной среднесуточной интенсивности движения, средней за расчетный период, мг/(м·сут).

Таблица 2 – Зависимость величины К1 от расстояния от края проезжей части

Расстояние от края проезжей части, м	Величина К1
30	0,06
50	0,03
100	0,005

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