Болат мырзалиев
жүктеу/скачать 14,41 Mb. Pdf көрінісі
|
Наука и жизнь Казахстана 4 6 2020
| ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
В настоящее время снижение загрязнения атмосферы воздуха токсичными веществами, выделенными из автомобильного транспорта, является одной из важнейших проблем челове- чества. Рост и интенсивная урбанизация автомо- бильного транспортного мегаполиса являются самым неблагоприятным экологическим эффек- том в сохранении природной среды города и здоровья человека. Таким образом, автомобиль является конкурентом в жизни человека. За пос- леднее десятилетие мы убедились, в том, что од- ним из источников ухудшения качества нашей жизни является загрязнение атмосферного воз- духа, является автомобиль [Balakayeva G.T., 2018]. Автомобиль, поглотив кислород, необходимый для жизни, наносит вред людям, интенсивно загрязняя воздух токсичными компонентами. Доля загрязненной окружающей атмосферы составляет примерно 60% [Балакаева Г.Т., 2017]. На первом месте занимает оксид углерода, обозначенный автомобильным знаком в табли- це основных загрязнителей слоя воздуха, разра- ботанной организацией Объединенных Наций. Если 300-350 человек превращает кислород в углекислый газ, то автомобиль, движущийся со скоростью 80-90 км/ч, превращает в такое же количество. Но проблема не только в углекисло- те. Годовой выпуск газа одного автомобиля – это оксид углерода 800кг, оксид азота 40кг и различ- ные углеводороды более 200кг. Уровень озеленения магистралей и магистра- лей зависит от интенсивности движения автомо- билей, ширины и рельефа улиц, скорости ветра, доли автобусного и грузового транспорта и дру- гих факторов [Упушев Е.М., 2002]. При интенсив- ности движения 500 транспортных единиц в час на расстоянии 30-40 метров от автомагистрали в открытой зоне содержание оксида углерода снижается в 3 раза и достигается нормой. Расп- ространение автомобильных выбросов на узких улицах очень сложно. В результате все жители города подвергаются вредным воздействиям из-за загрязнения воздуха. Загрязнение окружающей среды выхлопны- ми газами автотранспорта. В выхлопных газах очень опасен оксид уг- лерода. В атмосфере воздуха, в зависимости от повышенной токсичности, его допустимые раз- меры не должны превышать 1мг/м3 [Воробьев А.Е., 2007]. В связи с наступлением пожароопас- ного периода, в целях предупреждения лесных и степных пожаров, сотрудниками Управления по чрезвычайным ситуациям г. Семей совместно с сотрудниками УЧС г.Семей проводятся профи- лактические мероприятия по предупреждению пожаров. В одноместном гараже смертельное количество оксида углерода образуется в тече- ние 2-3 минут после включения стартера. В хо- лодное время года водители, не имеющие опы- та по ночевке к краю дороги, иногда запускают двигатель для обогрева машины. Такая ночевка может быть последней из-за проникновения ок- сида углерода в кабину. Азотная кислота токсич- на для человека, а также оказывает раздражаю- щее действие. Наиболее опасным содержанием выхлопного газа является концерогенные угле- водороды, которые чаще всего наблюдаются на пересечении светофора (до 6,4 мкг/м3 он в 3 раза больше, чем в середине квартала). При применении этилированного бензина двигатель автомобиля выпускает свинцовую смесь. Свинец опасен тем, как он накоплен в среде СЗЗ, так и в организме человека. В мегаполисе эксплуатируется 360 – 600 тысяч автомобилей в год. Из общего объема выбросов загрязняющих веществ, вред от ав- томобиля составляет 80%. Из 100 задержанных автомобилей 80 выявлено, что токсичность газа выше нормы в 3-5 раз. Каждый день около 50 тысяч автомобилей с разных населений, одна машина с выбросом 8 – 10 м 3 /в час угарного газа и загрязняет воздух города на 85%. Если транс- порт будет увеличиваться тем же темпом, то заг- рязнение воздуха будет оказывать вредное воз- действие на окружающую среду и человека. Ав- томобиль – это средство транспортировки. Как известно, вред наносит как окружающей среде, так и организму человека. Можно представить себе, какого вреда может нанести выброс вред- ных веществ, если от одной машины выхлопных отходов 8-10 м3 газа/в час, рассчитайте, сколько угарного газа выйдет от 550 тысяч машин. В ито- ге, каждый житель города в среднем за год пог- лощает 150 килограмм вредного остатка. Это не 256 ҚАЗА ҚСТАННЫ Ң ҒЫЛЫМЫ МЕН Ө М ІР І • НАУКА И ЖИЗНЬ КАЗАХСТАНА • SCIENCE AND LIFE OF KA ZAKHST AN просто пыль в воздухе, это пыль содержит диок- син, который ослабляет иммунитет в организме человека. На сегодняшний день врачи сильно обеспокоены тем, что от диоксина страдают жи- тели города. Одним из благополучных решений от вредных отходов представляется как перевод всех видов автотранспорта на природный газ. Газ – это чисто и дешево, чем бензин. А также, для уменьшения влияния вредонос- ных загрязнений, можно установить специаль- ные катализаторы от выбросов. В определенной среде мы называем загрязнением наличие новых физических, химических и биологических ве- ществ, не характерных для этого места, или на- личие этих веществ выше среднемноголетнего естественного уровня. Загрязнение атмосферы может происходить в естественном (извержение вулканов, лесные пожары, пылевые вихрения, разлив) и антропогенном (промышленности, теп- лоэнергетики, сельского хозяйства) состоянии. Естественное загрязнение атмосферы свя- зано с извержением вулкана (на земном шаре находится несколько тысяч вулканов, из них бо- лее 500 активных), размывом горных пород, на- личием пылевых ураганов, подъемом морских солей в небо ветром (при грозе) и осушением капель водорастворимых в воздухе, процесса- ми гниения павших организмов. К природным загрязнителям атмосферы относятся аэроп- ланктоны [Э. В. Гирусова., 2002], т. е. бактерии, вызывающие различные заболевания, грибные споры, пыль некоторых растений, а также кос- мическая пыль. Космическая пыль образуется из остатков метеоритов, горючих в атмосфере. В секундной атмосфере с большой скоростью (от 11 до 64 км/сек) около 200 млн метеоритов проходят через слой воздуха, и на высоте 60-70 км многие уже загорелись. По словам ученых, в сутки на поверхность земли поступает 1018 не- больших метеоритов. В индустриально развитых странах основ- ными источниками загрязнения атмосферы яв- ляются автомобили, другие виды транспорта и производственные предприятия [Луканин В.Н., 2001]. По данным исследования ежегодно на атмосферу от антропогенного воздействия вы- деляется 25,5 млрд. долл. выделяется около 190 млн тонн оксида углерода, 190 млн тонн окси- да серы, 65 млн тонн оксида азота, 1,4 млн тонн хлористого и фтористого углерода (фреонов), органических соединений углеводородов, свин- ца, а также канцерогенных веществ, вызываю- щих злокачественное новообразование. Самый чистый воздух на поверхности океана. В сельс- кой местности содержание пылевых примесей в воздухе в 10 раз больше, чем в океане, в 35 раз больше, чем в небольших городах. А над боль- шими городами можно наблюдать черный ту- ман. Здесь пылевые примеси больше чем в 200 раз больше, чем в океане. Грязный воздух длится в крупных городах до высоты 1,5-2 км. Это гряз- ный туман летом составляет 20% от солнечного света, а в зимний день-то и так мало солнечных лучей. Каждый автомобиль поглощает 4 тонны воздуха в год, выделяет в атмосферу 800 кг ок- сида углерода, 40 кг оксида азота и около 200 кг различных углеводородов. Газы, выделяемые из автомобилей, – это сме- си до 200 веществ. Здесь будут полностью и час- тично горелые продукты топлива-углеводороды. При простом обращении транспортного мотора, при получении скорости и при нахождении в за- торе, в окружающую среду выделяется большое количество углеводородов. В таком случае топ- ливо полностью не загорается, а грязный воздух выделяется в 10 раз больше. При нормальном содержании газа, выделяемого из двигателя, С02 – 2,7%, при снижении скорости-С02 – 3,9%, а при двигателе-6,9%. II валентный, IV валентный С02 более тяжелый, чем воздух, собирается ближе к поверхности Земли. Поэтому ребенок, сидящий на тротуаре, колыбели-коляске, проглотит С02 больше матери. Одним из негативных воздейст- вий на организм человека является свинец и его неорганические формы, которые часто встре- чаются в Газе, выделяемом из транспорта. По мере увеличения содержания свинца в воздухе его содержание увеличивается и в кро- ви человека. В результате ухудшается насыще- ние крови кислородом, снижается активность ферментов [Безуглая Э.Ю., 1973]. А это, в свою очередь, приводит к нарушению процесса об- мена веществ. Кроме того, в СО II валентным сочетанием с гемоглобином в крови затрудняет подачу кислорода в другие органы. Газы, отде- ленные от транспорта, содержат также сильные, раздражающие альдегиды (акролен, формаль- дегид) с сильным запахом. Кроме того, выде- ленные грязные газы содержат углеводороды, не разложенные из-за неполного горения топ- лива. В основном это гексан и пентан, которые относятся к числу этилена. Из-за полного восп- ламенения топлива часть углеводородов прев- ращается в черный загон, содержащий смолис- тые вещества. Если мотор автомобиля работает слабо, чем больше будет размер выделяемой смолистой и черного сажи. В таком случае сзади машины попадает черный дым. Из-за горения тетраэтилсвинца, добавляемого в бензин, выделяется и неорганический свинец. 1 литр бензина содержит 1 гр тетра этил защиты. В состав бензина включаются этилозащитный анти- детонатор. Свинцовые соединения, выделенные при горении тетра этил защиты, распределяются в атмосферу всей планеты. За последние 100 лет количество свинца на ледниках Гренландия уве- личилось в 5 раз, а количество растворенных в воде соединений за последние 20 лет в океане в 10 раз. 86% свинца, выделяющегося в атмосферу, выделяется из автомобилей. 257 ҚАЗА ҚСТАННЫ Ң ҒЫЛЫМЫ МЕН Ө М ІР І • НАУКА И ЖИЗНЬ КАЗАХСТАНА • SCIENCE AND LIFE OF KA ZAKHST AN В аэропортах при посадке и полете самоле- тов наиболее выделяется загрязняющие газы. Например, количество вредных веществ, выде- ленных при взлете самолета «Боинг«, равно ко- личеству вредных веществ, вызванных одновре- менно из 6850 автомобилей» Фольксваген». 20% загрязнения атмосферы города прихо- дится на частный сектор и теплоэнергетические системы, 80% – на автомобили. Количество угле- водородов, оставшихся без горения в окружаю- щую среду, и продуктов из-за их полного восп- ламенения, значительно больше, чем дизельные автомобили на бензинах. Снижение негативного воздействия автот- ранспорта на окружающую среду – важнейшее условие создания устойчивого общества. Поэто- му в настоящее время разработаны модели ав- томобилей с малым расходом топлива, заменят бензин на сжиженный газ, вместо бензина ис- пользуют кормовые растительные масла (свек- ла, кукуруза). Основной причиной загрязнения воздуха яв- ляется полное и равномерное горение топлива. Только 15% из них расходуются на автомобиль- ное движение, а 85% летают в воздух. Кроме того, камера сгорания автомобильно- го двигателя – это самостоятельный химичес- кий реактор, который синтезирует токсичные вещества и выводит его в атмосферу. Даже в атмосфере азот поступает в камеру сгорания, превращается в токсичную азотную кислоту. Газ из двигателя внутреннего сгорания сос- тоит из более 170 вредных компонентов, из них около 160 углеводородных производных, кото- рые являются основными причинами неполного горения топлива в двигателе. Наличие вредных веществ в отходящих газах в конечном итоге обусловлено типом и состоянием топлива. Исходящий газ образует продукт из механи- ческих частей автомобиля, а поверхность до- роги – часть выбросов атмосферы в антропо- генных образованиях. Больше изучены автомо- бильные двигатели и расходы Картера. В состав этих выбросов входят такие вредные компонен- ты, как оксид углерода, углеводороды, азотная и серная кислоты, твердые частицы, кроме азота, кислорода, углекислого газа и воды. Состав сгоревшего газа зависит от вида ис- пользуемого топлива, масла, режима работы двигателя, его технического состояния и др. Токсичность газа, выделенного из карбюра- торного двигателя, обусловлена тем, что оксид углерода состоит из азотной кислоты, а дизель- ного двигателя – из азотной кислоты и головки. В состав вредных компонентов входят твер- дые выбросы, состоящие из свинца и головки, адсорбирующие циклические углеводороды в поверхностном слое (некоторые из которых об- ладают концертогенными свойствами). Закономерность распространения твердых выбросов в атмосферу отличается от законо- мерности распространения газообразных про- дуктов. Крупные частицы (диаметром свыше 1 мм) в конце концов начинают увеличиваться на поверхности почвы и растений, располагая близко к центру эмиссии. Малые частицы (диа- метром менее 1 мм) распределяются на боль- шие расстояния с массой образующих пыль воз- духа. На концентрацию загрязнения со скоростью распространения оказывают значительное влияние температурная инверсия в отдельных регионах города. В основном, в жаркую погоду (75%)или на медленном ветре (от 1 до 4 м/с) в северо-европейской части России, Сибири ха- рактерный инверсионный слой служит экраном, на котором выделяется факел вредных веществ в землю, в результате которого количество их заселения в землю увеличивается в несколько раз. Значительным исследованием в составе твердых выбросов автомобиля является свин- цовое соединение из металлического соедине- ния. Это свинцовое соединение обусловлено вредным воздействием на организм человека и организм животных с водой, воздухом, едой. Дневное проникновение свинца до 50% в зна- чительной степени проникает через воздух, об- разующий газ из автомобиля. Моделирование очистки выхлопных газов. Одним из методов исследования атмосфер- ных процессов, описывающих перенос и диф- фузию примесей в атмосфере, являются мате- матическое и численное моделирование. В этом случае возможно два подхода. Первый – это решение «прямых» задач, когда по известным характеристикам источников примеси требует- ся найти поле её концентрации. Второй – ре- шение «обратных» задач, когда по информации о концентрации примеси, измеренной в ряде контрольных точек, требуется найти тип, коор- динаты и мощность её источников. Наиболее универсальными моделями для получения ко- личественных и качественных картин распрост- ранения загрязнений в атмосфере являются по- луэмпирические модели. жүктеу/скачать 14,41 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|