Розділ 2. Організація виконання ТО І ПР автомобілів. Тема 2.7 Охорона навколишнього природного середовища від шкідливого впливу автотранспортних засобів

Тема 2.7 Охорона навколишнього природного середовища від шкідливого впливу автотранспортних засобів.

2.7.1 Основні чинники забруднення навколишнього середовища.

2.7.2 Екологічні вимоги до автомобіля.

2.7.3 Стандарти "Євро".

2.7.4 Каталітичні нейтралізатори.

2.7.5 Нормування токсичних викидів автомобілів.

2.7.6 Заходи щодо зниження шуму від автомобіля.

Самостійно:

2.7.7 Очищення води i повторне iї використання

Мета заняття:

Ознайомитись з впливом автомобіля на навколишне середовище, екологічними вимоги до автомобілів, заходами що до зниження шуму від автомобіля, способами очищення води.

2.7.1 Основні чинники забруднення навколишнього середовища.

За даними вітчизняних і закордонних досліджень, транспортно-дорожній комплекс (ТДК), до складу якого входять автомобілі, літаки, тепловози, судна, сільгоспмашини й дорожня техніка, один з основних забруднювачів атмосфери. При цьому внесок автомобілів у забруднення довкілля становить близько 70%, залізничного транспорту — 25%, дорожньо-будівельних машин — 1,4%, авіації — 2% і суден — 1%. Автотранспорт, що використовує етилований бензин, — основне джерело свинцевого забруднення атмосфери.

В основі процесів, які приводять автомобіль у рух, лежить горіння палива, що неможливе без кисню. У середньому сучасний автомобіль для спалювання 1 кг бензину (приблизно 10—15-кілометровий пробіг машини) використовує близько 15 кг повітря, або близько 2500 л кисню, — більше за обсяг, який вдихає людина протягом доби. Якщо врахувати, що середній річний пробіг автомобіля становить 10 000 км, то він щороку поглинає з атмосфери 2,5 млн. л, або близько 4 т кисню. Помножимо тепер ці цифри на кількість автомобілів у світі!

Забруднення довкілля автомобільними викидами відбувається не лише від вихлопних газів, а й від випарів самого пального з паливної системи автомобіля, витікання пального через негерметичність тощо. З поплавкової камери карбюратора 40—60 грамів пального випарується протягом двох-трьох днів, якщо автомобіль просто стоїть на стоянці. Якщо уявити, що з 200 млн. автомобілів США або 40 млн. у ФРН щодня випаровується 1 г

пального (насправді ж одним грамом справа не обмежується), то, відповідно, в атмосферу цих країн щороку потрапляє 200 і 40 тонн випарів моторного пального.

Вплив вихлопних газів на людський організм.

Окис вуглецю (чадний газ) утворюється в результаті неповного згоряння вуглецю в пальному. При вдиханні він зв’язується з гемоглобіном крові, витісняючи з неї кисень, у результаті чого настає кисневе голодування. Висока концентрація оксиду вуглецю навіть при короткочасному впливі може призвести до смерті; невеликі дози викликають запаморочення,

головний біль, відчуття втоми і вповільнення реакції у водія. В одномісному гаражі смертельна концентрація СО виникає вже через дві- три хвилини після вмикання стартера.

Холодної пори року, зупинившись на нічліг на узбіччі, водії іноді вмикають двигун для обігріву салону. Через потрапляння оксиду вуглецю в кабіну такий нічліг може виявитися останнім.

Токсичні й вуглеводні CnHm — незгорілі хімічні складники палива. Викиди цих речовин на перехрестях і біля світлофорів у кілька разів більші, ніж при русі на магістралі. Це причина багатьох хронічних захворювань.

Найнебезпечнішим вважається бензапірен, у якого вкрай активні канцерогенні властивості.

Оксиди азоту NOx утворюються при згорянні будь-яких видів палива — природного газу, вугілля, бензину чи мазуту. Найбільш небезпечний діоксид азоту NО2, який при наявності водяної пари утворює азотисту й азотну кислоти. Надходячи у верхні шари атмосфери, діоксид азоту сприяє появі кислотовмісних хмар і кислотних опадів. За критичної його концентрації, наприклад, у закритих приміщеннях (гаражах), виникає набряк легенів, що призводить до смерті. Вплив окислів азоту не можна послабити жодними нейтралізуючими засобами. У поєднанні з вуглеводнями вони утворюють токсичні нітроолефіни.

Однак, окрім вищезгаданих нормувальних компонентів, у відпрацьованих газах є й інші токсичні складові: діоксид вуглецю СО2 (вуглекислий газ), сірчистий газ SO2, альдегіди, сажа, свинцеві сполуки. Небезпека отруєння сполуками свинцю ускладнюється тим, що вони, як і канцерогенні речовини, не видаляються з організму, а затримуються в ньому до небезпечних концентрацій. Поблизу автомагістралей свинець накопичується в грунті і

рослинах. Техногенні свинцеві аномалії грунту фіксуються на відстані до 100 метрів від автомобільних магістралей, при цьому свинець не нейтралізується в грунтах через його слабку здатність до міграції. Встановлено: чимало поширених культурних рослин (пшениця, ячмінь, картопля, морква) можуть містити підвищені концентрації свинцю, що перевищують МДК у 5—10 разів. Рухаючись ланками трофічних ланцюгів, свинець потрапляє в організм людини і викликає захворювання. Емісія випарів свинцю вкрай негативно впливає на здоров’я людей. Проведені у США дослідження засвідчили, що в урбанізованих районах (до заборони етилованого бензину) із високим рівнем концентрації відпрацьованих газів чітко простежувалося зниження рівня

коефіцієнту інтелекту дітей. І причина цього — випари свинцю.

Фотохімічний смог — таку назву отримали «сухі» тумани, які містять дуже токсичні вторинні забруднювачі, що утворюються в результаті фотохімічних реакцій за сухої ясної безвітряної погоди. При фотохімічному смогу в людей запалюються очі, слизуваті оболонки носа й горла, з’являються симптоми ядухи, загострюються легеневі й нервові захворювання, бронхіальна астма. Ушкоджуються й рослини — нижня поверхня листя набуває бронзового відтінку, верхня стає плямистою, після чого швидко в’яне. Смог викликає корозію металів, руйнує фарби, гумові й синтетичні вироби, псує одяг.

В «автомобілізованих» країнах, таких як США, Японія, Німеччина, Англія, Швеція, Франція, заборонено застосовувати етилований бензин, що зняло проблему свинцевого отруєння атмосфери.

2.7.2 Екологічні вимоги до автомобіля.

Екологічні вимоги до автомобіля і його двигуна є в даний час пріоритетними.Екологічна чистота вихлопу закладається в конструкцію двигуна і автомобіля в цілому ще при проектуванні. Далі в експлуатації характеристики токсичності повинні залишатися стабільними. Регулювання токсичності у двигунів сучасних автомобілів в більшості випадків або не потрібний або сильно обмежена. В той же час у двигунів автомобілів минулих років випуску, особливо з карбюраторами, токсичність вихлопу безпосередньо пов'язана з технічним станом системи живлення і запалення і їх регулюванням. Тому в даний час ремонт двигуна, який би складний він не був, не може вважатися кваліфікованим і якісним, якщо токсичність вихлопу двигуна після ремонту перевищує встановлені допустимі межі.

Угода про ухвалення одноманітних умов офіційного твердження і про взаємне визнання офіційного затвердження предметів устаткування і частин механічних транспортних засобів (відоме також як Угода про стандартизацію транспортних засобів або Женевська угода) було прийнято 20 березня 1958 року в Женеві. В рамках Угоди було прийнято більше 100 ухвал Європейської економічної комісії ООН (Правил ЕЕК ООН), що

забезпечують безпеку дорожнього руху і захист навколишнього середовища.

Країни, що приєдналися до Угоди, використовують Правіла ЕЕК при сертифікаційних випробуваннях дорожніх транспортних засобів. Кожна сторона має право прийняти всі правила або частину їх, про що вона за встановленою процедурою повідомляє ЕЕК ООН за рік до припинення використання того або іншого правила, направляючи повідомлення на ім’я Генерального секретаря ООН.

2.7.3 Стандарти "Євро".

Серед правил ЕЕК і так звані Європейські стандарти на забруднення, вироблювані автомобільним транспортом. Згідно цим правилам і поправкам до них визначають декілька типів стандартів "Евро" (Euro), які відрізняються граничними значеннями забруднюючих речовин, вироблюваних автомобільним транспортом.

Європейські екологічні стандарти (норми "Євро") регламентують вміст оксидів азоту, чадного газу і твердих частинок. Вміст у вихлопі вуглекислого газу не обмовляється, протее Єврокомісія пропонує ввести з 2012 року норму в 120 г/км.. Розрізняються норми для дизельних і бензинових моторів, а також для легкових, легких комерційних автомобілів різної маси, вантажівок і автобусів.

Стандарт "Євро–1" передбачає выброс бензиновим двигуном оксиду вуглецю (С) не більше 2,72 г/км., вуглеводнів (СН) – не більше 0,72 г/км., оксидів азоту (NO) – не більше 0,27 г/км.. "Євро–1" діяв в Європі з 1992 року, а в 1995 році його змінив жорсткіший –"Євро–2".

У стандарті "Євро–2" були посилені майже в 3 рази норми за вмістом у вихлопі вуглеводнів, вони сталі рівні 0,29 г/км.. У липні 2006 р. Україна перейшла на "Євро-2"

Стандарт "Євро–3" – це зниження рівня викидів в порівнянні з "Євро–2" на 30–40 %. У"Євро–3" передбачається максимальний викид С в кількості 0,64 г на кілометр пробігу для легкових автомобілів.

За даними фахівців, "Євро–3" дозволить знизить рівень "брудних" викидів в порівнянні з "Євро–2" на 20 %. Стандарт "Євро–3" введений в Евросоюзі в 1999 році..

Стандарт "Євро–4" більш рівня "Евро–3" на 65 – 70%. Він був введений в Євросоюзі в 2005 році. Стандарт "Євро–4" дозволяє понизити викид в атмосферу шкідливих речовин на 40 % в порівнянні із стандартом "Євро–3". Стандарт "Євро–4" передбачає зниження викидів С в порівнянні з "Євро–3", а вуглеводнів – в 2 рази.

"Євро–4" зменшує вміст окису азоту у вихлопі на 30%, а твердих частин – на 80%, вміст сірки на 0,005%, ароматичних вуглеводнів на 35%, бензолу на 1%.

Стандарт "Євро–5" для бензинових двигунів зниження окислів азоту і вуглеводнів на 25%, а для дизельних – зниження на 80% викидів сажі і на 20% - окислів азоту. "Євро–5" також передбачає зменшення викиду твердих частиць у вихлопних газах з нинішніх 25мг/км ("Євро–4") до 5 міліграма/км.. Це стосується перш за все дизелів. Вміст чадного газу у вихлопі дизелів повинен скоротитися на 20%, а у бензинових двигунів – на 25%. Крім того, зменшені терміни експлуатації каталізаторів і встановлені терміни

експлуатації для фільтрів саж.

Стандарт "Євро–5" введений в 27 країнах ЄС 1 вересня 2009 року.

З 1 січня 2008 року в Україні почали діяти національні стандарти "Бензини автомобільні підвищеної якості" і "Дизельне паливо підвищеної якості", відповідають вимогам Євро-3 і Євро-4. При цьому до 2011 року нові стандарти діятимуть паралельно із старими. Це пояснюється необхідністю модернізації ряду нафтопереробних заводів, які на сьогодні поки не здатні випускати нафтопродукти такої якості. Паливо стандартів Євро-3 і

Євро-4 випускає тільки Лісичанський НПЗ (ВАТ "Ліник", Луганська область). Зокрема, дизпаливо стандарту Євро-4 складає близько 50% від загального об'єму виробництва данного виду палива на заводі. Планується, що Одеський НПЗ почне випуск палива по нових стандартах на початку 2008 року. Решті підприємств потрібно побудувати або модернізувати

установки гідроочищення дизельного палива і побудувати блоки ізомеризації. Всього в Україні зараз 6 НПЗ: Лісичанський НПЗ, "Укртатнафта" (Кременчук, Полтавська область), Херсонський НПЗ, Одеський НПЗ, "Галичина" (Дрогобич, Львівська область), "Нафтохімік Прикарпаття" (Надвірна, івано-франківська область).

2.7.4 Каталітичні нейтралізатори.

Основна частка шкідливих речовин, що містяться у відпрацьованих газах двигунів і забруднюють навколишнє середовище, складається з окислу вуглецю С, оксидів азоту NOx, вуглеводнів CnHm (або просто СН). а також вуглецю С (сажі) у дизелів. З перерахованих речовин С, СН є продуктами неповного згорання палива. Кількість NOx у вихлопних газах зв'язана, в основному, з високою температурою згорання. Оксиди азоту утворюються в двигуні при взаємодії кисню і азоту, що містяться в повітрі. Чим вища температура згорання, тим більше утворюється NOx. На температуру згорання впливають конструктивні чинники (наприклад, ступінь стиснення) і режим роботи двигуна (склад суміші, навантаження). У бензинового двигуна найбільший вплив на утворення шкідливих речовин надає склад суміші.

Рис. 1 - Система випуску с двома каталізаторами

Зменшення кількості і зміна якісного складу шкідливих речовин, що викидаються в навколишнє середовище з відпрацьованими газами, досягається цілим комплексом заходів. Серед них слід зазначити ряд конструктивних розробок - спеціальні конструкції камер згорання для роботи на бідних сумішах, зокрема з різними типами форкамер, рециркуляція

відпрацьованих газів, тобто подача їх частини на вхід в двигун, системи регулювання фаз газорозподіли, що зменшують перекриття клапанів на знижених режимах і так далі. Проте навіть при використанні в конструкції двигунів всіх самих передових рішень відповісти нормам токсичності, встановленим, наприклад, в США, Японії і країнах Європи, не вдається.

Внаслідок цього сучасні автомобілі з бензиновими двигунами забезпечуються каталітичними нейтралізаторами (рис.1). Сьогодні будь-який автомобіль, що випускається в цивілізованих країнах, оснащується каталітичним нейтралізатором. Але він, як і всі вузли, розрахований на певний термін служби, багато в чому залежний від умов експлуатації машини.

Призначення і конструкція

При згоранні робочої суміші в двигуні утворюються шкідливі для природи і здоров'я людини окисел вуглецю (СО), різні вуглеводні (СН) і оксиди азоту (NOх). У масштабі всієї планети автомобілями викидається в атмосферу половина всіх оксидів азоту, 40% вуглеводнів, 65% чадного і 15% вуглекислого газів. Із забрудненням навколишнього середовища покликаний боротися каталітичний нейтралізатор пристрій у випуской системі, в

якому відбувається складний хімічний процес. Усередині корпусу з неіржавіючої сталі розташована «цеглина», що має стільникову структуру (рис.2). У цього моноліту величезна площа поверхні, покрита якнайтоншим шаром спеціального сплаву, що містить платину, родій і паладій, він і є каталізатором. Відпрацьовані гази «омивають» поверхню моноліту. Коли

температура досягає критичної відмітки 270°С, починається каталітична реакція. При цьому значна частина токсичних речовин перетворюється на малотоксичних. Окисел вуглецю (СО) в двоокис (вуглекислий газ СО2), вуглеводні (СН) у воду (Н2о) і знову ж таки двоокис вуглецю (СО2), а оксиди азоту (NOх) у воду (Н2О) і азот (N). Ці речовини безпечні або менш

шкідливі для навколишнього середовища і людини.

Рис.2 - Робочий елемент – основа каталізатора – може бути виготовлений як з кераміки, так і зметалу.

Ще одне рішення - це система SCR, що використовує реагент AdBlue! Система SCR спільно з Аd Вlue, покликана очищати вихлопні гази від шкідливих домішок. Цією системою оснащені дизельні транспортні засоби стандарту Евро4/Евро5. Двома словами ця технологія базується на процесі вприскування певної кількості рідини AdBlue в потік відпрацьованих газів (що складаються переважно з шкідливих оксидів азоту), які в результаті хімічної реакції перетворюються на нешкідливі речовини.

А що ж таке безпосередньо реагент AdBlue?

Продукт ad blue - це абсолютно нешкідлива, неотруйна і така, що не відноситься до горючих речовин рідина, що є 32,5% розчин сечовини вищої міри очищення в демінералізованій воді (67,5%). Застосування такої рідини потрібне для досягнення екологічних нормативів Євро 4 і Євро 5. Сьогодні, сечовина АdВlue виробляється найбільшими європейськими виробниками і має усі потрібні стандарти якості і відповідності.

Поиск по сайту: