Екологічна специфікація функціонування основних видів транспорту»

 

     Таблиця  2.3 - Основні види викидів забруднюючих речовин від мобільних джерел

 

Тип двигуна	Паливо	Основні види забруднення	приклади
Чотиритактний двигун внутрішнього згоряння	Бензин	Вуглеводні, оксид вуглецю, оксид азоту	Автомобілі, автобуси, літаки, мотоцикли
Двотактний двигун внутрішнього згоряння	Бензин ( з додаванням олії)	Вуглеводні, оксид вуглецю, оксид азоту, тверді речовини	Мотоцикли, допоміжні  мотори
Дизель	Лігоін	оксид азоту, тверді речовини	Автобуси, трактора, поїзда, машини
Газова турбіна	Бензин	оксид азоту, тверді речовини	Літаки, кораблі,поїзда
Паровий котел	Вугілля, нафта	оксид азоту, тверді речовини,діоксин  сірки	Кораблі, паровоз

 

   

 

     2.1 Утворення основних шкідливих речовин та продукти згоряння палива в атмосфері.

 

     До основних  шкідливих речовин, які утворюються  в атмосфері, відносяться речовини, що виникають термохімічних і  фотохімічних реакцій. Основними  з них є речовини, які виникають в результаті фотохімічних реакцій і складають фотохімічні тумани. Джерелом їх утворення, в основному, є відпрацьовані гази автомобілів. Утворюються ці речовини у атмосфері під впливом ультрафіолетового випромінювання сонячної радіації.

Найважливішою первинною реакцією є реакція розкладання двоокису азоту на оксид азоту і атомарний кисень, в результаті яких відбувається поглинання ультрафіолетового випромінювання сонячного спектру і реакція окислення оксиду вуглецю під впливом ультрафіолетового випромінювання.

NO₂→NO + O

CO + O₂→CO₂ + O₂

     Атомарний  кисень вступає в реакцію з  молекулярним киснем, утворюючи  озон.

O + O₂→ O₃

     Окрім цих,під  впливом утрафіолетового випромінювання, мають місто такі реакції:

 

N + O₂ → NO₃ – нітрат

NO₃ + O → NO₂ + O₃

SO₂ + O₃ → SO₃ + O₂

H₂S + O₃ → SO₂ + H₂O

CO + O₃ → CO₂ + O₂

     Реакція  розкладання ( дисоціації) NO₂ спонукає протікання багатьох реакцій, зокрема появу різних радикалів з вуглеводних сполук. В цьому випадку NO₂ є каталізатором для утворення вільних радикалів. Вільні радикали окислюючись утворюють альдегіди та інші речовини, які містять вуглець, а також аерозолі.

     Окислення вуглеводнів і оксидів азоту, що спонукається озоном, приводить до виникнення пероксилацентнітратів (ПАН), пероксилбензолнітратів (ПБН) та ін.

     Таким чином  основними складовими фотохімічних  перетворень в атмосфері є  оксиди азоту, озон, альдегіди,  нітрати, речовини групи ПАН,  карбонільні сполуки, аерозолі  т. ін.

 

     2.2. Шкідливі речовини картерних газів та випарування системи живлення.

 

     Крім відпрацьованих газів, джерелом забруднення навколишнього середовища при експлуатації бензинових двигунів є картерні гази та випарування системи живлення, хоча їх кількість (за витягом вуглеводнів) відносно невелика. Відносно викидів шкідливих речовин з відпрацьованими газами, викиди з картерними за CO складають 2 – 8 %, C_mH_n - 150 – 300 %, NC_x – до 2 %. Випаровування бензину потрапляють в атмосферу з паливного бака, а для карбюраторних двигунів додатково з карбюратора.

     Як показав  аналіз повітря в дев’яти крупних містах СНД, склад вуглеводнів в повітрі ближчий до складу палива, ніж відпрацьованих газів що свідчить про значну роль випаровувань і викидів з картерними газами в забрудненні атмосфери вуглеводнями.

     Кількість  шкідливих речовин, що викидаються з картерними газами дизеля менша, ніж у бензинового двигуна. Викиди NO складають0,2 %, CO – 0,3 - 0,5 %, вуглеводнів – 0,1 - 3,0 % від шкідливих викидів з відпрацьованими газами.

 

     2.3. Вплив  шкідливих речовин, які надходять  у атмосферу під час роботи ДВЗ на людину і довкілля.

 

      Оксид  вуглецю. Основний негативний  вплив оксиду вуглецю на організм  людини полягає у порушенні  газового обміну в організмі.  Гемоглобін крові в легенях  у 240 разів швидше сполучається  з оксидом вуглецю ніж з киснем,  утворюючи карбоксогемоглобін (COHb) і втрачає здатність переносити кисень від легенів до окремих органів і виносити з них вуглекислий газ. В якій мірі оксид вуглецю впливає на організм людини залежить від концентрації його в атмосфері і тривалості дії. Вміст CO у повітрі 0,01 % з тривалістю дії більше однієї години викликає головний біль, погіршення реакції та зменшення працездатності. Більші концентрації CO спричиняють тяжчі наслідки, аж до втрати свідомості. Довго тривале вдихання CO призводить до серцево-судинних захворювань, появи атеросклерозу, враження центральної нервової системи, інфаркту міокарда, розвитку легеневих захворювань. Особливо впливає оксид вуглецю на людей що страждають коронарною недостатністю.

     Високі  концентрації COHb призводять до втрати свідомості, навіть до смерті. Дослідження показали, що перебування в атмосфері з вмістом CO лише 0,001 – 0,0015 % (10 – 15 млн.) протягом 8 годин у окремих людей викликає погіршення здатності до сприймання часу. Процес утворення карбоксогемоглобіну є зворотнім. За зупинки вдихання CO, його концентрація на кожні 3 – 4 години знижується вдвічі.

     Вуглеводні  сполуки. З великої кількості  вуглеводнів, які містяться у  відпрацьованих газах, найбільшої  загрози завдають ароматичні  вуглеводні олефінового ряду, тобто ненасичені вуглеводні етилового ряду, що мають високу активність і є вихідними продуктами для утворення фотохімічного смогу. Вплив вуглеводнів на організм людини різномасштабний; від виникнення неприємних відчуттів до появи різних захворювань. Характерною особливістю дії вуглеводнів на організм людини є іх вплив на центральну нервову систему. Великі концентрації вуглеводню можуть привести до наркотичного сп’яніння, що неприйнятне, особливо під час керування автомобілем. Окрім того, вуглеводні спричиняють виникнення серцево-судинних захворювань, аритмію серця, порушення шлунково-кишкового тракту, викликають зміни у складі крові.

 

 

     Рисунок 2.1 – Динаміка впливу вмісту СО в повітрі на організм людини

    

     Численними дослідженнями встановлено, що один з вуглеводнів – етилен негативно впливає на рослини, викликаючи симптоми раннього старіння, хронічні ураження, відпадання кліток та плодів, припинення росту.

     Альдегіди. Основними альдегідами, що надходять у атмосферу з відпрацьованими газами є формальдегід і акролеїн.

     Формальдегід (мурашковий  альдегід) – газ без кольору  із задушливим, подразнюючим запахом.  Охолоджуючись перетворюється в  рідину за температури мінус  21^◦C. Легко розчиняється у воді. Розчин, який містить 40% формальдегіду, називається формаліном. Шкідливо впливає на органи дихання і слизові оболонки. Є дуже сильним подразником, вражає діяльність центральної нервової системи. печінки, нирок. За концентрації формальдегіду в атмосфері 0,007% має місце легке подразнення дихальних шляхів і слизових оболонок очей і носа, за концентрації 0,18% - подразнення сильне. Запах сприймається людиною за концентрації 0,000015% і це має бути сигналом, що перебування в такій атмосфері небезпечне.

     Акролеїн  – рідина без кольору із запахом підгорілих жирів. Температура кипіння 52,4^◦C. Пара акролеїну спричиняє сильне подразнення слизових оболонок очей. Вміст його в атмосфері 0,002 % згубний, 0,0005 % - важко переноситься, 0,00008 % - для людини безпечний. Запах сприймається людиною за концентрації 0,00016 %. Концентрація його в повітрі 0,014 % може призвести до смерті через 10 хвилин. Вплив акролеїну на організм людини адекватний вплив формальдегіду.

     Сажа і  канцерогенні речовини. Відпрацьовані гази ДВЗ є основним джерелом викидом в атмосферу твердих частинок і в першу чергу сажі (кіптяви). Частинки сажі розміром 0,5…2 мкм затримується в легенях, викликаючи в алергію. На своїй поверхні сажа адсорбує велику кількість вуглеводних сполук в том числі полі циклічних ароматичних вуглеводнів і серед них найбільш активний і небезпечний – бенз(а)пірен, що здатний спричинити ракові пухлини, переважно рак легенів.

     Крім того, як механічна домішка, сажа  погіршує прозорість атмосфери, вона затримується у повітрі до 8 діб.

     Оксиди  азоту. Основна частина оксидів  азоту, які знаходяться у атмосфері  надходить з відпрацьованими  газами автомобілів.

     Оксиду  азоту NO і NO₂ отруйні для організму людини, мають сильну подразнюючу дію, особливо на слизові оболонки, зокрема очей. Здатні глибоко проникати в легені, викликаючи  пошкодження їх тканин. За високої концентрації можливі виникнення хронічних респіраторних захворювань і навіть смертельні випадки.

    Двооксид азоту  концентрації 4 – 6 мг/м³ викликає порушення життєдіяльності рослин, пригнічуючи їх ріст. Тривалий вплив NO₂ призводить до хлорозу рослин (передчасного старіння).

     Двооксид азоту є вихідним продуктом утворення озону під впливом ультрафіолетового випромінювання. А надмірне викопчування озону у приземному просторі дуже шкідливі. Крім того, NO₂ має вирішальну роль в утворенні фотооксидантів. Розчин NO₂ у воді є складовою «кислотних» дощів.

     Сполуки  сірки. Сірчистий газ SO₂ – основний токсичний продукт сполук сірки, що надходять у атмосферу з відпрацьованими газами. У вільному стані SO₂ – це газ без кольору з різким запахом, кислий на смак, отруйний, подразнює слизові оболонки очей і дихальних шляхів. Легко розчиняється у воді, утворюючи сірчисту кислоту H₂SO₃.

     Вражає органи дихання, змінює склад крові, погіршує імунітет, порушує білковий обмін речовин в організмі. Крім того руйнує вітамін B1 в крові, збільшує накопичення цукру і білку в крові.

     Висока  концентрація SO₂ в атмосфері викликає гострий бронхіт, задишку, можливу смерть внаслідок рефлекторного спазму горла.

     Сполуки  сірки SO₂, SO₃, H₂SO₃ і H₂SO₄ наносять значний збиток лісовому і сільському господарствам – вони замислюють ґрунт. Підвищують вразливість рослин захворюваннями. Окрім того, ці речовини є основними складовими смогу і «кислотних» дощів.

     Сполуки  сірки наносять значних збитків  комунальному господарству міст, руйнуючи металеві конструкції,  бетон. Піддають руйнації пам’ятники  архітектури.

     Сполуки  свинцю. Наявність сполук свинцю  в атмосферному повітрі міст, в основному, пов’язана з відпрацьованими газами бензинових двигунів, які працюють на етилованому бензині.

     Етилова  рідина спалюється в камерах  згоряння двигунів, утворюючи неорганічні  сполуки – оксиди і солі, які  аерозолями викидаються у атмосферу. Зважені частки розпорошуються у навколишньому середовищі. Значна частина сполук свинцю осідає на землю поблизу автомобільних доріг.

     Аерозолі  потрапляють в організм людини  під час дихання, крізь шкіру  і разом з їжею. Вони викликають  порушення функцій органів травлення, нервово-м’язової системи і мозку. Свинець і його сполуки здатні накопичуватися в організмі до небезпечних концентрацій, тому що вони погано виводяться з організму. Особливо небезпечні для дітей, оскільки уповільнюють їх фізичний і розумовий розвиток.

     Продукти  фотохімічного синтезу. В останній  час, розглядаючи забруднення  атмосфери міст і великих промислових  центрів, велику увагу почали  приділяти вмісту в ній озону.  Раніше (до 1967 р.) вважалося, що наявність  озону в повітрі свідчить про його чистоту. Зараз ця думка змінилась. Через те, що озон – сильний окисник, він є проміжним продуктом фотохімічних реакцій в умовах забрудненої атмосфери.

     Дія озону  на організм людини спричиняє  подразнення слизової оболонки, очей, кашель, задуху, спазми дихальних шляхів. Призводить до виникнення серцево-судинних захворювань. Особливо небезпечний він для дітей, тому що вони, в результаті більш рухливого способу життя, споживають значно білішу кількість повітря. Дуже шкідливо озон впливає на рослинність, спричинюючи передчасне старіння.

     Утворені  в результаті фотохімічних реакцій  за участю озону оксид анти  ПАБ і ПБН подразнюють слизові  оболонки людини, зменшують прозорість  атмосфери, пошкоджують рослини,  руйнують гуму і ці властивості проявляються за дуже малих концентрацій.

     Деякими  дослідженнями встановлено, що  за інтенсивного фотохімічного  смогу спостерігається захворювання  тварин. Особливу небезпеку оксиданти  створюють для осіб с порушенням  органів дихання.

 

3 ШУМОВЕ ЗАБРУДНЕННЯ ДОВКІЛЛЯ

 

     Шум — один з видів звуку, який називають «небажаним» звуком. Як відомо з фізики, процес поширення коливального руху в середовищі називається звуковою хвилею, а область середовища, в якій поширюються звукові хвилі — звуковим полем. Розрізняють такі види шуму:

• ударний (штампування, кування);
• механічний (тертя, биття);
• аеродинамічний (в апаратах і трубопроводах при великих швидкостях руху повітря).