Экологическая безопасность

Наряду с вышеуказанными проблемами имеются и положительные  сдвиги в решении этих проблем. Активизировалась работа по переводу автотранспорта на газообразное топливо. Так на ТОО «Актобе Эталон», ОАО «Актюбинская ТЭЦ», ОАО «Облтрансгаз» основная масса автотранспорта переведена на газообразное топливо. Вместе с тем нет сдвигов в решении вопросов по увеличению электротранспорта.

В целях снижения уровня загрязнения атмосферного воздуха, считается необходимым принять меры по усилению контроля за выбросами от автотранспорта, усилению ответственности со стороны должностных и физических лиц. Для улучшения состояния воздушного бассейна города необходимо вернуться к вопросам разгрузки транспортных потоков на привокзальной площади и центрального колхозного рынка, к увеличению электротранспорта на городских маршрутах, к переводу автотранспорта на газообразное топливо.

Немаловажное  значение в снижении уровня загрязнения  атмосферного воздуха имеет усиление контроля со стороны госорганов.

Расчет выбросов вредных веществ автотранспортными  средствами осуществляется государственными органами на основе применения определенных коэффициентов и формул.

Учитывая, что  опасность автомобильного транспорта как источника загрязнения воздушной среды в первую очередь определяется его техническим состоянием, первостепенное значение при эксплуатации подвижного состава должно придаваться мероприятиям по обеспечению надлежащего состояния систем и узлов, ответственности со стороны должностных лиц.

Гарантом в  деле выполнения этих и других мероприятий  по повышению экологической безопасности автотранспорта призвана стать система  госконтроля за охраной атмосферного воздуха.

Развитие транспортных средств является частью общего научно-технического прогресса, оно необходимо и не может быть приостановлено. Конфликт между транспортными средствами и средой обитания человека серьезен и необходимо упорно работать над созданием условий для гармоничного сосуществования транспорта и экологических систем.

Транспорт сыграл огромную роль в формировании современного характера расселения людей, централизации  промышленности и сферы обслуживания. Благодаря развитой транспортной сети стало возможным быстрое перемещение  грузов и пассажиров в нужном направлении. Обладая высокой мобильностью, маневренностью, возможностью доставки грузов от «ворот» до «ворот», автомобильный транспорт стоит вне конкуренции.

Казахстан располагает  всеми видами современного транспорта: автомобильным, железнодорожным, воздушным и водным.

Однако с ростом автомобилизации возникает ряд  серьезных проблем, связанных с  вредными для окружающей среды и  общества последствиями, которые сопровождают этот процесс. Воздействие автомобильного транспорта на окружающую среду сопровождается не только потреблением природных ресурсов, но и загрязнением окружающей среды.

Причиной загрязнения  атмосферы является низкое КПД двигателей, отсутствие надлежащего контроля за токсичностью (дымностью) выхлопных  газов автомобилей на заводах-изготовителях и служб технической эксплуатации автопредприятий, низкий уровень технического обслуживания и ремонта автомобилей при эксплуатации, использование топлива низкого качества, нерациональное планирование транспортных потоков.

Низкое КПД двигателей заключается в неполном и неравномерном сгорании топлива. Всего около 20% его расходуется на движение автомобиля, а 80% выбрасывается в атмосферу в виде отработавших газов, проще говоря «летит на ветер». У лучших образцов автомобильных двигателей эти потери составляют более 55%. В выхлопных газах двигателей внутреннего сгорания содержится очень много вредных компонентов, в том числе монооксид углерода, оксиды азота, алканы, ароматические углеводороды, кетоны, оксиды серы, альдегиды, сажа и т.д., а также продукты содержащие свинец, хлор, бром и фосфор - все это производные прямо обязанные своим появлением неполному сгоранию топлива в двигателе.

Если рассматривать  выбрасываемые вещества по их токсичности  то на первое место (с учетом массы) выходит оксид углерода (СО), оксиды азота, акролеин, ацетальдегид, этилен, бензол, формальдегид (НСОН) и т.д.

Все токсичные  вещества, содержащиеся в отработавших газах делятся на нормируемые  и ненормируемые. Список нормируемых  веществ, изучаемых в разных странах, включает в общей сложности порядка 20 химических агентов, для которых существуют нормы и методы измерения, однако регулярному контролю у нас и в странах СНГ подлежит не более 6-8 ингредиентов. В их числе оксид углерода (СО), оксиды азота NOx, углеводороды (СН), сажа, диоксид серы (SO2), свинец Pb, а также формальдегид (НСОН). Так, например, токсичность отработавших газов карбюраторных двигателей обуславливается главным образом содержанием окиси углерода и окислов азота, а дизельных двигателей окислов азота и сажи.

Первый государственный  стандарт (ГОСТ) был введен на территории СССР в 1970 году, который претерпел  некоторые изменения. На сегодняшний  день на территории Республики Казахстан  предельно допустимое содержание токсичных  веществ в отработавших газах  бензиновых двигателей регламентировано ГОСТом - 17.2.2.03-87.

Норму дымности отработавших газов определяет ГОСТ 21393-75. Кроме того, имеется ряд  отраслевых стандартов, непосредственно  для производителей транспорта.

Введение указанных  стандартов позволило несколько упорядочить токсичность (дымность) автомобилей. Однако из-за необеспеченности автотранспортных предприятий и контролирующих органов необходимой приборной базой и отсутствия необходимых законодательных актов эффективность указанных стандартов в полной мере реализовать не удается.

С целью снижения токсичности выбросов были разработаны  проекты стандартов, предусматривающие  применение систем нейтрализации отработавших газов. Внедрение каталитических нейтрализаторов  позволило бы значительно оздоровить экологическую обстановку, но для этого необходимо обеспечить перевод автомобилей на неэтилированный бензин, поскольку присутствие в выбросах свинца нарушает процесс каталитического окисления и приводит к выходу из строя нейтрализаторов.

При сложившихся  экономических условиях переход на выпуск неэтилированного бензина в ближайшее время практически невозможен. Кроме того, фактически не организовано промышленное производство самих нейтрализаторов.

Поэтому необходимо вести непрерывную работу в этом направлении.

Низкий уровень  технического обслуживания и эксплуатации автомобиля приводит к расстройству узлов и систем автомобиля. В результате выбросы вредных веществ возрастают, намного превышая установленные  нормы. Если все узлы автомобильного двигателя будут правильно отрегулированы, то выбросы вредных веществ в атмосферу уменьшатся в 3-5 раз.

Особое внимание обращает на себя проблема слабой обновляемости  автомобильного парка. Согласно оценкам  специалистов срок службы автомобилей  у нас в 2-3 раза выше, чем в любой  развитой стране. Кроме того, значительное пополнение происходит за счет подержанных автомобилей иностранного производства.

Не секрет, что  увеличение срока службы автомобилей  сопровождается ухудшением не только его технического состояния, но и  показателей выбросов.

Поддержание автомобильного парка в исправном техническом  состоянии обеспечивает значительный экологический эффект.

В настоящее  время разрабатываются стандарты, включающие диагностические показатели работы двигателя. Пределы изменения  этих показателей позволят оценивать техническое соответствие двигателя нормам выбросов.

В интересах  повышения экологических показателей  работающих автомобилей необходима организация сети пунктов контроля технического состояния двигателей нормам выбросов с оснащением необходимыми приборами.

Отсутствие надлежащего  контроля за качеством ввозимого  и реализуемого топлива, приводит к  ухудшению его качества, что в  свою очередь приводит к увеличению выбросов. Об этом свидетельствуют  частые нарекания со стороны специалистов и водителей. Эта задача усложнилась в связи с изменениями, в системе обеспечения области нефтепродуктами. Поэтому еще одной важной мерой по снижению выбросов от автотранспорта является постоянный контроль за качеством топлива.

Снижение выбросов вредных веществ может быть достигнуто также соответствующей организацией движения и перевозок, исключающих порожние пробеги, выбор кратчайших или наименее загруженных маршрутов, магистралей с безостановочным движением, установление оптимальных скоростей движения.

 

.2 Влияние технического состояния двигателя и режима работы автомобиля на токсичность отработавших газов

 

По мере увеличения пробега автомобиля происходит изменение  регулировочных параметров систем питания  и зажигания. Так, изменение регулировки  карбюратора на режиме холостого хода двигателя происходит при пробеге автомобиля в пределах 8-9 тыс. км. При этом экономичность ухудшается на 1,6%, а токсичность отработавших газов увеличивается в 2-4 раза.

Резкое открывание дроссельной заслонки на режиме разгона  вызывает значительное обеднение горючей смеси, нарушающее устойчивую работу двигателя, пропуски в зажигании и как следствие - повышение токсичности отработавших газов.

На величину выброса токсичных веществ наибольшее влияние оказывают система холостого  хода и главная дозирующая система карбюратора.

При нормальной регулировке карбюратора на постоянных режимах работы двигателя количество СО незначительно и при коэффициенте избытка воздуха а=1 составляет 0,4%. При полном открытии дросселя (а = 0,8) количество СО резко возрастает и максимуму мощности соответствует примерно 6% содержания СО.

Изменение угла опережения зажигания в определенных пределах не влияет на содержание СО в  отработавших газах. Однако при позднем  зажигании смеси ухудшается процесс  ее сгорания и увеличивается количество СО и СН в отработавших газах.

В дизельном  двигателе поздний впрыск топлива  ухудшает индикаторные показатели. Уменьшение угла опережения начала впрыска вследствие снижения максимальной температуры  цикла значительно уменьшает  количество NОХ. Количество СО не зависит от угла начала впрыска и равно 0,06%.

Увеличение гидравлического  сопротивления воздухоочистителя  на 30-40% повышает токсичность отработавших газов на 15-20%, а нарушение зазоров  в газораспределительном механизме  увеличивает содержание СН до 50%.

Систематическая проверка системы холостого хода позволяет уменьшить содержание СО с 7 до 2%.

Увеличение содержания токсичных веществ в отработавших газах карбюраторных двигателей вызывается следующими основными причинами:

изменением технического состояния карбюратора (засорением главного и вспомогательного жиклеров; неисправностью устройства, регулирующего уровень топлива в поплавковой камере; неправильной регулировкой карбюратора);

неисправностями в системе зажигания, вызывающими  неправильную установку зажигания и ослабление искры (подгоранием контактов прерывателя, нарушением изоляции проводов, замыканием обмоток катушки высокого напряжения и др.);

износными явлениями, нарушением регулировок в газораспределительном  механизме, отложением нагара в цилиндрах двигателя карбюраторного двигателя и скорости движения автомобиля.

К неисправностям дизельных двигателей, вызывающим повышенное содержание токсичных веществ в  отработавших газах, следует отнести: засорение сопловых отверстий форсунок; заедание иглы форсунки; износ прецизионных пар, негерметичность топливоподающей аппаратуры и неправильная ее регулировка.

Поэтому при  проведении технического обслуживания особое внимание необходимо уделять  контрольным и регулировочным работам  по системам питания, зажигания и газораспределительному механизму двигателя.

Засорение воздушного фильтра при замкнутой системе  вентиляции картера ведет к нарушению  регулировки карбюратора (переобогащению смеси). В этом случае подвергаются проверке главный топливный жиклер и воздушные жиклеры.

Содержание СО в отработавших газах существенно  зависит от износа цилиндропоршневой  группы и от скорости движения автомобиля. У изношенного двигателя количество СО увеличивается более чем в 3 раза по сравнению с отрегулированным и неизношенным двигателем.

Загрязнение деталей  двигателя отложениями, образовавшимися  в процессе эксплуатации, увеличивает  выброс токсичных веществ. Ухудшение  подвижности поршневых колец  в канавках поршней вызывает потерю компрессии, при этом в картер уносится до 35% СН.

Периодическая промывка системы, смазка промывочными маслами снижает выброс СО в среднем  на 27%, а выброс органических аэрозолей  в среднем на 45%.

Работа автомобиля характеризуется частой сменой скоростных и нагрузочных режимов работы двигателя. Установлено, что удельная токсичность отработавших газов с увеличением нагрузки на двигатель уменьшается, достигая для карбюраторных двигателей минимальной величины при 80%-ной нагрузке. Для дизельных двигателей этот минимум приходится на 60-70%-ную нагрузку.

В области холостого  хода и малых нагрузок (дроссель открыт от 0 до 25%) количество горючей  смеси очень мало, зажигание весьма затруднено, а поэтому для нормальных условий работы двигателя используют обогащенную смесь. В результате содержание СО в отработавших газах увеличивается и может достигать 7-10%.

При работе на средних  нагрузках (открытие дросселя от 25 до 80%) в цилиндры поступает обедненная смесь (а=1,05-1,1), соответствующая наиболее экономичной работе двигателя. При  этом содержание СО в отработавших газах минимальное и по сравнению с обогащенной смесью (а = 0,9) оно уменьшается в 8-12 раз.

При работе в  области, близкой к полной мощности (открытие дросселя от 80 до 100%), в цилиндры подается обогащенная смесь, соответствующая  полной мощности, с некоторой потерей в экономичности, что приводит к увеличению содержания СО (до 5%) и СН.

В дизельных  двигателях с увеличением нагрузки расход топлива увеличивается, а  расход воздуха не меняется, поэтому  уменьшается а и резко увеличивается  содержание СН в отработавших газах.