2

УДК 656.13

Чеботарев, В. В. Окружающая среда и автомобиль [Текст] : методические указания к выполнению практических работ для студентов заочного обучения специальности 190601 – Автомобили и автомобильное хозяйство / В. В. Чеботарев, Н. Л. Прохорова ; М-во образования и науки РФ, ГОУ ВПО

«ВГЛТА». – Воронеж, 2010. – 20 с.

Печатается по решению редакционно-издательского совета ГОУ ВПО «ВГЛТА»

Рецензент директор Воронежского государственного природного биосферного заповедника, канд. биол. наук А.И. Масалыкин

Ответственный редактор д-р биол. наук, проф. Н.А. Харченко

3

ВВЕДЕНИЕ

Транспортно-дорожный комплекс является важнейшим составным элементом экономики любой страны. Однако функционирование транспорта сопровождается и мощным негативным воздействием на природу. Вклад транспорта в ее загрязнение оценивается по всем компонентам экосистем: атмосфере, воде, почве, растительному и животному миру.

Транспорт – один из основных загрязнителей атмосферного воздуха. Его доля в общем объеме выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных и подвижных источников по России составляет 38 %, что выше, чем доля любой из отраслей промышленности. В соответствии с видом транспортных средств выбросы загрязняющих веществ значительно разнятся. Например, 58 % от общего количества загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу, приходится на автомобильный транспорт, 25 % – на железнодорожный, 14 % – на дорожно-строительный комплекс, около 2 % – на воздушный транспорт и менее 1 % – на речной и морской. В Воронеже основным источником загрязнения атмосферного воздуха также являются выбросы автотранспорта, удельный вес которых в общем объеме выбросов составляет 85 %. Для сравнения отметим, что среди промышленных источников загрязнения атмосферы ведущее место занимает ТЭЦ-2 (17 % в структуре загрязнения атмосферы воздуха города).

По состоянию на 01.01.2000 г. по Воронежской области насчитывалось 460350 единиц автотранспорта. При этом доля автомобилей, использующих газовое топливо, не превышает 2 %. Отмечается устойчивая тенденция роста численности автотранспортных средств, находящихся в личном пользовании. Выбросы загрязняющих веществ от автотранспорта в 1999 г. составили 323 тыс. т. Фактические же выбросы превышают приведенные данные, так как ежегодно проводимые рейды по проверке токсичности и дымности автотранспорта показывают, что у 20 % автомобилей содержание оксидов углерода, сажи, углеводородов превышают допустимые значения в 2-4 раза.

Вредные вещества при эксплуатации подвижных транспортных средств поступают в воздух с отработавшими газами, испарениями из топливных систем при заправке, а также с картерными газами. На выбросы оксидов углерода значительное влияние оказывает рельеф дороги и режим движения автомашины. Так, например, при ускорении и торможении в отработавших газах увеличивается содержание оксида углерода почти в 8 раз. Минимальное количество оксида углерода выделяется при равномерной скорости автомобиля

60 км/ч.

4

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1

РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ, ВЫБРАСЫВАЕМЫХ АВТОТРАНСПОРТОМ В АТМОСФЕРУ

Проблема загрязнения окружающей среды выбросами автотранспорта с каждым годом становится все острее. Опасность воздействия отработавших газов увеличивается вследствие того, что вредные компоненты этих газов выбрасываются в атмосферу, окружающую людей, где естественный обмен воздуха ограничен из-за плотной застройки. Выхлопные газы автотранспорта стали основными источниками загрязнения атмосферы.

Таблица 2 Удельный выброс загрязняющих веществ, при сжигании 1 кг топлива,

г/кг

Таблица 3 Состав отработанных газов двигателей внутреннего сгорания

5

Задание 1. В личном пользовании жителей г. Воронежа находится 206534 автомобилей, из них 10 % грузовых, остальные – легковые. 30 % грузовых автомобилей имеют дизельные двигатели. Средний пробег автомобилей: легковых – 30 000 км, грузовых – 20 000 км в год. Сколько вредных веществ (СО, СхНу, NОх) поступает в атмосферу?

Задание 2. Интенсивность движения по проспекту Революции составляет 1250 автомобилей в час. Из них: 5 % – автобусы, 70 % которых имеют дизельный двигатель; 1 % – грузовые с бензиновым двигателем, остальные – легковые, 90 % из которых находятся в индивидуальном пользовании. Сколько вредных веществ (СО, СхНу, NОх) поступает в атмосферу на участке в 1 км?

Задание 3. Рассчитайте процентное содержание основных компонентов отработавших газов и определите процент снижения содержания вредных веществ, образующихся при использовании карбюраторного и дизельного двигателя. Для выполнения задания используйте данные табл. 2.

Задание 4. При заправке автомобиля (40 литров) и его эксплуатации из указанного количества бензина испаряется 0,3 литра, остальное количество бензина сжигается. Сколько вредных веществ (СО, СхНу, NОх) поступит в атмосферу, если было произведено 5 заправок.

Задание 5. Выброс от автотранспорта СО, СхНу и NОх в Воронеже составляет 400 тыс. тонн в год. Рассчитайте численность автомобилей, зная, что 80 % из них составляют легковые (работают на бензине), остальные – грузовые дизельные. Расход топлива автомобилем, л/100 км: бензиновый – 8, дизельный - 20. Средний пробег автомобилей – 15000 км в год.

Задание 6. Каков валовой выброс загрязняющих веществ автопарка, если в месяц в нем расходуется 3500 кг бензина? Какова численность машин, если известно, что расход топлива составляет 10л/100 км и пробег 2000 км в месяц?

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ АВТОТРАНСПОРТА НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Проблема загрязнения атмосферного воздуха вредными веществами, содержащимися в отработанных газах автомобилей, является одной из глобальных. Степень воздействия автомобильного транспорта на окружающую среду определяется с помощью целого ряда расчетных операций. Вам необходимо оценить вклад движущегося транспорта в загрязнение атмосферного воздуха.

Задание 1. Определить интенсивность движения автотранспортных средств.

С этой целью подсчитывается количество движущегося транспорта по соответствующим видам подвижного состава за 1 час. Вид автомобиля

6

определяется в зависимости от типа двигателя, используемого вида топлива (бензин или дизельное топливо), а также от объема двигателя и габаритных размеров.

Задание 2. Определите зону активного загрязнения.

Зона активного загрязнения (ЗАЗ) имеет объем параллелепипеда с длиной (L), равной длине трассы; шириной – (n), равной ширине транспортной магистрали, увеличенной на размер ширины полосы отвода (обочина дороги – 100 м); высота распространения загрязняющих веществ (h) – 5 м. Зона активного загрязнения рассчитывается по формуле

VЗАЗ = L (n + 200) h, м3 Вариант 1. L = 100 м, n = 10 м.

Вариант 2. L = 500 м, n = 10 м.

Задание 3. Определить концентрацию веществ, вырабатываемых

VЗАЗ

где L – длина трассы, м;

Mх – масса токсичных выбросов (х) вещества, выбрасываемого одним автомобилем в зону активного загрязнения, мг/м3;

mх – пробеговый выброс (х) вещества (табл. 5);

Kгор – коэффициент, учитывающий изменение выбросов загрязняющий веществ при движении по территории населенных пунктов;

7

Kхтс – коэффициент, учитывающий влияние технического состояния автомобиля на массовый выброс (х) загрязняющего вещества (табл. 6);

VЗАЗ – зона активного загрязнения, м3

Значение Kгор в зависимости от типа населенных пунктов для грузовых автомобилей и автобусов в городе с 1 млн. жителей по всем видам загрязняющих веществ, кроме оксида серы и свинца, равняется 1. Коэффициент для оксида серы и свинца составляет 1,25.

Таблица 5 Выбросы загрязняющих веществ от подвижного состава при движении в

населенных пунктах (пробеговый выброс) mх, г/км

Значения коэффициентов Kхтс для различных типов подвижного состава

Задание 4. Рассчитать выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. Для выполнения задания используются результаты заданий 1 и 3. Полученные расчетные величины представьте в виде табл. 7 и сравните с

ПДК.