Міністерство освіти і науки України
Харківська національна академія міського господарства
Кафедра Транспортних систем і Логістики
Розрахунково-графічна робота
З дисципліни: "Екологічна характеристика міст"
Харків – 2009
Зміст
Вихідні дані
1. Опис проблемних екологічних питань, що пов’язані з експлуатацією різних видів транспорту
2. Розрахунок викидів забруднюючих речовин на території автотранспортного підприємства
3. Розрахунок питомих рівнів платежів (екокомпенсації) за викиди в атмосферу забруднюючих речовин автотранспортними засобами підприємства
Висновки
Список літератури
Вихідні дані
Доповідь на тему "Види джерел забруднення навколишнього середовища"; Опис токсичних властивостей сажі та вуглеводних.
Таблиця 1 - Середній час роботи двигуна при прогріві
| Номер варіанта |
0 |
| Температура повітря,0
|
(-10…-5)˚С |
| Час прогріву, хв. |
20 |
Примітка: При зберіганні автомобіля у приміщені tпр
=0,5хв.
Таблиця 2.- Кількість автомобілів k-ї групи та пробіг по території АТП автомобілів k-ї
| № п/п |
Група автомобілів |
Кількість автомобілів |
Пробіг по території АТП одного автомобіля |
|
| При виїзд , км |
При поверненні , км |
|||
| 1 |
Вантажні й спеціальні вантажні з бензиновим двигуном |
14 |
0,4 |
0,5 |
| 2 |
Вантажні й спеціальні вантажні з дизельним двигуном |
15 |
0,4 |
0,5 |
| 3 |
Вантажні газобалонні, які працюють на стиснутому природному газі |
11 |
0,4 |
0,5 |
| 4 |
Автобуси з бензиновими двигунами |
20 |
0,5 |
0,4 |
| 5 |
Автобуси з дизельними двигунами |
10 |
0,5 |
0,4 |
| 6 |
Легкові автомобілі (службові й спеціальні) |
2 |
0,6 |
0,3 |
Таблиця 3 – Річний пробіг та витрати палива на різних режимах роботи двигуна автомобілів k-ї групи
| Група автомобілів |
Річний пробіг , тис км |
Термін експлуатації |
Витрати палива на різних режимах роботи двигуна автомобіля |
||
| При прогріві, |
На холостому ходу, |
При русі по території АТП, |
|||
| Вантажні й спеціальні вантажні з бензиновим двигуном |
32 |
15 |
0,045 |
0,041 |
0,33 |
| Вантажні й спеціальні вантажні з дизельним двигуном |
29 |
6 |
0,042 |
0,038 |
0,25 |
| Вантажні газобалоні, які працюють на стиснутому природному газі |
18 |
10 |
0,037 |
0,033 |
0,22 |
| Автобуси з бензиновими двигунами |
13 |
14 |
0,053 |
0,049 |
0,38 |
| Автобуси з дизельними двигунами |
27 |
16 |
0,05 |
0,045 |
0,32 |
| Легкові автомобілі (службові й спеціальні) |
37 |
5 |
0,017 |
0,013 |
0,11 |
Таблиця 4 – Питомі викиди і-ї речовини на різних режимах роботи двигуна
| Група автомобіля |
|
|
|
Речовина |
| Вантажні й спеціальні вантажні з бензиновим двигуном |
15,00 |
13,50 |
51,00 |
|
| 1,60 |
1,60 |
6,80 |
|
|
| 0,18 |
0,18 |
1,40 |
|
|
| Вантажні й спеціальні вантажні з дизельним двигуном |
5,00 |
4,50 |
17,00 |
|
| 1,20 |
1,20 |
5,10 |
|
|
| 0,18 |
0,18 |
1,40 |
|
|
| Вантажні газобалоні, які працюють на стиснутому природному газі |
7,00 |
6,80 |
25,50 |
|
| 1,10 |
1,10 |
4,90 |
|
|
| 0,17 |
0,17 |
1,33 |
|
|
| Автобуси з бензиновими двигунами |
13,80 |
12,40 |
46,90 |
|
| 1,26 |
1,26 |
5,40 |
|
|
| 0,17 |
0,17 |
1,30 |
|
|
| Автобуси з дизельними двигунами |
5,00 |
4,50 |
17,00 |
|
| 1,20 |
1,20 |
5,10 |
|
|
| 0,18 |
0,18 |
1,40 |
|
|
| Легкові автомобілі (службові й спеціальні) |
5,00 |
4,50 |
17,00 |
|
| 0,40 |
0,40 |
1,70 |
|
|
| 0,05 |
0,05 |
0,40 |
|
Таблиця 5 - Показники питомих викидів шкідливих речовин автомобілів к-ї групи з двигуном j-го типу
| № п/п. |
Група автомобілів |
|
||
|
|
|
|
||
| 1 |
Вантажні й спеціальні вантажні з бензиновим двигуном |
49,6 |
10,7 |
6,3 |
| 2 |
Вантажні й спеціальні вантажні з дизельним двигуном |
10,5 |
6,2 |
6,4 |
| 3 |
Вантажні газобалоні, які працюють на стиснутому природному газі |
22,3 |
7,9 |
6,0 |
| 4 |
Автобуси з бензиновими двигунами |
45,6 |
8,5 |
6,2 |
| 5 |
Автобуси з дизельними двигунами |
10,8 |
6,2 |
6,4 |
| 6 |
Легкові автомобілі (службові й спеціальні) |
14,9 |
1,3 |
1,8 |
Таблиця 6 - Залежність річного рівня викидів шкідливих речовин від терміну експлуатації автомобіля
| Група автомобілів |
Коефіцієнт, що враховує технічний стан автомобіля, |
||
|
|
|
|
|
| Вантажні й спеціальні вантажні з бензиновим двигуном |
1,7 |
1,6 |
0,9 |
| Вантажні й спеціальні вантажні з дизельним двигуном |
1,5 |
1,4 |
0,93 |
| Вантажні газобалоні, які працюють на стиснутому природному газі |
1,5 |
1,4 |
0,93 |
| Автобуси з бензиновими двигунами |
1,7 |
1,6 |
0,9 |
| Автобуси з дизельними двигунами |
1,7 |
1,6 |
0,9 |
| Легкові автомобілі (службові й спеціальні) |
1,5 |
1,4 |
0,93 |
Таблиця 6 - Рівень екокомпенсації за забруднення атмосфери шкідливими інгредієнтами
| Показники |
Шкідливі інгредієнти |
||
|
|
|
|
|
| [ПЛК1
|
3 |
1,5 |
0,04 |
| Клас небезпеки |
4 |
4 |
2 |
| Н1
|
2 |
4 |
450 |
1. Опис проблемних екологічних питань, що пов’язані з експлуатацією різних видів транспорту
1.1 Види і джерела забруднення навколишнього середовища
В умовах науково-технічного прогресу значно ускладнились взаємовідносини суспільства з природою. Людина отримала можливість впливати на хід природних процесів, підкорила сили природи, почала опановувати майже всі доступні відновні і невідновні природні ресурси, але разом з тим забруднювати і руйнувати довкілля
За оцінкою Всесвітньої організації охорони здоров'я (ВООЗ), із більш ніж 6 млн. відомих хімічних сполук практично використовується до 500 тис. сполук; із них біля 40 тис. мають шкідливі для людини властивості, а 12 тис. є токсичними
Під забрудненням навколишнього середовища розуміють надходження в біосферу будь-яких твердих, рідких і газоподібних речовин або видів енергії (теплоти, звуку, радіоактивності і т.п.) у кількостях, що шкідливо впливають на людину, тварин і рослини як безпосередньо, так і непрямим шляхом.
Біологічні забруднення - різні організми, що з'явилися завдяки життєдіяльності людства - бактеріологічна зброя, нові віруси (збудники СНІДу, хвороби легіонерів, епідемій, інших хвороб, а також катастрофічне розмноження рослин чи тварин, переселених з одного середовища в інше людиною чи випадково.
Види забруднення навколишнього середовища представлені на Рисунку 1.1.
Рисунок 1.1 – Види забруднення навколишнього середовища
Джерела забруднення
Джерела забруднення дуже різноманітні: серед них не тільки промислові підприємства і паливно-енергетичний комплекс, але і побутові відходи, відходи тваринництва, транспорту, а також хімічні речовини, які людина цілеспрямовано вводить до екосистеми для захисту корисних продуцентів і консументів від шкідників, хвороб і бур'янів. Серед інгредієнтів забруднення тисячі хімічних сполук, особливо важкі метали та оксиди, токсичні речовини та аерозолі. Різні джерела викидів можуть бути однаковими за складом і характером забруднюючих речовин.
Джерела забруднюючих речовин різноманітні, також багаточисельнні види відходів і характер їхнього впливу на компоненти біосфери. Біосфера забруднюється твердими відходами, газовими викидами і стічними водами металургійних, металообробних і машинобудівних заводів. Величезної шкоди завдають водяним ресурсам стічні води целюлозно-паперової, харчової, деревообробної, нафтохімічної промисловості. Розвиток автомобільного транспорту призвів до забруднення атмосфери міст і транспортних комунікацій важкими металами і токсичними вуглеводнями, а постійне зростання масштабів морських перевезень викликало майже повсюдне забруднення морів і океанів нафтою і нафтопродуктами. Масове застосування мінеральних добрив і хімічних засобів захисту рослин призвело до появи отрутохімікатів в атмосфері, ґрунтах і природних водах, забрудненню біогенними елементами водойм, водотоків і сільськогосподарської продукції (нітрати, пестициди і т.п.). При гірських розробках на поверхню землі витягаються мільйони тонн різноманітних, найчастіше фітотоксичних гірських порід, що утворюють терикони і відвали, що пилять і горять . В процесі експлуатації хімічних заводів і теплових електростанцій також утворюються величезні кількості твердих відходів (недогарок, шлаки, золи і т.п.), що складуються на великих площах, вчиняючи негативний вплив на атмосферу, поверхневі і підземні води, грунтовий покров (пилування, виділення газів і т.п.).
1.2 Опис токсичних властивостей сажі та вуглеводних
Вугле
Сажа - неспалені частки вугілля або інших видів палива. Вони мають розміри близько 1 мкм і дуже легкі, але можуть об'єднуватися між собою, створюючи крупні конгломерати Вуглеводні (СН) складаються з молекул палива, які не задіялися в згорянні. Вуглеводні можуть викидатися в атмосферу внаслідок пропусків спалахування, негерметичності випускного клапана чи системи вентиляції картера, а також через випаровування бензину з бака або карбюратора. У дизелі СН утворюються в перезбагачених ділянках, де відбувається піроліз молекул палива (розпадання молекул палива під дією високих температур за браку хімічних реагентів). Якщо в процесі розширення в такі ділянки не надійде достатньої кількості кисню, то СН опиняються у ВГ. Кількість вуглеводнів, що утворюють цю групу токсичних речовин, перевищує 200. Деяким із них властива сильна отруйна дія (через процеси кровотворення, центральну нервову систему тощо). Особливу групу високотоксичних речовин становлять викиди бензолу, толуолу, поліциклічних ароматичних вуглеводів (ПАВ), зокрема бензопірену. Вони утворюються внаслідок піролізу легких і середніх фракцій палива за температури 300...400°С. Такі умови виникають у процесі робочого ходу поблизу холодних поверхонь циліндра за наявності там незгорілих вуглеводнів. Зі збільшенням у паливі бензолу зростає кількість ПАВ. Ці речовини належать до канцерогенних, вони не виводяться з організму людини, а нагромаджуючись, сприяють утворенню злоякісних пухлин. Сажа — твердий продукт, що складається здебільшого із вуглецю. Вона утворюється за температури понад 1200°С внаслідок термічного розкладання (піролізу) палива за умови нестачі кисню. Процес залежить від виду палива. Концентраційні межі спалахування суміші в двигунах з іскровим запалюванням не збігаються з межами початку утворення сажі, тому її кількість у таких двигунах невелика. У дизелях переважає дифузійне згоряння, за якого швидкість горіння визначається здебільшого не швидкістю хімічних реакцій, а швидкістю проникнення (дифузії) пари палива у повітря. Внаслідок цього існують ділянки з багатою стехіометричною (нормальною) та бідною сумішшю. За дифузійного згоряння в дизелі поряд із ділянками полум’я з високою температурою (a = 1,0) перебувають ділянки з багатою сумішшю (a < 1,0), тобто створюються умови для піролізу.
Наявність сажі у ВГ викликає чорний дим на випуску. Шкідлива дія сажі зумовлена не вуглецем, а наявністю канцерогенних ПАВ. Відносно великі частки сажі (2...10 мкм) легко виводяться з організму, а дрібні (0,5...2,0 мкм) затримуються в легенях і викликають алергію дихальних шляхів. Доречно нагадати ще й таке:
- за інтенсивного ультрафіолетового випромінення сонця та наявності в атмосфері вуглеводнів, оксидів азоту і вуглецю утворюється озон (сильний окислювач), що зумовлює погіршення самопочуття людей;
- істотний вміст в атмосфері диоксиду азоту, озону й вуглеводнів зумовлює туман коричневого кольору — смог, який погіршує видимість на шляхах, подразнює слизові оболонки людей;
- диоксид сірки, взаємодіючи в атмосфері з водяною парою, утворює сірчану кислоту, яка випадає на землю з дощем і завдає великої шкоди рослинам.
2. Розрахунок викидів забруднюючих речовин на території автотранспортного підприємства
У нашій країні найбільший вплив на забруднення атмосферного повітря роблять промислові підприємства, але у великих містах автомобільний транспорт у забрудненні атмосфери відіграє найбільшу роль. В останні роки в містах різко збільшилася чисельність транспортних засобів, головним чином за рахунок автомобілів, які знаходяться в особистому користуванні громадян, і частково за рахунок розширення парку транспортних засобів індивідуальних підприємців, які виконують перевезення пасажирів на комерційній основі.
Відомо, що автомобільний транспорт є основним забруднювачем атмосферного повітря у великих містах. Різке збільшення чисельності автомобільного транспорту висуває на одне з перших місць проблему захисту атмосферного повітря і населення від впливу забруднюючих речовин.
Основними проблемами, пов’язаними зі шкідливим впливом транспорту на навколишнє середовище, є транспортний шум і загазованість атмосферного повітря. Навіть шкідливих домішок в атмосфері позначається: на людях (погіршення самопочуття, збільшення захворювань, зниження продуктивності праці і якості роботи і т.п.); на тваринах і рослинах (захворювання, вимирання, порушення рівноваги в природі і т.п.); на будівлях і спорудах(передчасний вихід з ладу внаслідок розкладання будівельних матеріалів і корозії).
Автомобільний транспорт забруднює атмосферу трьома способами: емісією шкідливих речовин з відпрацьованими газами, проривом газів у картер двигуна й емісією шкідливих речовин у результаті випару палива в паливних баках, карбюраторах, а також у результаті витоків палива. Головним з них є перший спосіб, на частку якого приходиться близько 2/3 шкідливих викидів автомобілів в атмосферу.
Основними нетоксичними компонентами відпрацьованих газів автотранспортних засобів є азот ,кисень, пари води і вуглекислий газ. Усього налічується близько 200 шкідливих (забруднюючих)речовин , багато яких небезпечні для здоров’я людини. До токсичних компонентів відносяться: оксиди вуглецю, оксиди азоту, альдегіди, вуглеводні, сірчистий газ, сажа. бенз(а)пірен та ін.
У загальному переліку шкідливих речовин враховуємо тільки три інгредієнти: оксид вуглецю, (СО),незгорілі(не канцерогенні ) вуглеводні (СnНm) оксиди азоту (No
х
).
2.1 Розрахунок викиду у грамах одним автомобілем к-ї групи за день при виїзді з території АТП і поверненні на територію АТП
, г (2.1)
, г (2.2)
де - питомий викид і-Ї речовини при прогріві двигуна автомобілем к-ї групи, г/хв.;
- питомий викид і-ї речовини при роботі двигуна на холостому ходу,г/хв.;
- питомий викид і-ї речовини при русі автомобіля по території АТП, г/км.;
- час прогріву двигуна, хв.;
,
- час роботи двигуна на холостому ходу при виїзді (поверненні)на територію АТП, хв.;
, - пробіг по території АТП одного автомобіля в день при виїзді (поверненні),км.
Відповідно до даного варіанта розрахувати викид і-ї забруднюючої речовини(,,), які утворюють транспортні засоби к-ї групи на територію АТП.У роботі необхідно представити розрахунок викидів , , для автомобілів першої групи при виїзді на території АТП і при повернені на територію. Результати розрахунків для автомобілів інших груп подати в табл..2.3.
1 група
СО
СН
NO2
Далі розрахунки проводимо аналогічно. Результати розрахунків наведені в таблиці 2.1.
Таблиця 2.1-Результати розрахунків
| Група автомобіля |
|
|
|
|
|
|
| 1 |
333,9 |
39 |
36,32 |
5 |
4,34 |
0,88 |
| 2 |
111,3 |
13 |
27,24 |
3,75 |
4,34 |
0,88 |
| 3 |
157 |
19,55 |
25,06 |
3,55 |
4,10 |
0,84 |
| 4 |
311,85 |
31,16 |
29,16 |
3,42 |
4,22 |
0,69 |
| 5 |
113 |
11,30 |
27,75 |
3,24 |
4,48 |
0,74 |
| 6 |
114,7 |
9,6 |
9,42 |
0,91 |
1,29 |
0,17 |
| Валовий викид , кг/год |
1668,379 |
169,125 |
27,449 |
|||
2.2 Розрахунок валового викиду забруднюючих речовин транспортними засобами АТП за розрахунковий період року
Валовий викид і-ї речовини, тобто викид усіма автомобілями АТП за певний період року визначається за формулою
, кг/год, (2,3)
Де - валовий викид, кг/рік; - коефіцієнт випуску автомобілів на лінію (згідно вихідних даних =0,8) ; - кількість автомобілів к-ї групи в АТП, од.; - кількість робочих днів у розрахунковому періоді року, днів (згідно вихідних даних =120 днів) ;
Результати розрахунків наведені у табл. 2.3
2.3 Викид сполук свинцю у грамах одним автомобілем к-ї групи при виїзді з території АТП М`
ск і повернені на територію АТП М ˝
ск розраховують по формулам
, г(2,4)
, г(2,5)
Де - зміст свинцю в1 літрі бензину ,г/л; , - витрата бензину при прогріві двигуна й роботі на холостому ходу, л/хв.;
- витрата бензину при русі автомобіля по території АТП, л/км;
Розрахунок викиду сполук свинцю проводять тільки для автомобілів з карбюраторними двигунами.
2.4 Розрахунок валового викиду свинцю в кілограмах розраховують за формулою
, кг/год,(2,6)
де - Валовий викид свинцю,кг/рік;
,- викид свинцю одним автомобілем к-ї групи відповідно при виїзді з території АТП і повернення на територію АТП, г;
- коефіцієнт випуску автомобілів на лінію;
- кількість автомобілів к-ї групи в АТП, од.;
- кількість робочих днів у розрахунковому періоді року, днів.
3. Розрахунок валових рівнів платежів (екокомпенсації) за викиди в атмосферу забруднюючих речовин автотранспортними засобами підприємства
Забруднення навколишнього середовища призводить до витрат у народному господарстві в двох напрямках: на попередження впливу забрудненого середовища на реципієнтів(коли таке попередження ,часткове або повне, технічно можливе) і витрат, пов’язаних з впливом на них забрудненого середовища. Останні виникають, якщо повне попередження такого впливу неможливе або якщо витрати на повне попередження впливу виявляються більшими, ніж сума витрат у вищезгаданих напрямках при частковому запобіганні впливу забрудненого середовища на людей і різні об’єкти. Оскільки подібні ситуації трапляються часто, обидва зазначених типи витрат мають місце одночасно. Ці витрати називаються економічними збитком від забруднення навколишнього середовища. Розрахунки їх проводять при плануванні й проектуванні середовища захисних заходів у всіх випадках, коли визначається чистий економічний ефект цих заходів.
Загальна економічна ефективність природоохоронних витрат визначається з метою:
- установлення народногосподарських результатів витрат на охорону навколишнього середовища;
- виявлення динаміки ефективності цих витрат і темпів їхнього зростання;
- оцінки галузевих і територіальних пропорцій при розподілі капітальних вкладень;
- оцінки ступеня освоєння капітальних вкладень;
- характеристики фактичної і планової ефективності витрат;
- прийняття рішень про черговість проведення природоохоронних заходів.
Таким чином, рівень екокомпенсації характеризує співвідношення екологічного збитку і часткової екокомпенсації. Головне при цьому, щоб екокомпенсація мала цільовий характер і була спрямована на заходи, пов’язані з комплексною екологізацією автомобілів і транспортних потоків.
Значення коефіцієнта, що враховує кількість мешканців населеного пункту 1,0. Кількість населення до 100 тис.чол.
3.1 Розрахунок викиду забруднюючих речовин автотранспортним парком
Для усього автомобільного парку маса викинутої за розрахунковий період і-ї забруднюючої речовини визначається за наступною залежністю
, кг/год,(3.1)
де - кількість автомобілів к-ї групи з двигуном j-го типу за розрахунковий період, од;
- коефіцієнт випуску автомобілів на лінію;
- питомий викид і-ї речовини к-ї групи автомобілів з двигуном j-го типу, г/км; - річний пробіг автомобіля к-ї групи з двигуном j-го типу, км;
- коефіцієнт, що враховує технічний стан автомобіля к-ї групи з двигуном j-го типу за розрахунковий період.
3.2 Розрахунок річного рівня платежів за викиди в атмосферу
Розмір річних платежів за викиди шкідливих речовин в атмосферу від пересувних джерел забруднення установлюють на основі базових нормативів платежів.
Річний рівень платежів (екокомпенсацію) визначається за формулою:
, грн./год, (3,2)
де –коефіцієнт, що враховує територіальні соціально-екологічні особливості населеного пункту;
- коефіцієнт індексації (визначають за складною багатофункційною схемою )для м. Харкова Кинд
=1,58;
– річний викид і-ї речовини ,т/рік;
–запропонований норматив плати, який визначають з урахуванням відносної шкоди і-ї забруднюючої речовини у порівнянні з окисом вуглецю та посиленого шкідливого впливу і-ї забруднюючої речовини на людину й навколишнє середовище при спільному впливі з іншими шкідливими речовинами, грн./т;
– коефіцієнт кратності плати за шкідливі речовини, що викидаються разом з відпрацьованими газами автомобілів, концентрація яких в атмосфері конкретного міста перевищує [ПДКі]сс. (коефіцієнт встановлює міська територіальна громада у межах 1 ≤ = ≤ 5).
Для розрахунків приймаємо:
.
Коефіцієнт залежить від кількості мешканців населеного пункту, його народногосподарського призначення й розраховується за формулою
, (3.3)
де - коефіцієнт, що враховує кількість мешканців населеного пункту;
- коефіцієнт, що залежить від народногосподарського призначення населеного пункту.
Висновок
Людина споживає пересічно 20 м3 повітря щодоби. Разом із забрудненим повітрям у дихальні шляхи, а далі у кров надходять токсичні речовини. Із випускних систем поршневих двигунів внутрішнього згоряння (саме такого типу енергетична установка переважної більшості сучасних автомобілів і тракторів) під час їх роботи виділяються речовини, серед яких до 2% шкідливі (отруйні): продукти неповного згоряння й термічного розкладання вуглеводного палива, оксиди азоту, сполуки сірки й свинцю тощо. Зниження токсичності й димності відпрацьованих газів (ВГ) — одна з важливих проблем людства, бо вони спричиняють хвороби людей і тварин, пошкодження рослин, погіршують видимість водіям транспортних засобів (сутність явища токсичності визначається кількісною характеристикою взаємодії між хімічними показниками зовнішнього середовища та організмом людини).
В результаті роботи автотранспортного підприємства валовий викид оксиду вуглецю становить 1668,379 кг/рік, незгорілі вуглеводні 169,125 кг/рік, оксид азоту 27,449 кг/рік та 0,673 кг/рік свинцю. При цьому розмір екокомменсації 11 215 578,52 грн.
Список літератури
1. Козлов Ю.С., Меньшова В.П и др экономическая безопасность авто- транспорта –м 2000, 210 стр.
2. Голубев, Новиков Ю.В."Окружающая среда и транспорт"- м издательство транспорта 1987 207стр.
3. Аксенов Н.Я.Аксенов В.И.Тр-т и охрана опр.ср. 1986,. 176 стр.