ФХПТ Курсовая. Курсовая работа по дисциплине Физикохимические процессы в атмосфере
 Скачать 259.57 Kb.
|
2.4 Исследование экологических нагрузок загрязняющих веществВыбрасываемые в атмосферный воздух загрязняющие вещества стационарными и передвижными источниками создают особую опасность для окружающей среды. осаждение загрязняющих веществ может осуществляться двумя способами: сухое осаждение, вымывание атмосферными осадками. Осадки являются хорошим индикатором загрязнения воздуха в населенных пунктах и достаточно точно позволяют определить пространственную дифференциацию химических веществ. Поэтому одним из критериев качества территории промышленного города является экологические нагрузки загрязняющих веществ, формирующиеся через загрязнение снежного покрова и дождевой воды. Экологическая нагрузка загрязняющих веществ снежного покрова на земную поверхность рассчитывается по формуле:  где S - площадь поверхности среза снежного покрова, t - время, в течении которого обирались осадки,  .При исследовании территории также необходимо учитывать суммарные экологические нагрузки по всем загрязняющим веществам  По суммарным экологическим нагрузкам можно проводить ранжирование территории, подвергающейся воздействию со стороны загрязняющих веществ (таблица 15). Таблица 15-Критерии оценки качества территории по суммарным экологическим нагрузкам
Результаты расчёта экологической нагрузки загрязняющих веществ представлены в таблице 16. Таблица 16-Экологические нагрузки загрязняющих веществ
Нами было проведено ранжирование исследуемой территории по суммарным экологическим нагрузкам согласно критериям, приведённым в таблице 15, которое показало, что исследуемую территорию на всех исследуемых расстояниях можно отнести к сильно загрязнённой зоне, т.к. суммарная экологическая нагрузка лежит в интервале от 140,71 до 158,75 т/  2.5 Разработка мероприятий, направленных на улучшение экологического состояния придорожной территории 2.5.1Снижение уровня загазованности Городские зеленые насаждения играют важную роль в улучшении воздушного бассейна крупных городов, за счет поглощения и разложения углекислого газа, обогащения воздуха кислородом, задержания на поверхности листьев и ветвей пыли, поглощения токсичных веществ, выделяемых автотранспортом и промышленными предприятиями города. Защитные полосы зеленых насаждений рекомендуется создавать при интенсивности движения не менее 300 авт/час. Для посадок необходимо применять газоустойчивые и быстрорастущие породы деревьев и кустарников. При использовании экранирующих сооружений (выемки, насыпи и т.д.) за их границами наблюдается снижение концентрации выхлопных газов. Снижающий эффект экранизирующих сооружений тем больше, чем значительнее их геометрические размеры. Изменяя размеры экранизирующих сооружений, возможно, довести снижение концентрации выхлопных газов до 85 %, что может обеспечить предельно допустимые концентрации загрязненных веществ на примагистральных территориях, тротуарах, улице. 2.5.2 Улучшение атмосферы придорожной территории. Всем известно, что основное негативное воздействие на атмосферу оказано выхлопными газами автотранспорта. Существуют следующие мероприятия по снижению этого отрицательного воздействия: урегулирование дорожного движения путем исключения частых торможений и ускорения автомобилей; рациональное распределение транспортных потоков по существующей уличной сети: вынос грузовых автомобилей за пределы селитебной территории; пересечение дорог в разных уровнях; строительство скоростных дорог, изолирование от городской застройки; защитное озеленение, дома-экраны; располагать в качестве барьеров здания коммунально-бытового обслуживания. 2.5.3 Конструкторско-технические мероприятия Конструкторско-технические мероприятия, осуществляемые на подвижном составе, группируются по направлениям: 1) повышения экономичности двигателей; 2) снижения массы конструкции; 3) уменьшения сопротивления движению; 4) снижения токсичности отработавших газов; 5) использования экологически более чистых видов топлива; 6) применения комбинированных источников энергии. Повышение экономичности двигателей достигается совершенство-ванием их конструкции и позволяет сократить потребление топлива и, соответственно, снизить выбросы загрязняющих веществ. Одновременно обеспечивается сбережение топливно-энергетических ресурсов, что является еще одной важной экологической задачей. Основой сокращения расхода топлива и выброса вредных веществ является улучшение процесса сгорания в двигателях транспортных средств. Снижение расхода топлива имеет большое значение в первую очередь для грузовых автомобилей с карбюраторными двигателями большого рабочего объема. Применение на этих двигателях вихревого движения рабочей смеси, улучшающего качество смесеобразования и распределения по цилиндрам, способствует снижению расхода топлива на 5-6 %. Улучшение рабочего процесса двигателя достигается применением различных устройств в карбюраторе, например, экономайзеры принудительного холостого хода снижают расход топлива на 2 %. Почти все современные карбюраторы оснащены автоматами пуска и прогрева, точное соблюдение температурного режима при пуске и прогреве двигателя способствует снижению расхода топлива. На некоторых моделях автомобилей, в основном отечественного производства, используются двигатели с форкамерно-факельным зажиганием. При этом способе зажигания обедненная рабочая смесь в камере сгорания двигателя воспламеняется от факела продуктов неполного сгорания, выбрасываемых через сопловые отверстия из дополнительной камеры (форкамеры) малого объема. Это позволяет снизить расход топлива на 8-10 %, содержание оксидов азота и углеводородов в отработавших газах. В современных условиях наилучшим техническим решением остается применение электронных систем впрыска топлива с точным дозированием топлива по отдельным цилиндрам на всех режимах работы двигателя. Применение таких систем также позволяет снизить расход топлива на 8-10 %. Дизельный двигатель экономичнее карбюраторного на 20-30 %, токсичность отработавших газов дизеля значительно ниже, поэтому их широко применяют на большегрузных автомобилях, автобусах. Система питания дизельного двигателя обеспечивает более точное дозирование топлива по сравнению с карбюраторными двигателями при различных режимах работы, что наряду с высоким коэффициентом избытка воздуха и высокой степенью сжатия способствует боле полному сгоранию топлива в цилиндрах двигателя и снижению токсичности выбросов . Высокая топливная экономичность может быть достигнута при использовании и дизельно-газовых двигателей, способных работать попеременно как на дизельном, так и на газовом топливе. Газодизельный двигатель не уступает по мощности дизелю и позволяет экономить в эксплуатации до 80 % дизельного топлива. Снижение массы конструкции транспортных средств может осуществляться за счет изменения конструкции агрегатов, совершенствования технологических процессов изготовления автомобилей и замены материалов на более легкие. Важность этого направления подтверждается таким примером: на каждую дополнительную тонну снаряженной массы автомобиля расходуется на 100 км пути 2,5 л бензина или 1,6 л дизельного топлива. Снижение собственной массы автомобиля дает экономию энергоресурсов на 8-10 %. Уменьшение сопротивления движению является важным условием сокращения расхода топлива. Для автомобилей это направление определяется правильным выбором передаточных чисел главной передачи и коробки передач. С увеличением числа передач, применяемых на грузовых автомобилях, возрастают трудности в выборе оптимальной передачи при изменении условий движения, поэтому наблюдается перерасход топлива. Требуется разработка специальных автоматических приборов, сигнализирующих о необходимости включения нужной передачи, что повысит экономичность автомобилей. При движении с высокой скоростью значительная часть энергии затрачивается на преодоление сопротивления движению в воздушной или водной среде. Эти затраты в воздушной среде прямо пропорциональны квадрату скорости и определяются фактором обтекаемости. Аэродинамические свойства автомобилей повышаются за счет придания обтекаемой формы, правильного расположения груза, установки специальных обтекателей (дефлекторов) на крыше кабины грузового автомобиля, что приводит, в конечном счете, к снижению расхода топлива. Снижение токсичности отработавших газов достигается рядом технических решений, которые включают установку нейтрализаторов выхлопных газов, фильтров, присадок к топливу. Системы нейтрализации отработавших газов применяются как дополнительное оборудование, которое без значительных изменений в конструкции двигателя легко встраивается в выпускной тракт двигателя. Различают следующие виды нейтрализации токсичных отработавших газов: термический, каталитический, жидкостный и комбинированный. В самостоятельную группу выделяют способы удаления из газов твердых частиц (сажи). Термическая нейтрализация вызывает протекание реакций окисления оксида углерода и углеводородов и превращения их в продукты полного сгорания углекислый газ и пар при высоких температурах. Каталитическая нейтрализация помимо окислительных реакций предполагает использование и восстановительных для восстановления оксидов азота в исходные вещества: кислород и азот. В окислительных и восстановительных реакциях могут применяться относительно дешевые оксидные катализаторы на основе меди, марганца, никеля, хрома, но они обладают малой долговечностью и эффективностью. Поэтому распространение получили платино - палладиевые катализаторы. Жидкостные нейтрализаторы основаны на растворении или химическом связывании токсичных компонентов при пропускании отработавших газов через активную жидкость. В качестве активной жидкости могут использоваться вода и водные растворы разных веществ, в частности 10 %-й водный раствор сульфита натрия, ингибированный гидрохиноном с целью замедления окисления сульфита натрия кислородом воздуха, и 10%-й водный раствор двууглекислой соды. В отличие от термического и каталитического нейтрализаторов жидкостный не требует времени для перехода в рабочее состояние после пуска холодного двигателя. Недостатком жидкостного нейтрализатора являются большие масса и габариты, а также необходимость частой смены рабочего раствора. Оборудование системы выпуска двигателей внутреннего сгорания фильтрами и специальными улавливателями способствует задержанию твердых частиц отработавших газов. Применение присадок к топливу оказывает заметное влияние на процесс сгорания в дизелях и качество отработавших газов. По характеру действия присадки к топливу подразделяют на присадки, интенсифицирующие горение, и антидымные. Интенсификаторы горения повышают цетановое число и уменьшают количество светлого дыма, появляющегося при работе холодного двигателя. В качестве присадок могут использоваться метилацетат, ацетонпероксид, этилнитрат, изоамилнитрат и др. Их целесообразно добавлять к топливу с низким цетановым числом. Антидымные присадки применяют для уменьшения темного дыма (сажи). Наиболее эффективны присадки, содержащие барий, метилцик-лопентадиенилтрикарбонилмарганца (МЦТМ) и тетраэтилсвинец. Эти металлосодержащие присадки практически не влияют на выделение дизельными двигателями оксида углерода, но существенно снижают выделение альдегидов, бензпирена и ускоряют выгорание сажи. Использование экологически более чистых видов топлива на подвижном составе транспорта является радикальным средством снижения загрязнения атмосферного воздуха. С этой целью для карбюраторных и дизельных двигателей разработаны и успешно применяются системы питания, работающие на газовом топливе. В качестве газового топлива для ДВС используют сжиженный нефтяной газ (СНГ) и сжатый природный газ (СПГ). Сжиженный нефтяной газ получают при переработке нефти как побочный продукт, состоящий в основном из пропан-бутановых фракций. Его выпуск составляет 2-3 % от выхода основной продукции при перегонке нефти. Но этого вполне достаточно для удовлетворения мно гих потребностей, включая потребности транспортных средств, переведенных на питание нефтяным газом. По калорийной способности нефтяной газ уступает не более чем на 3-4 % бензину, поэтому при переводе карбюраторного двигателя на газ его мощность снижается незначительно. Сжатый природный газ в качестве основного компонента содержит метан и в небольшом количестве примеси других газов. Сжатый газ хранится в высокопрочных металлических баллонах под давлением 200 МПа. Калорийность природного газа ниже калорийности бензина на 10-15 %. Применение СНГ и СПГ позволяет снизить токсичность отработавших газов по контролируемым веществам: оксиду углерода в 3-4 раза, оксидам азота в 1,2-2,0 раза, углеводородам в 1,2-1,4 раза. Применение электрической энергии и комбинированных источников энергии на транспортных средствах позволяет улучшить их экологические показатели и способствует сохранению топливно - энергетических природных ресурсов. На железнодорожном транспорте успешно используется перевод локомотивного парка на электрическую тягу. Электровозы работают на постоянном и переменном токе и практически не загрязняют атмосферный воздух. На морских судах применяют энергоустановки, работающие отнескольких дизель-генераторов и обеспечивающие электропривод главного судового винта. Эксплуатационные мероприятия осуществляются в процессе эксплуатации транспортных средств и направлены на поддержание их технического состояния на уровне заданных экологических нормативов. Важная роль отводится обеспыливанию дорог и аэродромов. Такая необходимость возникает на дорогах и аэродромах с гравийным, щебеночным, грунтовым покрытиями. Наиболее эффективным способом обеспыливания является нанесение на покрытия органических вяжущих материалов: вязких и жидких битумов, дегтя и смол, нефти, масел, эмульсий и других. В этом случае на поверхности дороги образуется эластичная поверхностная пленка. Проводится работа по защите земель в полосе отвода транспортных магистралей. На землях полосы отвода железных и автодорог осуществляются лесонасаждение, рекультивация земель с подсыпкой плодородного слоя почвы. На трубопроводном транспорте разрабатываются и осуществляются меры по ликвидации последствий утечек нефти и нефтепродуктов из трубопроводов и резервуаров. Это же относится и к утечкам газа, который создает взрывоопасные смеси с воздухом. На стационарных источниках сокращение вредных выбросов достигается внедрением очистных сооружений. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
