Мероприятия по снижению выбросов транспорта
Мероприятия по снижению выбросов автотранспорта делят на следующие три группы.
1. Градостроительные мероприятия: а) строительство автомагистралей в обход городов и населенных пунктов; б) изоляция зданий от дорог, тротуаров многорядными посадками кустов и деревьев; в) размещение жилых и особенно детских учреждений в глубине кварталов, подальше от дорог; г) сооружений транспортных развязок на разных уровнях, магистралей-дублеров.
2. Организация движения городского транспорта: а) ограничение проезда грузовых машин по городу; б) организация оптимальной работы светофоров («зеленая волна») и транспортных развязок; в) оптимизация скорости движения машин (при 60 км/час наименьшие загрязнения); г) расширение перевозок пассажиров электротранспортом.
3. Технические мероприятия: а) регулировка двигателей внутреннего сгорания, особенно состава смеси, поступающей в цилиндры; б) снижение, замена и полное исключение свинца в топливе; в) добавление в топливо присадок, снижающих содержание CO, альдегидов, сажи в выхлопных газах; г) замена бензина метанолом, сжатым и сжиженным газом, а еще лучше — водородом; д) нейтрализация (обезвреживание) выклопных газов; е) фильтрация выхлопных газов дизелей от сажи; ж) замена обыгчных автомобилей электромобилями.
Примеры. Добавки к бензину смеси спиртов уменьшают содержание CO у карбюраторных двигателей. Добавки, содержащие барий, снижают выброс сажи из дизельных двигателей на 70-90%. Горячие водяные пары способствуют более полному сгоранию топлива, уменьшают детонацию. Замена жидкого топлива на газы, которые сгорают практически полностью, уменьшает содержание CO в выклопных газах в 3-4 раза.
Очистка выхлопных газов. Очистка выютопных газов от загрязнений — наиболее реальный и перспективный путь уменьшения загазованности городской атмосферы. Применение находят два способа очистки: нейтрализация загрязнений растворами реагентов; каталитическая нейтрализация примесей выхлопных газов.
Жидкостная нейтрализация — это взаимодействие токсичных веществ с раствором сульфита Na 2SО3 или карбоната натрия Na2CO3 при пропускании через раствор выхлопных газов. Эффективность очистки составляет: от оксида серы SO2 — до 100%, альдегидов — 50-98%, оксидов азота — около 30-50%, сажи — 60-80%. Недостатки способа: большие размеры и масса нейтрализатора, нет очистки от оксида углерода CO, мала эффективность очистки от оксидов азота. Раствор надо часто менять, жидкость интенсивно испаряется.
Каталитическая нейтрализация — это восстановление и окисление примесей выхлопных газов с образованием безвредных паров воды и газов: азота, СО2. Для восстановления оксидов азота применяют катализаторы на основе меди, хрома, кобальта, никеля и их сплавов. Для окисления СО и углеводородов используются катализаторы из платиновых металлов.
На рисунке 4.46 показана схема двухкамерного каталитического нейтрализатора. В первой камере помещен восстановительный катализатор из медно-никелевого сплава (1 а), во второй камере — окислительный, платиновый (16).Сначала в восстановительной среде выхлопных газов оксиды азота (в основном NO) восстанавливаются до свободного азота:
Во второй части аппарата в газовый поток вводится воздух, кислород которого окисляет, с участием платинового катализатора, оксид углерода и углеводороды:
Каталитические нейтрализаторы уменьшают содержание СО на 70-90%, углеводородов — на 50-85%, оксидов азота — на 70-85%.
Улавливание сажи. Выпуск дизельных грузовых и легковых автомобилей в мире постоянно растет. Основной недостаток дизелей, связанный с использованием высокомолекулярных углеводородов, — большое количество сажи в выхлопных газах.
В настоящее время всё острее поднимается вопрос поискаальтернативных и возобновляемых источников тепловой энергии. В качестве их предлагаются самые разнообразные материалы: дрова, лигнин, кизяк, бытовой мусор, спирт, биодизель, биогаз.
43) В радиальных пылеуловителях отделение твердых частиц от газового потока происходит за счет совместного действия гравитационных и инерционных сил. Последние возникают при повороте газового потока на 180° за срезом входной трубы 2. Средняя скорость ωг подъема газа в корпусе обычно не более 1 м/с, при этом для оседающих частиц должно выполняться условие ωв>ωг, где шв скорость витания частиц. Эффективность очистки газа от частиц размером 25-30 мкм обычно составляет 0,65-0,85. Радиальные пылеуловители применяются редко из-за низкой эффективности очистки от мелкодисперсной пыли.
Источник
Эколого-экономические методы снижения ущерба от выбросов веществ автотранспортом
Дата публикации: 13.04.2018 2018-04-13
Статья просмотрена: 734 раза
Библиографическое описание:
Котенёв, И. А. Эколого-экономические методы снижения ущерба от выбросов веществ автотранспортом / И. А. Котенёв. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2018. — № 15 (201). — С. 4-6. — URL: https://moluch.ru/archive/201/49440/ (дата обращения: 23.11.2021).
В данной статье затрагивается тема большого количества вредных выбросов. Особое внимание уделено мероприятиям и путям решения данной проблемы. В заключение автором было выдвинуто собственное видение снижения выбросов.
Ключевые слова: экология, негативное влияние, окружающая среда, выбросы, автотранспорт.
This article deals with the topic of a large number of harmful emissions. Special attention is paid to measures and ways of solving this problem. In conclusion, the author put forward his own vision of reducing emissions.
Keywords: environment, negative impact, environment, emissions, vehicles.
С ростом и развитием городов человечество встретилось с проблемой увеличения транспорта. Это, в свою очередь, повлекло за собой сильный негативный эффект на окружающую среду (ОС). Помимо этого, обилие автомобилей вызывает ухудшение санитарных норм в больших городах: создание шума, сильная загазованность, влияющая на здоровье населения, а также, что немало важно, неэффективное использование ценнейших видов топлива при перевозке большого количества пассажиров. Чтобы снизить уровень загрязнения атмосферы транспортными средствами, экономистами и экологами были разработаны следующие мероприятия:
1) Организационные (архитектурно-планировочные);
3) Инженерно-экологические [1].
Первые две группы мероприятий, как правило, составляют экономические методы. Последняя же в основном включает в себя экологические методы. Хотелось бы разобрать их в отдельности.
Организационные мероприятия содержат в себе различного рода методы застройки, планирование и озеленение улиц и магистралей. Такого рода деятельностью занимается Комитет по градостроительству и архитектуре. Он, в свою очередь, выделяет средства и ресурсы на обустройство жилых зон города и нацелен на повышение и улучшение уровня жизни граждан. Кроме того, он спонсирует различные проекты, нацеленные на снижение вреда окружающей среде в черте города. Также данная группа мероприятий является экономическим методом, так как в рамках данного сектора строятся развязки, кольцевые автомагистрали, подземные переезды, которые должны снизить негативное влияние путём снижения транспортной нагрузки [2]. Во-вторых, большое количество вредных выбросов скапливается на светофорах, то есть, чаще всего, в зону риска в связи с этим попадают и пешеходы. Чтобы это как-то изменить, специалистами было предложено в пешеходных и перекрёстных зонах, где скапливается много транспорта, устанавливать специальные конструкции по поглощению вредных выбросов. По задумке они должны быть внешне похожи на шумопоглощающие экраны, но принцип работы их несколько отличается: «впитывая» вредные вещества, такого рода экраны «выдыхали» бы очищенный воздух, то есть действовали бы по принципу деревьев. Но данная технология представлена только в виде макета и, к сожалению, на данный момент пока не созданы даже прототипы [3].
Вторая группа — технологические мероприятия. Она, как и первая, представляет экономические методы. В этой группе собраны все технологические улучшения для транспорта, которые могут снизить вредные выбросы в ОС. Но, как и любые современные технологии, внедрение данных новинок требуют больших затрат средств. Вот какие методы по снижению выбросов предлагают использовать специалисты в рамках данных мероприятий:
1) Отладка двигательной системы автомобилей;
2) Изменение состава топлива, с плавным переходом на более безвредные виды;
3) Перевод транспортных средств на сжиженный газ;
4) Улучшение системы двигателей внутреннего сгорания;
5) ввод в эксплуатацию гибридных двигателей;
6) создание транспортных средств на альтернативном топливе (электричество, солнечная энергия) [4].
Последняя группа мероприятий, как уже говорилось ранее, представляет собой экологические методы. Эта группа отличается от предыдущих тем, что она менее затратная, но, тем не менее, она направлена на снижение вреда с инженерной точки зрения. В неё входят:
‒ создание тёплых стоянок. Это действие направлено на сокращение потребляемого топлива, направленное на прогрев машины в холодное время года;
‒ внедрение и оснастка всех автомобилей устройствами электроподогрева;
‒ установка нейтрализаторов отработавших газов (они могут быть термическими, жидкостными);
‒ использование сажевых фильтров;
‒ использование топлива с большим октановым числом [1].
В заключение хотелось бы отметить, что экономисты и экологи постоянно трудятся над изобретением методов и способов по снижению вредоносного фактора на окружающую среду, но чтобы это воплотилось в жизнь, необходимы не только деньги, но и желание людей жить в более чистых условиях.
- Мякишева Т. А., Экология как наука. — Спб.: Арапов, 2009. ¬ 350 с.
- Свиблова Т. К., Экологически-экономические принципы. Учебник. — М.: Финансы и статистика, 2012. — 240 c.
- Комин Б. Н., Цветкова А. К Проблемы современной экологии. Кто виноват и что делать? Журнал/под редакцией С. Ю. Комарова. –М. 2011. — 30 с.
- Юсупов К. С. Экономика как метод решения мировых кризисов. Журнал. — Спб.: Юлов, 2010. — 40 с.
Источник
Уменьшение загрязнения атмосферы от автотранспорта
Одним из мощных источников загрязнения городской воздушной среды является автомобильный транспорт, увеличение численности которого привело к насыщению городов легковыми автомобилями и переключению на них большей части пассажирских перевозок. Это резко ухудшает санитарные условия проживания в крупных городах: автомобиль не только загрязняет воздушную среду и создает шум, но, перевозя небольшое число пассажиров и работая на наиболее ценных видах топлива, использует его недостаточно эффективно. В связи с этим возникла необходимость разработки ряда мероприятий, позволяющих предотвратить загрязнение окружающей среды от автотранспорта.
С целью снижения негативного воздействия автотранспорта на атмосферный воздух в рамках представленной классификационной схемы (рис. 3) предусмотрены организационные (архитектурно-планировочные), технологические и специальные инженерно-экологические мероприятия.
Организационные мероприятия включают специальные приемы застройки и озеленение автомагистралей, размещение жилой застройки по принципу зонирования (в первом эшелоне застройки – от магистрали – размешаются здания пониженной этажности, затем – дома повышенной этажности и в глубине застройки – детские и лечебно-оздоровительные учреждения. Тротуары, жилые, торговые и общественные здания изолируются от проезжей части улиц с напряженным движением многорядными древесно-кустарниковыми посадками). Важное значение имеют сооружение транспортных развязок, кольцевых дорог, использование подземного пространства для размещения гаражей и автостоянок.
Наибольший выброс выхлопных газов имеет место при задержках машин у светофоров, при стоянке с не выключенным двигателем в ожидании зеленого света, при трогании с места и форсировании работы мотора. Поэтому в целях снижения выбросов необходимо устранить препятствия на пути свободного движения потока автомашин. В частности, сооружают специальные автомагистрали, не пересекающиеся на одном уровне с движением машин или пешеходов, специальные переходы для пешеходов на всех пунктах скопления машин, а также эстакады или тоннели для разгрузки перекрывающихся потоков транспорта.
Для снижения загазованности воздушной среды необходимо ограничить количество вредных веществ, выделяемых каждым автомобилем, т.е. установить нормы выброса токсичных веществ с выхлопными газами. Соответствие автомобилей указанным стандартам (в частности, по содержанию оксида углерода и углеводородов в выхлопных газах) проверяют инспектора ГИБДД.
В качестве технологических мероприятий, которые могут резко снизить токсичность выхлопных газов, можно выделить следующие:
— изменение состава топлива;
— использование энергии торможения;
— перевод автомобилей на сжиженный газ;
— совершенствование двигателей внутреннего сгорания;
— применение альтернативных видов топлива;
— внедрение гибридных двигателей;
— внедрение в эксплуатацию электромобилей, солнечных автомобилей, а также применение электрического транспорта и др.
Изменение состава топлива. Известно, что в целях предотвращения детонации горючего в двигателях автомашин в него добавляют тетраэтилсвинец, который делает выхлопные газы особо токсичными. Поэтому большие усилия были затрачены на замену указанного вещества на менее опасные, а также на получение стойкого к детонации бензина. При введении в топливо т.н. присадок можно существенно уменьшить количество некоторых токсичных веществ: сажи, альдегидов, оксида углерода и других. Так, для карбюраторных, двигателей самым эффективным оказались смеси различных спиртов.
Использование энергии торможения. Заметного сокращения расхода энергии, а значит, количества сжигаемого топлива и уменьшения загрязнения воздушной среды можно достичь, если использовать энергию, затрачиваемую на торможение. Указанная рекуперация была впервые успешно реализована на электрическом транспорте. Ныне были построены и успешно использованы на автобусах маховичный и гидропневматический рекуператоры. При этом экономия топлива составила 27-40%. объем выхлопных газов снизился на 39-49%.
Перевод автомобилей на сжиженный газ приводит к тому, что в выхлопе газобаллонных автомобилей содержится в 3-4 раза меньше оксида углерода, нежели в выхлопе бензиновых двигателей. При загрузке в баллоны 300 л сжиженного газа автобус способен пройти без заправки до 500 км. Если добавить к этому, что газ дешевле бензина, то достоинства газобаллонного автомобиля становятся еще более наглядными.
Совершенствование двигателей внутреннего сгорания. Например, в США разработан карбюратор с раздельным смесеобразованием. Он позволяет кроме обычной смеси получать обогащенную, которая подается в специальную предкамеру со свечой зажигания. Благодаря этому происходит полное сгорание рабочей смеси, что, в свою очередь, позволяет свести до минимума содержание оксида углерода и углеводородов в выхлопных газах. Создан карбюратор, благодаря которому возможно использовать низкооктановые сорта бензина без антидетонационных добавок. В этом устройстве, состоящем из теплообменника, смесителя и реактора, бензин не только распыляется, но и расщепляется с помощью катализатора на более простые газы, например метан.
Во многих странах мира разрабатываются новые, более совершенные двигатели, которые можно устанавливать на серийных автомобилях. В частности, указывают на перспективность роторно-поршневого двигателя Ванкеля, который компактнее поршневых двигателей: объем в среднем на 30%, а масса на 11 % меньше.
Альтернативное топливо. Весьма перспективным заменителем традиционного топлива для автомобилей является водород. Двигатель, работающий на жидком водороде, не дает никаких запахов, не выделяет таких токсичных веществ, как свинец, оксиды азота, углерода. Жидкий водород почти в десять раз легче бензина. На одном из международных автомобильных конкурсов первое место занял «Фольксваген», для которого топливом служил водород. Интересно, что его отработанные газы были чище городского воздуха, который засасывался в карбюратор.
Признаётся перспективным автомобиль с размещенным на его шасси химическим реактором, в котором вырабатывается водород из углеводородов. Расчеты показали, что иметь такой реактор на машине экономичнее, нежели возить это топливо в специальных баллонах.
Преградами на пути широкого внедрения водорода в качестве топлива для автомобильных двигателей является сложность получения его в достаточно больших количествах и необходимость обеспечения высокого уровня безопасности при осуществлении процесса горения водорода.
К другим видам альтернативного топлива можно отнести этиловый и метиловый спирты и их смеси. В США создан двигатель, в котором вместо бензина используется жидкий азот. Бак с охлажденным до жидкого состояния азотом соединен с испарителем, окруженным «рубашкой», в которой циркулирует воздух. Жидкий азот, попадая в испаритель, превращается вследствие быстрого повышения температуры в газ, который выходит под большим давлением из испарителя и приводит в действие электрогенератор. Вырабатываемый последним ток после выпрямления подается для питания электродвигателей, установленных на колесах. Выхлопные газы такого автомобиля состоят из чистого азота, который, естественно, не загрязняет атмосферу.
Перспективно широкое внедрение так называемых гибридных двигателей: в городе при относительно небольших скоростях должен использоваться только электромотор, питающийся от небольших батарей и обеспечивающий запас хода на 40-50 км, а при выезде за город должен включаться обычный двигатель. Одновременно электромотор может быть использован как генератор для подзарядки аккумулятора.
Электромобили. Весьма перспективным является проект массового перехода от автомобилей с бензиновыми и дизельными двигателями на электромобили, которые действуют от батарей – аккумуляторов, подзаряжаемых на станциях.
Электромобили бездымны, бесшумны, их выделения нетоксичны, они просты в управлений, а эксплуатация значительно экономичнее, особенно в городах. Этому способствует относительно небольшой среднесуточный пробег автомобилей в городе, ограничение скорости и возможность организации сети зарядных станций для батарей – аккумуляторов. Сейчас в мире эксплуатируется сотни тысяч электромобилей различного назначения, и парк их непрерывно растет.
Дальнейшие успехи в разработке электромобилей в основном, будут зависеть от решения ряда технических проблем (создания компактных, недорогих и легких аккумуляторов, разработка быстродействующих зарядных устройств). Укажем также на необходимость резкого увеличения резервных мощностей электростанций, поскольку они недостаточны, если потребуется в перспективе ежедневная подзарядка многих миллионов электромобилей.
Солнечный автомобиль использует солнечную (или световую) энергию, которая улавливается при помощи специальных солнечных батарей. Электромобиль на спиральных гидридно-никелевых батареях прошел несколько лет назад без подзарядки 601 км.
Как же побыстрее и подешевле создать массовый экологически чистый автомобиль? Прежде всего, считают специалисты, необходимо усовершенствовать существующие конструкции: постараться уменьшить расход топлива, само топливо сделать, более приемлемым с точки зрения чистоты выхлопов, добиться снижения сопротивления воздуха, так как оно при больших скоростях современных автомобилей отбирает большую долю энергии. Можно использовать новые, например, керамические материалы для двигателей, чтобы повысить их КПД (из-за достижения более высоких температур), что приведет к снижению потребления топлива и, соответственно, к уменьшению загрязнения атмосферного воздуха. Начиная с 1998 г. компании «Дженерал моторе», «Форд» и «Крайслер» начали реализовывать программу выпуска экологичных автомобилей.
Улучшению качества атмосферного воздуха в сочетании со снижением шума способствует применение электрического транспорта (трамвая, троллейбуса).
Специальными инженерно-техническими мероприятиями, снижающими выбросы токсичных веществ от автотранспорта как основного передвижного источника, дающего наибольший вклад в загрязнение атмосферы, является применение нейтрализаторов, катализаторов.
Нейтрализаторы выхлопных газов. К настоящему времени выпускаются нейтрализаторы следующих видов: каталитические (используются твердые катализаторы), пламенные (дожигание примесей в открытом пламени), термические (метод беспламенного окисления) и жидкостные (с помощью химического связывания примесей жидкими реагентами). При этом широкое распространение получили каталитические нейтрализаторы, которые превращают токсичный оксид углерода в малоопасный диоксид.
Источник
