Методический подход к оценке экологической эффективности

И экономичности мероприятий

Загрязнение воздуха городов токсичными веществами, выбрасываемыми автотранспортом, обусловливает во многих случаях концентрацию токсичных веществ в воздухе в зоне дыхания, во много раз превышающую безвредную для здоровья человека.

Выбросы токсичных веществ автомобилями зависят как от технического совершенства автомобилей и их двигателей, так и от экологических свойств моторных топлив.

При сгорании моторных топлив в бензиновых и дизельных двигателях при стехиометрическом (a = 1) или сверхстехиометрическом (a > 1) соотношении кислород воздуха – топливо помимо основных продуктов полного окисления – воды и диоксида углерода – образуются и выбрасываются с отработавшими газами в воздух токсичные вещества: оксиды углерода, азота, органические кислородсодержащие соединения, несгоревшие углеводороды, сажа, а при использовании свинцовых антидетонаторов (этилированных бензинов) - свинец (в виде бромидов и хлоридов).

Таблица 1.1

Исходные данные для решения

* Выбросы до проведения природоохранного мероприятия.

** Выбросы после природоохранного мероприятия 1.

Образование токсичных веществ в бензиновых и дизельных двигателях имеет свои особенности и отличия, ввиду этого и состав отработавших газов отличается. Основные токсичные продукты отработавших газов бензиновых двигателей (в современных бензиновых двигателях соотношение воздух–топливо автоматически поддерживается в пределах 1,00÷1,02 относительно стехиометрического) – продукты неполного горения топлива: оксид углерода (CO) и недогоревшие углеводороды (C_mH_n). Дизельный двигатель работает со значительным избытком воздуха, и микродиффузионный режим сгорания топлива создает условия образования токсичных веществ, значительно отличающиеся от условий в бензиновых двигателях. Поэтому в дизельных двигателях образование оксидов азота значительно выше, чем в бензиновых двигателях, а образование оксида углерода – много меньше. В то же время в дизельных двигателях значительно выше степень полного и неполного окисления углеводородов, и, следовательно, значительно меньше выбросы суммы углеводородов и их оксипроизводных (но доля выбросов альдегидов в 1,5÷4 раза выше), чем в бензиновых двигателях. Кроме того, в выбросах дизельных двигателей всегда содержится сажа ввиду особенностей диффузионного горения.

Для оценки суммарной токсичности отработавших газов необходимо знать ПДК токсичных компонентов выбросов. Обычно при оценке токсичности веществ, выбрасываемых в воздух автотранспортом, исходили из значений максимальной разовой ПДК. Однако в настоящее время города настолько насыщены автомобилями, что правильнее пользоваться среднесуточными ПДК. При этом существует большая неопределенность в величине ПДК для группы токсичных веществ C_mH_n, т. к. определяется сумма горючих, кроме СО, включающая в себя малотоксичные и чрезвычайно токсичные вещества (табл. 1.2).

Таблица 1.2

Предельно допустимые концентрации некоторых веществ,

входящих в группу C_mH_n отработавших газов АТС

Поскольку усреднение ПДК в данном случае проблематично, постольку мы принимаем для группы C_mH_n ПДК равным ПДК NO₂ (в нормах ПДВ (предельно допустимых выбросов) стран ЕС до 2000 г. C_mH_n и NO_x, определяемые в виде NO₂, лимитировались суммарно). Ниже приведены среднесуточные ПДК основных токсичных компонентов отработавших газов:

Вещество ПДК_СС, мг/м³

NO₂……………………………0,04

CO……………………………..3,00

C_mH_n …………………………..0,04

Твердые частицы

(сажа)………………………....0,05