ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

УДК 1

Каюмов Б.А.

Кандидат технических наук, доцент Андижанский Машиностроительный институт (г. Андижан, Республика Узбекистан)

Гиясов Ш.И.

Самаркандский государственный архитектурно-строительный институт (г. Самарканд, Республика Узбекистан)

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

Аннотация: автотранспорт является одним из крупнейших загрязнителей атмосферного воздуха. Следует отметить, что условия хранения автомобилей являются определяющим фактором для их технического состояния.

Ключевые слова: автомобиль экология, техническое состояние, конструкция автомобиля, технический прогресс.

В основных направлениях экономического и социального развития Узбекистана перед автомобильной промышленностью поставлена задача, обеспечивать увеличение и улучшение структуры выпуска автомобилей, более полно отвечающих потребностям народного хозяйства и задаче экономии топлива[2].

В процессе длительной эксплуатации уровень выходных параметров снижается. Это вызвано ухудшением технического состояния автомобиля вследствие ряда процессов разрушения его структуры.

Структура агрегата обеспечивает выполнение им заданных рабочих функций и определяет заложенные в него технико-эксплуатационные свойства.

Например, двигатель развивает определенную мощность при заданной частоте вращения коленчатого вала и определенном расходе топлива; коробка передач изменяет величину крутящего момента, передаваемого от двигателя, в заданное число раз и с определенным коэффициентом полезного действия.

Различают макроструктуру агрегата, определяемую взаимным расположением в его корпусе узлов и основных деталей, которое с течением времени работы не изменяется, и микроструктуру, т. е. Взаимосвязь и сопряжения отдельных деталей и узлов (структурных элементов), постепенно изменяющуюся под влиянием различных процессов разрушения. Это разрушения влияет загрязнения атмосферы автомобильным транспортом.

Исследование загрязнения атмосферы автомобильным транспортом на сегодняшний день очень актуально. Автотранспорт представляет собой один из основных источников загрязнения воздуха.

Изменение технического состояния автомобиля в большой мере зависит и от технологических факторов: качества материала деталей, способов механической и термической обработки, качества сборки и регулировки.

Например, при покрытии наружной цилиндрической поверхности верхнего компрессионного кольца пористым хромом улучшается приработка и повышается износостойкость цилиндров и колец в 1,5 - 2 раза; применение в двигателе коротких вставных гильз из легированного чугуна, обладающего высокой коррозионной стойкостью, позволяет уменьшить скорость изнашивания цилиндров в 2 - 2,5 раза.

Это определяет необходимость регулярного проведения обязательного контроля технического состояния автомобилей по экологическим параметрам. При этом очевидно, что параметры оценки технического состояния и их значения должны быть дифференцированными для автомобилей различных экологических классов. В противном случае весь эффект от перехода на более экологичную технику будет быстро утерян [1].

Предлагаемые изменения касаются также возможности использования при контроле бортовых диагностических систем автомобиля. Кроме того, соответствии с международными документами ужесточаются требования к точности используемого газоаналитического оборудования. Это связано, со значительным снижением значений измеряемых и предельно-допустимых значений выбросов [2].

В выхлопных выбросах автомобилей содержатся оксиды азота (II) N0 и (IV) К02, угарный газ (С02), углеводороды, сажа - продукты неполного сгорания топлива, сернистый газ ^02), тяжелые металлы. Каждый автомобиль выделяет до 4 кг этих веществ за сутки. За 100 км пути автомобиль использует столько же кислорода, сколько человек за всю свою жизнь. Установлено, что ежегодно один легковой автомобиль, поглощая 4 т молекулярного кислорода, выделяет в атмосферу 0,8 т СО, до 40 кг разных оксидов азота, до 200 кг углеводородов, а, кроме того, сажу, тетраэтилсвинец и др. вещества [1].

В состав выхлопных газов входят множество опасных веществ. Наибольшую опасность представляют оксиды азота, примерно в 10 раз более опасные, чем угарный газ, доля токсичности альдегидов относительно невелика и составляет 4—5 % от общей токсичности выхлопных газов. Токсичность различных углеводородов сильно отличается. Непредельные углеводороды в присутствии диоксида азота фотохимически окисляются образуя ядовитые кислородсодержащие соединения — составляющие смогов [1, 2]. Качество дожигания на современных катализаторах таково, что доля СО после катализатора обычно менее 0,1 %. Обнаруженные в газах полициклические ароматические углеводороды — сильные канцерогены. Среди них наиболее изучен бензопирен.

Кроме того, при использовании сернистых бензинов в отходящие газы могут входить оксиды серы, при применении этилированных бензинов — свинец (Тетраэтилсвинец), бром, хлор, их соединения. Считается, что аэрозоли

галоидных соединений свинца могут подвергаться каталитическим и фотохимическим превращениям, участвуя в образовании смога.

К основным токсичным выбросам автомобиля относятся: отработавшие газы (ОГ), картерные газы и топливные испарения. Отработавшие газы, выбрасываемые двигателем, содержат окись углерода (СО), углеводороды (СхИу), окислы азота (NOx), бенз(а)пирен, альдегиды и сажу. Картерные газы — это смесь части отработавших газов, проникшей через неплотности поршневых колец в картер двигателя, с парами моторного масла. Топливные испарения поступают в окружающую среду из системы питания двигателя: стыков, шлангов и т.д. Распределение основных компонентов выбросов у карбюраторного двигателя следующее: отработавшие газы содержат 95% СО, 55% СхИу и 98% КОх, картерные газы по — 5% СхИу, 2% КОх, а топливные испарения — до 40% СхИУ.

В общем случае в составе отработавших газов двигателей могут содержаться следующие нетоксичные и токсичные компоненты: О, О2, О3, С, СО, СО2, СН4, СдИт, СдИтО, Ш, ^2, К, N2, КИз, НШз, ИСК, И, И2, ОИ, И2О. Чувствительность населения к действию загрязнения атмосферы зависит от большого числа факторов, в том числе от возраста, пола, общего состояния здоровья, питания, температуры и влажности и т.д.

Лица пожилого возраста, дети, больные, курильщики, страдающие хроническим бронхитом, коронарной недостаточностью, астмой, являются более уязвимыми. Среди факторов прямого действия (все, кроме загрязнения окружающей среды) загрязнение воздуха занимает, безусловно, первое место, поскольку воздух — продукт непрерывного потребления организма [3, 4]. Дыхательная система человека имеет ряд механизмов, помогающих защитить организм от воздействия загрязнителей воздуха. Волоски в носу отфильтровывают крупные частицы. Липкая слизистая оболочка в верхней части дыхательного тракта захватывает мелкие частицы и растворяет некоторые

газовые загрязнители. Механизм непроизвольного чихания и кашля удаляет загрязненные воздух и слизь при раздражении дыхательной системы.

Тонкие частицы представляют наибольшую опасность для здоровья человека, так как способны пройти через естественную защитную оболочку в легкие. Вдыхание озона вызывает кашель, одышку, повреждает легочные ткани и ослабляет иммунную систему. Основными представителями альдегидов, поступающих в атмосферный воздух с выбросами автомобилей, являются формальдегид и акролеин. Действие формальдегида характеризуется раздражающим эффектом по отношению к нервной системе. Он поражает внутренние органы и активирует ферменты, нарушает обменные процессы в клетке путем подавления цитоплазматического и ядерного синтеза.

Биологическое действие фотооксидантов (смесь озона, диоксида азота и формальдегида) на клеточном уровне подобно действию радиации, вызывает цепную реакцию клеточных повреждений. Углеводороды (СхНу) имеют неприятные запахи. СхНу раздражают глаза, нос и очень вредны для флоры и фауны. СхНу от паров бензина также токсичные, допускается 1,5 мг/м3 в день

[4].

Оксиды свинца накапливаются в организме человека, попадая в него через животную и растительную пищу. Свинец и его соединения относятся к классу высокотоксичных веществ, способных причинить ощутимый вред здоровью человека. Свинец влияет на нервную систему, что приводит к снижению интеллекта, а также вызывает изменения физической активности, координации, слуха, воздействует на сердечно-сосудистую систему, приводя к заболеваниям сердца.

Теоретическим анализам проведено следующие результаты и выводы

- За 1 час на участке длиной 100 м, выбранном возле школы, было зафиксировано 189 легковых автомобилей, 15 грузовых автомобилей, 6 автобусов и 30 дизельных грузовых автомобилей. Всего 240 единиц автотранспорта.

- Общий путь, пройденный выявленным количеством автомобилей каждого типа за 1 час равен: для легковых автомобилей - 18,9 км, для грузовых автомобилей -1,5 км, для автобусов - 0,6 км, для дизельных грузовых автомобилей - 3 км.

- Количество топлива разного вида, сжигаемого на выбранном участке двигателями автомашин, рассчитанное для зафиксированных автомобилей, имеет следующие значения: для легковых автомобилей - 2,5л; для грузовых автомобилей -0,5 л; для автобусов - 0,3 л; для дизельных грузовых автомобилей - 1 л. Всего сожжено на данном участке 4,3 л топлива.

- Количество выделившихся вредных веществ в литрах по каждому виду топлива равно: по бензину - 26,4 л; по дизельному топливу - 0,17. Всего вредных веществ (угарный газ, углеводороды, диоксид азота) было выделено автомобилями 26,57 л. за 1 час, если произвести расчеты, то в сутки это будет 637,68 л, что как нам кажется выше допустимых санитарных норм.

- Наличие свинца, поступающего в окружающую среду из автомобильного топлива, было определено, в результате исследования растений, растущих поблизости от дорог. Концентрация свинца закономерно уменьшается в зависимости от расстояния от дороги, а на расстоянии около100 м свинец практически не обнаруживается.

Основные пути снижения экологического ущерба от транспорта выделятся в следующем:

1. Уменьшение содержания вредных веществ в выхлопных газах. Схему работы двигателя нужно изменить так, чтобы рационально использовать более экологически чистое, чем бензин горючее.

2. Рациональная организация движения транспорта. Улучшение и оптимизация движения транспорта нацелены на лучшую планировку дорог и улиц, создание транспортных развязок, улучшение дорожного покрытия, контроль скоростного движения.

3. Применение новых технологий сжигания топлива без использования тетраэтилсвинца, способствующих более полному сжиганию топлива.

4. Создание (модификация) двигателей, использующих альтернативные топлива. Альтернативный транспорт — это электромобили, применение альтернативного топлива, например, спирт. В перспективе - использование водорода, получаемого при разложении воды.

5. Защита от шума.

6. Экономические инициативы по управлению автомобильным парком и движением. Экономические инициативы — налог на автомобили, топливо, дороги, инициативы по обновлению автомобилей.

7. Разработка и оборудование транспортных средств приборами, улавливающими или обезвреживающими вредные загрязняющие примеси, содержащиеся в выхлопных газах.

8. Проведение систематически организованного экологического просвещения работников, занятых в сфере эксплуатации и обслуживания транспортных средств.

Автомобиль загрязняет атмосферный воздух не только токсичными компонентами отработанных газов, парами топлива, но и продуктами износа шин, тормозных накладок. Отрицательно воздействует практически на все составляющие биосферы: атмосферу, водные ресурсы, земельные ресурсы, литосферу и человека [1].

Выхлопные газы автомобилей, а также газы, образующиеся при испарении топлива, масла, содержат около 200 химических соединений. В зависимости от особенностей их воздействия на организм человека указанные загрязняющие вещества подразделяют на 7 групп (рис 1). [2].

Рисунок 1 - Виды загрязняющих веществ в выхлопных газах автотранспорта

В городские водоемы и почву попадают топливо и масла, моющие средства и грязная вода после мойки, сажа. Наибольший ущерб здоровью наносят машины, стоящие в непосредственной близости от жилых зданий.

Вместе с тем, автотранспорт занимает важное место в единой транспортной системе любого государства. Он перевозит более 80% грузов и выполняет половину пассажирооборота [3]. Это обусловлено его высокой маневренностью, высокой скоростью и своевременностью доставки грузов, высокой мобильностью, оперативностью управления перевозкой пассажиров и др.

В условиях города двигатель автомобиля работает 30% времени на холостом ходу, 30 - 40% с постоянной нагрузкой, 20 - 25 в режиме разгона и 10 -15% в режиме торможения. При этом на холстом ходу автомобиль выбрасывает 5 - 7% оксида углерода к объему всего выхлопа, а в процессе движения с постоянной нагрузкой - только 1 - 2,5%. Значит в целях снижения выбросов необходимо устранить препятствия на пути свободного движения потока автомашин, то есть создать в городах сети автомагистралей скоростного движения. Это позволяет существенно повысить пропускную способность путей

сообщения, сократить число ДТП, изолировать «спальные» районы и общественные центры от концентрированных потоков транспортных средств, и улучшить там экологическую обстановку.

По оценкам экологов автотранспорт заметно сокращает среднюю продолжительность жизни населения.

В связи с этим, возникает острая необходимость в осуществлении таких мероприятий, которые бы позволили снизить выбросы автотранспорта и ослабить его негативное воздействие на окружающую среду.

Исследованиями ряда авторов [4] разработана система мероприятий по снижению загрязнения атмосферного воздуха автотранспортом:

- замена двигателя на более экономичный и мене токсичный

- замена топлива (улучшение качества, альтернативные виды топлива);

- совершенствование рабочего процесса двигателя;

- расширение парка и использования муниципального электротранспорта.

- каталитический дожиг выхлопных газов;

- фильтрация твердых частиц;

Таким образом, экологическое благополучие окружающей среды - основа стабильного развития государства и мирового сообщества в целом.

Для того чтобы сохранить человечеству автомобиль необходимо если не исключить, то свести к минимуму вредные выбросы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

Тупикин Е. И. Общая биология с основами экологии и природоохранной деятельности. М.: Издательский центр «Академия», 2002. Чернова Н. М. и др. Основы экологии: М.: Просвещение, 1995. Высоцкая М.В. Экология. Волгоград: Учитель, 2007.

Базаров Б.И. Экологическая безопасность автотранспортных средств. Ташкент. Издательский центр «СШN0R ЕЫК», 2012

Kayumov B.A.

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor Andijan Machine-Building Institute (Andijan, Republic of Uzbekistan)

Giyasov Sh.I.

Samarkand State Architectural and Construction Institute (Samarkand, Republic of Uzbekistan)

ENSURING ENVIRONMENTAL SAFETY OF MOTOR VEHICLES

Abstract: Motor vehicles are one of the largest air pollutants. It should be noted that the storage conditions of cars are a determining factor for their technical condition.

Keywords: car ecology, technical condition, car design, technical progress.