Содержание.

1)       Организация и механизм проведения

исследования_____________4

     2) Что делается для уменьшения выброса вредных веществ от автомобиля_________________5

     3) Как решается проблема  загрезнения окружающей среды    автомобилями____________________5

     4)   Влияние вредных веществ на организм_________8

     5) Заключение______________________11

     6)   Литература ______________________12

Введение

Автотранспорт в городах становится

главным загрязнителем атмосферного воздуха. С повышением уровня автомобилизации возрастает плотность транспортных потоков,улично-дорожная сеть превращается в стационарный фоновый источник загрязнения. В этих условиях необходимы инструменты прогнозирования развития ситуации на дорогах и упреждающие действия по снижению негативного влияния автотранспорта на окружающую среду, человека и атмосферу.

Содержание в составе выхлопного газа автомобилей вредных для здоровья человека веществ, требует их нейтрализации до и после выброса их в атмосферу. Поэтому автомобили выпускают с нейтрализаторами. Однако пока не существуют устройства и системы очистки воздуха от вредных выбросов на участках автодорог с относительно высоким содержанием токсичных газообразных выбросов. В больших городах решения этой проблемы становится неотложной задачей для обеспечения экологической стабильности окружающей среды и сохранения здоровья населения. Данная работа состоит из трех разделов. В первых двух разделах речь идет о вопросах и проблемах очистки воздуха, как в открытых, так и в закрытых зонах воздушного бассейна. Последний третий раздел является заключительным и посвящен методам снижения токсичных выбросов заменой традиционных двигателей новыми малотоксичными силовыми установками.

Организация и механизм проведения

Исследования загрязнения.

Для проведения исследования привлекается передвижная лаборатория автоматического контроля загрязнения атмосферы «Экрос-атмосфера», которая выдает результат анализа состояния воздуха сразу после

забора проб в режиме «non-stop». Станция автоматически замеряет загрязнение воздуха по оксиду азота (NO); диоксиду азота (NO2);диоксиду серы (SO2); оксиду углерода (CO). С помощью передвижной лаборатории проводятся измерения степени загрязненности атмосферного воздуха в районах сосредоточения производственных и бытовых объектов,на транспортных путях, перекрестках, развязках. Разработчиками проекта ведется сбор информации о грузо- и пассажиропотоках во всех районах города; анализируется тип и состав транспортных средств и его измене-

ние в течение суток, дней недели; выявляются наиболее подверженные негативному влиянию автотранспорта жилые районы.

Что делается для уменьшения выброса вредных веществ от автомобиля

Огромное количество автомобильного транспорта в современных крупных

городах создает серьезные проблемы для безопасной жизнедеятельности в них. При этом сохраняется тенденция, что в ближайшем будущем количество автомобилей будет только увеличиваться. На долю автотранспорта в крупных городах приходится 70–90% от общего количества вредных выбросов в атмосферу (остальные выбросы приходятся на долю тепловых электростанций, котельных и т. д.). Хотя во многих странах проводится постоянная работа по снижению вредных выбросов с выхлопными газами

автомобилей, все равно их концентрация в городской атмосфере чрезвычайно велика. В результате этого в крупных городах и мегаполисах в составе городского воздуха присутствует значительное количество вредных примесей, являющихся причиной многих заболеваний городских

жителей. Конечным итогом высокой загазованности городского воздуха является снижение качества жизни и комфортных условий проживания людей. Отработанные газы автомобильных двигателей содержат более 200 веществ, большинство из которых токсичны. Основными компонентами выхлопных газов автомобилей являются азот N2, кислород O2, пары воды H2O, оксиды углерода Co и CO2, оксиды серы SOx оксиды азота NOx, полициклические (ПАВ) и другие углеводороды, альдегиды, сажа,

бензапирен, озон и пр. При этом, несмотря на запрещение использования

этилированного бензина, содержание свинца в городском воздухе также достаточно высоко. Кроме того, выхлопные газы, особенно от дизельных двигателей, сообщают уличному воздуху неприятный запах.

Роль автомобильного транспорта в загрязнении атмосферы обусловлена не

только величиной вредных выбросов, но и тем, что выхлопные газы поступают непосредственно в приземной слой атмосферы, где скорость ветра незначительна и газы плохо рассеиваются, в отличие от выбросов промышленных предприятий и энергетических установок, осуществляемых через высокие дымовые трубы. Помимо этого обстоятельства, основную

массу вредных веществ выхлопа составляют тяжелые газы с удельным весом

больше воздуха, в результате чего они также накапливаются в нижних слоях атмосферы, а именно на уровне автомобилей и пешеходов. Наряду с высоким содержанием вредных компонентов выхлопных газов автомобилей в уличном воздухе также содержится значительное количество вредных газообразных и взвешенных частиц, наличие которых обусловлено деятельностью городских систем обеспечения жизнеобеспечения и промышленных предприятий. Немаловажным фактором, влияющим на жизнь и здоровье городского населения (особенно крупных городов), является аэроионный режим городского воздуха. Известно, что комфортное состояние воздушной среды определяется не только ее температурой, влажностью, подвижностью и чистотой, но и концентрацией и составом аэроионов (ионным режимом). Качество воздуха характеризует концентрация легких аэроионов. Так, в горных и курортных местностях концентрация легких аэроинов достигает 2500/см3, тогда как на улицах крупных городов она не превышает 200–300/см3 .

Охрана экологического состояния городской атмосферы осуществляется

комплексом организационных и технологических мероприятий, в число которых, однако, не входят мероприятия по очистке уличного воздуха в местах наибольшего скопления автотранспорта.

Чем отчищают уличный воздух от загрязнения.

С целью повышения безопасности жизнедеятельности на улицах городов в районах скопления автомобильного транспорта разрабатываются

технические решения для очистки уличного воздуха от вредных компонентов

Для реализации этих решений разрабатываются конструкции уличных кон-

диционеров с различными адсорбентами(например, гашеная известь Ca(OH)2 и гранулированные доменные шлаки) и ионизаторами в наземном и подземном исполнении. В основу предлагаемых технических решений положены: химический состав уличного воздуха, загрязненного вредными компонентами выхлопных газов автомобильного транспорта (оксиды углерода, оксиды азота, оксиды серы, сажа, озон и т. д.); высокая растворимость диоксида углерода по сравнению с остальными компонентами воздуха в воде; высокая скорость реакции окисления СО в СО2, NO в NO2 и SO2 в SO3 в присутствии озона, которые затем хорошо растворяются в воде с образованием HNO3 и H2SO4.При этом в кондиционерах с адсорбентом – гашеной известью осуществляется быстрое взаимодействие Ca(OH)2 с CO2 с образованием CaCO3 [7, с. 406], с NOx и SOx с образованием нитрита и нитрата кальция (Ca(NO2)2, Ca(NO3)2), сульфата кальция (CaSO4), а в кондиционерах с адсорбентом – гранулами пемзы из металлургических шлаков, ввиду их развитой пористой структуры и высокого значения модуля основности, придающего металлургической пемзе основные свойства на их поверхности происходит адсорбция веществ, обладающих кислыми свойствами, к которым относятся и вредные компоненты выхлопных газов автомобильного транспорта (NOx, SOx, COx).Очистка уличного воздуха от вредных компонентов отработавших газов автомобильного транспорта и пыли в вышеприведенном уличном кондиционере

Место установки уличных кондиционеров определяется степенью загряз-

нения воздуха уличного участка, обусловленного концентрацией автомобильного транспорта, плотностью населения и пешеходов в нем, его архитектурными

особенностями, наличием коммуникаций и многими другими факторами и в конечном итоге на основе всестороннего санитарно-гигиенического и технико-

экономического анализа. При этом желательно выполнять сооружение, в котором

размещаются секции кондиционера, многофункциональным, в котором, напри-

мер, расположены также киоски, билетные кассы, остановки и пр.

Предлагаемый уличный кондиционер позволяет без применения дорогих и

опасных химических реагентов очистить уличный воздух от вредных компонентов

выхлопных газов автомобильного транспорта, улучшить его качество путем повышения в нем содержания легких аэроионов и утилизовать уловленные вредные компоненты.

Этапы отчистки воздуха в 3 зонах.

1. Очистка атмосферного воздуха в закрытых зонах. В данном разделе предлагается новый подход к решению проблемы нейтрализации вредных выбросов автотранспортных средств, на следующих участках: перекрестках, тоннелях, автопарковках и т.д. Рассмотрим систему очистки на примере автопарковки. Большинство газообразных токсичных веществ имеют более высокую молекулярную массу (NO = 30, NO2 =46, СО 28, СО2 = 44, чем чистый воздух (чистый воздух = 29 г), а канцерогенный бензопирен имеет еще более высокую молекулярную массу, поэтому они накапливаются в нижней части закрытого помещения на поверхности пола. Система очистки находится под поверхностью пола и состоит из следующих блоков: 1. Блок отбора токсичных выбросов, 2. Блок нейтрализации токсичных веществ, 3. Блок утилизации продуктов нейтра- лизации. Блок отбора токсичных выбросов состоит из вытяжного устройства со специальными селективными сорбентами. В качестве сорбентов могут использоваться современные нанокомпозиционные материалы на основе полимеров с пористой структурой. Блок нейтрализации перерабатывает сорбент с токсичными веществами и регенерирует его в исходное состояние. Процесс регенерации является каталитическим и в качестве катализатора можно использовать высокоэффективные наночастицы золота на поверхности TiO2 . Для некоторых токсичных веществ можно использовать недорогостоящий химический способ. Например, 2CO2 + 2CaOH => 2СaCO3+H2. Полученный в этом процессе водород, можно ис- пользовать в качестве экологически чистого энергоносителя системы очистки. Блок утилизации состоит из устройств выброса чистого воздуха в атмосферу и накопителя продуктов нейтрализации. 2. Очистка атмосферного воздуха в открытых зонах. Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха остаются теплоэлектростанции (сернистый газ) и алюминиевые заводы (бензопирен и фтористые соединения). А в послед- нее время, в связи с глобальной автомобилизацией в мировом масштабе, растет доля выброса в атмосферу выхлопных газов автотранспорта. Известно, что в расчете на одного автомобиля, объем выхлопного газа составляет в среднем 10 м3 . Состоит в основном, из углекислого и угарного газов. В таких условиях естественная очистка (лесные массивы, явления связанные с дождем и ветром) становится недостаточной, и возникает насущная необходимость в новых научно обоснованных и эффективных способах нейтрализации. Известно, что грозовые явления существенно влияют на состав атмосферного воздуха. Это связано с образованием хи- мически активных ионно-молекулярных систем в атмосфере. Такое условие создается искусственно в условиях тлеющего разряда в закрытых и 99 проточных технических устройствах. По аналогии с этим, можно говорить об устройствах селективной очистки различных вредных газообразных веществ. Такие устройства состоят из источника высокого напряжения (порядка 5000 В) подаваемого между анодом и катодом нейтрализатора. Корпус одной ячейки нейтрализатора имеет цилиндрическую форму, и высокое напряжение подается на коаксиально расположенную вольфрамовую нить катода. Цилиндр имеет с двух торцов устройства для впуска и выпуска газа. Впускное устройство имеет мембрану селективно пропускающее токсичное вещество из атмосферы, которое реагирует с газом в камере в условиях тлеющего разряда. Выпускное устройство имеет мембрану проницаемую только для кислорода. Сам нейтрализатор состоит из таких элементарных ячеек, и каждая ячейка нейтрализует заданный тип вредного вещества. В качестве примера рассмотрим состав рабочего газа для нейтрализации углекислого и угарного газа. Для этого ячейка заполняется алкиламином. В разпрядной ячейке в условиях тлеющего разряда инициируются ионно-молекулярные реакции образования кислорода RNH2 + CO2 + 2CO => 3C+RNH2 +2O2. В этой реакции примечательно то, что алкила- мин не расходуется. В процессе работы нейтрализатора происходит конверсия трех молекул вредных газов в две молекулы кислорода. Поэтому в 1.5 раза большей скоростью нужно подавать в ячейку газ, чем выпуск кислорода из него. Кроме этого остается проблема очистки ячейки от сажи, накапливаемой в процессе работы нейтрализатора. 3. Экологически чистые источники энергии. На современном уровне развития самими главными ресурсами жизнеобеспечения на Земле являются источники энергии. Атомные электростанции являются относительно неисчерпаемыми источ- никами энергии. Только высокая радиационная опасность, которая пока до конца еще нерешена (Чернобыль, Фукусима), ограничивает их широкомасштабное использование. Автотранспортные средства используют в основном химическую энергию нефтепродуктов. Однако они загрязняют окружающую среду, в частности атмосферный воздух. Более экологически чистым источником энергии является водород и электроэнергия. В настоящее время получения водородного топлива с экономической точки зрения считается нерентабельным. Кроме этого, требует более сложной техники для обеспечения безопасности его использования. Что касается электроэнергии, то здесь самым узким местом является необходимость аккумуляторов высокой емкости. На основе суперионных кристаллов есть возможность получения аккумуляторов с достаточно высокой емкостью и в этом направлении идут поиски. Другое направление связано с получением электроэнергии из солнечного света, самыми перспективными считают фото- преобразователей солнечной энергии (ФПСЭ) четвертого поколения. В настоящее время они изготовляются по планарной технологии из гибких полимерных пленок и нанокомпозитов на их основе. Наиболее перспективным источником энергии для автотранспортных средств на наш взгляд 100 является использование фотоэлектрических преобразователей четвертого поколения и аккумуляторов электроэнергии с большой емкостью. Зарядка суперионных аккумуляторов осуществляется как от стационарного источника электроэнергии на заправочной станции, так и от ФПСЭ установленной на самом автомобиле. ФПСЭ четвертого поколения отличаются гибкостью и могут устанавливаться на внешней поверхности корпуса автомобиля в виде тонкослойного покрытия. ФПСЭ из кристаллического кремния отличаются жесткостью конструкции и относительно высокой стоимостью. Это ограничивает их использования в конструкции автомобиля. Однако можно использовать их в силу высокой эффективности в степных зо- нах вблизи больших автодорог для освещения в ночное время. В нашей Республике вопросы, связанные с использованием Солнечной энергии всегда остаются актуальными, и представляет большой интерес.