АЗС в городской черте г. Краснодара - как источник загрязнения атмосферы

Нормативные ссылки

 

ГОСТ Р 8.000 – 2000 ГСИ. Государственная система  обеспечения единства измерения. Основные положения.

ГОСТ 2.316 – 68 ЕСКД. Правила нанесения на чертежах надписей, технических требований и таблиц.

СНиП II – 89-80. Генеральный  план промышленного предприятия.

СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200 – 03. Санитарная классификация предприятий  и размеры минимальной санитарно-защитной зоны для них.

ГН 2.1.6.1338 – 0. Предельно  допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе  населенных мест

ГН 2.2.5.1314 – 03. Ориентировочные  безопасные уровни воздействия (ОБУВ) вредных веществ в воздухе  рабочей зоны.

ГН 2.2.5.1313 – 03. Предельно  допустимые концентрации (ПДК) вредных  веществ в воздухе рабочей  зоны.

ГН 2.1.6.1339 – 03. Ориентировочные  безопасные уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Термины и определения

 

В настоящей  курсовой работе применяются следующие  термины с соответствующими определениями.

Выброс(ы) – кратковременные или за определенное (час, сутки) время поступления в окружающую (предприятия, группу предприятий или человека) среду любых загрязнителей.

Загрязнение – привнесение в среду или возникновение в ней новых, обычно не характерных для нее физических, химических, информационных или биологических агентов или превышение в рассматриваемое время естественного среднемноголетнего уровня концентраций перечисленных агентов в среде, нередко приводящим к негативным последствиям.

Загрязнение атмосферы – это изменение состава атмосферы в результате наличия в ней примесей.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) – это такое содержание вредных веществ в окружающей среде, которое при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него вредного воздействия и не вызывает неблагоприятных последствий у его потомства.

Нефтепродукты – смеси различных газообразных, жидких и твердых углеводородов, полученных из нефти и нефтяных попутных газов.

АЗС – комплекс зданий с оборудованием, предназначенный для приема, хранения и выдачи нефтепродуктов транспортным средствам, продажи масел, запасных частей, принадлежностей к транспортным средствам и оказание услуг владельцам индивидуальных транспортных средств.

Заправочный островок – технологическая площадка, предназначенная для установки топливораздаточной колонки.

 

 

Сокращения

 

В курсовой работе использованы следующие сокращения:

АТС – автотранспортное средство

ЗВ – загрязняющие вещества

ОС - окружающая среда

ПДВ – предельно  допустимые выбросы

ПДК – предельно  допустимые концентрации

ОБУВ – ориентировочно безопасный уровень воздействий

ОГ – отработавшие газы

АТП – автотранспортные предприятия

АЦ – автомобильная  цистерна

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Проблема охраны окружающей среды является одной  из наиболее актуальной среди глобальных общечеловеческих проблем настоящего времени.

Интенсивное развитие промышленности и транспорта привело  к усилению загрязнения атмосферы, воды и почвы на нашей планете.                                                                                   Существенную негативную роль при этом играет автомобильный транспорт.

В настоящее  время в России эксплуатируется  свыше 27 миллионов единиц автотехники.

В атмосферу  автомобильными двигателями ежегодно выбрасывается 20 – 27 миллионов тонн монооксида углерода, 2 – 2,5 миллионов тонн углеводородов, 6 – 9 миллионов тонн оксида азота, до 190 тонн соединений серы, до 100 тыс. тонн сажи, 13 тыс. тонн соединений тяжелых металлов, 200 – 230 миллионов тонн диоксида углерода.

Наличие вредных  газообразных продуктов сгорания органических топлив в атмосфере приводит к разрушению озонового слоя, образованию фотохимических туманов, эрозии почвы, вызывают различные заболевания у человека.

Токсические вещества, содержащиеся в отработавших газах  автомобильных двигателей, могут сохранятся в атмосфере в течении длительного времени и переносится на значительные расстояния.

Кроме того, первичные  загрязнители в атмосфере, при соответствующих  условиях могут взаимодействовать  друг с другом, образуя новые токсические  вещества: сульфаты, нитраты, озон, кислоты, фотооксиданты и др.

На сегодняшний  день, тема курсовой работы актуальна. В связи с производством и  продажей автомобилей количество их на улицах города увеличилось и объемы продаж бензина возросли в несколько  раз. В данной курсовой работе рассчитаны выбросы автотранспорта оксидов азота, монооксида углерода, диоксида серы. А так же рассмотрены токсикологические характеристики вредных веществ и предложены мероприятия по их сокращению.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Теоретический раздел

 

1.1 Автомобиль  и окружающая среда

 

Современная цивилизация  характеризуется увеличением радиуса  действия населения, преодолеваемым человеком  за какой-то сравнительный отрезок  времени. За последние 30 лет ежегодное  расстояние, преодолеваемое человеком  в развитых странах увеличилось в 2,5 раза. Такова же динамика роста грузоперевозок.

Значительная часть перевозок  сегодня осуществляется автотранспортом, который стал крупнейшим загрязнителем  ОС в больших городах. По мнению специалистов промышленности, развитие транспорта – ключевой фактор роста экономики. Экологи же считают, что транспорт, особенно автомобильный, является главным разрушителем природы.

Основное количество отходов  образуется при эксплуатации автомобиля. Часть из них составляют вещества, обеспечивающие  возможность его эксплуатации: топливо (бензин, дизельное топливо, газ и др.),масла, серная кислота и другие рабочие жидкости. Эти материалы попадают в ОС вследствие недостаточной герметичности заправочных емкостей и агрегатов автомобиля, небрежного обращения с ними при заправке.

Самые большие объемы веществ, загрязняющих ОС, образуются в процессе работы автомобиля. Это токсические  продукты сгорания топлива, вещества, образующиеся вследствие износа фрикционных  накладок и шин, отработанные масла, использованные аккумуляторы и покрышки и др.

Большая часть отечественных  бензинов – этилированные, в состав которых входит антидетонатор –  тетраэтилсвинец. При работе двигателя  в отработанных газах содержатся соединения свинца, являющиеся высокотоксичными веществами. Автомобильный транспорт является серьезным загрязнителем ОС диоксинами. Так, автомобиль, работающий на этилированном бензине, выбрасывает в атмосферу 30 – 540 пг диоксинов в диоксиновом эквиваленте на каждый километр пройденного пути. Ведется работа по замене этилированных бензинов неэтилированными, что связано с ужесточением норм на выбросы вредных веществ с отработанными газами и необходимостью использования для этого специальных каталитических нейтрализаторов, работоспособных только в отсутствии соединений свинца. Разработан и введен ГОСТ Р 51105 – 97 «Топливо для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированный бензин», что позволяет обеспечить соответствие отечественных бензинов нормам Евро - 1 и Евро – 2 и европейскому стандарту ЕN 228.[1]

Отечественный стандарт устанавливает жесткие требования концентрации свинца и серы в бензине. Содержание свинца по отечественному стандарту не должно превышать 0,01%, а серы  - 0,05%.

Ниже приведены сведения о выделении загрязняющих веществ  современным автотранспортом (доля автотранспорта в общем объеме загрязняющего вещества, выделяемого всеми видами транспорта) %:

- оксиды азота – 83,0;

- угарный газ – 84,4;

- диоксид серы – 64,5;

- углеводороды – 72,5;

- соединения свинца – 100,0.

Одним из наиболее токсичных продуктов, содержащихся в выхлопных газах автомобиля, работающего на углеродном топливе, является оксид углерода (угарный газ).

Загрязнение воздуха  оксидами азота и кислотные дожди  приносят огромный вред здоровью людей, а так же растительному миру. [6]

Содержание  токсичных веществ токсичных  газов зависит от режима работы двигателя (табл. 1.1)

Таблица 1.1 – Содержание вредных веществ в выхлопных газах

 

Вещества	Содержание  вредных веществ, %, при различных  режимах работы
	холостой ход	постоянная  скорость	ускорение от 0 до 40 км/ч	замедление  от 40 до 0 км/ч
Оксиды углерода Углеводороды Оксиды азота	0,5 – 8,5   0,03 – 0,12 0,005 – 0,01	0,3 – 3,5   0,02 – 0,6 0,10 – 0,20	2,5 – 5,0   0,12 – 0,17 0,12 – 0,19	1,8 – 4,5   0,23 – 0,44 0,003 – 0,005

 

Приблизительно общее количество токсичных газов,  выброшенных в атмосферу автомобилем, можно рассчитать используя уравнение:

N = nA/100,                                                (1)

где N – общее  количество токсичного вещества в отработанных газах, кг;

А – расход топлива, кг;

n – удельный выброс токсичного вещества, % (масс.).

Удельные выбросы  токсичных веществ приведены  ниже, % (масс.):

 

Бензин                                                            Дизельное топливо

 

Оксид углерода ……… 0,6                           0,1

Углеводороды  ………..0,1                            0,03

Оксиды азота  …………0,04                          0,04

 

Меры борьбы с данными отходами – это сокращение их объема, которое достигается техническими и эксплуатационными способами.

Основными направлениями сокращения вредных выбросов от автотранспорта являются: развитие дорожно-транспортного строительства; улучшение качества используемого топлива за счет добавок и очистки; максимальное использование альтернативных видов топлива, в первую очередь газа; внедрение более жестких административных мер контроля за техническим состоянием автотранспорта; автоматическая электронная регулировка зажигания в зависимости от режима работы двигателя, позволяющая снизить образование оксидов азота без увеличения расхода топлива.

Необходимы  строгий контроль за регулировкой существующих двигателей, а так же разработка двигателей с более высокой степенью сжатия, способных работать на бедных смесях, с электронной системой регулирования  состава смеси и зажигания.[7]

 

1.2 Элементарный состав топлив

 

Основным источником теплоты при сгорании топлив является окисление углерода С и водорода Н. По мере увеличения молярной массы  в топливе могут появляться в  незначительном количестве сера, соединения азота, кислотосодержащие соединения, тяжелые металлы и др. При расчете процесса сгорания нефтяных моторных топлив при наличии кислотосодержащих соединений и для кислотосодержащих топлив (спирты, эфиры и др.) условная «молекула» топлива имеет вид – С_хН_уО_z (для азотосодержащих топлив - С_хН_уО_zN_g).

 Элементарный состав (массовые доли отдельных элементов g) для одного килограмма топлива С_хН_уО_z находят по известным из термодинамики соотношениям для смеси:

углерода

g_c = 12x/(12x+y+16z) = 12x/µ                              (2)

водорода

 g_H = y/(12x+y+16z) = y/ µ                                    (3)

кислорода топлива

g_Om = 16z/(12x+y+16z) = 16z/ µ_T                         (4)

где µ_T - молярная масса «условной» молекулы топлива;

g_с+g_H+g_Om = 1                                                              (5)

12х, у, 16z – масса углерода, водорода, кислорода в молекуле топлива.

Отметим, что  в большинстве товарных сортов бензина  и дизельных топлив кислородом можно  пренебречь (условная « молекула» топлива С_хН_у, (µ_T = 12х+у).

Смесь газовых  топлив состава ∑С_хН_уО_z + N₂ с объемной (молярной) долей каждого газа r_i имеет следующий элементарный состав для 1 кмоль (1 м³):

молекулярная  масса смеси газов

µ_T  =∑(µ_СхНуОz )_ir_i + 28 r_N2 ; ∑r_i + r_N2 = 1                                         (6)