4213

2

УДК 656.13.07

Кораблев, Р.А. Транспортная экология [Электронный ресурс] :: методические указания для самостоятельной работы обучающихся по направлению подготовки СПО 23.02.07 – Техническое обслуживание и ремонт двигателей, систем и агрегатов автомобилей / Р. А. Кораблев; Мин. обр. и науки РФ, ФБГОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2017. – 43 с.

Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» (протокол № __ от «___» __________ 2017 г.)

Рецензент заведующий кафедрой электротехники и автоматики ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра 1», док. техн. наук, профессор Д.Н. Афоничев.

3

Оглавление

1.1.Исходные предпосылки проблемы оценки экологической

1.2.Частные и интегральные коэффициенты экологической

2.Оценка экономического ущерба от воздействия автомобильного

3.Применение информационных технологий при оценке

4

1.Оценка экологической безопасности автотранспортных средств

1.1.Исходные предпосылки проблемы оценки экологической безопасности

Транспорт является одним из основных загрязнителей окружающей среды. Его доля в общем объеме выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных и подвижных источников по России составляет 38 %, что выше, чем доля любой из отраслей промышленности. По видам транспорта выбросы загрязняющих веществ распределяются следующим образом: 58 % от общей массы выбросов приходится на автомобильный транспорт, 25 % – на железнодорожный, 14 % – на дорожно-строительный комплекс, около 2 % – на воздушный транспорт и менее 1 % – на речной и морской.

Роль автомобильного транспорта в обеспечении эффективного функционирования производства в последнее время возрастает ускоренными темпами, что, к сожалению, существенно загрязняет окружающую среду. Данное обстоятельство обуславливает необходимость более широкого внедрения в практику управления развитием автомобильного транспорта теоретических разработок и методологических принципов экологического менеджмента, базирующихся на объективной эколого-экономической оценке антропогенного воздействия автотранспортного комплекса на окружающую среду.

В современных условиях необходим незамедлительный переход на разумный естественнонаучный подход к развитию цивилизации – быстрое осознание и признание возможности экологической катастрофы, адекватная реакция на социально-экологический кризис, изменение образа жизни человека, формирование мировоззрения общества на устойчивое развитие Земли и создание экологически устойчивой и эффективной экономики.

Экологический кризис вызван развитием производительных сил, науки, техники и машин, но и выход из него тоже немыслим без дальнейшего развития этих составляющих цивилизации. Фактические качественные характеристики сегодняшней биосферы и многочисленные негативные последствия техногенного типа развития требуют государственного законодательного нормирования уровня экологического качества выпускаемой автотранспортной техники.

5

Только разработка комплекса жестких экологических требований и методик научно обоснованной оценки экологической безопасности автомобильного транспорта дает возможность решить проблему достижения экологического равновесия природной среды, избежать катастрофы и обеспечить жизнедеятельность естественных экосистем и человечества. Практика подтверждает – альтернативы нет. Известно, что промышленно развитые страны пошли по этому пути, т.е. приняты более жесткие стандарты для экологических показателей техники, машин, автомобилей.

К созданию зон экологической опасности причастны двигатели внутреннего сгорания (ДВС) автотранспортных средств (ТС). Вследствие загрязнения вредными веществами (ВВ) отработавших газов ДВС зоной экологического бедствия для населения становятся целые регионы, в особенности жилые зоны крупных городов, автотранспортные магистрали с интенсивным транспортным потоком.

Проблема дальнейшего снижения вредных выбросов ДВС все более обостряется из-за непрерывного увеличения парка эксплуатируемых ТС, увеличения интенсивности дорожного движения, нестабильности показателей технического состояния автомобильного транспорта в процессе эксплуатации.

Необходимо ускорить поиск научных и инженерных решений повышения экологичности автомобильных двигателей и методов их оценки и выбора наиболее рациональных вариантов их использования, что позволит принимать оптимальные управленческие решения по обеспечению экологически безопасной эксплуатации автомобильного транспорта.

Проблема обеспечения экологической чистоты ТС усложняется необходимостью решения многокритериальных оптимизационных задач вследствие того, что конкретные мероприятия по снижению выбросов ВВ вступают в противоречие с вопросами топливной экономичности, ресурсосбережения, цен на топливо и смазочные материалы, затрат на конструктивные изменения ТС.

Для преодоления указанных противоречий требуются объективные критерии и методики оценки экологической безопасности ТС в реальных условиях эксплуатации.

Анализ теоретических и экспериментальных исследований в области экологии, экономики, взаимодействия автомобильного транспорта с

6

окружающей средой позволил разработать методологические основы оценки экологической безопасности ТС на базе эколого-экономических показателей.

Уровень экологической безопасности ТС наиболее объективно оценивается на основе величины показателя экологоемкости в расчете на единицу выполненной работы (ч, кВт, ткм и др.). Показатель экологоемкости можно определить по приведенной массе выбросов ВВ в окружающую среду или по удельной величине социально-экономического ущерба на единицу выполненной работы. В настоящих рекомендациях рассмотрены критерии, показатели и методики сравнительной и относительной оценки экологической безопасности ТС.

1.2. Частные и интегральные коэффициенты экологической безопасности

Для сравнительной оценки экологической безопасности отдельного вида загрязнения предлагается использовать отношение фактического значения экологического показателя ТС к нормированному или имеющему нулевое экологическое воздействие на окружающую среду и здоровье человека. Например, значение коэффициента экологической безопасности воздействия шума от ТС определяется следующим образом:

i 1

где а0 – уровень шумоизлучения ДВС, который не оказывает вредного воздействия на окружающую среду и здоровье человека, дБ(А); аф – фактическое значение акустического излучения автомобиля, дБ(А); ΣУн – нормативная сумма эколого-экономического ущерба от акустического загрязнения окружающей среды при использовании ТС, р.; п – количество рассматриваемых видов загрязнения окружающей среды при использовании ТС, ΣУф – фактическая сумма эколого-экономического ущерба от акустического загрязнения окружающей среды при использовании ТС, р.

Область значений частных коэффициентов экологической безопасности [0;1]. Эталонное значение критерия Ki = 1, т.е. значение экологического

7

показателя рассматриваемого ТС равно идеальному (целевому) уровню соответствующего показателя экологически чистого (безопасного) ТС. Значение частного коэффициента экологической безопасности Ki < 1 показывает степень приближения фактической величины экологического показателя к идеально возможному уровню.

Для оценки уровня экологического воздействия ТС используется 8 частных коэффициентов, характеризующих загрязнение окружающей среды: отработавшими газами (ОГ), акустическим излучением (шумом), вибрациями, пылью, тепловыми выбросами, сбросами эксплуатационных жидкостей и материалов, электромагнитными излучениями и инфразвуком. Если значение каждого из указанных частных коэффициентов экологической безопасности будет равно единице, то данный ТС не оказывает вредного воздействия на окружающую среду и здоровье человека, следовательно, есть все основания считать это ТС экологически чистым.

Для комплексной сравнительной оценки экологических характеристик отечественных ТС с автотранспортной техникой других стран при определении частных коэффициентов экологической безопасности значения экологических показателей (уровень шумоизлучения, токсичности отработавших газов и т.д.) необходимо сопоставлять со значениями экологических показателей иностранных ТС или с ТС, соответствующих лучшим мировым стандартам.

Для решения задачи комплексной научно обоснованной оценки необходимо на основе рассчитанных частных коэффициентов экологической безопасности определить значение интегрального коэффициента экологической безопасности (Kиэ.б.) ТС с учетом относительной опасности каждого вида загрязнения:

i 1

где γi – значение коэффициента значимости веса каждого вида загрязнения; Ki – значение коэффициента экологической безопасности отдельного вида загрязнения (индексы букв соответствуют конкретному виду загрязнения).

Значимость отдельного вида загрязнения (величина коэффициента значимости γi) по его влиянию на общую экологическую безопасность использования ДВС рекомендуется определять методом экспертной оценки.

8

Разработанная методика на основе анализа частных и интегральных коэффициентов экологической безопасности с незначительными трудозатратами на выполнение расчетов позволяет:

-дать комплексную по всей совокупности видов загрязнений окружающей среды оценку экологической безопасности использования ТС;

-определить долю вредности отдельного вида загрязнения в суммарной вредности загрязнения окружающей среды при использовании ТС;

-выявить перечень первоочередных показателей, характеризующих степень загрязнения окружающей среды, значения которых значительно отстают от целевого уровня экологических показателей ТС;

-ускорить поиск путей снижения загрязнения окружающей среды при проектировании, создании и эксплуатации ТС.

В практике расчетов частных и интегрального коэффициентов экологической безопасности следует учитывать два вида загрязнения окружающей среды: отработавшими газами и шумом, так как учет остальных видов загрязнения затруднен из-за отсутствия методик и исходных данных для расчета эколого-экономического ущерба.

Экологический ущерб от загрязнения окружающей среды является эквивалентом отрицательных последствий шумового воздействия. При оценке воздействия транспортного шума эколого-экономический ущерб определяется потерей части национального дохода в результате постоянного воздействия шума на человека, находящегося на территории, подвергающейся акустическому воздействию. Такое воздействие снижает эффективность восстановления работоспособности, ведет к переутомлению, снижению производительности труда и повышению заболеваемости. С учетом ряда допущений предлагается определять величину эколого-экономического ущерба от акустического загрязнения территории по следующей формуле:

где С – стоимость 1 чел.ч. календарного времени для определенного уровня национального дохода и численности жителей, (0,4...0,6 р./ч); N -численность жителей, подвергнувшихся акустическому воздействию, чел.; K(L) – коэффициент снижения национального дохода; Т – период времени, в течение которого осуществляется акустическое воздействие, ч.

где Lэкв. – эквивалентный уровень шума, дБА.

Эквивалентный уровень шума, учитывающий суммарное акустическое воздействие на человека в течение определенного периода времени, равен:

где S – поправочный коэффициент (S = 0 для малых, средних, больших и крупных городов, а также для крупнейших в центральных районах, S = 10 дБа для периферийных районов крупнейших городов); N1 – интенсивность движения транспорта по одной полосе, авт./ч.; F – коэффициент многополостности (1,0...3,8); V – скорость движения автомобилей, км/ч; λ – величина шероховатости дорожного покрытия, (от 0,3 до 10 мм); р – процент i- типа автомобилей в потоке, %; m – количество типов автомобилей; Li – уровень звука i-типа автомобиля, дБА; d – расстояние от точки расчета до оси полосы движения, м.

Значения уровня звука для различных типов автотранспортных средств приведены в таблице 1.

10

Наибольший экономический ущерб автомобильный транспорт наносит загрязнением окружающей среды выбросами вредных веществ (ВВ) с ОГ. Для определения эффективности работы отдельных работников, коллективов и подразделений в целом по уменьшению загрязнения биосферы ВВ предлагается использовать коэффициент экологической безопасности при выполнении заданного объема перевозок, который определяется как отношение нормативной приведенной массы выбросов ВВ (Мн) к фактической приведенной массе выбросов ВВ (МФ):

Величина Мн рассчитывается в соответствии с утвержденными ГОСТ нормами удельных выбросов ВВ, с плановыми значениями техникоэксплуатационных показателей использования автомобиля и с нормативным расходом топлива. Для расчетов величины нормативного ущерба от выбросов ВВ принимаются – 416 р. и от акустического воздействия – 400 р. Стоимость 1 чел.ч. календарного времени 0,5 р.

1.3. Комплексная эколого-экономическая оценка

Для объективной оценки экологической безопасности ТС на стадиях его проектирования, производства и эксплуатации следует использовать комплексный показатель экологической безопасности:

где Уг – ущерб от загрязнения биосферы ОГ, р.; Уш – ущерб от загрязнения акустическим излучением, р.; Ув – ущерб от воздействия вибрации, р.; Уп – ущерб от загрязнения пылью, р.; Ут – ущерб от тепловых выбросов ДВС, р.; Ур – ущерб от загрязнения водных ресурсов, р.; Уэ – ущерб от электромагнитного загрязнения, р.; Уи – ущерб от воздействия инфразвука, р.; Ne – эффективная мощность двигателя ТС, кВт.

Для сравнительной оценки ДВС по загрязнению атмосферы ОГ ТС