Задание:
1. Проанализируйте количество проезжающего за единицу времени автомобильного транспорта по основным магистралям города.
2. Оцените степень выбросов загрязняющих веществ в атмосферу города.
3. Сравните данные с санитарно-гигиеническими требованиями по нагрузке на улицы города автомобильного транспорта.
Тема 11: количественная оценка токсичности отработавших газов автотранспорта Время выполнения работы – 2 часа
Цель работы: отработать навыки определения токсичности отработавших газов автотранспорта в зависимости от вида используемого топлива.
Теоретический материал:
В состав отработавших газов (ОГ) входят токсичные вещества различного физиологического воздействия на организм и имеющие различные ПДК. Методика количественной оценки токсичности различных химических веществ разработана относительно эталона – оксида углерода, действие которого на организм человека хорошо изучено. Для приведения токсичности различных веществ к единой шкале вводится коэффициент токсичности i-ro вещества (Ki), равный отношению среднесуточного (сс) ПДК оксида углерода к ПДК(сс) определяемого i-ro химического вещества:
В таблице 12 приведены значения Ki для токсичных веществ, характерных для ОГ. Из сравнения величин Ki следует, что при анализе токсичности ОГ особое внимание необходимо обратить на бенз(а)пирен и свинец, так как даже небольшие изменения их количеств, например при переходе на другую марку бензина, могут привести к значительному изменению общей токсичности ОГ.
Для количественного анализа вклада свинца в суммарную токсичность ОГ проводится оценка с использованием результатов испытаний, проведенных на автополигоне НАМИ (табл. 13).
Таблица
14
Таблица 15
14
Таблица
16
Таким образом, при использовании бензина АИ-93 наибольший вклад в токсичность ОГ (до 70%) вносит свинец, и лишь 30% - СО, CmHn, NOx, определяемые по государственной методике.
Оценка вклада SО2 затруднена, так как содержание серы может значительно изменяться от категории бензина. Тем не менее, как видно из таблицы 13, вклад SO в токсичность не является доминирующим и существенно не влияет на долю вклада свинца в рассчитанную токсичность.
Для бензинов АИ-92 и А-76, содержание свинца в которых в 2 раза ниже, чем в АИ-93, можно ожидать пропорциональное снижение вклада свинца в суммарную токсичность ОГ, т.е. до уровня 30%, при прочих равных условиях.
Количественные оценки не могут быть полными без анализа вклада наиболее токсичного компонента ОГ - бенз(а)пирена (см. табл. 16). Следует отметить, что бенз(а)пирен (С20Н12) не является продуктом окисления топлива и пути его появления в ОГ до конца не выяснены. Государственные нормативы по содержанию без(а)пирена и данные стендовых испытаний отсутствуют. Отдельные результаты свидетельствуют об очень большой зависимости содержания бенз(а)пирена в ОГ от технического состояния двигателя и системы смазки.
Таблица 17
Результаты анализа бензинов на галогены и свинец
|
Компонент топлива |
Бензин | |
|
этилированный |
неэтилированный | |
|
Свинец, г/л |
0,15 |
Менее 0,05 |
|
Хлор |
63 |
14 |
|
Бром |
61 |
Менее 1 |
Анализ бензинов на свинец и галогены показал (табл. 14), что содержание хлора в этилированном бензине в 5 раз ниже, чем в неэтилированном.
Диоксины - наиболее опасные экотоксиканты из всех, созданных человечеством (табл. 15). При анализе источников диоксинов, как правило, выделяются: промышленность органического синтеза, процессы сжигания мусора, хлорирование питьевой воды, целлюлозно-бумажная промышленность.
Таблица 18
Содержание
диоксинов в ОГ автомобилей 
в зависимости от типа топлива
Хотя весовые количества эмиссии диоксинов с ОГ невелики (70 пг/л бензина), игнорировать опасность автотранспорта (особенно при крупнотоннажном использовании неэтилированного бензина) нельзя. Количественные оценки на примере Новосибирска показывают:
- при годовом потреблении городским автотранспортом 500*106 л этилированного бензина (А-76, АИ-92) годовая эмиссия диоксинов составляет 3*1010 пг/год;
- при допустимой суточной дозе поступления диоксинов в организм человека 1 пг/кг в сутки, годовая доза для среднего человека составляет 2,2-104 пг/год.
Естественно, что весь выделенный автотранспортом диоксин не поступит в организм жителей, однако игнорировать опасность этого источника выброса нельзя. Из-за устойчивости диоксинов в объектах окружающей среды – период полураспада в почве более 10 лет, в воде и донных отложениях до 2 лет – накопление автотранспортного диоксина является реальной опасностью, особенно в местах сбора снега с улиц (снеговые отвалы), в районах напряженных магистралей и зонах автотранспортных предприятий.