МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ АЛТАЙСКОГО КРАЯ

КРАЕВОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«АЛТАЙСКИЙ ТРАНСПОРТНЫЙ ТЕХНИКУМ»

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

Направление:

Охрана окружающей среды. Экология человека.

Тема:

Рациональное природопользование в профессиональной деятельности будущего автомеханика

Выполнил

Горбулев Андрей Валентинович,

Лосев Данил Алексеевич

студенты II курса, группы АВ-71/72

профессия/специальность

«Автомеханик»

Руководители

Карнаухов Сергей Иванович

мастер производственного обучения

первой квалификационной категории

Шуцкая Любовь Сергеевна

преподаватель спецдисциплин

высшей квалификационной категории

Барнаул 2018

Содержание

Введение

Исследование агентства «Автостат» показало, что 60% легковых автомобилей в России не отвечает экологическим стандартам Евро-4 и Евро-5. Четвертый экологический класс действовал в стране с 2013 по 2016 год, а сейчас все производимые и ввозимые на территорию России автомобили должны соответствовать классу Евро-5. Сегодня этим двум классам отвечают 17 миллионов легковушек в стране.

Исследование проводилось по состоянию на июль 2017 года, в итоге был составлен рейтинг самых «загрязненных» и самых «чистых» региональных автопарков.

Наибольшая доля легковых автомобилей, соответствующих нормам Евро-4 и выше, ожидаемо оказалась в Москве и Санкт-Петербурге: более 60% от общего числа зарегистрированных машин. В Подмосковье, Татарстане и Ханты-Мансийском автономном округе этот показатель тоже достаточно большой и превышает 50%.

А вот в большинстве регионов ситуация не столь радужная. От грязного выхлопа страдают Сибирь и Дальний Восток.

В рейтинг регионов с самым неэкологичным автопарком вошли Амурская область, Якутия, Алтайский и Приморский край: там двигатели Евро-4 и Евро-5 встречаются лишь у каждой пятой машины. А наихудшая ситуация наблюдается в Магаданской области: указанным экологическим классам отвечает только 15% легкового автопарка.

Всего из 85 субъектов в России насчитывается лишь 23 региона, в которых доля легковых автомобилей с моторами, отвечающими экологическим классам не ниже Евро-4, оказалась выше общероссийского уровня [4].

Основным источником загрязнения атмосферы в городе и крае, по оценкам специалистов, является транспорт (60% загрязнения). Особенно ситуация обостряется зимой, когда выхлопные газы не поднимаются вверх из-за холодного воздуха. [10].

В крае эксплуатируется более 560 тысяч автомобилей, выбросы вредных веществ которых составляют более 45 % от общего загрязнения атмосферного воздуха, в том числе: оксида углерода — 69 %, оксидов азота — 37 %, углеводородов — 92 % [9].

В работе автомеханика основными являются организация и проведение диагностики и ремонта автомобильного транспорта.

Однако, помимо этого, автомеханик, согласно должностной инструкции должен заботиться о личной безопасности и здоровье, а также о безопасности и здоровье окружающих людей в процессе выполнения любых работ или во время нахождения на территории предприятия, и лично принимает посильные меры по устранению любой производственной ситуации, создающей угрозу его жизни и здоровью или окружающих его людей и окружающей среде.

Предметом исследования является степень влияния уровней выброса вредных веществ в отработавших газах двигателей автомобильного транспорта на загрязнение атмосферы.

Целью работы является отражение в изучении и оценке степени загрязнения атмосферы выбросами отработанных газов наиболее распространенных типов двигателей автомобильного транспорта на загрязнение атмосферы и значимости проблемы с негативным влиянием отработавших газов двигателей автомобильного транспорта на здоровье человека.

Задачи, поставленные для достижения цели следующие:

·  Изучить влияние веществ, входящих в состав отработавших газов двигателя на организм человека;

·  Изучить нормирование выбросов вредных веществ автомобилями;

·  Проверка гипотезы о том, что основная доля от общего загрязнения атмосферного воздуха автомобилями приходится на автомобили, выпущенные до введения в действие норм Евро-4 и Евро-5 в России.

Практическое значение работы состоит в:

- изучении и оценке значимости проблемы с негативным влиянием отработавших газов двигателей автомобильного транспорта на здоровье человека.

 - изучении и оценке степени загрязнения атмосферы выбросами отработанных газов наиболее распространенных типов двигателей.

Нормирование выбросов вредных веществ автомобилями в Европе и России

Проблема экологичности автомобилей возникла ещё в середине ХХ века, когда машины стали массовым продуктом. Европейские страны, находясь на сравнительно небольшой территории, ранее других стали применять различные экологические нормативы. Они существовали в отдельных странах и включали различные требования к содержанию вредных веществ в выхлопных газах у автомобилей.

В 1988 году Европейской экономической комиссией ООН был введён единый регламент (так называемый Евро-0) с требованиями снизить уровень выбросов окиси углерода, оксида азота и других веществ в автомобилях. Раз в несколько лет требования ужесточались, другие государства также стали вводить подобные нормативы [10].

С 2015 года в Европе действуют нормы Евро-6. Согласно этим требованиям, для бензиновых двигателей устанавливаются следующие допустимые выбросы вредных веществ (г/км):

o Оксид углерода (CO) — 1;

o Углеводород (СН) — 0,1;

o Оксид азота (NOx) — 0,06;

o Взвешенные частицы (PM) — 0,005.

Для автомобилей с дизельными двигателями стандарт Евро-6 устанавливает другие нормы (г/км):

o Оксид углерода (CO) — 0,5;

o Оксид азота (NOx) — 0,08;

o Углеводороды и оксиды азота (HC+NOx) — 0,17;

o Взвешенные частицы (PM) — 0,005.

Россия следует стандартам Евросоюза по выбросам выхлопных газов, хотя их реализация отстаёт на 6-10 лет. Первым стандартом, который был официально утверждён в РФ, стал Евро-2 в 2006 году.

С 2014 года в России на ввозимые автомобили действует стандарт Евро-5. С 2016 года он стал применяться и на все производимые автомобили.

Стандарты Евро-5 и Евро-6 имеют одинаковые нормы максимального количества выбросов вредных веществ для автомобилей с бензиновым двигателем. А вот для автомобилей, двигатель которых работает на дизельном топливе, стандарт Евро-5 имеет менее строгие требования: оксид азота (NOx) не должен превышать 0,18 г/км, а углеводороды и оксиды азота (HC+NOx) — 0,23 г/км.

Экологический класс в таблице Росстандарта.

Ведомство, занимающееся сертификацией транспортных средств, в соответствии со специальными стандартами Российской Федерации, разработало специальную таблицу(таблица 1), при помощи которой можно узнать, к какому экологическому классу относится автомобиль[6].

Таблица 1.

К основным критериям, которые учитываются при определении класса автомобиля, относится год производства и страна производитель. В список производителей входят не только страны Европы, но и располагающиеся за её пределами. При составлении таблицы учитывались не только требования ЕЭК ООН, но и другие нормы которые используются на территории других стран-производителей.

Удивительно то, что российские ведомства разрабатывают данную таблицу, но наша страна в списке отсутствует. Причиной этому является то, что все вышеуказанные критерии были введены в действие на территории страны недавно. Именно поэтому не совсем корректно сравнивать автомобили старого производства и выпущенных сначала 2000-х годов с автомобилями европейского производства, отвечающих всем необходимым нормам.

Влияние отработавших газов автомобиля на организм человека

В составе выхлопных газов разных видов топлива, могут быть такие вредные элементы: оксиды азота и углерода, диоксиды азота и серы, сернистый ангидрид, бенз-α-пирен, альдегиды, ароматические углеводороды, некоторое количество сажи, разные соединения свинца, взвешенные частицы.

Рисунок 1. Состав выхлопных газов разных видов топлива

Вследствие содержания в выхлопных газах автомобилей вредных и даже ядовитых веществ, а также при постоянном действии таких элементов на органы человека, они способны вызывать развитие острых и хронических болезней.

Для органов дыхания характерные следующие заболевания:

-           аллергические реакции;

-           астма;

-           бронхит;

-           гайморит;

-           образование злокачественных опухолей;

-           воспаление дыхательных путей;

-           эмфизема.

Для сердечно-сосудистой системы свойственны такие заболевания:

-           нарушения дыхания в виде отдышки;

-           головокружения;

-           увеличение проявления признаков стенокардии;

-           инфаркт миокарда;

-           вязкость крови, как итог – тромбозы, тромбоэмболии;

-           кислородное голодание, так называемая гипоксия тканей.

Для нервных клеток характерно развитие таких нарушений:

-           общее недомогание;

-           повышенная возбудимость;

-           сонливость и стойкое нарушение сна.

Химические соединения, что есть в составе выхлопных газов, в особенности тяжелые металлы, характеризуются свойством накапливаться в организме. Вследствие чего начинается зашлаковывание организма с последующим развитием серьезных заболеваний.

Наибольший объем токсинов присутствует в выхлопных газах, когда двигатель работает на холостом ходу и на сниженных скоростях. При таких режимах происходит плохое выгорание топлива и отход несгоревших элементов топлива в количестве более чем в десять раз превышающем выхлопы при стандартном режиме автомобиля.

По степени действия на человека, составляющие выхлопных газов можно разбить на пять групп:

1.                     К первой группе относятся малотоксичные химические элементы отходящих газов заведенного двигателя. К ним относят азотные соединения, водород, водяной пар, кислород, углекислый газ и прочие составляющие атмосферы. Такие вещества не несут непосредственно вред здоровью человека, однако способствуют возникновению неблагоприятных условий существования людей, так как оказывают действие на состав окружающего воздуха.

2.                     Ко второй группе относится оксид углерода, который является сильным ядовитым веществом. Отравиться угарным газом можно при заведенном двигателе автомобиля в гараже с плотно прикрытыми воротами или ночуя в машине с не выключенным мотором. Угарный газ вызывает кислородное голодание и, как результат, нарушение функций всех внутренних систем человеческого организма. Степень интоксикации угарным газом определяется его концентрацией, временем действия и иммунитетом человека, на которого воздействует такое вещество. При легком отравлении учащается сердцебиение, наблюдается пульсация в висках и темнеет в глазах. Для среднего отравления характерны сонливость и неясное сознание. Тяжелая степень отравления газом с концентрацией более 1% приводит к спутанности сознания, а в исключительных случаях, даже к летальному исходу.

3.                     К третьей группе относятся оксид азота и диоксид азота, содержащиеся в выхлопных газах автомобиля. Они считаются более токсичными элементами, нежели угарный газ. Так, диоксид азота тяжелее воздуха и стелется по полу, скапливается в нишах и каналах, а при повышенных концентрациях является очень опасным при регулярном обслуживании автомобилей. При продолжительном действии таких газов человек может заболеть астмой, отеком легких, хроническим бронхитом, воспалением слизистой пищеварительной системы, сердечной недостаточностью и нервными расстройствами.

4.                     Четвертая группа является самой многочисленной по количеству веществ. Сюда входят самые разнообразные углеводороды, например, парафиновые алканы, нафтеновые цикланы и определенные ароматические бензолы. Таких соединений около 160 единиц. Эти вещества ядовиты и пагубно действуют на функции сердечно-сосудистой системы. Помимо этого, углеводородные соединения являются канцерогенами и способствуют возникновению и росту злокачественных опухолей;

5.                     В пятую группу входят органические альдегиды, такие как формальдегид, акролеин и уксусный альдегид. Подобные вещества также ядовитые и являются продукцией выгорания топлива при работе мотора на тихом ходу или при небольших нагрузках, если температура отходящих газов невысокая. Вредное воздействие таких соединений выражается в раздражение слизистых оболочек, поражении внутренних дыхательных органов и нервных клеток.

6.                     К шестой группе относится сажа и мелкие элементы, являющиеся результатом износа и внутреннего нагара на двигателе, а также добавления аэрозолей и масел. Такие частицы не оказывают непосредственного негативного влияния на здоровье человека, но легко раздражают дыхательные пути и собирают на своей поверхности опасные компоненты.

Развитие науки и техники, которые позволяют повысить комфортность жизни людей, помимо благ, приносит и вред, как, например, выхлопные газы от автотранспорта. Смерть от выхлопных газов встречается нечасто и считается результатом неправильного обращения с автомобилем [10].

Поэтому в системе выпуска отработанных газов автомобилей устанавливаются такие устройства, как каталитические нейтрализаторы, которые отличаются между собой по конструкции и функционалу, но играют одну очень большую роль – очистка отработавших газов двигателя автомобиля от токсичных составляющих.

Проверка гипотезы

При изучении стандартов ЕЭК ООН стало понятно, что состав отработанных газов наиболее распространенных типов двигателей существенно различается по концентрации продуктов неполного сгорания.

Для проведения этого эксперимента мы обратились в автопарк техникума для замера содержания СО, СН, СО₂, О₂ в отработанных газах автомобилей с помощью автомобильного газоанализатора АВТОТЕСТ-02.02П (СГ-27). Замеры производились на холостом и рабочем ходу двух автомобилей «ВАЗ-2107» и «ВАЗ-21114/110», потому что работа двигателя в режиме холостого хода характеризуется неблагоприятными условиями сгорания и воспламенения топливовоздушной смеси, что является причиной увеличения количества токсичных компонентов в отработавших газах.

Результаты нашего исследования представлены в таблице 2.

Таблица 2

Вывод по результатам. У двигателей автомашин «ВАЗ-2107» при работе на холостом и рабочем ходу концентрация процентов оксида углерода и углеводородов больше, чем нормы Евро-4 и Евро-5, то это свидетельствует о подтверждении гипотезы. Кроме этого, высокий показатель концентрации показывает степень изношенности этого автомобиля. У двигателя автомобиля «ВАЗ-21114/110» содержание вредных веществ в отработавших газах соответствует нормам Евро-4.

По данным аналитического агентства "Автостат" в 2017 году жители Алтайского края поставили на учет 8360 новых легковых автомобилей и еще более 97 тыс. подержанных, что говорит о том, что количество подержанного

 подвижного состава значительно превышает число новых автомобилей [7].

Согласно данным того же аналитического агентства "Автостат" в 2017 году в России легковых автомобилей старше 10 лет насчитывается 54%, а самих легковых автомобилей насчитывается от общего числа автопарка России 83,8%; легких коммерческих автомобилей – 8% и 42% из них старше 15 лет; грузовых автомобилей – 7,4% и 65% из них старше 15 лет. Таким образом, можно сделать вывод, что примерно около 300 тысяч автомобилей в Алтайском крае являются источниками загрязнения атмосферы, что составляет более половины подвижного состава края.

Пути решения экологической проблемы, связанной с автомобильным транспортом

1. Уменьшать содержание вредных веществ в отработавших газах автомобильных двигателей. Рационально использовать более экологически чистое горючее, чем бензин, такое как газ или спирт, продукты горения от которых менее опасны. Подвижной состав еще можно использовать, если установить в систему выпуска каталитические нейтрализаторы, обеспечивающие более полное сгорание топлива и уменьшающее количество вредных веществ в отработавших газах. Использовать гибридные автомобили, электромобили и общественный городской электротранспорт [1, 2, 3].

2. Рационально организовывать движение транспорта. Чтобы уменьшить количество выбросов, движение по улицам желательно делать безостановочным, так как особенно много отработавших газов автомобили выделяют в момент торможения и набора скорости. В часы «пик», если у перекрестков образуются заторы из автотранспорта, двигатели автомобилей интенсивно сжигают кислород и насыщают атмосферу отработавшими газами. Этого можно избежать, если организовать «зеленую волну», когда скорость автомобилей регулируется так, чтобы их постоянно встречал зеленый свет светофора. Помогает в этом строительство подземных и надземных развязок и путепроводов, которые позволяют автомобилям двигаться со скоростью, при которой выхлопы минимальны (60 км в час).

3. Маршруты грузового автотранспорта следует выносить за город на объездные дороги, а в центр города заезжать только по необходимости – для обслуживания магазинов, предприятий, перевозки вещей населения и т. д. Можно создать специальные пешеходные зоны, где движение автотранспорта запрещено. И, конечно, человеку необходимо чаще пользоваться велосипедом и ходить пешком. Обратить внимание на рациональное использование рабочих графиков для уменьшения числа поездок автомобилей работников.

Заключение

В связи с быстрым развитием автомобильного транспорта существенно обострились проблемы воздействия его на окружающую среду. Основными источниками загрязнения воздушного бассейна при эксплуатации автотранспорта являются двигатели внутреннего сгорания, которые выбрасывают в атмосферу отработавшие газы и топливные испарения. 

В свете этого было проведено исследование, в ходе которого были изучены степень влияния уровней выброса вредных веществ в отработавших газах двигателей автомобильного транспорта на загрязнение атмосферы.

Цель работы - отражение в изучении и оценке степени загрязнения атмосферы выбросами отработанных газов наиболее распространенных типов двигателей автомобильного транспорта на загрязнение атмосферы и значимости проблемы с негативным влиянием отработавших газов двигателей автомобильного транспорта на здоровье человека.

Задачи, поставленные для достижения цели были решены:

·  Изучено влияние веществ, входящих в состав отработавших газов двигателя на организм человека;

·  Изучено нормирование выбросов вредных веществ автомобилями;

·  Подтверждена гипотеза о том, что основная доля от общего загрязнения атмосферного воздуха автомобилями приходится на автомобили, выпущенные до введения в действие норм Евро-4 и Евро-5 в России.

Показано практическое значение работы:

- изучении и оценке значимости проблемы с негативным влиянием отработавших газов двигателей автомобильного транспорта на здоровье человека.

 - изучении и оценке степени загрязнения атмосферы выбросами отработанных газов наиболее распространенных типов двигателей.

Литература

1. Автомобильный справочник / Перевод с англ. Первое русское издание – М.: Изд-во “За рулем”, 2000. – 896с.

2. Аксеенко В.Д. Пути снижения степени отрицательного воздействия тракторной и другой мобильной сельскохозяйственной техники на окружающую среду / В.Д. Аксеенко, В.М.Свиридов, А.И. Винокурова. Обзор – М.: ЦНИИТЭИ тракторсельхозмаш, серия 1. вып.5, 1984 – 57с.

3. Аксенов И.Л. Транспорт и охрана окружающей среды /И.Л. Аксенов, В.И. Аксенов – М.: Транспорт, 1986, – 176с.

4. https://autoreview.ru/news/menee-poloviny-avtoparka-rossii-otvechaet-sovremennym-ekonormam

5. https://en.wikipedia.org/wiki/European_emission_standards

6. http://mashintop.ru/articles.php?id=2432

7. http://slavgorodvesti.ru/index.php/gorod/ekonomika/1739-kolichestvo-avtovladeltsev-v-altajskom-krae-vyros

8.http://www.aif.ru/dontknows/file/normy_vybrosov_vrednyh_veshchestv_avtomobilyami_v_mire_spravka

9. http://www.marketcenter.ru/content/file.asp?r=20323

10.http://xn--80aaeyqihb1akd1n.xn--p1ai/2017/03/%D0%B1%D0%B0%D1%80%D0%BD%D0%B0%D1%83%D0%BB-%D0%BA%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%B2%D0%B0-%D1%81%D0%B5%D0%B3%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D1%8F-%D1%8D%D0%BA%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D1%8F-%D0%B3%D0%BE%D1%80%D0%BE/

Скачано с www.znanio.ru