Теоретический материал для группы Газоанализаторы.
Автомобильный транспорт - один из основных загрязнителей окружающей среды.
Автомобиль стал бы гораздо безвреднее для окружающей его среды, если бы в его двигателе углеводородное топливо превращалось исключительно в углекислый газ и водяные пары. Но… Температура горения топлива бывает или слишком высокой, или очень низкой, что приводит к его неполному сгоранию. Кроме того, не следует забывать о качестве самого горючего и примесях, содержащихся в нем. Все это, как известно, приводит к возникновению токсичных веществ: оксида углерода, оксидов азота и серы, несгоревших углеводородов и прочих газов, а также твердых частиц сажи и соединений свинца.
Влияние выхлопных газов на здоровье человека.
Автомобильный транспорт - один из основных загрязнителей окружающей среды.
Автомобиль стал бы гораздо безвреднее для окружающей его среды, если бы в его двигателе углеводородное топливо превращалось исключительно в углекислый газ и водяные пары. Но… Температура горения топлива бывает или слишком высокой, или очень низкой, что приводит к его неполному сгоранию. Кроме того, не следует забывать о качестве самого горючего и примесях, содержащихся в нем. Все это, как известно, приводит к возникновению токсичных веществ: оксида углерода, оксидов азота и серы, несгоревших углеводородов и прочих газов, а также твердых частиц сажи и соединений свинца.
Влияние выхлопных газов на здоровье человека.
Увеличение масштабов сжигания нефтепродуктов является причиной загрязнения воздушной среды. В особенности это стало ощутимым с развитием с автомобильного транспорта. Бензин, израсходованный на приведение в действие двигателей внутреннего сгорания, никуда не исчезает. Отдавая заключённую в нём энергию химических связей, он разлагается на более простые вещества – оксиды углерода, сажу, углеводороды и др. Наибольшее количество загрязняющих атмосферу веществ выбрасывается с выхлопными газами автомобилей. Анализ выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания показал, что в них содержится около двухсот различных веществ, большинство из которых токсично. Основные компоненты выхлопных газов приведены в таблице 1.
Из таблицы видно, что количество выбросов существенно зависит от конструкции двигателя, при этом дизельные двигатели экологически оказываются более приемлемыми. Однако в не меньшей степени количественный и качественный состав выхлопных газов зависит от технического состояния, условий и режима работы двигателя. Особенно резко увеличивается концентрация вредных веществ в выбросах автомобилей при работе на холостом ходу.
Карбюраторные двигатели выбрасывают значительно больше несгоревших углеводородов и продуктов неполного окисления (альдегидов, оксида углерода). Пройдя 15 тыс. км, каждый автомобиль выбрасывает в атмосферу более 3 т диоксида углерода, 93 кг углеводородов, 0.5 т оксида углерода, около 30 кг оксидов азота.
Само по себе попадание в окружающую среду с выхлопными газами токсичных веществ является весьма нежелательным, так как они представляют реальную опасность для здоровья людей. Так, оксид углерода инактивирует гемоглобин, обуславливая кислородную недостаточность тканей, вызывая расстройство нервной и сердечно – сосудистой систем, а так же способствует развитию атеросклероза. Оксиды азота резко раздражают лёгкие и дыхательные пути, способствуя возникновению воспалительных процессов в них. Под влиянием оксидов азота образуется метгемоглобин, понижается кровяное давление, возникает головокружение, сонливость, расстройство дыхания и кровообращения.
Выхлопные газы – причина образования канцерогенных веществ в воздухе.
Химический состав автомобильных выхлопных газов.
Химический состав автомобильных выхлопных газов.
Наибольшую опасность представляют оксиды азота, примерно в 10 раз более опасные, чем угарный газ, доля токсичности альдегидов относительно невелика и составляет 4—5% от общей токсичности выхлопных газов. Токсичность различных углеводородов сильно отличается, однако особенно, что непредельные углеводороды в присутствии диоксида азота фотохимически окисляются образуя ядовитые кислородсодержащие соединения — составляющие смогов.
В рамках исследования провести аналитические расчеты
по следующим формулам:
а) Li =Ni*l - для вычисления общего пути (Li), который
пройден определенном количеством автомобилей каждого типа за час (Ni);
б) Q=Li*Y- для вычисления количества топлива (Q, л) разного
типа, которое сжигается двигателями разного типа (значение Y взять из таблицы 2);
в) V=Q*K –
для вычисления количества вредных веществ, которые выделяются (Q, л) при
нормальных условиях (эмпирический коэффициент из таблицы 3);
г) m=V*M/22,4 – для вычисления массы вредных веществ, которые
выделяются (m,
г);
д) Vвоздуха
=m/
ГДК (Гранично допустимая концентрация, мг/м3) – для вычисления
количества воздуха для разбавление вредных веществ, которые выделились (Vвоздуха), (таблица 4);
е) M = t*n*K*(mCO +mCO2 +mNO2 + mсажи) – (t – время наблюдения, n- общее количество машин,) – для расчета количества
вредных веществ, которые выделяются автотранспортом.
Таблица 1. Содержание основных веществ в
выхлопных газах двигателей внутреннего сгорания
Компоненты
|
Содержание
компонента, об. доли, %
|
Примечание
|
|
Карбюраторные
|
Дизельные
|
||
СО
NO2
C5H12
|
0,5 – 12,0
До 0,8
0,2 – 3,0
|
0,01 –
0,50
0,0002 –
0,5
0,009 –
0,5
|
Токсичен
|
Таблица
2
Тип транспорта
|
Средние нормы расхода топлива (л на 100 км)
|
Удельный расход топлива,
Y
(л на км)
|
Легковой автомобиль
|
11-13
|
0,11-0,13
|
Грузовой автомобиль
|
29-33
|
0,29-0,33
|
Автобус
|
41-44
|
0,41-0,44
|
Дизельный грузовой автомобиль
|
31-34
|
0,31-0,34
|
Таблица 3
Вид топлива
|
Значение коэффициента (К)
|
||
Угарный газ, СО
|
Углеводы С5Н12
|
Оксид азота NO2
|
|
Бензин
|
0,6
|
0,1
|
0,04
|
Дизельное топливо
|
0,1
|
0,03
|
0,04
|
Таблица 4, ГДК токсичных компонентов отработанных
газов автотранспортом
Компоненты отработанных газов
|
Гранично допустимая концентрация, кг/м3
|
||
Максимальная
разовая
|
Среднесуточная
|
Рабочей зоны
|
|
Оксид углерода СО
|
5,0
|
3,0
|
20,0
|
Оксид азота NO2
|
0,085
|
0,04
|
2,0
|
Углеводы
|
5,0
|
1,5
|
100,0
|
Теоретический материал для группы
Газосигнализаторы.
При сжигании горючих газов в
продуктах сгорания могут содержаться компоненты как полного (диоксид углерода и
водяной пар), так и неполного сгорания (оксид углерода, водород, ненасыщенные,
насыщенные, ароматические углеводороды и частицы сажи). Кроме того, в продуктах
сгорания всегда обнаруживаются и оксиды азота. Наличие продуктов неполного
сгорания в значительных концентрациях недопустимо, так как приводит к
загрязнению атмосферы токсическими веществами и к снижению КПД установок,
работающих на газовом топливе. Что бы вычислить какое количество
отравляющих веществ выделяется при сгорании некоторого объема природного газа,
следует воспользоваться следующими формулами.
Формула определения
массы выброса оксида углерода, мг/с вследствие горения природного газа.
MCO=CCO*m*(1-q4/100)*10-3,
Где q4
– потери теплоты газовых конфорок вследствие механической
неполноты сгорания, %
Для газовых плит q4
=0 , тогда формула упростится MCO=CCO*m*10-3 (1),
m - количество израсходованного газа м3/неделя;
(определяем по показаниям бытового газового счетчика);
CCO - выход оксида
углерода при сжигании природного газа мг/м3, вычисляем по формуле (2)
CCO=q3 * R* Qn
(2),
где q3 =0,5%
-потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания природного газа, (таблица 5)
R
=0,5 – коэффициент, учитывающий долю потери теплоты вследствие химической
неполноты сгорания газа,
Qn – низшая теплота сгорания натурального топлива
(таблица 5), МДж/м3
Таблица 5 Характеристика топлив
(при нормальных условиях)
Наименование
топлива
|
A, %
|
S, %
|
Qн, МДж/кг; МДж/м3
|
Природный газ из
газопроводов
|
|||
Саратов-Москва
|
-
|
-
|
35,80
|
Саратов-Горький
|
-
|
-
|
36,13
|
Брянск-Москва
|
-
|
-
|
37,30
|
Уренгой-Помары-Ужгород
|
-
|
-
|
41,75
|
Формула определения массы выброса оксида азота, мг/с вследствие горения природного газа.
M NO2=
КNO2*m*10-3 ,
где КNO2 -
параметр характеризующий количество оксидов азота, образующихся на один ГДж
тепла, кг/МДж или г/кДж (таблица 6);
m - количество израсходованного газа м3/неделя;
(определяем по показаниям бытового газового счетчика);
Таблица
6. Коэффициент KNO2 для некоторый видов топлива
Паро- производительность тепловых агрегатов
|
Значение KNO2
|
|||||
Природный газ, мазут
|
Антрацит
|
Бурый уголь
|
Каменный уголь
|
|||
м3
|
МДж/м3
|
Вт
|
||||
0,2
|
0,13
|
148,7
|
0,060
|
0,092
|
0,14
|
0,15
|
0,25
|
0,16
|
185,9
|
0,065
|
0,095
|
0,145
|
0,155
|
0,5
|
0,32
|
371,8
|
0,070
|
0,105
|
0,15
|
0,165
|
0,7
|
0,45
|
520,5
|
0,080
|
0,11
|
0,16
|
0,175
|
1,0
|
0,64
|
743,6
|
0,085
|
0,115
|
0,165
|
0,18
|
2,0
|
1,28
|
1487
|
0,090
|
0,125
|
0,175
|
0,2
|
2,5
|
1,60
|
1860
|
0,095
|
0,13
|
0,18
|
0,21
|
4,0
|
2,56
|
2974
|
0,098
|
0,133
|
0,19
|
0,215
|
Теоретический материал для группы Айболит.
Люди
давно заметили, что перемена погодных условий может негативно влиять на
самочувствие человека. Организм человека адаптирован к значению атмосферного
давления той местности, где он проживает. При этом незначительные колебания
давления никак не ощущаются. Перепады атмосферного давления более 2-3 мм рт. ст
в течение трех часов могут являться причиной ухудшения общего физического
состояния. Абсолютно здоровые люди могут испытывать вялость, недомогание,
головную боль, потерю работоспособности и т.д. Метеослужбы регулярно публикуют
прогнозы погоды и значения ожидаемого атмосферного давления. Это дает
возможность подготовиться и принять соответствующие меры для улучшения защитных
свойств организма. Во время плохого самочувствия, вызванного перепадами
давления, следует отказаться от выполнения сложных задач, максимально
успокоиться и снизить физическую нагрузку. Всем тем, у кого адаптационный
процесс к изменениям давления происходит медленно, следует придерживаться этих
простых правил. Если эти меры не помогают, то следует проконсультироваться с
врачом, который назначит определенные лекарственные препараты.
Чтобы
всегда знать текущее значение атмосферного давления настоятельно рекомендуется
иметь в своем доме барометр. Это позволит принять вовремя
необходимые меры, чтобы чувствовать себя хорошо в любую погоду.
Таблица 7
Таблица 7
Вид вредных веществ
|
количество, л
|
масса, г
|
количество воздуха для разбавления, м3
|
Значение ГДК, мг/м3
|
Угарный газ (СО)
|
||||
Оксид азота (NO2)
|
||||
Всего
|
Таблица 8.
|
Наименование альтернативных видов топлива
|
Ссылки на Интернет – источники, в которых приведены
альтернативные виды топлива
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 9
Вид вредных веществ
|
количество природного газа, м3
|
масса отравляющих веществ, г
|
Угарный газ (СО)
|
||
Оксид азота (NO2)
|
||
Всего
|
Комментариев нет:
Отправить комментарий