Если обратиться к истории, то интенсивное загрязнение атмосферного воздуха началось в 19 веке в связи с резким развитием промышленности, которая стала использовать каменный уголь как главный вид топлива.
Но и до сих пор, основными загрязнителями воздуха в городах являются промышленные предприятия, сжигающие жидкие и твёрдые топлива, а также предприятия, относящиеся к ядерной энергетике и химической промышленности. Помимо них большой вклад в загрязнения атмосферы вносит интенсивно растущее количество автомобилей.
По данным Росприроднадзора в 2015 году Самарская область стала лидером ПФО по объему выбросов в атмосферный воздух вредных веществ от железнодорожного и автомобильного транспорта. Объем выбросов в регионе составил 180,4 тысяч тонн (из них 105,9 тысяч тонн – объем загрязнений в Самаре).
Для проведения исследования нами были взяты два участка автомобильных дорог в Куйбышевском районе города Самары.
Расчетная оценка количества выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от автомобилей была проведена в октябре 2016 года на двух участках автомобильных дорог Куйбышевского района, расположенных по улицам Бакинская и Фасадная.
Результаты по определению количества единиц автотранспорта, проходящего по двум участкам в течение 20 минут, представлены в таблице1.
Таблица 1
Определение количества единиц автотранспорта на двух участках автотрассы по улицам Бакинская и Фасадная, которые были взяты, для исследования в 2016 году, г.о. Самара
Тип автотранспорта |
участок автотрассы по улице Бакинская |
участок автотрассы по улице Фасадная |
|||||
Всего за 20 минут |
За 1 час, Npшт. |
Общий путь за 1 час, L, км |
Всего за 20 минут |
За 1 час, Npшт. |
Общий путь за 1 час, L, км |
||
Легковые автомобили (бензин) |
123 |
369 |
73656 |
95 |
195 |
36270 |
|
Легковые автомобили (дизель) |
24 |
72 |
13392 |
11 |
33 |
6138 |
|
Грузовой автомобиль (бензин) |
14 |
42 |
7812 |
16 |
48 |
8928 |
|
Грузовой автомобиль (дизель) |
4 |
12 |
2232 |
6 |
18 |
3348 |
|
Автобусы (бензин) |
11 |
33 |
6138 |
4 |
12 |
2232 |
|
Автобусы (дизель) |
2 |
6 |
1116 |
0 |
0 |
0 |
Расчет общего пути произведен по формуле:
Li = Ni ∙ l
участок автотрассы по улице Бакинская
Li (Легковые автомобили (бензин))= 396 ∙ 186 = 73656
Li (Легковые автомобили (дизель))= 72 ∙ 186 = 13392
Li (Грузовой автомобиль (бензин))= 42 ∙ 186 = 7812
Li (Грузовой автомобиль (дизель))= 12 ∙ 186 = 2232
Li (Автобусы (бензин))= 33 ∙ 186 = 6138
Li (Автобусы (дизель))= 6 ∙ 186 = 1116
участок автотрассы по улице Фасадная
Li (Легковые автомобили (бензин)) = 195 ∙ 186 = 36270
Li (Легковые автомобили (дизель)) = 33 ∙ 186 = 6138
Li (Грузовой автомобиль (бензин))= 48 ∙ 186 = 8928
Li (Грузовой автомобиль (дизель))= 18 ∙ 186 = 3348
Li (Автобусы (бензин))= 12 ∙ 186 = 2232
За тем определяем общее количество сожженного топлива каждого вида (∑Q). Рассчитываем количество топлива (Qpл) разного вида, сжигаемого при этом двигателями автомашин, по формуле:
Qi = Li ∙ Yi,
участок автотрассы по улице Ставропольская
Qi(Легковые автомобили (бензин))= 73656 ∙ 0,11 = 8102,16
Qi(Легковые автомобили (дизель))= 13392 ∙ 0,13= 1740,96
Qi(Грузовой автомобиль (бензин))= 7812 ∙ 0,29 = 2265,48
Qi(Грузовой автомобиль (дизель))= 2232 ∙ 0,33 = 736,56
Qi(Автобусы (бензин))= 6138 ∙ 0,41 = 2516,58
Qi(Автобусы (дизель))= 1116 ∙ 0,44 = 491,04
участок автотрассы по улице Средне-Садовая
Qi(Легковые автомобили (бензин))= 36270 ∙ 0,11 = 3989,7
Qi(Легковые автомобили (дизель))= 6138 ∙ 0,13 = 797,94
Qi(Грузовой автомобиль (бензин))= 8928 ∙ 0,29 = 2589,12
Qi(Грузовой автомобиль (дизель))= 3348 ∙ 0,33 = 1104,84
Qi(Автобусы (бензин))= 2232 ∙ 0,41 = 915,12
Затем результаты заносим в таблицу 2.
Данные по расчету количества, выделившихся вредных веществ в литрах при нормальных условиях по каждому виду топлива представлено в таблице 3.
Таблица 2
Общее количество сожженного топлива каждого вида (∑Q) на двух участках автотрассы по улицам Бакинская и Фасадная, которые были взяты, для исследования в 2016 году, г.о. Самара
Тип автомобиля |
участок автотрассы по улице Бакинская |
участок автотрассы по улице Фасадная |
||||||
Ni |
Qiв том числе |
Ni |
Qiв том числе |
|||||
бензин |
дизельное топливо |
бензин |
дизельное топливо |
|||||
Легковые автомобили (бензин) |
369 |
8102,16 |
195 |
3989,7 |
||||
Легковые автомобили (дизель) |
72 |
1740,96 |
33 |
797,94 |
||||
Грузовой автомобиль (бензин) |
42 |
2265,48 |
48 |
2589,12 |
||||
Грузовой автомобиль (дизель) |
12 |
736,56 |
18 |
1104,84 |
||||
Автобусы (бензин) |
33 |
2516,58 |
12 |
915,12 |
||||
Автобусы (дизель) |
6 |
491,04 |
0 |
0 |
||||
Всего ∑Q |
12884,22 |
2968,56 |
Всего ∑Q |
7493,94 |
1902,78 |
Таблица 3
Расчет количества выделившихся вредных веществ в литрах при нормальных условиях по каждому виду топлива
Вид топлива |
участок автотрассы по улице Ставропольская |
участок автотрассы по улице Средне-Садовая |
||||||||
∑Q, л |
Количество вредных веществ, л |
∑Q, л |
Количество вредных веществ, л |
|||||||
СО |
Углеводороды (СН4) |
NO2 |
СО |
Углеводороды (СН4) |
NO2 |
|||||
Бензин |
12884,22 |
7730,53 |
1288,42 |
515,37 |
7493,94 |
4496,36 |
749,39 |
299,76 |
||
Дизельное топливо |
2968,56 |
296,86 |
89,06 |
118,74 |
1902,78 |
190,28 |
57,08 |
76,11 |
||
Всего (V), л |
8027,39 |
1377,48 |
634,11 |
Всего (V), л |
4686,64 |
806,47 |
375,87 |
Исходя из полученных данных, можно сделать вывод, что каждый час область воздуха, находящаяся в районе описанных участков, загрязняется примерно: 12714,03 л – угарного газа, 2183,95 л – углеводородов, 1009,98 л – диоксидом азота.
Затем рассчитываем массу выделившихся вредных веществ (т, г) по формуле:
m = V ∙ M
22,4
m (СО) = 15892,54 г
m(СН4) = 1559,96 г
m (NO2) = 2074,07 г
Количество чистого воздуха, необходимое для разбавления выделившихся вредных веществ, для обеспечения санитарно-допустимых условий окружающей среды, рассчитано (табл.4).
Таблица 4
Количество чистого воздуха, необходимое для разбавления выделившихся вредных веществ
Вид вредного вещества |
Кол-во, л |
Масса, г |
Количество воздуха для разбавления, м3 |
Значение ПДК(ВНП)1 мг/м3 |
СО |
12714,03 |
15892,54 |
5297512,5 |
3,0 |
Углеводороды (СН4) |
2183,95 |
1559,96 |
87358 |
25 |
NO2 |
1009,98 |
2074,07 |
25245000 |
0,04 |
Примечание:
1 - Внп — воздух населенных пунктов
Из представленных данных можно сделать вывод, о том, что экологическая обстановка на территории города Самары, в частности в Куйбышевском районе, достаточно неблагоприятная, что подтверждают данные о том, что показатели по угарному газу, углеводородам и оксиду азота (IV) превышают значение ПДК(ВНП)в несколько десятков раз.
В современном мире роль вредных выбросов в атмосферу очень велика. Пыль, выхлопные газы, продукты промышленности; все это негативно сказывается на состоянии окружающей среды и на здоровье человека в целом.
С каждым годом количество автомобилей на дорогах нашего города увеличивается, следовательно, увеличивается и количество выхлопных газов, загрязняющих окружающую среду. Исследования и анализ литературных источников подтвердил, что ежегодно количество загрязнителей в атмосферном воздухе города Самары увеличивается.
Изучение выбросов вредных веществ в атмосферный воздух на территории Куйбышевского района города Самары было осуществлено на базе кафедры химии, географии и методики их преподавания в 2016-2017 учебном году.
Из представленных данных можно сделать вывод, о том, что экологическая обстановка на территории города Самары, в частности в Кйбышевском районе, достаточно неблагоприятная, что подтверждают данные о том, что показатели по угарному газу, углеводородам и оксиду азота (IV) превышают значение ПДК(ВНП)в несколько десятков раз.
Борьба с вредными продуктами производства должна начинаться уже на стадии проектирования объекта. Обязательно должен быть разработан комплект мероприятий, которые обеспечат чистоту атмосферного воздуха в области застройки и прилегающей к ней территории. Проектировщики должны следовать санитарным нормам проектирования предприятий и обладать последними достижениями науки в профилирующих ими областях.