Transcript Ekologia a motoryzacja

KONIEC
Źródła :
www.ściąga.pl
Informacje z różnych książek
Szata graficzna:
-powerpoint i Gimp 2
Mariusz Szypuła
Powietrze
atmosferyczne
zanieczyszczenia
powietrza
i ich źródła
SPALINY
MENU
Wpływ
zanieczyszczeń
powietrza
pochodzących ze
środków transportu
na zdrowie
człowieka
Układ
wydechowy
szkodliwość
ekologiczna
MOTORYZACJA
TRANSPORT
A
EKOSYSTEM
TLENEK
WĘGLA
MENU
CHOROBY
zaburzenia centralnego układu nerwowego:
bezsenność, bóle głowy, złe samopoczucie
choroby oczu, zapalenie
spojówek oka
reakcje alergiczne
ustroju
choroby układu
oddechowego:
zapalenie błony
śluzowej jamy nosowej,
gardła, oskrzeli,
nowotwory płuc
zaburzenia w układzie
krążenia
Tlenek węgla jest niezwykle groźny, ponieważ powoduje ciężkie zatrucia
TLENEK
WĘGLA
Bóle i zawroty głowy
uszkodzenie ośrodkowego
układu nerwowego
oszołomienie, duszności, nudności, wymioty, przyspieszony oddech,
kołatanie serca, a w końcu utrata przytomności. Po zatruciu możliwe są powikłania,
nerwobóle
WYSOKA
NISKA
SCHEMAT POZIOMU SZKODLIWOŚCI
ROWER nie emituje żadnych zanieczyszczeń
transport zbiorowy jest znacznie mniej szkodliwy dla środowiska niż transport indywidualny
Źródła
zanieczyszczeń
powietrza
Powietrze jest to bezbarwna i bezwonna mieszanina gazów z których składa się
atmosfera ziemska. Ze względu na skład chemiczny i właściwości fizyczne
wyróżniamy w niej składniki stałe i zmienne. Stałymi składnikami są azot (78%),
tlen (20,95%), argon, neon, hel, metan, krypton, i wodór (razem ok.1%),
natomiast zmienne składniki powietrza to: para wodna, dwutlenek węgla,
dwutlenek siarki, dwutlenek azotu, ozon, składniki mineralne i organiczne (pył,
sadza, bakterie). Gęstość powietrza w warunkach normalnych (0o, 760 Tr)
wynosi 1,29 • 10-3 g/cm3 . Temperatura topnienia -213oC, natomiast wrzenia 193oC.
Przemysł paliwowo-energetyczny wytwarza 50% porównując wszystkie
przemysły szkodliwe dla naszego środowiska.
ANALIZA SPALIN
SKŁADNIKI SPALIN
Światowy rozwój motoryzacji przyniósł nie tylko nowe rozwiązanie techniczne,
technologiczne, ale również zagrożenia dla naszego środowiska. Analiza spalin silnika ZI
umożliwia zatem poznanie składników spalin przedostających się do atmosfery.
Proces spalania mieszanki paliwowo-powietrznej jest procesem, którego efekty końcowe często
odbiegają od pożądanych. Analiza spalin pozwala na bezpośrednią ocenę stężenia poszczególnych
związków spalin jak i samej sprawności tego procesu. Badania spalin przy pomocy analizatorów potrzebne są
do sprawdzania, czy samochód spełnia wyznaczone przez prawo normy emisji. Dostarczają też pełnych informacji
diagnostycznych na temat sprawności katalizatorów, systemów regulacji innych tradycyjnych układów silnika.
Ostatnie normy dotyczące
ograniczenia emisji spalin w Polsce wprowadzono 01.07.1995 roku. W/w normy zmusiły producentów
analizatorów spalin do produkcji przyrządów czteroskładnikowych (CO,HC,CO2,O2) z możliwością pomiaru
półczynnika nadmiaru powietrza l (lambda). Takie analizatory jako standardowe pracują na wszystkich
Stacjach Kontroli Pojazdów (SKP) i warsztatach diagnostycznych, posiadają Certyfikat Zgodności wydany
przez Instytut Transportu Samochodowego w Warszawie.Obowiązujące normy dotyczące toksyczności
w Polsce podane zostały indywidualnie przy omawianiu poszczególnych składników spalin.
Podział składników spalin silnika ZI :
1.Toksyczne a)- tlenek węgla (CO) b)- węglowodory (HC) c)- tlenki azotu (NOx)
2.Nietoksyczne a)- dwutlenek węgla (CO2) b)- tlen (O2) c)- azot (N2) d)- para wodna (H2O)
Toksyczne składniki spalin :
-Tlenek węgla (CO)
-Węglowodory (HC)
-Tlenki azotu (NOx)
-Tlen (O2)
-Azot (N2)
-Para wodna (H2O)
.
Dwutlenek azotu
(NO2) 1154
Amoniak (NH4)
364
Dwutlenek
siarki (SO2)
2368
Zanieczyszczenie Wartość emisji w tys. ton (1997)
Dwutlenek
węgla (CO2)
373200
Pyły 1250
Niemetalowe
lotne związki
organiczne
10894
Historia
Największym zagrożeniem naszego społeczeństwa
nie jest dziś bomba atomowa, lecz samochód
Wskutek kardynalnych błędów i wynaturzenia koncepcji
użytkowania,zabijając rocznie więcej ludzi niż zginęło
w Hiroszimie, niszcząc krajobrazy i naturę
betonem parkingów, zatruwając
atmosferę, stał się największym molochem naszej cywilizacji”
– śmiało mówią naukowcy, dziennikarze, reporterzy.
Smog
Kwaśne
deszcze
Wpływ kwaśnych
deszczy na
środowisko
1
DALEJ >>>>>>
W XIX wieku wraz z przełomem w intensywności korzystania z zasobów przyrody oraz
silnym rozwojem techniki zrodziła się potrzeba sprawnej komunikacji. Wtedy też
pojawił się pierwszy samochód. Początkowo miał ułatwić pracę, zastępując siłę ludzka
i zwierzęcą, siłą mechaniczną. Samochód był dobrem nieosiągalnym dla przeciętnego
obywatela, dlatego liczba pojazdów była ograniczona, a motoryzacja nie miała
wyraźnego wpływu na środowisko naturalne.Kilka dziesięcioleci później sytuacja
uległa diametralnej zmianie. Liczba aut rosła z roku na rok. Lata 80 i 90 dwudziestego
wieku cechuje masowy rozwój motoryzacji. Dziś trudno wyobrazić sobie życie bez
samochodu. Transport samochodowy to ogromne ilości towarów przewożonych na
różne odległości, to sposób na przemieszczanie ludzi w aglomeracjach miejskich i
poza nimi, to niejednokrotnie źródło pracy oraz baza, na której rozwinęła się
turystyka.Komunikację zapewniają różne środki transportu:
• pojazdy samochodowe, kolej, samoloty, statki i promy.Pośród wszystkich wyżej
wymienionych środków transportu, transport samochodowy w Europie, ma
największy udział w zanieczyszczaniu powietrza atmosferycznego, ilości wypadków
oraz poziomie hałasu emitowanego podczas pracy silnika. Przemieszczanie się
samochodem to najpopularniejszy choć nie najtańszy sposób komunikacji. Tak silny
rozwój motoryzacji nie pozostał bez echa dla środowiska przyrodniczego. W
świadomości społeczeństwa zagrożenia dla środowiska ze strony motoryzacji są
niedostrzegalne lub lekceważone. Wynika to z ogromnej skali zanieczyszczeń
przemysłowych, a także braku kompleksowych informacji dostępnych dla ogółu
społeczeństwa.
<<<< WSTECZ
W krajach prowadzących badania wpływu motoryzacji na degradacje środowiska, stwierdzono, iż
największe zagrożenia powstają w miastach. Wiąże się to z faktem istnienia dużych natężeń ruchu,
częstego zatrzymywania i ruszania pojazdów, małych prędkości. W zabudowie miejskiej występują
gorsze warunki rozpraszania spalin niż na drogach szybkiego ruchu. Na jednym z międzynarodowych
kongresów drogowych, przedstawiono wyniki badań zanieczyszczenia środowiska w 12 wielkich
miastach europejskich. Stwierdzono, że ponad 90% CO, 76% węglowodorów, 38% NOX (tlenki azotu),
ponad 70% pyłów i prawie 100% ołowiu pochodzi z motoryzacji.
Kiedy w 1952 r. w Londynie podczas 4 dniowej mgły toksycznej (tzw. smog londyński) zmarło z powodu
zatrucia 4 tys. osób a wiele tysięcy poważnie zachorowało to był sygnał iż zanieczyszczenia pochodzące
z motoryzacji są bardzo niebezpieczne.
W ostatnim pięćdziesięcioleciu równolegle z ekspansją motoryzacji, prowadzi się liczne badania
określające jej wpływ na: zdrowie człowieka, degradacje gleb, rośliny i zwierzęta, zmiany w atmosferze.
Okazuje się, że w transporcie pasażerskim niezbędne jest ograniczenie ruchu prywatnymi samochodami
na rzecz komunikacji zbiorowej. Należy rozwijać gałęzie bardziej przyjazne dla środowiska: kolej,
żeglugę śródlądową. Alternatywa dla przewozów potężnych ładunków są przewozy kombinowane
kolejowo-samochodowe, co umożliwia:
• redukcję zanieczyszczeń powietrza do 90%, ogranicza hałas, obniża koszty.
Zmiany te mają być również wprowadzone w Polsce, lecz na razie wymagają regulacji prawnych. Z
pewnością najskuteczniejszym czynnikiem wpływającym na zahamowanie negatywnego wpływu
motoryzacji na środowisko będzie wprowadzenie:
• opłat za korzystanie z infrastruktury, zróżnicowanie opłat w zależności od wpływu poszczególnych
pojazdów na środowisko, obciążenie kosztami za emisję CO2 i zużycie nieodnawialnej energii.
2
Historia kwaśnych deszczy- W przeszłości deszcze, padające w Europie, były czyste.
Teraz woda deszczowa jest zanieczyszczona przez ogromne ilości spalonego przez nas węgla,
oleju opałowego i gazu ziemnego. Kwaśny deszcz jest popularnym sposobem nazywania
całego zakresu efektów - kwaśnych opadów. Kwaśne opady to
kwaśne zanieczyszczenia powietrza, które mogą znajdować się w kwaśnym deszczu,
ale mogą również występować w postaci kwaśnej mgły lub śniegu.
Głównymi czynnikami powodującymi wzrost kwasowości opadów atmosferycznych są
przenikające do atmosfery tlenki siarki (zwłaszcza dwutlenek siarki) i tlenek azotu.
Dwutlenek siarki łatwo rozpuszcza się w wodzie, tworząc kwas siarkowy.
Tlenki azotu ulegają w atmosferze bardzo złożonym przemianom, szczególnie w przypadku
obecności innych zanieczyszczeń powietrza (np. węglowodorów). Zanik tlenków azotu w atmosferze związany
jest z ich przemianą do kwasu azotowego. Na świecie około 50% całej ilości
dwutlenku siarki i tlenków azotu pochodzi ze źródeł naturalnych (m. in. wulkanów, pyłów,
rozkładu materii organicznej).W warunkach naturalnych kwasowość opadu atmosferycznego
jest określana tzw. wskaźnikiem pH o wartości 5,65.Opad, którego wartość pH jest niższa od
5,6 przyjęto określać mianem kwaśnego opadu atmosferycznego (dla porównania woda destylowana
wskazuje wartość pH równą 7,
w czternastostopniowej skali pH). Średnie roczne wartości pH opadów w Polsce kształtują się od 4,26 na
Śnieżce do 4,6 w Suwałkach. Najwyższy poziom zakwaszenia opadów występuje w rejonie sudeckim,
gdzie sporadycznie rejestrowano opady o wartości pH poniżej 3,0.Podczas Międzynarodowej Konferencji w
Sprawie Środowiska Człowieka, zorganizowanej przez ONZ w 1972 roku w Sztokholmie, szkody wywołane przez
kwaśne deszcze oceniono jako niepokojące. Zjawiska te zagrażają szczególnie
północno - wschodnim regionom Stanów Zjednoczonych,
południowo - wschodniej Kanadzie i Skandynawii, gdzie uszkodzonych jest 56% powierzchni lasów.
Japończycy stwierdzili liczne przypadki podrażnień, wywołanych przez zanieczyszczenia atmosferyczne,
a także obawiają się, że mogą stać się one przyczyną wzrostu różnego rodzaju zachorowań.
W każdym razie - atak kwasów nie oszczędza ani przyrody, ani zabytków co w tym ostatnim
przypadku zagraża światowemu dziedzictwu kulturowemu.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
a)Ludzie
W rejonach, gdzie środowisko naturalne jest silnie skażone, wdychamy mieszaninę gazów
takich jak dwutlenek siarki i tlenki azotu, które szkodzą naszym płucom. Odnosi się to do
ludzi żyjących w pobliżu elektrowni opalanej węglem, a także do mieszkańców miast o
dużym ruchu ulicznym. Wyżej wymienione gazy w kontakcie z drobinami pyłów mogą
wywoływać u ludzi choroby dróg oddechowych, takich jak bronchit czy astma. Ludzie ci
także cierpią na kaszel, na bóle w klatce piersiowej oraz duszności.
b) Rośliny
Rośliny także mogą chorować na skutek działania dwutlenku siarki lub kwasu siarkowego.
Wówczas rosną wolniej i łatwiej ulegają uszkodzeniom. Szczególnie wrażliwe są tu drzewa
szpilkowe. Obumieranie tych właśnie drzew w pobliżu okręgów przemysłowych i wielkich
miast spowodowane jest przeważnie oddziaływaniem dwutlenku siarki.
Prądy powietrza mogą przenosić chmury dwutlenku siarki nawet na odległość tysięcy
kilometrów. Spadają one później na ziemię w postaci tzw. kwaśnych deszczów.
c) Budowle
Wiele budynków i pomników jest zrobionych z kamienia zawierającego wapno, takiego jak
piaskowiec, wapień lub marmur. Wapno neutralizuje kwaśny deszcz, ale w końcu zostaje
zużyte. Wtedy kamień traci naturalną odporność a budynek lub pomnik zaczyna ulegać
zniszczeniu. Posągom kamiennym odpadają nosy, ściany domów pękają i grożą
zawaleniem.
Kwaśny deszcz niszczy niektóre spośród naszych największych zabytków historycznych.
Starożytne świątynie na Akropolu w Atenach przetrwały tysiące lat; teraz te piękne budowle
zaczynają ulegać erozji. To samo dzieje się ze średniowiecznymi budowlami Krakowa w
Polsce, z katedrą Lincolna w Anglii i z Nidarosdomen w Trondheim w Norwegii.
Współczesne budynki, wykonane z innych materiałów (np. z żelbetu), również są niszczone
przez kwaśne deszcze, choć w wolniejszym tempie. Beton zaczyna się kruszyć a stalowe
pręty zbrojenia rdzewieją. Remontowanie budynków, uszkodzonych w wyniku skażenia
środowiska w Europie, kosztują ogromne sumy.
Smog-zagęszczenie spalin i samochodów
Aby zwiększyć moment obrotowy silnika w dolnym zakresie prędkości obrotowej, przednia
część układu wydechowego jest w dwóch miejscach wykonana jako dwururowa. W każdej z
dwóch gałęzi znajduje się katalizator wstępny i katalizator akumulujący NOx.Katalizatory
wstępne są nierozdzielnie połączone z kolektorem wylotowym. Dwie sondy przed
katalizatorem (sondy szerokopasmowe) nadzorują skład spalin.
Opis układu >>>
regeneracja>>
katalizatora
Osłona
termiczna
Katalizator
wstępny
Sonda
lambda
Katalizator
Akumulujący
NOx
Sonda
Lambda
Czujnik NOx
przyłącze rury
recyrkulacji spalin
przyłącze rury
recyrkulacji spalin
Katalizator
wstępny
•
•
•
•
Stale rosnące wymagania jak najmniejszej zawartości szkodliwych składników w spalinach
zaowocowały
nową koncepcją układu wydechowego, która została opracowana specjalnie dla silników FSI.
Silnik 2,0 l/110 kW FSI (EU4) ma w każdej gałęzi przedniej części układu wydechowego jeden
katalizator
wstępny, jedną sondę lambda przed katalizatorem i jedną sondę lambda za katalizatorem.
Sonda
Lambda
Sonda
Lambda
Katalizator
wstępny
• Stale rosnące wymagania jak najmniejszej
zawartości szkodliwych składników w spalinach
zaowocowały
• nową koncepcją układu wydechowego, która
została opracowana specjalnie dla silników FSI.
• Silnik 2,0 l/110 kW FSI (EU4) ma w każdej gałęzi
przedniej części układu wydechowego jeden
katalizator
• wstępny, jedną sondę lambda przed
katalizatorem i jedną sondę lambda za
katalizatorem.
•
•
•
Fazę regeneracji wprowadza sterownik silnika. Faza ta umożliwia uwolnienie zakumulowanych
tlenków azotu i siarki. Przy tym tlenki azotu są redukowane do nieszkodliwego azotu N2 a siarka jest
utleniana do dwutlenku siarki.
praca z mieszanką uwarstwioną
praca z mieszanką jednorodną λ < 1
praca z mieszanką uwarstwioną