Научные основы методов и средств контроля экологического состояния автотранспорта и его воздействия на окружающую среду

• Автор: Хватов, Владимир Филиппович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 332 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ АВТОТРАНСПОРТА
1.1. Анализ экологической опасности автотранспорта
1.2. Воздействие автомобильного транспорта на человека и окружающую сре
1.2.1. Факторы отрицательного воздействия автомобильного транспорта на человека и окружающую среду
1.2.2. Выбросы от автотранспорта в атмосферу
1.3. Основные причины повышения экологической опасности автотранспорта и мероприятия по их нейтрализации
1.3.1. Основные причины повышенного содержания токсичных веществ в отработавших газах автомобилей
1.3.2. Нейтрализация токсичности отработавших газов автомобиля
1.3.3. Токсичность отработавших газов и способы её снижения у современных автомобилей
1.4. Роль автотранспорта в загрязнении городской воздушной среды
1.5. Анализ современного состояния нормативной документации по контролю экологического состояния автотранспорта
1.6. Управление природоохранной деятельностью в системе автомобильного транспорта Российской Федерации
ГЛАВА 2. ОБОСНОВАНИЕ РАССЕИВАНИЯ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ АВТОТРАНСПОРТА В АТМОСФЕРЕ
2.1. Методы диагностики и прогнозирования загрязнения воздуха отработавшими газами автотранспорта
2.2. Математическое моделирование процессов рассеяния вредных веществ в воздухе
2.3. Краткосрочный прогноз загрязнения воздуха
2.3.1. Условия, способствующие увеличению загрязнения воздуха автотранспор

2.4. Метод прогноза загрязнения воздуха в районе отдельных автомагистралей и составление предупреждений
2.5. Прогнозирование загрязнения воздуха выбросами автотранспорта на перспективу
2.6. Методика обследования структуры транспортного потока и расчета выбросов в атмосферу на городских автомагистралях
Глава 3. ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР МЕТОДОВ И СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ ВРЕДНЫХ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ АВТОТРАНСПОРТА И МЕТОДИКИ ИХ КОНТРОЛЯ
3.1. Методы контроля загрязнения атмосферы
3.2. Объемно-абсорбционный метод анализа
3.3. Спектральные методы
3.4. Электрохимические методы газового анализа
3.5. Контроль углеводородов с использованием пламенно-ионизационного метода
3.6. Контроль оксидов азота и озона с использованием хемилюминесцентного метода анализа
3.7. Контроль диоксида серы и сероводорода методом ультрафиолетовой флуоресценции
3.8. Контроль озона. УФ-фотометрический метод анализа
3.9. Контроль диоксида серы пламенно-фотометрическим методом
ЗЛО. Применение газовой хроматографии для оперативного контроля окружающей среды
3.11. Масс-спектрометрический метод
3.12. Лидарная система контроля атмосферы
3.13. Определение дымности ОГ
3.14. Определение полициклических ароматических углеводородов
3.15. Методы и технические средства для определения концентрации пыли
3.16. Автоматизированные анализаторы состава газовых выбросов
3.17. Стационарные посты и передвижные лаборатории контроля
3.18. Современные средства контроля вредных выбросов отработавших газов автотранспорта
3.19. Обоснование и выбор методов и средств контроля
3.20. Приборы и методика контроля дымности ОГ
3.21. Приборы и методика конгроля оксида углерода (СО) и углеводородов (СН)
3.22. Передвижная экологическая диагностическая лаборатория
ГЛАВА 4. ЛАЗЕРНЫЕ МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ДИСТАНЦИОННОГО КОНТРОЛЯ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ АВТОТРАНСПОРТА В АТМОСФЕРЕ
4.1. Теоретическое обоснование лазерных дистанционных методов контроля загрязнения атмосферы
4.2. Обоснование лазерных методов дистанционного контроля атмосферы
4.3. Анализ и выбор средств дистанционного контроля атмосферы
4.4. Системы детектирования и спектральная аппаратура
Глава 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ПРОГНОЗУ И КОНТРОЛЮ УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА И ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ АВТОТРАНСПОРТА В САНКТ-ПЕТЕРБУРГЕ
5.1. Методология контроля и прогноза уровня загрязнения воздуха автотранспортом
5.2. Обоснование краткосрочного статистического прогноза загрязнения воздуха автотранспортом
5.3. Метод прогноза загрязнения воздуха в районе отдельных автомагистралей и составление предупреждений

5.4. Характеристика автотранспорта в Санкт-Петербурге
5.5. Оценка состояния загрязнения атмосферы и выбросов автотранспорта в Санкт-Петербурге
5.6. Характеристика загрязняющих веществ в выбросах автотранспорта
5.7. Методика расчета выбросов вредных веществ ог автотранспорта
5.8. Районирование территории по уровню загрязнения различными компонен
5.9. Выделение зон с высокими концентрациями загрязнения
5.10. Загрязнение воздуха выбросами автотранспорта в Василеостровском районе Санкт-Пегербурга
5.11. Воздействие автотранспорта на состояние селитебных территорий исторической части Санкт-Петербурга
5.12. Экоинформационные системы в решении проблем экологической безопасности автотранспорта
С ... 5.13. Методы оценки экологической опасности автотранспортного комплекса для условий мегаполисов России (на примере Василеостровского района Санкт-Петербурга)
5.14. Эколого-экономическая оценка ущерба наносимого городской среде мегаполисов России объектами автотранспортного комплекса (на примере Санкт-Петербурга)
5.15. Региональная система экологического мониторинга окружающей среды при воздействии автотранспорта
5.16. Влияние автотранспорта на загрязнение атмосферы в городах
Глава 6. АНАЛИЗ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ АВТОТРАНСПОРТА В ЗОНЕ ГОРОДСКОЙ ЗАСТРОЙКИ
6.1. Особенности воздействия автотранспорта на окружающую среду в городах
6.2. Расчет выбросов автомобилей организованной и импровизированной автостоянок
6.3. Моделирование рассеяния вредных выбросов от автотранспорта в зонах городской застройки
6.4. Анализ экологической опасности автотранспорта при его хранении
6.5. Организация натурных исследований и методика работы
6.6. Оценка экологического состояния импровизированных парковок
6.7. Рекомендации по обеспечению экологической безопасности автотранспорта в Санкт-Петербурге
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 32)

выбросы растут, когда состав смеси близок к стехиометрическому (1 кг топлива к 15 кг воздуха). Для дизельных двигателей состав N0* зависит от угла опережения впрыска топлива и периода задержки воспламенения топлива. С увеличением угла опережения впрыска топлива удлиняется период задержки воспламенения, улучшается однородность топливовоздушной смеси, большее количество топлива испаряется, и при сгорании резко (в 3 раза) увеличивается температура, т.е. увеличивается количество N0*.
Кроме того, с уменьшением угла опережения впрыска топлива можно существенно снизить выделение оксидов азота, но при этом значительно ухудшаются мощностные и экономические показатели.
Гидроводороды ('СХНУ) - этан, метан, бензол, ацетилен и др. токсичные элементы. ОГ содержат около 200 разных гидроводородов.
В дизельных двигателях СХНУ образуются в камере сгорания из-за гетерогенной смеси, т.е. пламя гаснет в очень богатой смеси, где не хватает воздуха за счет неправильной турбулентности, низкой температуры, плохого распыления.
ДВС выбрасывает большее количество СХНУ, когда работает в режиме холостого хода, за счет плохой турбулентности и уменьшения скорости сгорания.
Дым - непрозрачный газ. Дым может быть белым, синим, черным. Цвет зависит от состояния ОГ.
Белый и синий дым - это смесь капли топлива с микроскопическим количеством пара; образуется из-за неполного сгорания и последующей конденсации.
Белый дым образуется, когда двигатель находится в холодном состоянии, а потом исчезает из-за нагрева. Отличие белого дыма от синего определяется размером капли: если диаметр капли больше длины волны синего цвета, то глаз воспринимает дым как белый.
К факторам, определяющим возникновение белого и синего дыма, а также его запах в ОГ, относятся температура двигателя, метод образования смеси, топливные характеристики (цвет капли зависит от температуры ее образования: при увеличении температуры топлива дым приобретает синий цвет, т.е. уменьшается размер капли).
Кроме того, бывает синий дым от масла.
Наличие дыма показывает, что температура недостаточна для полного сгорания топлива.
Черный дым состоит из сажи.
Дым отрицательно влияет на организм человека, животных и растительность.
Сажа - представляет собой бесформенное тело без кристаллической решетки; в ОГ дизельного двигателя сажа состоит из неопределенных частице с размерами 0,3... 100 мкм.
Причина образования сажи заключается в том. что энергетические условия в цилиндре дизельного двигателя оказываются достаточными, чтобы молекула топлива разрушилась полностью. Более легкие атомы водорода диффундируют в богатый кислородом слой, вступают с ним в реакцию и как бы изолируют углеводородные атомы от контакта с кислородом.
Образование сажи зависит от температуры, давления в камере сгорания, типа топлива, отношения топливо-воздух.