Методы повышения экологической безопасности автомобильных дорог общего пользования : На примере снижения выбросов вредных веществ с отработавшими газами автомобилей

• Автор: Шабуров, Сергей Семенович
• Шифр специальности: 11.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 192 с. : ил.

Содержание
Введение.

1. СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДУЕМОГО ВОПРОСА. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Состав отработавших газов автомобильных двигателей и

их влияние на организм человека и окружающую среду.

1.2. Расчет массы выбросов вредных веществ и влияние на них режимов работы двигателей и движения автомобилей
1.3. Влияние характеристик транспортного потока и параметров автодорог на выбросы вредных веществ с отработавшими газами автомобилей.
1.4. Распространение и концентрации вредных автомобильных выбросов в атмосфере и почве

1.5. Выводы и задачи исследований.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ МОДЕЛИРОВАНИЯ И

СНИЖЕНИЯ ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ АВТОМОБИЛЯМИ НА ДОРОГЕ ОБЩЕГО ПОЛЬЗОВАНИЯ.

2.1. Математическая модель и алгоритм расчета массовых выбросов вредных веществ с отработавшими газами автотранспортных средств
2.2. Целевые функции управления скоростными режимами движения автомобиля на дороге со свободными условиями движения.
2.3. Теоретические предпосылки регулирования скоростных режимов движения автомобилей на дороге общего пользования с целью снижения выбросов вредных веществ.
2.4. Теоретические предпосылки определения продольных уклонов дороги, обеспечивающих снижение вредных выбросов.
3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБРАБОТКИ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ.
3.1. Комплекс измерительнорегистрирующего оборудования
для проведения экспериментальных исследований.
3.2. Методика проверки адекватности математической модели определения выбросов вредных веществ с отработавшими газами автотранспортных средств.
3.3. Объект и методика моделирования влияния величины и длины продольного уклона на выбросы вредных веществ
3.4. Методика проведения экспериментальных исследований на автодороге ИркутскУстьОрдынский.
3.4.1. Выбор и характеристика объекта экспериментальных исследований
3.4.2. Методика определения состава и интенсивности транспортного потока, выбора автомобилейпредставителей и измерения скоростных режимов движения автомобилей на дороге
3.5. Методика расчета массовых выбросов вредных веществ с отработавшими газами автомобилей на дороге ИркутскУстьОрдынский.
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ПОЛОЖЕНИЙ ПО СНИЖЕНИЮ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ АВТОМОБИЛЯМИ НА ДОРОГЕ ОБЩЕГО ПОЛЬЗОВАНИЯ.
4.1. Проверка адекватности математической модели определения выбросов вредных веществ с отработавшими газами автомобилей.
4.2. Результаты моделирования влияния скорости движения автомобилей на горизонтальной дороге и других факторов
на массовые выбросы вредных веществ.
4.3. Результаты моделирования влияния величины и длины уклона дороги на выбросы вредных веществ автомобилями
4.4. Результаты экспериментальных исследований на автодороге ИркутскУстьОрдынский.
4.4.1. Результаты определения интенсивности, состава и автомобилейпредставителей транспортного потока
и измерения скоростных режимов движения.
4.4.2. Результаты расчета массовых выбросов вредных ве
ществ автомобилями по участкам и перегонам автодороги.
4.5. Оценка эффективности регулирования скоростных режимов движения автомобилей на примере дороги ИркутскУстьОрдынский
4.6. Оценка распространения вредных веществ, выбрасываемых с отработавшими газами автомобилей на дороге ИркутскУстьОрдынский
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Оксиды азота при взаимодействии с водяными парами образуют азотную кислоту, которая становится компонентом кислотных осадков, которые в свою очередь, являются одним из основных путей попадания соединений азота из атмосферы в почву . При использовании этилированного бензина автомобильный двигатель выбрасывает соединения свинца. Трава, растущая по краям автомобильных дорог, имеет содержание свинца в раз выше, а трава, растущая на разделительной полосе, в 0 раз выше по отношению к фоновой концентрации . Поэтому не рекомендуется использовать растения, находящиеся вдоль магистралей с интенсивным автомобильным движением, на корм скоту и для употребления в пищу человека . Дизельные двигатели в меньшей мере загрязняют окружающую среду продуктами неполного сгорания. Но ими выбрасывается существенно больше сажи и оксидов азота, чем бензиновыми двигателями. Образование сажи происходит в результате неполного сгорания топлива в цилиндрах двигателя при термическом разложении углеводородов. Сажа приводит к негативным изменениям в системе дыхательных органов человека, так как ее мелкие частицы размером от 0,5 до 2 мкм задерживаются в легких, дыхательных путях, вызывая аллергию. Кроме этого на саже адсорбируются канцерогенные вещества бензапирен, способные вызывать раковые заболевания . Из оксидов азота и жидких органических соединений под влиянием солнечных лучей образуется озон, содержание которого ежегодно возрастает на 1 2. Это связывают с влиянием хозяйственной деятельности человека и в значительной мере с работой автомобильного транспорта . При высокой концентрации озона в приземном слое воздуха ускоряются процессы старения клеток, ослабляется сопротивляемость к ряду инфекционных болезней, сужаются бронхи. Помимо непосредственного вредного влияния на человека и животных озон способствует образованию серной и азотной кислоты и в этой связи способствует гибели лесов 9 и оказывает негативное воздействие на сельскохозяйственные растения. В более чем 0 американских городах концентрация озона в воздухе превышает национальный стандарт по качеству воздуха АА 3. В связи с этим актуальны работы, направленные на снижение автомобильных выбросов источников образования озона 8. Большое влияние автотранспортных выбросов на растения обусловлено ролью последних в качестве пылесосов, насосов и фильтров окружающей среды. Растения аккумулируют, вбирают в себя вредные вещества, очищая тем самым воздух. Поэтому не рекомендуется использование растительной продукции сено, фрукты, ягоды и др придорожной зоны в связи с повышенным содержанием в ней тяжелых металлов и ядовитых полициклических соединений . В настоящее время разработан ряд методов и моделей расчета массы выбросов вредных веществ автомобилей , , различающиеся по своему назначению, точности и другим показателям. Методика Минтранса РФ базируется на использовании усредненных нормативных значений пробеговых выбросов раздельно по группам автомобилей легковых, грузовых и автобусов. МтуЦ ЛО6, т 1. Таблица 1. МьтьЬьККГ6, т 1. Ь пробеговый выброс го загрязняющего вещества грузовыми автомобилями кй грузоподъемности с двигателями 5го типа, гкм табл. КпЦ. Массовые выбросы загрязняющих веществ автобусами рассчитываются аналогичным образом, в соответствии с классами автобусов их габаритной длиной. Данная методика предназначена для оценки суммарных вредных выбросов в крупных населенных пунктах и на автодорогах. Основное достоинство методики простота расчетов. Последнее обусловлено тем, что при расчетах используются не конкретные марки автомобилей, а классификационные признаки по каждому типу АТС. Не учитываются реальные условия эксплуатации автомобилей в населенных пунктах и на автодорогах качество дорожного покрытия и геометрические характеристики дороги, интенсивность транспортного потока. Таблица 1. Грузоподъ емность автомобиля, т Тип дви гате ля Пробеговый выброс т1а. Сущность методики состоит в том, что расчет массы вредных выбросов осуществляется в зависимости от расхода топлива раздельно по типичным режимам работы двигателя холостой ход, принудительный холостой ход, разгон, установившийся режим. Коэффициенты режимов работы двигателей автомобилей определяются экспериментальным путем.