4.14. Регламентация вредных веществ автомобильных

выбросов

Загрязнение среды обитания выбросами автотранспорта приобретает все больший размах. При этом широкая гамма токсичных соединений выбрасывается не только на транспортных магистралях, но и в жилых районах в приземной слой воздуха, в зону дыхания человека.

В состав выхлопных газов автотранспорта, выбрасываемых в атмосферу, входят более 500 химических соединений. Кроме компонентов топлива (бензина и дизельного топлива) в составе газов присутствуют оксиды азота и углерода, альдегиды, кетоны, ненасыщенные соединения, фенол, нитрозоамины, серусодержащие соединения, сажа, ПАУ и их кислород- и азотпроизводные. Содержание вредных компонентов в отработавших газах автомашин приведено в табл. 4.7.

Таблица 4.7 – Состав отработавших газов бензиновых и дизельных двигателей (% об.)

Как видно из табл. 4.7, бензиновые двигатели выбрасывают больше несгоревших углеводородов и продуктов их неполного окисления (оксида углерода и альдегидов), чем дизельные двигатели.

В состав автомобильных выхлопов входят более 40 ПАУ, обладающих канцерогенным и мутагенным эффектом. Наиболее токсичный среди них – 3,4-бензпирен, являющийся сильным канцерогеном. Установлено, что концентрация БП в выхлопных газах возрастает с повышением содержания ароматических углеводородов в исходном бензине. Относительная токсичность компонентов отработавших газов (за единицу принимается токсичность СО) составляет:

В 21 городе Украины, где концентрация вредных веществ в атмосфере превышает ПДК в 15 раз, более 30% общего объема вредных выбросов приходится на автотранспорт, а в таких городах, как Львов, Харьков, Одесса,Киев, эта цифра превышает 60…80%. Вклад БП в общее загрязнение воздушной среды канцерогенными веществами составляет 75…80%.

Среднегодовая концентрация БП в воздушной среде г. Днепропетровска превышает ПДК в 3 раза, а максимальные и среднемесячные концентрации этого канцерогена могут достигать 13…21 ПДК.

Соотношение компонентов выхлопных газов изменяется в зависимости от режима работы двигателя: у тормозящей машины увеличивается выброс углеводородов и СО, при ускорении хода – растет количество выбрасываемых СО и NO_х. И в том и в другом случае количество СО в отработавших газах автомобиля может увеличиться в 2…8 раз. Минимальное количество СО выбрасывается при равномерной скорости движения автомобиля – 60 км/ч.

Расход топлива автомобилем на малом ходу или перед светофорами увеличивается почти в 2 раза, а концентрация СО в отработавших газах при этом повышается с 2,7 до 6,9%. Снижение концентрации СО до нормы (1,5%) позволило бы уменьшить загрязнение атмосферы крупных городов выбросами автотранспорта почти в 4 раза.

Для уменьшения загрязнения атмосферного воздуха отработанными газами необходим повседневный технический контроль состояния автомобиля. Низкий уровень технического обслуживания, отсутствие контроля приводят к расстройству узлов и систем автомобиля, и выбросы вредных веществ в атмосферный воздух возрастают. Поэтому сегодня особенно актуальной является задача не только и не столько совершенствовать конструкции автомобилей с точки зрения ограничения токсичности, сколько повышать уровень технического обслуживания и совершенствовать контроль технического состояния автотранспорта.

В мире действует три основных стандарта, по которым измеряются предельно допустимые выбросы автомобиля страны-производителя:

– европейский международный стандарт, утвержденный в 1933г., действует на территории всех европейских государств и является действительным по всему миру;

– более жесткий американский стандарт, который в последнее время планируется объединить с европейским для упрощения процедуры контроля;

– самый строгий стандарт–японский, который также действительный во всем мире.

Отечественный стандарт экологической безопасности не только не соответствует мировым требованиям, но и отстает от них на 10…15 лет.

Международное сотрудничество в области транспорта в рамках ООН включает выполнение требований Комитета по экологической политике Европейской Экономической Комиссии (ЕЭК ООН). Украина является участником соглашения ЕЭК ООН и обязана соблюдать при международных транспортных перевозках правила НЭК ООН, которые постоянно пересматриваются и дополняются в соответствии с изменяющимися условиями эксплуатации. Требования по токсичности отработавших газов изложены в Правиле № 49 ЕЭК ООНи последующих поправках к нему.

Хронология ужесточения требований ЕЭК ООН по токсичности отработавших газов транспортных двигателей

Требования предусматривают ограничение выбросов основных токсичных компонентов, присутствующих в отработавших газах автотранспорта. В табл. 4.8 представлены выдержки из требований ЕЭК ООН, относящихся к карбюраторным и дизельным автомобилям.

Применение правила № 49 ЕЭК ООН предусматривает, что автомобиль должен соответствовать тем требованиям, которые действовали на момент его производства.

Например, автомобиль, выпущенный в 1995году, должен соответствовать требованиям, вступившим в силу к этому моменту, то есть требованиям Евро II. В последующие годы к такому автомобилю не применяются вновь вводимые более жесткие нормативы токсичности.

Таблица 4.8 – Ограничение токсичности отработавших газов автомобильных двигателей согласно правилам ЕЭК ООН

Подавляющая часть отечественных моделей автотранспортных средств сертифицирована на соответствие ранним требованиям Правил ЕЭК ООН, действовавшим в Европе до 1992года.

Значительная часть автопарка с возрастом более 20 лет (около 10% общей численности) вообще не проходила экологической сертификации в современном понимании этой процедуры.

В небольших количествах на украинский рынок поступают автомобили с каталитическими нейтрализаторами отработавших газов (уровень Евро І и выше). Однако высокие экологические характеристики этих автомобилей достаточно быстро ухудшаются (или теряются) вследствие отсутствия эффективной системы их контроля в эксплуатации: не разработана правовая база контроля и нормативные требования к этим автомобилям, не хватает современных приборов экологического контроля и т.п.

К сожалению, поступление в атмосферный воздух самого токсичного компонента выхлопных газов – 3,4-бензпирена ни одним стандартом не регламентируется. Кроме того, стандартами не ограничивается содержание в бензине ароматических углеводородов, которые являются исходным продуктом для образования БП в процессе работы двигателя.