Характеристика выбросов в атмосферу.

Двадцатый век принес человечеству немало благ, связанных с бурным развитием научно-технического прогресса, и в то же время масштабы воздействия на окружающую среду достигли таких размеров, что под угрозу поставлена сама жизнь на планете.

Значительно загрязняет атмосферу автомобильный транспорт. Большое количество вредных веществ в атмосферу поступает с выхлопными газами автомобилей, причем их доля в загрязнении воздуха постоянно растет. Подсчитано, что лишь один автомобиль за год выбрасывает в атмосферу 660-800 кг оксида углерода, около 200 кг несгоревших углеводородов и около 40 кг оксидов азота. В настоящее же время в мире насчитывается более 400 млн автомобилей.

За последние десятилетия человечество окончательно убедилось, что первым виновником загрязнения атмосферного воздуха – одного из основных источников жизни на нашей Планете, является детище научно-технического прогресса – автомобиль. Автомобиль, поглощая столь необходимый для протекания жизни кислород, вместе с тем интенсивно загрязняет воздушную среду токсичными компонентами, наносящими ощутимый вред всему живому и неживому. Вклад в загрязнение окружающей среды, в основном атмосферы составляет – 60 - 90%.

Основная причина загрязнения воздуха заключается в неполном и неравномерном сгорании топлива. Всего 15% его расходуется на движение автомобиля, а 85% «летит на ветер». К тому же камеры сгорания автомобильного двигателя – это своеобразный химический реактор, синтезирующий ядовитые вещества и выбрасывающий их в атмосферу.

Двигаясь со скоростью 80-90 км/ч в среднем автомобиль превращает в углекислоту столько же кислорода, сколько 300-350 человек. Но дело не только в углекислоте. Годовой выхлоп одного автомобиля – это 800 кг окиси углерода, 40 кг окислов азота и более 200 кг различных углеводородов. В этом наборе весьма коварна окись углерода. Из-за высокой токсичности её допустимая концентрация в атмосферном воздухе не должна превышать 1 мг/м3. Известны случаи трагической гибели людей, запускавших двигатели автомобилей при закрытых воротах гаража. В одноместном гараже смертельная концентрация окиси углерода возникает уже через 2-3 минуты после включения стартера. В холодное время года, остановившись для ночлега на обочине дороги, неопытные водители иногда включают двигатель для обогрева машины. Из-за проникновения окиси углерода в кабину такой ночлег может оказаться последним.

Ежегодно в атмосферу в результате транспортной и промышленной деятельности человека попадает примерно 75*106 т окиси серы, 53*106 т окиси и двуокиси азота, 304*106 т окиси углерода, 88*106 т углеводородов (предельных, альдегидных и пр.). Имеются данные о том, что на 1 т израсходованного топлива выбросы вредных веществ для дизельных двигателей составляют 0,2 т оксида азота, 0,03 т углерода, 0,07 т других оксидов.

Хозяйственная деятельность людей привела к значительному накоплению в атмосфере некоторых химических соединений, что имеет далеко идущие последствия для жизни и окружающей среды. Наиболее очевидный пример – "кислотные дожди", представляющие собой осадки, окислившиеся в результате загрязнения атмосферы.

Причиняемый кислотными дождями природной среде ущерб убеждает в настоятельной необходимости борьбы с причинами, его вызывающими. Технические достижения наших дней дают возможность найти как экологически, так и экономически приемлемые решения этой проблемы.

Диффузия и другие процессы в атмосфере способствуют тому, что кислота в газообразном виде или в виде взвешенных частиц достигает земной поверхности и в сухую погоду. Многие специалисты по изучению окружающей среды убеждены, что сухие осадки приводят к таким же разрушительным последствиям, как ядовитый дождь или снег. Они предполагают, что более точное определение "кислотного дождя" должно включать и мокрые, и сухие выпадения.

Известно, аэрозольные частицы уменьшают видимость и разрушают различные материалы. Существуют оригинальные методы анализа, позволяющие установить, что основным источником этих частиц является сжигание топлива. В результате сжигания топлива выделяется много веществ, включая частицы углерода (если сгорание происходит не полностью), диоксид серы, или сернистый газ. Кроме того, высокая температура горения способствует реакции атмосферного азота с кислородом, что приводит к образованию газообразных оксидов азота. Когда эти газы в атмосфере контактируют с водой, они образуют мельчайшие капли серной кислоты или газообразную азотную кислоту. Обе эти кислоты легко растворяются в воде, выпадающей в виде дождя. Если атмосфера относительно сухая, азотная кислота остается в основном в газообразном состоянии, а серная образует мельчайшие частицы, которые иногда попадают на землю с дождем.

Кислотный дождь может выпадать за сотни километров от источника загрязнения. И где бы это ни происходило, выпавшие осадки наносят огромный вред хозяйству. Они могут приводить к изменению кислотности и химических характеристик воды, почвы.

На балансе ООО «Заря 2000» числится 23 а/транспортных средства, кроме того на территории предприятия расположена котельная, работающая на газе. Котельная оборудована водонагрейным котлом АВ-2. Основным топливом является природный газ. Состав природного газа складывается из горючих и балластных компонентов. К горючим компонентам газообразного топлива относятся водород Н, метан СН₄, оксид углерода СО и тяжелые углеводороды. В природном газе содержатся предельные углеводороды - этан С₂Н₆, пропан С₃Н₈, бутан С₄Н₁₀ и пентан С₅Н₁₂. Пропан, бутан и пентан при минусовых температурах и нормальном атмосферном давлении способны превращаются в жидкости (бутан при -10 °С, пропан при -44 °С). В газообразном топливе могут встречаться такие непредельные углеводороды, такие как этилен С₂Н₄, пропилен С₃Н₆ и бутилен С₄Н₈. Наибольшую долю среди компонентов горючей части природного газа приходится на метан. В состав балласта газового топлива входят углекислота СО₂ и азот N₂. На их долю приходится до 14%.

Сгорание газа в паровом котле может быть полным или частичным. Обусловлено данное обстоятельство может быть многими факторами начиная с качества подаваемого газа и заканчивая исправностью и степенью износа самого оборудования.

При полном сгорании газообразного топлива образуются продукты сгорания, состоящие из инертных газов, неспособных к дальнейшему оксидированию. При полном сгорании водород превращается в водяной пар (Н₂О), оксид углерода - в углекислый газ (СО₂), метан и другие предельные и непредельные углеводороды - в углекислый газ СО₂ и водород Н₂. В состав продуктов полного сгорания входят также балластные составляющие - кислород (О₂) и азот (N₂). Азот попадает в топку сгорания вместе с воздухом, а кислород остается от неиспользованных в процессе сгорания воздушных потоков. Дымовые газы, возникающие при полном сгорании природного газа, состоят из четырех основных компонентов - О₂, N₂, Н₂О и СО₂.

При частичном сгорании газообразного топлива в дымовых газах могут присутствовать горючие компоненты, водород, оксид углерода и метан. При малом сгорании газообразного топлива в продуктах сгорания могут присутствовать частицы углерода, образующих сажу. Неполное сжигание газа возникает при недостаточном присутствии воздуха в зоне горения, неудовлетворительном смешении газа с воздуха, соприкосновении факела горения с холодными стенками камеры, влекущего обрыв реакции горения.

В связи с этим, произведем оценку воздействия котельной на загрязнение атомосферного воздуха.

Котел водонагрейный АВ-2

тип топлива – Газ природный

расход топлива – 1500 тыс. м3/год

средства очистки выбросов – отсутствуют

водоподготовка – умягчение воды

параметры трубы – высота 12 м, диаметр 0,25 м, скорость 2,0 м/с

режим работы котельной – отопительная и технологическая котельная.

 

Оксид углерода:

Расчёт выбросов оксида углерода в единицу времени (т/год) выполняется по формуле

 

М_СО = 0,001 С_СОВ(1 - )

 

û В – расход топлива 1500 тыс. м³/год

û С_со – выход оксида углерода при сжигании топлива (кг/т. кг/тыс. м3 топлива):

С_со = =0,5*0,5*35,8=8,95 кг/тыс. м3

 

û q₃ – потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива (0,5%)

û R – коэффициент, учитывающий долю потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива, обусловленной наличием в продуктах оксида углерода. Для мазута R = 0,5

û – низшая теплота сгорания натурального топлива (35,8 МДж/ )

û q₄ – потери теплоты вследствие механической неполноты сгорания топлива (0%)

 

М_СО = 0,001*8,95*1500*(1-0/100)=13,29 т/год

=0,036 г/с

 

Оксиды азота

Количество оксидов азота (в пересчете на NO₂), выбрасываемых в единицу времени (т/год), рассчитывается по формуле

 

 

û B – расход натурального топлива за рассматриваемый период времени (1500 тыс. м³/год)

û – теплота сгорания натурального топлива (35,8 МДж/ )

û K_NO2 – параметр, характеризующий количество оксидов азота, образующихся на 1 ГДж тепла (0,1 кг/ГДж)

û β – коэффициент, зависящий от степени снижения выбросов оксидов азота в результате применения технических решений, средства очистки выбросов – отсутствуют (0)

 

=0,001*0,1*1500*35,8*(1- 0) =5, 37 т/год

 

Максимально разовый выброс (г/с)

 

=0.414 г/с

 

 

ОТХОДЫ.

Автотранспорт пагубно воздействует не только на окружающую среду (атмосферу, почву, воду), но и образует ряд производственных отходов — металлические части автомобиля и резиновые шины всех типов.

Под отходами промышленно-транспортной деятельности понимают бытовые, промышленные отходы, а также производственные отходы, возникающие в технологических процессах реализации жизненных циклов объектов транспорта, появляющиеся в результате неэффективного использования сырья, материалов. Они загрязняют гидросферу и литосферу, аккумулируются в этих средах и поэтому подлежат утилизации, обеззараживанию, вывозу и переработке.

Основные виды отходов транспортной деятельности: жидкие, сбрасываемые в поверхностные и сточные воды (растворители, нефтепродукты, взвеси, хлориды) и твердые:1) вывозимые для захоронения на полигоны и свалки; 2) передаваемые на переработку или захоронение другим предприятиям; 3) используемые для собственных нужд.

Жидкие отходы.

Жидкие отходы производственной и транспортной деятельности образуются в результате выполнения технологических процессов мойки, очистки деталей, электрохимической обработки материалов, малярных работ и т. д. К жидким отходам транспортной деятельности относятся:

Техническое масло – жидкий нефтепродукт или синтетический продукт, смазывающий трущиеся поверхности, применяемый для консервации изделий, в качестве электроизоляционного материала и для технологических нужд.

Нефтяное смазочное масло – техническое масло для предупреждения или уменьшения износа трущихся поверхностей и уменьшения потерь на трение скольжения.

Моторное масло – нефтяное смазочное масло для поршневых двигателей внутреннего сгорания.

Трансмиссионное масло – нефтяное смазочное масло для механических трансмиссией.

Гидравлическое масло – техническое масло для гидроприводов сервомеханизмов, гидропередач.

Индустриальное масло – нефтяное смазочное масло для станков и механизмов промышленного оборудования.

Изоляционное масло – техническое масло для электроизоляции.

Шлам — образуется при очистке трубопроводов и емкостей (бочек, контейнеров).

Данные продукты образуются в результате производственной деятельности и ремонта автотранспортных средств.

Основной деятельностью ООО «Заря 2000» являются автотранспортные перевозки. Автопарк предприятия представлен 23 а/машинами, в процессе эксплуатации и обслуживания которых образуются жидкие отходы, такие как:

Отработанное масло – техническое масло, проработавшее срок или утратившее в процессе эксплуатации качество, установленное в нормативно-технической документации, и слитое из рабочей системы.

Отработанные нефтепродукты – отработанные масла, промывочные нефтяные жидкости, а также смеси нефти и нефтепродуктов, образующиеся при зачистке средств хранения, транспортирования, извлекаемые из нефтесодержащих вод.

Опасными свойствами нефтепродуктов является их токсичность и пожароопасность. Отработанные нефтепродукты представляют собой легковоспламеняющуюся смесь циклических углеводородов (в основном нафтенового ряда) с плотностью 0,905г/см3 и молекулярной массой 300...500, температура вспышки не ниже 100°С, застывания не выше -10°С в зависимости от состава. По токсичности отработанные нефтепродукты относятся к 4 классу опасности. Объясняется это их сложным, комплексным химическим составом и различиями в химических свойствах. Установлено, что наиболее токсичны углеводороды с температурой кипения от 150 до 275°С. Некоторые фракции нефтепродуктов обладают четко выраженным канцерогенным действием. Предельно допустимая концентрация паров углеводородов отработанных нефтепродуктов в воздухе рабочей зоны – 300мг/м3.

Нефтепродукты относятся к числу наиболее вредных химических загрязнителей. Наличие 2г нефти и нефтепродуктов в 1кг почвы делают ее непригодной для жизни растений и почвенной микрофлоры; 1л нефти и нефтепродуктов лишает кислорода 40 тыс. л воды; 1т нефти и нефтепродуктов загрязняет 12 км2 водной поверхности. При наличии нефтепродуктов в воде в количестве 0,2-0,4мг/л она приобретает нефтяной запах, который не устраняется даже при фильтровании и хлорировании. Плохо очищенные нефтесодержащие стоки способствуют образованию на поверхности водоема нефтяной пленки, толщиной 0,4-1мм.

Пожароопасность отходов, содержащих нефтепродукты, обусловлена их способностью к поддерживанию горения, самовоспламенению и самовозгоранию.

Масла и нефтепродукты в обычных условиях практически не испаряются, поэтому их вредное действие на организм человека проявляется при попадании на открытые участки тела или при работе в одежде, пропитанной ими, а также при вдыхании масляного тумана или их паров. Пары ароматических углеводородов в высоких концентрациях обладают наркотическим действием. Ситуации, которые способствуют ингаляционному попаданию ядов в организм, создаются, например, при чистке емкостей из-под нефтяных масел или при нахождении в закрытых помещениях с высокой температурой при наличии в воздухе масляного тумана. Углеводороды в больших концентрациях могут вызвать паралич дыхательных центров центральной нервной системы и практически мгновенную смерть, в меньших концентрациях они оказывают выраженное наркотическое действие.

Большое воздействие жидкие нефтепродукты оказывают на кожу. При систематическом контакте кожи со смазочными маслами они вызывают некроз тканей, возможны фолликулярные поражения («масляные» или «керосиновые» угри), гнойничковые заболевания кожи и подкожной клетчатки, а также экземы и пигментные дерматиты, при попадании в глаз – помутнение роговицы.

Хранение и утилизация отходов является одной из острейших проблем большинства современных транспортных предприятий. В связи с этим, ООО «Заря 2000», руководствуясь «Экологическими требованиями к предприятиям транспортного-дорожного комплекса» (РД 152-001-94) в составе ремонтных мастерских имеет специализированные места проведения смазочных работ, оснащенные емкостями для сбора отработанных масел и фильтров, которые исключают возможность загрязнения ТСМ почв и поверхностных вод.

Сбор жидких отходов, содержащих нефтепродукты, ведется по группам:

Ø ММО – отработанные моторные (для поршневых, карбюраторных и дизельных двигателей), индустриальные, компрессорные, вакуумные масла.

Ø МИО – отработанные индустриальные, трансформаторные, турбинные, газотурбинные, приборные масла и рабочие жидкости для гидросистем.

Ø СНО – смесь отработанных нефтепродуктов: трансмиссионные, цилиндровые, осевые масла, масла, применявшиеся при термической обработке металла, смеси нефтепродуктов, собранные при зачистке средств хранения, транспортирования и извлекаемые из очистных сооружений и нефтесодержащих вод, нефтяные промывочные жидкости.

По мере накопления емкостей для сбора, производственные отходы поступают в склад хранения отходов. По мере накопления отходов на складе, производится их вывоз и утилизация.

Твердые отходы.

К твердым отходам, содержащим нефтепродукты, относятся:

· отработанные автомобильные фильтры (воздушные, масляные, топливные);

· обтирочный материал, загрязненный маслами (содержание масел менее 15%):

· опилки загрязненные маслами менее 15 %.

Сбор твердых отходов, как и жидких, содержащих нефтепродукты, ведется по видам отходов:

û Ø отработанные автомобильные фильтры;

û Ø обтирочный материал, загрязненный маслами (содержание масел менее 15%);

û Ø.опилки загрязненные маслами менее 15 %.

Сбор твердых отходов содержащих нефтепродукты ведется в прочные герметичные мешки из полимерной пленки, которые помещаются в специальные пластиковые или металлические герметичные емкости с плотно закрывающейся крышкой (бочки, ящики и т.п.), установленные вдали от прямых солнечных лучей, любых нагревательных элементов и приборов отопления. Для каждого вида отхода должна быть установлена отдельная емкость, на которую должна быть нанесена надпись (краской или наклеен стикер) с наименованием отхода, собираемого в данную емкость.

Упаковка твердых отходов, содержащих нефтепродукты, по функциональному назначению подразделяется на внутреннюю упаковку и транспортную тару,

Внутренняя упаковка (герметичные мешки из прочной полимерной пленки) предназначается для предотвращения доступа кислорода воздуха, снижения скорости и прекращения процесса окисления твердых отходов, содержащих нефтепродукты и, соответственно, предотвращения самовозгорания отходов. Максимальный вес полимерных мешков при заполнении не должен превышать 30кг.

При передаче твердых отходов, содержащих нефтепродукты, на склад временного хранения и накопления в обязательном порядке проверяют правильность, целостность и герметичность их внутренней упаковки, при необходимости исправляют недостатки. Полимерные мешки взвешивают, укладывают в контейнеры, бочки или ящики (транспортную тару).

В емкость для сбора отработанных автомобильных фильтров собираются отработанные воздушные, топливные и масляные фильтры автотранспорта, с которых предварительно удалены излишки жидких нефтепродуктов. Для этого отработанные фильтры устанавливают на решетку (сетку) закрепленную над емкостью для сбора стекающих нефтепродуктов. После того как с фильтров перестанут стекать нефтепродукты, фильтры помещают для хранения в прочные герметичные мешки из полимерной пленки, а затем в емкость для сбора отработанных фильтров. Собранные жидкие нефтепродукты аккуратно переливают в емкость для накопления и временного хранения жидких отходов, содержащих нефтепродукты соответствующей группы.

При образовании и передаче твердых отходов содержащих нефтепродукты на склад временного хранения ведется их строгий учет.

При сборе, хранении и передаче на склад отходов запрещаются:

1. курение, использование открытого огня при работах с любыми отходами, содержащими нефтепродукты;

2. смешивать при сборе и временном хранении различные виды и группы отходов, содержащих нефтепродукты;

3. слив, прóлив, разбрызгивание жидких отходов, содержащих нефтепродукты на почву, в системы канализации, в поверхностные и подземные водные объекты, разбрасывание по территории обособленного предприятия или населенных пунктов твердых отходов, содержащих нефтепродукты;

4. любые действия (бросать, ударять, разбирать, переворачивать на бок или вверх дном и т.п.), могущие привести к механическому повреждению или разрушению емкостей с отходами, содержащими нефтепродукты и/или прóливу отработанных нефтепродуктов;

5. выброс в контейнер с твердыми бытовыми отходами, сжигание (в котельной, отопительной печи или контейнере), передача подлежащих утилизации твердых и/или жидких отходов, содержащих нефтепродукты, физическим или юридическим лицам, не имеющим лицензии на деятельность по сбору, использованию, обезвреживанию, транспортировке, размещению опасных отходов.