12.4. Экологическая безопасность

Из определения экологической безопасности видно, что она коренным образом отличается от рассмотренных выше активной, пассивной, послеаварийной, эффективность которых проявляется при ДТП. Экологическая безопасность имеет более широкое значение и охватывает весь процесс использования автомобиля.

Автомобильный транспорт и автотранспортные предприятия создают комплекс экологических проблем, требующих адекватных действий, направленных на мини­мизацию вреда, наносимого природной среде и здоровью человека. Экологическую опасность представляют:

токсичность отработавших и картерных газов, испарений топлив, масел и кислот;

насыщение продуктами износа шин, асбестовых и металлических материалов окружающей среды;

шумы, возникающие при движении автомобилей;

жидкие и твердые отходы эксплуатации транспортных средств, отработанные аккумуляторы;

изношенные шины;

отработанные масла и нефтепродукты и отработанные технические жидкости;

автотранспортные средства, запчасти и агрегаты, пришедшие в негодность, лом черных и цветных металлов;

шлам очистных сооружений;

промасленные ветошь, почва и песок, загрязненные нефтепродуктами, отработанные фильтры и фильтроэлементы.

Ни один из вышеперечисленных элементов не относится к разряду особо опасных. Однако при совре­менных масштабах использования автотранспорта, сопутствующие факторы его эксплуатации наносят существенный ущерб окружающей природной среде и здоровью человека.

Анализ неблагоприятных воздействий автомобильного транспорта на окружающую среду показывает, что данная проблема должна одновременно решаться по ряду направлений:

совершенствование конструкции автомобилей;

улучшение качества моторного топлива;

рациональная организация дорожного движения;

обеспечение безопасности производственной базы ДТП;

утилизация и вторичное использование отходов.

Совершенствование конструкции автомобиля. В настоящее время экологическая ситуация во многих регионах мира достигла крайней напряженности. Россия в этом плане не является исключением. Во многих крупных городах страны предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе превышаются в 10 и более раз.

В Москве на долю автотранспорта приходится около 70 % от общего объема всех выбросов, в том числе ежегодно выбрасывается в атмосферу около 633 тыс. т окиси углерода СО, 126 тыс. т. углеводородов СН, 42 тыс. т. окислов азота NO_x.

Одним из направлений защиты окружающей среды является ограничение процентного содержания вредных выбросов в отработавших газах автомобилей. В первую очередь необходимо совершенствовать конструкцию автомобилей и особенно автомобильных двигателей. Конечной целью здесь является «экологически чистый автомобиль» в течение всего срока эксплуатации. Это требование сейчас начинает формироваться как определяющее для автомобильной промышленности.

В России действует система государственных стандартов на токсичность и дымность отработавших газов автомобилей. Нормативные документы предъявляют достаточно жесткие требования к экологическим параметрам транспортных средств. ГОСТ 17.2.2.03-87 с изменением № 1 [6] устанавливает нормы предельно допустимого содержания окиси углерода и углеводородов в отработавших газах автомобилей при работе двигателя на режимах холостого хода, а также методы их измерения.

Стандарт не распространяется на автомобили, полная масса которых менее 400 кг или максимальная скорость не превышает 50 км/ч, на автомобили с двухтактными и роторными двигателями, на автомобили высшего класса, а также на автомобили, эксплуатируемые в высокогорных условиях.

Содержание окиси углерода и углеводородов в отработавших газах автомобилей определяют при работе двигателя на холостом ходу для двух частот вращения коленчатого вала, установленных предприятием-изготовителем: минимальной n_min и повышенной n_пов в диапазоне 2000 мин^-1 — 0,8 n_ном. Измеренные параметры не должны превышать значения, представленные в табл. 19.

Таблица 19

Содержание окиси углерода и углеводорода в отработавших газах

Контроль содержания окиси углерода и углеводородов следует осуществлять:

при эксплуатации автомобилей не реже, чем при повторном техническом обслуживании (ТО-2), после ремонта агрегатов, систем и узлов, влияющих на содержание окиси углерода и углеводородов, а также по заявке водителей автомобилей;

при техническом обслуживании автомобилей индивидуальных владельцев и ремонте агрегатов, систем и узлов, влияющих на содержание окиси углерода и углеводородов, а также по заявкам владельцев;

при капитальном ремонте автомобилей, после заводской обкатки;

при серийном выпуске автомобилей.

Выпускная система автомобиля должна быть исправна (определяется внешним осмотром).

Перед измерением двигатель должен быть прогрет не ниже рабочей температуры охлаждающей жидкости (или масла для двигателей с воздушным охлаждением), указанной в руководстве по эксплуатации автомобиля. Средства измерения (газоанализаторы, тахометры) должны быть проверены в соответствии с ГОСТ 8.513-84 [3].

Требования к техническому состоянию грузовых автомобилей и автобусов с дизельными двигателями устанавливает ГОСТ 21393-75 с изменением № 1 «Автомобили с дизелями. Дымность отработавших газов. Нормы и методы измерений. Требования безопасности» [4].

Стандарт устанавливает нормы и методы измерения дымности отработавших газов автомобилей на режимах свободного ускорения и максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя (табл. 20).

Измерение дымности проводят не реже чем при ТО-2, после ремонта и регулировки систем и узлов автомобилей, влияющих на дымность, после заводской обкатки новых и капитально отремонтированных автомобилей, а также при годовых технических осмотрах и выборочной проверки технического состояния автомобилей на линии.

Выпускная система автомобилей не должна иметь неплотностей, вызывающих утечку отработавших газов и подсос воздуха.

Перед измерением двигатель должен быть прогрет до температуры охлаждающей жидкости или моторного масла (для двигателей с воздушным охлаждением), при которой разрешается начинать движение автомобиля (не менее 60°С).

Таблица 20

Дымность отработавших газов

Как показывает мировой и отечественный опыт, основными направлениями улучшения конструкции автомобилей с целью снижения выбросов вредных веществ является применение систем впрыска топлива, совершенствование топливной аппаратуры, улуч­шение конструкции камер сгорания, повышение турбулентности подаваемой смеси (в карбюраторных двигателях), выбором оптимального числа и направления струй топлива (в дизельном двигателе) и т. д.

АТП имеют значительные резервы снижения токсичности выбросов за счет внедрения современных средств диагностирования, регулировки и ремонта систем питания и зажигания двигателей автомобилей. Также существенно снижают вредные выбросы системы подогрева двигателей автомобилей в холодный период года за счет уменьшения времени прогрева перед выездом на линию.

Важное значение имеет экологическое обучение персонала АТП и в первую очередь водителей, так как установлено, что за счет применения рациональных приемов управления автомобилем можно добиться снижения расхода топлива на 5— 10 % и соответствующего сокращения выбросов вредных веществ.

Улучшение качества моторных топлив. Снижение вредных выбросов автомобилей может быть достигнуто за счет улучшения качества моторных топлив и приме­нения новых, экологически более чистых их видов.

Для решения этой проблемы необходим отказ от использования антидетонатора — тетраэтилсвинца. При сгорании этилированных бензинов около половины содержащегося свинца выбрасывается с выхлопными газами в атмосферу.

Снижение загрязнения окружающей среды достигается переводом двигателя на газовое топливо — сжиженный пропан-бутан и сжатый природный газ. По экспериментальным оценкам, использование газового топлива снижает выбросы окиси углерода в 2...4 раза, окислов азота — в 1,1...1,5 и суммарных углеводородов — в 1,2...1,4 раза.

Однако переход на использование сжатого газового топлива сочетается с рядом недостатков: снижаются мощность двигателя на 20 % и грузоподъемность автомобиля на 14 %, уменьшается запас хода автомобилей до 180 ... 220 км и требуются значительные затраты на переоборудование автомобилей.

К сокращению выброса ряда наиболее токсичных веществ могла бы привести дизелизация автомобильного парка. Однако на практике низкое качество дизельного топлива, сезонное несоответствие его марок и нестабильность регулировочных характеристик топливной аппаратуры приводят к неоправданно завышенным выбросам вредных веществ: сажи, сернистого ангидрида и др..

В последние годы широко проводятся исследования в области использования присадок к топливам и применение нейтрализаторов. Наибольшее распространение получили каталитические нейтрализаторы, в которых в качестве катализатора используются редкоземельные элементы — платина, палладий, радий. В мировой практике сейчас широкое применение находят нейтрализаторы тройного действия (СО/СН/NO_x). Эффективность очистки нейтрализаторами отработавших газов по всем компонентам составляет при температуре 750°С около 90 %.

Рациональная организация дорожного движения. Еще один аспект решения экологической проблемы — это улучшение дорожных условий, рациональная органи­зация ДД, введение автоматизированной системы управления АД, позволяющие добиться уменьшения выбросов вредных веществ от автомобилей на 15—20%. Вопросы влияния дорожных факторов на БД будут рассмотрены ниже.

Обеспечение безопасности производственной базы АТП. Загрязнение окружающей среды происходит не только при движении автомобилей, но и при их заправке, обслуживании, ремонте, хранении и т. д., то есть производственной деятельности автотранспортного комплекса (АТК), удельный вес которой от общего загрязнения АТК в различных условиях колеблется от 7 -10 % до 20 -30 %.

Объекты АТК, влияющие на загрязнение окружающей среды — это различные предприятия автомобильного транспорта, места хранения автомобилей, моечные пункты, места торговли автомобилями, запасными частями, эксплуатационными материалами.

В. А. Васильевым [28] разработана классификация объектов инфраструктуры АТК и выделяемых ими вредных веществ (табл. 21). Состав и размеры загрязнения зависят от видов объектов и объемов, выполняемых каждым объектом работ и услуг, связанных с функционированием парка автомобилей. Основные причины выделения вредных веществ связаны с запуском и работой двигателей, заправкой и мойкой автомобилей, выполнением технических обслуживании и ремонтов.

Таблица 21

Основные компоненты загрязнения от производственно-эксплуатационной деятельности объектов инфраструктуры АТК

+ — присутствуют;

+ - — возможное присутствие;

- — отсутствуют.

Утилизация и вторичное использование отходов. Для каждого конкретного предприятия, входящего в инфраструктуру АТК, проводится расчет количества выбросов загрязняющих веществ в соответствии с действующими нормативными документами [5, 14]. На их базе разрабатывается следующая экологическая документация предприятия:

рабочий проект «Охрана окружающей среды»;

расчет (проект) предельно допустимых сбросов;

экологический паспорт автотранспортного предприятия;

расчет (проект) предельно допустимых выбросов предприятием в атмосферный воздух.

Приведенные цены показывают, что только сбор и переработка отработанных аккумуляторов является не только самоокупаемой, но и прибыльной, т. е. переработчики готовы платить по 1225 руб. за тонну принимаемых аккумуляторов. Переработка и утилизация остальных отходов убыточна и либо должна датироваться, либо услуги по приему на переработку и уничтожение должны быть платными. В соответствии с Законом РФ «Об отходах производства и потребления» обязанность оплачивать затраты на переработку и уничтожение отходов возложена на собственника отходов, установлены санкции за нарушение правил обращения с отходами вплоть до штрафа в размере 500000 руб.

Складирование и переработка отходов является первоочередной задачей региональных властей. В со­ответствии с Законом РФ «Об охране окружающей природной среды» [33] каждое юридическое лицо — природопользователь, в том числе и предприятия автомобильного транспорта, обязаны получить от регио­нальных органов Госкомэкологии «Разрешение на размещение отходов производства и потребления». В этом документе на основании «Лимита размещения отходов» утверждаются объемы отходов, ежегодно образующихся у природопользователя.

Значительная часть отходов производственной деятельности АТК подлежит утилизации. В нашей стране и за рубежом разработаны достаточно эффективные технологии повторного использования отходов.

Данные об объемах образования отходов АТК в Москве с указанием затрат на их сбор, транспортировку и переработку [28] (табл. 22) наглядно показывают сложность решения этой проблемы.

Таблица 22

Ориентировочные объемы образования отходов АТК в Москве