Предприятия автомобильного транспорта, как источники загрязнения окружающей среды

Лекция 4

Объекты инфраструктуры автотранспортного комплекса (АТК) включают в себя: автотранспортные предприятия (АТП), станции технического обслуживания автомобилей (СТОА) и автомастерские, места хранения индивидуальных автомобилей, места стоянки автомобилей, места торговли и розлива топлива, моечные пункты, предприятия торговли. При описании объектов инфраструктуры АТК как источников загрязнения окружающей среды необходимо учитывать комплексность воздействия, связанного с одновременным загрязнением (химическим, физическим, биоценотическим и ландшафтным) всех природных сред (атмосферы, гидросферы и литосферы) и сверхлимитным потреблением природных ресурсов (рисунок 1).

Рисунок 1 – Схема воздействия объекта инфраструктуры АТК на окружающую среду

Описание объекта инфраструктуры АТК как источника загрязнения окружающей среды должно содержать сведения об основных компонентах загрязнения (таблица 1), а также причинах и механизмах их образования (таблица 2).

Таблица 1 – Основные компоненты загрязнения от производственно-эксплуатационной деятельности объектов инфраструктуры АТК [6]

Компонент загрязнения	Объект инфраструктуры
Комплексные АТП	Эксплуатационные АТП	СТОА и автомастерские	Гаражи и стоянки	АЗС	Мойки	Магазины и авторынки
Твёрдые частицы	+	+	+ -	+	+ -	+ -	+ -
СО2	+	+	+ -	+	+ -	+ -	+ -
СО	+	+	+ -	+	+ -	+ -	+ -
NOx	+	+	+ -	+	+ -	+ -	+ -
SO2	+	+	+ -	+	+ -	+ -	+ -
СxHy	+	+	+ -	+	+ -	+ -	+ -
Соединения свинца	+	+	+ -	+	+ -	+ -	+ -
MnOx	+	+ -	+	+ -	-	-	-
Ацетон	+	+ -	+	+ -	-	-	-
Бутиловый спирт	+	+ -	+	+ -	-	-	-
Этиловый спирт	+	+ -	+	+ -	-	-	-
Сольвент	+	+ -	+	+ -	-	-	-
Бутилацетат	+	+ -	+	+ -	-	-	-
Этилацетат	+	+ -	+	+ -	-	-	-
Толуол	+	+ -	+	-	-	-	-
Ксилол	+	+ -	+	-	-	-	-
Свинец	+	+ -	+	+ -	-	-	-
Пластмассы	+	+ -	+	+ -	-	-	-
Резиново-технические изделия	+	+ -	+	+ -	-	-	-
Лаки и краски	+	+ -	+	+ -	-	-	-
Кислоты	+	+ -	+	+ -	-	-	-
Смазочные материалы	+	+ -	+	+ -	+ -	+ -	+ -
Антифриз	+	+ -	+	+ -	+ -	-	+ -
Шины	+	+ -	+	+ -	-	-	-
Фрикционные материалы	+	+ -	+	+ -	-	-	-
Грязь и ил	+	+ -	+	+ -	-	+	-
Стекло	+	+ -	+	+ -	-	-	-
Синтетические моющие средства	+	+ -	+ -	+ -	-	+	-
Отходы тары	+	+ -	+ -	+ -	-	+ -	+

+ - присутствуют;

+ - - возможно присутствуют;

- - отсутствуют.

Таблица 2 – Причины формирования основных компонентов загрязнения от производственно-эксплуатационной деятельности объектов инфраструктуры АТК [6]

Компонент загрязнения	Причина загрязнения
Запуск двигателя	Прогрев двигателя	Маневрирование по территории	Заправка	Мойка автомобиля	ТО и Р	Торговля
Твёрдые частицы	+	+	+	-	-	-	-
СО2	+	+	+	-	-	-	-
СО	+	+	+	-	-	-	-
NOx	+	+	+	-	-	-	-
SO2	+	+	+	+	-	-	-
СxHy	+	+	+	-	-	-	-
Соединения свинца	+	+	+	+	-	-	-
MnOx	-	-	-	-	-	+	-
Ацетон	-	-	-	-	-	+	-
Бутиловый спирт	-	-	-	-	-	+	-
Этиловый спирт	-	-	-	-	-	+	-
Сольвент	-	-	-	-	-	+	-
Бутилацетат	-	-	-	-	-	+	-
Этилацетат	-	-	-	-	-	+	-
Толуол	-	-	-	-	-	+	-
Ксилол	-	-	-	-	-	+	-
Свинец	-	-	-	-	-	+	-
Пластмассы	-	-	-	-	-	+	-
Резиново-технические изделия	-	-	-	-	-	+	-
Лаки и краски	-	-	-	-	-	+	-
Кислоты	-	-	-	-	-	+	-
Смазочные материалы	-	-	-	-	+	+	-
Антифриз	-	-	-	-	-	+	-
Шины	-	-	-	-	-	+	-
Фрикционные материалы	-	-	-	-	-	+	-
Грязь и ил	-	-	-	-	+	+	-
Стекло	-	-	-	-	-	+	-
Синтетические моющие средства	-	-	-	-	+	+	-
Отходы тары	-	-	-	-	-	+	+

Для технологических операций, выполняемых на АТП, СТОА, в гаражах-стоянках, авторемонтных мастерских, необходимо учитывать выход загрязняющих веществ и отходов, которые образуются при выполнении уборочно-моечных, контрольно-регулировочных, крепёжных, подъёмно-транспортных, разборочно-сборочных, слесарно-механических, кузнечных, жестяницких, сварочных, медницких, очистительно-промывочных, смазочно-заправочных, аккумуляторных и других работ.

Атмосфера. В зонах хранения и стоянки автотранспортных средств основными источниками выделения загрязняющих веществ являются автомобили. Загрязняющие вещества попадают в атмосферу с отработавшими газами при прогреве двигателей автомобилей и их работе на холостом ходу, а также при движении автомобилей по территории зон и стоянок. Количество загрязняющих веществ определяется типом автомобилей, их грузоподъёмностью, пассажировместимостью и количеством, видом используемого топлива, типом и рабочим объёмом двигателя, его техническим состоянием, а также температурой окружающей среды.

Для автомобилей с бензиновыми двигателями рассчитывается выброс CO, CH, NO₂, SO₂; с газовыми двигателями – CO, CH, NO₂, SO₂; с дизелями – CO, CH, NO₂, С и SO₂.

В зоне ТО и Р источниками выделения загрязняющих веществ являются автомобили, перемещающиеся по территории зоны. Количество выброса загрязняющих веществ с отработавшими газами зависит от таких факторов, как геометрические параметры зоны ТО и Р (расстояние от поста до въездных и выездных ворот), метод организации обслуживания автомобилей (на тупиковых постах или поточных линиях), объём производимых работ, тип автомобиля, экологические характеристики автомобильного двигателя.

Для автомобилей с бензиновыми двигателями рассчитывается выброс CO, CH, NO₂, SO₂; с газовыми двигателями – CO, CH, NO₂, SO₂; с дизелями – CO, CH, NO₂, С и SO₂.

Аналогичная картина наблюдается для отделения мойки автомобилей.

На окрасочных участках проводится как подготовительная работа – приготовление краски и поверхностей к окраске, так и само нанесение краски и сушка. Окраска и сушка осуществляются как в специальных камерах, так и просто в помещении окрасочного участка. В процессе выполнения этих работ выделяются загрязняющие вещества в виде паров растворителей и аэрозоля краски. Количество выделяемых загрязняющих веществ зависит от применяемых окрасочных материалов, методов окраски и эффективности работы очистных устройств.

Основным технологическим оборудованием кузнечных участков являются:

- кузнечные горны, нагревательные печи (нагрев деталей и заготовок под ковку и термообработку);

- молоты различного типа (ковка металла);

- масляные ванны (закалка и отпуск).

При нагреве заготовок и деталей в кузнечных горнах и нагреватель­ных печах, работающих на твердом, жидком и газообразном топливе, про­исходят выделения СО, SO₂, NO₂, мазутной золы в пересчете на ванадий, твердых частиц (сажы).

При закалке и отпуске в масляных ваннах происходит выделение па­ров минерального масла.

Количество выброса загрязняющих веществ зависит от вида топлива, применяемого в горне (печи), количества потребляемого топлива, времени работы оборудования и закалочной ванны.

Сварочный участок. При сварке металлов электродуговым способом в атмосферный воздух выделяется сварочный аэрозоль. В твёрдую составляющую сварочного аэрозоля входит марганец и его соединения, оксид железа, неорганическая пыль, фториды, шестивалентный хром. В газообразную составляющую сварочного аэрозоля входят СО, NO₂, фтористый водород.

При производстве газосварочных работ и работ по газовой резке металлов в атмосферу, кроме сварочного аэрозоля, выделяются: оксид хрома; марганец и его соединения; оксид железа; оксид кремния; СО; NO₂.

Количество выделяющихся загрязняющих веществ на сварочном участке зависит от вида сварки, марки электрода и марки свариваемого металла, типа швов и других параметров сварочного процесса.

Аккумуляторный участок. Во время зарядки аккумуляторных батарей выделяются:

- серная кислота – при зарядке кислотных аккумуляторов;

- натрия гидроокись (щелочь) – при зарядке щелочных аккумуляторов.

Количество выброса загрязняющих веществ зависит от номинальной ёмкости аккумуляторных батарей, количества зарядок.

Кроме того, при сборке аккумуляторных батарей используют битумную ма­стику, при разогреве которой выделяется аэрозоль масла. При отливке свинцовых клемм и межэлементных соединений выделяется свинец.

Шиноремонтное отделение. При производстве шиноремонтных работ выделяются: резиновая пыль, пары бензола, СО, SO₂.

Количество выброса загрязняющих веществ зависит от количества расходуемых за год материалов (клей, бензин, резина для ремонта) и времени работы шероховальных станков.

На участке механической обработки древесины выделяется древесная пыль. Количество выделяемой пыли зависит от технологического процесса ме­ханической обработки древесины (пиление, фрезерование, строгание), типа используемого оборудования и количества переработанной древесины.

На слесарно-механическом участке механической обработке подвергаются металлы, сплавы, неметаллы. Для холодной обработки материалов используют токарные, фрезерные, шлифовальные, заточные, сверлильные и другие станки.

Характерной особенностью процессов механической обработки хрупких металлов (чугун, цветные металлы и т.п.) является выделение твердых частиц (пыли). При обработке стали на шлифовальных и заточных станках также образуется абразивная и металлическая пыль, а на остальных станках – отходы в виде стружки. Применение смазочно-охлаждающих жидкостей уменьшает выделение пыли на 85…90 %, но при этом в атмосферу выделяются аэрозоли минеральных масел и различных эмульсолов.

Количество выброса загрязняющих веществ при механической обработке зависит от номенклатуры материалов, подвергающихся обработке, вида обработки, характеристики оборудования, времени работы оборудования.

Медницкий участок. При проведении медницких работ (пайки и лужении) используются мягкие припои, плавящиеся при температуре 180…230 °С, которые содержат свинец и олово, поэтому при пайке в воздух выделяются аэрозоли оксидов свинца и олова.

Количество выброса зависит от типа оборудования (паяльники с косвенным нагревом или электропаяльники), количества израсходованного припоя и длительности воздействия.

На участке обкатки и испытания двигателей после ремонта загрязняющие вещества (СО, СН, NO₂, SO₂, С) попадают в атмосферу с отработавшими газами автомобильных двигателей, работающих на холостом ходу и под нагрузкой. На режиме холостого хода выброс загрязняющих веществ определяется в зависимости от рабочего объема испытываемого двигателя. При обкатке под нагрузкой выброс загрязняющих веществ зависит от средней мощности, развиваемой двигателем при обкатке.

На агрегатном и моторном участке в результате мойки деталей, узлов и агрегатов образуются пары и аэрозоль керосина, а также аэрозоль карбоната натрия (кальцинированной соды). Состав и количество выбросов зависят от состава моющего раствора, его количества, площади моечной ванны, количества воздействий.

На участке ремонта и испытания дизельной топливной аппаратуры автомобилей производится ряд работ, при проведении которых выделяются загрязняющие вещества. В процессе мойки выделяются пары и аэрозоль керосина. При испытании и регулировке – пары и аэрозоль дизельного топлива. Количество выброса зависит от характеристик оборудования и производственной программы.

На посту контроля токсичности отработавших газов с отработавшими газами автомобилей выделяются СО, СН, NO₂, SO₂, С. Количество выбросов зависит от типа, экологических характеристик и технического состояния двигателей, а также от производственной программы.

Крупные предприятия имеют свои котельные. При сжигании топлива в котельных агрегатах в составе отходящих газов имеются NO₂, SO₂, твёрдые частицы, СО, бенз/а/пирен. Количество выброса зависит от вида и химического состава используемого топлива, его расхода, конструкции, характеристик и состояния оборудования.

Гидросфера. Сточные воды предприятий автомобильного транспорта подразделяются на: 1) сточные воды от мойки автомобилей, входящие в систему оборотного водоснабжения; 2) нефтесодержащие сточные воды от производственных участков; 3) сточные воды, содержащие тяжелые металлы, кислоты и щелочи; 4) сточные воды, содержащие краску и растворители красок; 5) поверхностные сточные воды с территории.

Сточные воды от мойки автомобилей составляют 80…85 % от всего объема производственных сточных вод. Основными загрязнениями этих вод являются взвешенные частицы и нефтепродукты. Средние концентрации загрязнений в стоке приведены в таблице 3.

Таблица 3 – Характеристика степени загрязнённости сточных вод от мойки автомобилей [5]

Категория автомобилей	Концентрации загрязнений
Взвешенные вещества, мг/л	Нефтепродукты, мг/л	рН	БПК20, мгО2/л	ТЭС, мг/л
легковые	400…600	20…40	7…8	20…40	0,01
автобусы	900…1300	20…50	7…8	30…40	0,01
грузовые малой грузоподъемности	1400…1800	40…50	7…8	30…40	0,1
грузовые большой грузоподъемности	2000…4000	50…150	7…8	30…40	0,1

В сточных водах от мойки автомобилей, работающих на этилированном бензине, возможно присутствие тетраэтилсвинца (ТЭС). При этом осадок и нефтепродукты, задерживаемые на очистных сооружениях, обладают высокой токсичностью.

Количество нефтесодержащих сточных вод от производственных участков колеблется от 50 до 1000 м³/сут. Наибольшее количество стоков с высокой концентрацией загрязнений поступает от участков наружной мойки автомобилей и разборочно-моечного участка.

Сточные воды, содержащие тяжелые металлы, поступают от цехов и участков гальванических покрытий и других видов обработки поверхностей металлов (травления, пассивации, электрополировки, никелирования и др.). Эти сточные воды содержат кислоты, щелочи, соединения хрома, соли меди, никеля, цинка, кадмия и других металлов (таблица 4).

Таблица 4 – Характеристика степени загрязнённости сточных вод от гальванических участков [5]

Загрязнение	Концентрация, мг/л
взвешенные вещества	400…800
сухой остаток	600…3000
хлориды (Сl^-)	500…1000
сульфаты (SO4^-2)	400…800
хром (Cr^+6)	200…240
ионы тяжелых металлов	200…500

Сточные воды от гальванических участков по характеру загрязнений разделяются на две группы: сточные воды, содержащие хромовую кислоту (после хромирования изделий); кислые и щелочные стоки (от обезжиривания и травления поверхностей).

Сточные воды, содержащие краску, поступают от гидрофильтров окрасочных камер (участков). Взвешенные вещества в этих стоках представлены грубодисперсными частицами окрасочных и грунтовочных материалов, которые частично выпадают в осадок, а частично налипают на стены и сетчатые фильтры. Мелкодисперсные частицы находятся в эмульгированном состоянии. Средняя концентрация взвешенных веществ составляет 260 мг/л.

Предприятия автомобильного транспорта относятся к группе предприятий, поверхностные сточные воды которых не содержат специфических веществ с токсичными свойствами. Средняя концентрация в дождевых водах составляет: взвешенных веществ – 2000 мг/л; нефтепродуктов – 30…70 мг/л.

Литосфера. Предприятия автомобильного транспорта также загрязняют почву отходами производства: отработанные моторные, трансмиссионные и гидравлические масла, аккумуляторы и шины, резинотехнические изделия; лом чёрных и цветных металлов.

Отработанные масла относятся к категории опасных отходов, сбор и утилизация которых в большинстве промышленно развитых стран регулируются соответствующими законами, экологическими стандартами и экономическими условиями.

Имея невысокую степень биоразлагаемости (10…30 %) и накапливаясь в окружающей среде, отработанные масла вызывают сдвиг экологического равновесия. Их токсичные компоненты, например полихлорированные бифинилы, попадая в пищевые продукты и откладываясь в жировых тканях человека, вызывают онкологические заболевания и расстройства иммунной системы.

По данным Института токсикологии Минздрава РФ, в Санкт-Петербурге, где ежегодно образуется около 50 тыс. т отработанных масел, а их накопленные запасы составляют около 1 млн. т концентрация полихлорированных бифинилов в грудном молоке кормящих матерей составляет 21,5 мг/л при предельно-допустимой 1 мг/л [4].

Повышенное внимание к переработке отработанных масел обусловлено не только их значительными объемами и высокой экологической опасностью, а также их ценными свойствами как углеводородсодержащего сырья. Хорошо отлаженный механизм рециклинга отработанных масел способствует их возвращению в производство или сектор потребления в виде вторичных полупродуктов или продуктов и обеспечивает значительную экономию ресурсов.

По данным источника [6] масса вредных выбросов и отходов в результате производственной деятельности объектов инфраструктуры АТК распределяются в соответствии с процентами, представленными на рисунке 2.

Рисунок 2 – Распределение массы вредных выбросов и отходов по объектам инфраструктуры АТК

Выбросы при движении автомобилей, связанные с низким уровнем их технического состояния, имеют наибольшую массу. Далее по уменьшению массы выстраивается следующий ряд: выбросы и отходы от мойки; ТО, Р и хранения автомобилей; заправки; утильные шины; металлолом; утильные аккумуляторные батареи.

Максимальные массы вредных выбросов и отходов от объектов инфраструктуры АТК приходятся на гаражи, стоянки и другие места хранения автомобилей (рисунок 3).

Рисунок 3 – Вклад объектов инфраструктуры АТК в загрязнение окружающей среды [6]

Дата добавления: 2014-01-05