Нормы выбросов вредных веществ для автомобилей. Нормы выбросов отработанных газов автомобилей

Евро-3, Евро-4, Евро-5 - у каждого автолюбителя на слуху эти слова. А что они обозначают, и откуда взялись? В далеком уже 1992 году страны Евросоюза ввели на своей территории норму Евро-1, которая устанавливала предельно допустимое содержание токсичных веществ в выхлопных газах автомобилей. В течение каждых последующих 4-5 лет Евросоюз ужесточал эти нормы.

Выбросы загрязняющих веществ регулируются отдельно для легковых и легких коммерческих автомобилей, для грузовых автомобилей и автобусов.

Ограничения касаются содержания окиси углерода, оксидов азота, углеводородов и твердых частиц (сажи). Дизели для грузовых автомобилей с 2000 года (Евро-3) дополнительно проходят тест на дымность.

Ужесточение норм Евро-5 и Евро-6 в основном касаются дизельных автомобилей, существенно ограничивая содержание выбросов твердых частиц (сажи) и оксидов азота.

Реальные выбросы NOx больше заявленных

Исследование, проведенное Международным советом по чистому транспорту (ICCT) в октябре 2014 года, показало, что реальные выбросы NOx современных дизельных двигателей, заявленных как соответствующие нормам Евро-6, в среднем в 7 раз превышают эти нормы. Это означает, что вместо установленных стандартом 80 мг/км, новые автомобили загрязняют атмосферу в среднем 560 мг/км оксидов азота.

В дорожных испытаниях принимали участие 15 легковых автомобилей разных типов (седаны, кроссоверы, универсалы, хэтчбеки) шести автопроизводителей. Тестируемые автомобили оснащены различными системами очистки отработанных газов: селективного каталитического восстановления (SCR), рециркуляции выхлопных газов (EGR) или каталитическим нейтрализатором (Lean NOx trap). Эксперты выявили значительные различия между уровнем выбросов разных автомобилей (см. диаграмму). Это свидетельствует, что, несмотря на существование эффективных технологий очистки выхлопных газов, не все автопроизводители их используют.

В период с 2000 года (Евро-3) до 2014 (Евро-6) предельные нормы выбросов NOx для дизельных автомобилей в ЕС уменьшились на 85%. Однако реальный уровень выбросов за этот период снизился только около 40%. Дизельные автомобили составляют более 50% всех новых автомобилей в Евросоюзе, являясь одним из основных источников загрязнения оксидами азота. Европейская комиссия в настоящее время готовит улучшенную процедуру сертификации новых транспортных средств, согласно которой с 2017 года автопроизводители будут обязаны, кроме лабораторных, проводить и реальные дорожные испытания с использованием портативных систем измерения выбросов (PEMS).

НОРМА ВЫБРОСА

НОРМА ВЫБРОСА суммарное количество жидких и (или) газообразных отходов, разрешаемое предприятию для сброса в окружающую среду. Объем нормы выброса определяется из расчета, что кумуляция вредных выбросов от всех предприятий данного региона не создаст в нем концентраций загрязнителей, превышающих предельно допустимые концентрации (ПДК).

Экологический энциклопедический словарь. - Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии . И.И. Дедю . 1989 .

• НООЛАНДШАФТ
• НОРМА ДОБЫЧИ

Смотреть что такое "НОРМА ВЫБРОСА" в других словарях:

Количество газообразных (или жидких) отходов, разрешаемое предприятию для выброса (сброса) в окружающую среду. Объем Н.в. определяется из расчета, что кумуляция вредных выбросов (сбросов) всех предприятий данного региона не создадут в нем… …

норма выброса - Количество отходов, жидких или газообразных, которые разрешено сбрасывать в окружающую среду. Syn.: разрешаемый сброс … Словарь по географии

Норма выброса - суммарное количество газообразных, жидких и/ или твердых отходов, разрешаемое предприятию для сброса в окружающую среду … Гражданская защита. Понятийно-терминологический словарь

См. Норма выброса (сброса) EdwART. Словарь терминов МЧС, 2010 … Словарь черезвычайных ситуаций

См. Норма выброса EdwART. Словарь терминов МЧС, 2010 … Словарь черезвычайных ситуаций

норма временно допустимого выброса - laikinoji taršos norma statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Konkrečiam objektui laikinai leidžiamo išmesti į aplinką per laiko vienetą tam tikro teršalo, kol bus galima nustatyti didžiausios leidžiamos taršos normatyvą, kiekio… … Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

индивидуальная норма (норматив) выброса природного газа при эксплуатации газоперекачивающего агрегата, м 3 /кВт ч - 3.1.2. индивидуальная норма (норматив) выброса природного газа при эксплуатации газоперекачивающего агрегата, м3/кВт · ч: Научно и технически обоснованная норма выброса природного газа, характеризующая предельно допустимое значение выброса… …

СТО Газпром 11-2005: Методические указания по расчету валовых выбросов углеводородов (суммарно) в атмосферу в ОАО "ГАЗПРОМ" - Терминология СТО Газпром 11 2005: Методические указания по расчету валовых выбросов углеводородов (суммарно) в атмосферу в ОАО "ГАЗПРОМ": 3.1.15. арматура: Разнообразные приспособления и устройства, монтируемые на трубопроводах,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

разрешаемый сброс - Количество отходов, жидких или газообразных, которые разрешено сбрасывать в окружающую среду. Syn.: норма выброса … Словарь по географии

ГОСТ Р 54130-2010: Качество электрической энергии. Термины и определения - Терминология ГОСТ Р 54130 2010: Качество электрической энергии. Термины и определения оригинал документа: Amplitude die schnelle VergroRerung der Spannung 87 Определения термина из разных документов: Amplitude die schnelle VergroRerung der… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Первые нормы токсичности выхлопа появились в середине 80-х годов в Калифорнии, когда выяснилось, что Лос-Анджелес и Сан-Франциско задыхаются от смога. И сегодня законодательство этих штатов - самое суровое в мире в этом вопросе. Остальные подтягиваются. Во всей Европе, в Америке и Японии законодатели жмут на производителей автомобилей, заставляя их снижать вредные выбросы двигателей. Исполнение их требований становится все дороже и дороже. При этом среди автовладельцев упертых «зеленых» не так уж и много. Последние вообще считают машины злом и ездят на велосипедах и электричках. Остальные же считают удорожание техники неизбежным налогом, который надо заплатить, чтобы спать спокойно.

За что же платим? Основными вредными веществами, которые выбрасывает автомобильный двигатель, являются угарный газ, оксиды азота и не сгоревшие углеводороды. Их выбросы на сегодня ограничены практически до нуля. Есть еще углекислый газ, но пока его принимают неизбежным злом, и избавиться от него, не перейдя на питание водородом, не удается. Поэтому пытаются сократить нормы выделения, но они жестко завязаны на расход топлива, а тот – на размеры и вес автомобиля.

Про углекислый газ мы поговорим позже, а пока – про все остальное. Первым под борьбу попал угарный газ. Автомобилисты со стажем помнят, как вдоль дорог стояли инспектора с газоанализаторами и проверяли старые советские машины на концентрацию СО в выхлопе. У нас это началось на десятка полтора лет позже, чем в Америке. А там первой реакцией на введение норм концентрации вредных веществ в выхлопе стала установка систем, подающих дополнительный воздух в выхлопную трубу. Подавалось это под соусом дожигания топлива на выпуске, но, по сути, было просто разведением для снижения концентрации СО.

Законодатели это «просекли» и запретили. Пришлось заняться разработкой систем впрыска топлива, которые могли точнее регулировать процессы смесеобразования и исключать неполное сгорание. Потом появились катализаторы, которые довольно эффективно очищали выхлопные газы, оставляя только воду и углекислый газ. Для дизельных двигателей тогда все еще было относительно спокойно, ведь в их выхлопе нет угарного газа.

Борьба пошла по нарастающей. С 2000 года в Европе появились нормы на оксиды азота и несгоревшие частицы. И здесь бензиновым моторам особых проблем не прибавилось, а вот у дизелистов они начались.

Когда форсунка впрыскивает топливо, на краях факела воздуха много, и топливо хорошо горит - синий цвет на фото А, а в середине кислорода не хватает - там пламя оранжевое. За счет завихрений в камере сгорания можно организовать подачу воздуха к зоне горения, но для этого его должно быть в избытке. Темные зоны на фото В – место где находится избыточный воздух и происходит окисление азота.

Ведь для того, чтобы дизель работал, воздух в нем сжимается в 20-40 раз, нагреваясь до очень высоких температур. Сжать так смесь невозможно, она просто сдетонирует гораздо раньше. Топливо впрыскивается в цилиндр почти в самом конце такта сжатия и факел начинает гореть по краям, а потом догорает то, что в середине. И все равно в камере сгорания остается много воздуха, которому не хватило топлива.

В итоге кислород вступает в реакцию с азотом, и остается много топлива, которому не хватило воздуха. При этом образуются оксиды азота и частицы несгоревших углеводородов. Проблема заключается в том, что одновременно избавиться от обоих вредных веществ не получается. Тщательно регулируя момент и давление впрыска и закручивая вихри в камере сгорания, производители смогли довести двигатели до норм Евро-3.

Дальше можно было только уменьшить что-то одно за счет другого. А с оставшимся бороться уже на выходе. А законодатели жмут. Начиная с Евро-4, токсичность контролируется специальными органами и все сбои фиксируются в памяти блока управления на 400 дней. В Европе транспортная инспекция может в любой момент проверить эти коды и вкатить такой штраф, что мало не покажется. А чтобы даже в отсутствие догляда неповадно было загрязнять окружающую среду, в систему управления двигателем встроена функция NOx-контроль, которая отрубает 2/3 крутящего момента, если засекает превышение норм.

Производители пошли разными путями. Одни решили повысить температуру в цилиндрах и тщательнее сжигать топливо, а с возросшим количеством оксидов азота бороться с помощью системы последующей обработки выхлопа SCR. В глушитель таких машин встроен ванадиевый катализатор, а в выпускной коллектор - форсунка, которая впрыскивает специальный реагент - мочевину, которую из скромности называют AdBlue или DEF. Испарившийся раствор разлагается на аммиак и воду, а на поверхности катализатора происходит реакция между ним и оксидом азота. В результате получается еще вода и чистый азот.

Насос подает реагент (раствор мочевины NH2+H2O) к дозирующему устройству, которым управляет электронный блок на основании показаний двух датчиков концентрации NOx (на схеме не показаны). Первый стоит до катализатора, второй – контрольный – после. Определенное количество раствора впрыскивается в выхлопной коллектор, где испаряется и вместе с отработавшими газами попадает в катализатор. На активной поверхности катализатора оксиды азота реагируют с выделившимся из раствора аммиаком и превращаются в азот и воду. Для европейских машин эти системы производят Bosch и Highlite.

Все было бы просто замечательно, но есть несколько проблем, решить которые до сих пор полностью не удается. И связаны они в большей степени не с техникой, а с человеческим фактором.

Аммиак возить в машине нельзя – это сильный яд, поэтому применяют раствор карбамида (мочевины), который состоит в основном из воды, но стоит около 1 евро за литр. Грузовые машины Евро-4 потребляют около 2-4 литров реагента, как аккуратно называют этот состав, на 100 км, а Евро-5 – до 8 литров.

Как обманывают?

Жаба наносит первый удар в мозг владельца и он начинает искать обходные пути. Самый безобидный для природы – это попытка заменить фирменный реагент чем-нибудь подешевле. В странах бывшего соцлагеря очень любят покупать удобрения, которые разводят в грязных ведрах. Но система очень чувствительна к загрязнениям и качеству мочевины. Результат – забитые фильтры, закристаллизованные распылители, сгоревшие катализаторы. К таким же результатам приводит и просто отказ от заливки мочевины вообще. Если некоторое время поездить без нее, скорее всего, катализатор выгорит, и для возврата системы к работе его придется поменять.

Вторая проблема – это головотяпство. Хотя бачок для реагента имеет синюю крышку, в него регулярно пытаются налить солярки. А для резинок в насосе и клапанах системы - это смерть. В последнее время появились ремкомплекты, а раньше весь блок SCR отправлялся на помойку.

Зная все это, Scania, MAN и многие производители легковых дизелей избрали другое направление. Они используют рециркуляцию отработавших газов, или EGR. В этой системе часть отработавших газов охлаждается и направляется обратно на впуск. Там, смешиваясь с воздухом, они создают смесь, которая хуже пропускает фронт пламени при взрыве. Горение происходит медленнее, температура понижается, и окисление азота уменьшается.

А кроме того, в смеси меньше концентрация кислорода и, следовательно, меньше вероятность встречи неиспользованного кислорода с азотом, что также уменьшает образование вредных веществ. Для двигателей Евро-4 возврат составляет около 10%, а для Евро-5 – до 30%.

Преимущество EGR - в отсутствии дополнительных жидкостей и катализаторов. Следовательно, и цена всей системы, как при покупке, так и в процессе эксплуатации гораздо ниже. Но все не так просто… Снижение температуры снижает КПД, а значит, растет расход топлива.

Еще одним препятствием стало качество топлива. Сера, которая содержится в солярке, тоже охотно вступает в реакцию с кислородом и образует оксид, который, растворяясь в воде, превращается в серную кислоту. Если эта кислота сразу вылетает на улицу, она портит окружающую среду, но не вредит двигателю. Но в случае возврата в цилиндры начинает разъедать все на своем пути. Особенно пока мотор не работает.

Для дизельных двигателей с EGR требуется топливо, в котором серы - меньше пяти частей на миллион. До недавнего времени российский норматив по содержанию серы был почти в 40 раз больше, и хотя сейчас он полностью соответствует европейскому (не более 10 мг на килограмм), в стране процветает нелегальная торговля соляркой, которая не соответствует техрегламенту. И если в крупных городах «паленого» топлива не так много, то в провинции и на трассах – полно. В наихудшем случае регулярная заправка плохой соляркой обернется полной заменой поршневой группы и топливной системы через пару лет. А это легко потянет на десяток-другой тысяч в европейской валюте. Поэтому Scania запретила продажу таких машин во всех странах бывшего соцлагеря. Для них предлагают машины с мочевиной.

Что нас ждет впереди

А с Евро-6 все еще сложнее, потому что там обе системы работают вместе, катализаторов в глушителе - 3 штуки, да еще и сажевый фильтр впридачу. И частицы теперь меряются не концентрацией, а поштучно, за 1 час. Если посмотреть на все это глазами автомобильного инженера ХХ века, то это просто кошмар.

Химики, которые создавали блок катализаторов, называют его химической фабрикой, а двигатель пренебрежительно именуют источником сырья и тепла. Цена такой фабрики в Европе – около 13 тысяч евро, а сколько он будет стоить у нас - даже думать страшно.

Чтобы неповадно было все это отключать, в систему встроен контроль, который уже не мощность «рубит», а скорость. Например, кончилась мочевина в бачке - и скорость падает до 25 км/ч. Ползи себе потихоньку до ближайшей колонки, где сможешь ее купить. Еще одна фишка законодателей – если до сих пор машина считалась удовлетворяющей нормам по факту своего рождения, то для Евро-6 предусмотрен выборочный контроль машин с пробегом.

В двигателях Евро-6 использованы обе системы, и SCR, и EGR. До 30% отработанных газов, пройдя через охладитель, возвращаются в цилиндры, чтобы снизить температуру и уменьшить образование окислов азота. А то, с чем они не смогли справиться (1), обрабатывается в глушителе, где сперва стоит окислительный катализатор (2), дожигающий все то, что не сгорело, потом фильтр твердых частиц (3). После этого газы выходят в смесительную камеру (6), куда через сопло (4) подается реагент(5), который испаряется, и все это вместе попадает, собственно, в SCR – катализатор, в котором происходит реакция между мочевиной и остатками NOx (7). А на выходе – катализатор, расщепляющий оставшийся от реакции аммиак (8). Весь этот блок весит 130 кг.

Цена «химических фабрик» столь сладка, что их приладились делать не только производители автомобилей, но и такие, казалось бы далекие от глушителей фирмы, как Эбершпехер. На снимке полный ряд для всех основных европейских брендов.

А стоит ли овчинка выделки?

Нашему человеку, в массе своей, все эти затраты кажутся совершенно излишними. А уж ограничения, накладываемые так называемым NOx-контролем, и подавно. В общем-то, европейским водителям тоже, поэтому в систему и встроены неудалимые коды неисправности, а отключить ее нельзя, она забита в двигатель «по железу».

И здесь опять битва щита и меча. Экологи проводят через законодательство все более жесткие меры. Производители бьются над их выполнением. А в это время большинство европейских и китайских чип-тюнеров и прочих электронных мудрецов забросила работы по повышению мощности двигателя и сосредоточилась на обмане систем контроля токсичности. Спрос на эти услуги, учитывая сказанное выше, огромный даже в старой законопослушной Европе. А уж у нас в стране он просто обвальный.

Обмануть можно - пока. Это даже не очень сложно и дорого. Точнее, можно отключить NOx-контроль, поснимать элементы систем и думать, что теперь двигателю стало легче жить. На самом деле, крутящий момент действительно перестает ограничиваться, но двигатель входит в аварийный режим работы, а на панели горит лампочка повышенной токсичности выхлопа. Особенно это касается машин с EGR, где многие функции управления двигателем завязаны на соотношение воздуха с отработавшими газами.

Если просто перекрыть поток отработавших газов на впуск, система заметит недостаток давления в коллекторе и включит обходную программу, которая заменит недостающие данные усредненной величиной. Когда такое происходит, мощность двигателя уменьшается на 40%. Если это ограничение снять, двигатель будет работать при сильном недостатке воздуха, что снижает экономичность и повышает дымность выхлопа. В дальнейшем это приводит к залеганию колец.

Реально отключить систему можно только полностью заменив программное обеспечение блока управления, но это обычно делается только через завод-изготовитель. А он, зная, что после такой переделки машина перестанет выполнять местное законодательство, скорее всего, откажет. Хотя для некоторых машин прошивки появились уже и у наших умельцев.

Желание сэкономить здесь и сейчас – это наш национальный вид спорта. Но почему-то, приезжая в Германию или Швецию, мы с удовольствием вдыхаем чистый воздух их городов, а возвращаясь на родину, клянем начальников, заставивших нас платить за «никому не нужные» Евро…

Результат попадания топлива в бак реагента: Прокладки насоса испортились и мочевина потекла внутрь блока управления (коричневые кристаллы)

Различают ПДВ непосредственно источника выбросов и ПДВ предприятия (или объекта). Норматив ПДВ (в г/с) устанавливается из условия, чтобы содержание загрязняющего вещества в приземном слое воздуха (на высоте 1,5-2,5м от поверхности земли) от источников или их совокупности не превышало нормативов качества воздуха для населения, животного и растительного мира (т.е. ПДК) на границе СЗЗ; он представляет собой количество загрязняющего вещества максимально допустимое к выбросу в атмосферу конкретным источником в единицу времени.

Различают организованные и неорганизованные источники, которые подразделяются на стационарные и подвижные (транспортные и иные подвижные средства и установки). Примером организованного источника выброса является любая труба (стационарная или подвижная), а неорганизованного – хвостохранилища, отвалы горных пород. Кроме того, в классификации выделяют мелкие одиночные источники (вентиляционные фонари и др.).

Для каждого организованного стационарного источника выброса, а также для каждой модели транспортных и других подвижных средств и установок устанавливается индивидуальный ПДВ. Для неорганизованных источников выбросов и для совокупности мелких одиночных источников устанавливают суммарный ПДВ.

Источники вредных выбросов устанавливают органы надзора и контроля путем инвентаризации, которая проводится не реже одного раза в течение года. В соответствии с ГОСТ 12.2.1.04-77 под инвентаризацией выбросов понимают систематизацию сведений о распределении источников на территории, количестве и составе выбросов. Эти данные необходимы для составления статистической отчетности по форме 2-ТП воздух, разработки проекта норм ПДВ, для составления плана мероприятий по оздоровлению воздушной среды.

Инвентаризация выбросов регламентирована «Руководством по контролю источников загрязнения атмосферы» ОНД-90 и другими руководящими и методическими указаниями. Инвентаризация производится, как правило, технологическими службами предприятия совместно со специализированными научными или пусконаладочными организациями. Основной конечной целью проведения инвентаризации является определение массового выброса вредных веществ из каждого источника (г/с).

Массовый выброс вредных веществ можно определить с большей или меньшей точностью следующими методами: инструментальным, инструментально-лабораторным, индикаторным и расчетным. Чаще всего из-за отсутствия инструментальных замеров используют расчетные методы. Они основаны на использовании данных о составе исходного сырья и топлива, технологических режимах, степени очистки газов газопылеочистным оборудованием и т.п., по эмпирическим зависимостям или по удельным выбросам вредных веществ на единицу производимой продукции, использованного сырья, топлива, выработанной энергии.

Суммируя ПДВ отдельных источников загрязнения, устанавливают ПДВ для предприятия (объекта). Теоретической основой расчета ПДВ является решение дифференциального уравнения атмосферной турбулентной диффузии примеси, в результате которого определяется поле приземных концентраций, создаваемое источником выброса. В мировой практике употребляются также другие методики.

Нормативная «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий» (ОНД-86) позволяет рассчитывать поле разовых концентраций примеси у земли при выбросе одиночного и группы источников: при нагретых и холодных выбросах, от точечных, линейных и площадных источников, даёт возможность учесть действие разнородных источников, суммирующее действие загрязняющих веществ. При этом учитывается количество источников загрязнений, распределение выбросов во времени и пространстве, другие факторы.

Конечная цель расчетов ПДВ – обеспечение концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе, не превышающих ПДК. Конкретно это означает, что величина наибольшей концентрации каждого загрязняющего вещества в приземном слое атмосферы () не должна превышать максимальную разовую
данного загрязняющего вещества, т.е. должно соблюдаться условие:

(3.11)

При одновременном присутствии в атмосферном воздухе нескольких веществ, обладающих аддитивными свойствами необходимо учитывать фоновую концентрацию загрязняющего вещества (т.е.), создаваемую другими источниками загрязнения.

, (3.12)

или
, (3.13)

или
(3.14)

Для выполнения этого условия пылегазовые выбросы должны подвергаться очистке или рассеиванию в атмосфере с помощью высоких труб. Худшим вариантом является рассеивание загрязняющего вещества (ведь загрязняющие вещества всё равно попадают в ОПС). Поэтому именно для этого случая и устанавливают ПДВ.

Методика расчета ПДВ позволяет решать две задачи:

При этом методика позволяет осуществлять расчет для труб, выбрасывающих как холодные пылевоздушные смеси (
), так и нагретые (
).

Решение прямой задачи. Исходные данные для расчета ПДС:

При решении прямой задачи разработка нормативов ПДВ для стационарных источников (при
) проводится по следующему алгоритму (случай одиночной трубы с круглым устьем, выбрасывающей нагретые газы).

1. Определение фоновых концентраций () загрязняющих веществ, т.е. концентраций, обусловленных комплексом других источников, за вычетом нормируемых.

2. Расчет фактических приземных концентраций от источника выбросов нормируемого объекта по следующей методике:

, (3.15)

где
– максимальная приземная концентрация примеси;

–коэффициент, определяющий условия перемешивания примесей;

–мощность выброса, г/с или т/год;

–коэффициент, учитывающий скорость оседания веществ из атмосферы;

и – коэффициенты, учитывающие условия выхода смеси из источника;

–коэффициент шероховатости, зависит от рельефа местности;

–высота трубы, м;

–разность температур газовоздушной смеси и воздуха наиболее жаркого месяца;

–объём газовоздушной смеси, м 3 /c.

, (3.16)

где
– диаметр устья источника, м;

–скорость выхода смеси из устья источника, м 3 /с.

Из уравнения (3.16) видно, что существенное влияние на приземную концентрацию оказывают масса выброса и высота трубы, поэтому рекомендуется регулирование качества воздуха осуществлять с помощью мероприятий по сокращению мощности выброса. Увеличение высоты трубы допускается лишь в случаях, когда невозможна реализация активных мероприятий.

, (3.17)

где – коэффициент, определяется дополнительно для нагретых и холодных газопылевых смесей;

(3.18)

определяют ПДВ (г/с) для каждого вещества и каждого источника.

определяют ПДВ (т/год) для предприятия в целом как сумма ПДВ от одиночных источников или групп источников:

(3.19)

Примечание: предельно допустимая масса сжигаемого топлива при выбросе продуктов его сгорания рассчитывается по формуле:

(3.20)

3. Анализ полученного поля концентраций, учет фоновых концентраций () и сравнение их с требуемым нормативом по формуле (3.14).

В соответствии с приведенными выражениями (3.18, 3.19) можно определять:

а) допустимый суточный (или годовой и т.д.) выброс загрязняющих веществ, г/сут; кг/сут;

б) максимальную концентрацию (
) загрязняющих веществ в устье трубы, г/м 3 ; кг/м 3 ; (здесь
).

Величина
является параметром, контролируемым в процессе работы объекта.

4. Выявление веществ, по которым имеются зоны превышения ПДК и источников, обусловливающих формирование повышенных концентраций.

5. Выводы:

При использовании третьего варианта на каждом этапе сокращения выбросов устанавливается временно согласованный выброс (ВСВ) с учетом опыта сокращения на прогрессивных предприятиях с наилучшей достигнутой технологией.

Для того чтобы не прекращать хозяйственную деятельность предприятия зачастую используют третий (компромиссный) путь, т.е. устанавливают ВСВ и разрабатывают долгосрочную программу снижения выбросов с помощью природоохранных мероприятий (рис. 3.2).

Рисунок 3.2 – Поэтапный процесс снижения ВСВ до значения ПДВ

От того, укладывается или нет предприятие в установленные ему нормативы и в какие именно – ПДВ или только в ВСВ, – зависят размер и источники сбора за загрязнение окружающей среды.

В случае выброса из одиночного источника холодной газовоздушной смеси ПДВ определяется по формуле:

(3.21)

Организационные аспекты установления ПДВ заключаются в следующем. Работы по установлению ПДВ ведутся под общим руководством головной организации, назначаемой для каждого населенного пункта. Она осуществляет следующие функции:

Если окажется невозможным устранить или существенно уменьшить выбросы вредных веществ отдельными предприятиями или объектами, то в территориально-ведомственных планах должны предусматриваться:

сроки вывода этих предприятий или объектов из селитебных территорий и земель;

изменение профиля производства этих предприятий и объектов;

организация санитарно-защитных зон.

Решение обратной задачи. Из уравнения (3.15) видно, что наиболее существенное влияние на приземную концентрацию оказывают масса выброса загрязняющего веществам и высота трубы (
). Поэтому принудительно регулирование качества воздуха на селитебной территории можно осуществлять двумя путями:

Увеличение высоты трубы допускается лишь в случаях, когда невозможна реализация активных природоохранных мероприятий. При этом имеет место решение обратной задачи, т.е. расчет минимальной высоты трубы,
, которое вытекает из уравнения решения прямой задачи (3.18). Далее (для упрощения) уравнение решения обратной задачи приводится без учета фоновой концентрации загрязняющего вещества, а символ ПДВ заменен символом
:

(3.22)

Следует иметь в виду, что определяемая минимальная высота трубы (
) для выбросов загрязняющих веществ в атмосферу должна быть выше зоны аэродинамическойтени здания (рис. 3.3а), в противном случае выбросы не будут рассеиваться, а попадая в зону аэродинамическойтени, загрязнят приземный слой атмосферы над площадкой и саму площадку (рис. 3.3б). В настоящее время трубы достигают в отдельных случаях
≥ 350 м.

Рисунок 3.3 – Схема соотношения высот трубы для выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и аэродинамической тени здания:

а) благоприятный случай (высота трубы выше зоны аэродинамической тени); б) неблагоприятный случай (высота трубы ниже зоны аэродинамической тени); 1 – промышленное здание; 2 – труба.

Рассеивание выбросов подчиняется законом турбулентной диффузии и зависит от многих факторов: состояния атмосферы, характера местности, физических свойств выбросов, высоты трубы, диаметра её устья и др.

Различают два направления перемещения примесей: горизонтальное и вертикальное. Горизонтальное перемещение примесей определяется в основном, скоростью ветра, а вертикальное – распределением температур воздуха в вертикальном направлении. На рис. 3.4 показано распределение концентрации вредных веществ в атмосфере от организованного высокого источника (трубы) выброса.

При расчете показателя ПДВ устанавливают также зону влияния источника выбросов и всего предприятия по каждому загрязняющему веществу. Под зоной влияния понимают земную поверхность с радиусом, где сумма максимальной приземной концентрации , определенной для неблагоприятных метеорологических условий, и фоновой концентрациине превышает
(см. уравнение 3.12 и 3.17):

(3.23)

Видно, что по мере удаления от трубы концентрация вредностей в приземном слое сначала нарастает, достигает максимума, а затем медленно убивает. Это позволяет говорить о наличии трех зон различного загрязнения воздуха:

1) зона переброса факела выбросов (невелика);

2) зона замедления (здесь
);

3) зона постепенного снижения уровня загрязнения.

Рисунок 3.4 – Распределение концентрации вредных веществ () в атмосфере от организованного высокого источника (трубы)

выброса на расстоянии (
)

Таким образом, основным фактором, влияющим на концентрацию загрязняющих веществ в приземном слое, является высота трубы. Концентрация вредного вещества на выходе из трубы равна
(рис. 3.5).

і

Рисунок 3.5 – Зависимость рассеивания выбросов от высоты трубы

Она при высокой трубе () на уровне приземного слоя может снизиться до, а при низкой трубе (
) – лишь до. Отсюда разница в назначаемых ПДВ. Расстояние от трубы, на котором концентрация вредного вещества максимальна, может быть получено лишь с помощью специальных расчетов. Приблизительно эту величину принимают равной (10 – 50).

Руководство Европейского союза рассчитывает сократить автомобильные выбросы СО2 на треть в течение следующих двенадцати лет, от показателей пока ещё не наступившего 2021 года, к которому производителям автомобилей необходимо прийти со средними показателями, равными 95 грамм на километр. Другими словами, к 2030 году средние показатели выбросов СО2 автомобилями должны составлять 66 граммов на один километр, при этом промежуточным маркером назван 2025 год.

Тестирование на новые нормы выбросов СО2 в ЕС

Сокращение средних показателей выбросов углекислого газа автомобилями позволит снизить парниковый эффект, по крайней мере, на это рассчитывает руководство Европейского союза, которое в этой связи призывает всех автопроизводителей сместить акцент на выпуск электрических, или по меньшей мере, гибридных автомобильных транспортных средств. Свой призыв еврокомиссия решила подкрепить существенными финансовыми инвестициями, размер которых составит не менее 800 миллионов евро, которые будут потрачены на создание придорожной инфраструктуры, а именно, станций быстрой зарядки для электрокаров. Кроме того, дополнительные 200 миллионов евро руководство Европейского союза намеревается инвестировать в проведение дальнейших разработок энергоёмких аккумуляторных батарей.

Штрафы для автопроизводителей

Дабы подстегнуть интерес к своему призыву, еврокомиссия вводит штрафные санкции, которыми будут облагаться автопроизводители, которым не удалось снизить средние показатели выбросов углекислого газа. Штраф, в принципе, для автопроизводителей не большой, его размер уже известен и составляет он всего 95 евро, правда, за каждый лишний грамм СО2. Показатели превышения средних нормативов будет измеряется в зависимости от года выпуска автомобиля и нормативов, действующих в это время.

Новые нормы выбросов СО2 в ЕС

Следует признать, что практически все без исключения ведущие европейские автопроизводители в настоящее время изыскивают всевозможные способы для достижения намеченных норм сокращения выбросов СО2, среди них можно назвать использование в производства автомобилей более легких строительных материалов, сокращение объема двигателя, использования системы турбонаддува и так далее. Примечательно, что все они говорят о своих стараниях, а также о том, что результаты им даются непросто, из чего можно сделать вывод, что подобные мероприятия, являются ещё и финансово затратными. Для нас, для потенциальных покупателей экологически чистых автомобилей, это означает, что можно ожидать повышение стоимости машин буквально к 2021 году.

Планы, касательно резкого сокращения количества выбросов СО2 не раз комментировали официальные лица крупнейших автопроизводственных компаний. В частности, генеральный директор Mercedes-Benz откровенно критиковал подобные решение еврокомиссии, на что ему отвечали, что сделать это при желании можно, причём с весьма приемлемыми финансовыми затратами.

Реальные тесты вместо лабораторных

Кстати, европейские автопроизводители сегодня активно обсуждают и ещё одну проблему, а именно, прохождение испытаний по системе WLTP, то есть сдачу тестов на выброс СО2 в реальных условиях вождения автомобилей. Данная система тестирования должна заменить прежнюю, когда тестирование проводилось в условиях лабораторий, и заработать нововведение на территории Европейского союза в первый осенний день текущего 2018 года. Многие аналитики отмечают, что подобная жёсткая система тестирования поставит европейских автопроизводителей в невыгодные условия на мировом рынке. Более того, некоторые эксперты уверены, что автомобили в рамках нового тестирования не покажут даже 130 г/км, не то чтобы 95 км, как того требуют нормативы 2018 года, а это говорит о том, что кое-кому из них нужно приготовиться к выплатам миллиардных штрафов.

Экологические нормы, зелёные технологии

Что случится в сентябре, а тем более в 2021 или 2030 году, предугадать трудно, но, похоже, электрические автомобили завоюют рынок, по меньшей мере европейский, гораздо раньше.