Существенное снижение загрязнения окружающей среды обеспечивается за счет использования обратных связей материальных потоков, которые обусловливают уменьшение потребления природных ресурсов (сырья) при сохранении необходимого уровня их потребления.
Рис. 1. Система «природная среда — техносфера»
В этом плане значительным резервом ресурсосбережения на автомобильном транспорте является комплексное использование вторичных материальных и энергетических ресурсов.
Рассмотрим ресурсный баланс автотранспортных предприятий за определенный период времени:
Р0 + Р2 + P2 + Р3,
где Р0 — общая потребность системы эксплуатации автотранспортных средств в материальных и энергетических ресурсах; Р1 — первичные материальные и энергетические ресурсы, потребляемые системой эксплуатации автотранспортных средств; Р2 — отходы производства и потребления, поступающие в систему эксплуатации автотранспортных средств из других отраслей экономики; Р3 — воспроизводимый фонд материальных ресурсов собственно автотранспортных предприятий.
К первичным ресурсам относятся новые автомобили, агрегаты, узлы и запасные части, автошины, горюче-смазочные и другие материалы, которые обеспечивают как поддержание работоспособности подвижного состава на требуемом уровне, так и непосредственное выполнение автотранспортной работы.
Наиболее крупный используемый источник сокращения потребности в первичных ресурсах — это воспроизводимый фонд материальных ресурсов самих автотранспортных предприятий, который после соответствующей переработки поступает обратно в систему эксплуатации автотранспортных средств (например, восстановленные методом наложения нового протектора покрышки, капитально отремонтированные агрегаты и узлы, восстановленные детали, регенерированные масла и др.).
Ресурсный баланс отходов производства и потребления составляет:
Gn = P4+P5 = P6,
где Gn — отходы производства и потребления из системы эксплуатации автотранспортных средств; Р4 — вторичные ресурсы автотранспорта, поступающие в другие отрасли народного хозяйства; Р5 — неорганизованные отходы и отбросы автотранспортного производства; Р6 — используемые (неутилизируемые) отходы, отбросы и выбросы автотранспортного производства.
К неорганизованным отходам и отбросам относятся вторичные ресурсы с небольшими объемами образования — отработавшие консистентные смазочные материалы из узлов трения, технические жидкости, электролиты, антифризы, пластмассы и др., которые требуют в основном решения организационно-технических вопросов их утилизации и использования как воспроизводственного фонда.
К неиспользуемым отходам, отбросам и выбросам относятся такие, как компоненты отработавших газов ДВС, лакокрасочные покрытия кузовов и кабин машин, резиновая пыль, образующаяся в процессе движения автомобиля, и др., которые на современном уровне развития науки и техники не могут быть выделены и использованы в производстве.
Вовлечение вторичных ресурсов и отходов в хозяйственный оборот автотранспортного производства требует четкой классификации, основу которой составляет их деление по агрегатному состоянию, источникам образования и направлениям использования. По агрегатному состоянию они разделяются на пять классов: твердые, жидкие, пылеобразные, пастообразные и газообразные.
По источникам образования отходы разделяются на две основные группы: отходы, образующиеся непосредственно в процессе движения автомобиля; отходы, образующиеся в процессе технического и текущего ремонтов, а также при списании автомобилей. К первой группе относят газообразные и пылеобразные отходы (автотранспортное производство), а ко второй — твердые, жидкие и пастообразные (автотранспортное потребление).
Отходы производства и потребления на автотранспорте классифицируются по опасности воздействия их на окружающую среду и организм человека, а также по пожароопасности. Их подразделяют на пять групп: токсичные (компоненты ОГ ДВС, антифризы и некоторые тормозные жидкости), биологически активные (отработавшие нефтепродукты, консистентные смазочные материалы и др. ), химически активные (электролит); горючие; нейтральные.
Вторичные энергетические ресурсы автотранспорта делятся на тепловые и топливные.
При решении вопроса использования вторичных ресурсов на автотранспорте необходимо реализовать мероприятия, позволяющие сократить объемы образования отходов и их вредное влияние на окружающую среду: увеличение срока службы материальных ресурсов; снижение расхода материалов; внедрение более эффективных ресурсосберегающих технологий; замена дефицитных и токсичных материалов менее дефицитными и безвредными. Сокращение удельного расхода первичных ресурсов вместе с использованием ресурсосберегающих технологий может более эффективно способствовать сохранению ресурсов, чем циркуляция материалов.
Сравнение общей массы вторичных ресурсов и отходов (по агрегатному состоянию), например, для автомобиля ЗИЛ-130 показывает, что одна машина за жизненный цикл образует количество отходов, масса которых в 11 — 12 раз больше массы самой машины. С учетом же массы воды, использованной для мойки и в системе охлаждения ДВС, масса образующихся отходов превышает массу автомобиля в 90—95 раз.
Таблица 1. Выбросы вредных веществ и энергозатраты при повторном использовании отдельных видов материалов, г/кг
|
Показатель |
Сталь |
Алюминий |
Медь |
Свинец |
Масло |
|
Аэрозоли |
541, 9 |
0, 6 |
0, 9 |
0, 8 |
1, 8 |
|
СO2 |
795, 9 |
441 |
646, 8 |
588, 0 |
347, 8 |
|
СО |
864, 0 |
3, 9 |
82, 5 |
36, 9 |
7, 7 |
|
NOx |
1. 6 |
5, 9 |
8, 6 |
7, 9 |
1, 0 |
|
SO2 |
0, 3 |
3, |
134, 5 |
56, 0 |
10, 9 |
|
CxHy |
— |
0, 04 |
0 |
— |
4, 5 |
|
AIF3 |
— |
1, 35 |
— |
— |
— |
|
Энергозатраты, кВт • ч/кг |
11, 5 |
15, 0 |
22, 0 |
20, 0 |
2, 45 |
Значительный резерв экономии металла, топлива и энергии достигается при вторичном использовании изношенных деталей, узлов и материалов, заимствованных со списанных автомобилей. В частности, перспективным направлением вторичного использования изношенных деталей является восстановление их первоначальной работоспособности различными методами, имея в виду, что преобладающее количество элементов и поверхностей некоторых деталей или не изнашивается, или изнашивается незначительно.
Одно из направлений использования изношенных деталей заключается в изготовлении из них других новых деталей, если изношенные детали неремонтопригодны. Определенная номенклатура изношенных и непригодных к восстановлению деталей является заготовкой или сырьем для изготовления новых деталей. Так, например, из изношенных полуосей, материалом которых являются высокопрочные легированные стали, изготовляют пальцы и валики тормозных колодок, пальцы рессор и амортизаторов и другие детали типа «вал» или «ось». Другие детали являются сырьем для изготовления новых деталей методом литья (поршни, головки блока цилиндров ДВС и другие изделия из алюминиевых сплавов, свинцовые отходы аккумуляторных батарей, лом пластмасс).
Отработавшие газы ДВС с позиции их использования как вторичных ресурсов рассматривают как источник тепловой энергии на машине и как носитель материальных компонентов (сажа и другие составляющие).
Как вторичный энергоресурс отработавшие газы утилизируют в устройствах для подогрева кузовов автомобилей-самосвалов при перевозке смерзающихся грузов в зимний период, в устройствах теплообменников топливоподающей аппаратуры газобаллонных автомобилей, в бортовых подогревателях дизельного топлива, подогревателях кабин.
Одним из компонентов отработавших газов ДВС является сажа, выброс которой дизелями составляет до 15 кг на тонну сжигаемого топлива. В мировой практике наметилась тенденция рассмотрения сажи как вторичного материального ресурса (технический углерод) с использованием ее для нужд шинной промышленности.
Рециркуляция отработавших смазочных масел, получаемых из нефти, представляет собой либо их регенерацию для получения аналогичных продуктов, либо использование для других целей — в качестве котельного топлива и на технологические цели, а также для изготовления на их основе антикоррозийных составов для защиты деталей автомобилей от коррозии.
Таким образом, изложенное выше свидетельствует о том, что повторное использование компонентов вышедших из эксплуатации автомобилей при определенной экономической эффективности решает глобальные вопросы сбережения сырья и невозобновляемых ресурсов, а также снижает потребление энергии.
В ведущих странах мира уже многие годы растет спрос на восстановленные детали, узлы и агрегаты, которые имеют значительно более низкую цену, но не уступают новым по качеству и ресурсу. При этом суммарный коэффициент утилизации старых автомобилей составил в среднем 82 %, а значение рециклинга черных и цветных металлов, применяемых в автомобилях, близко к 100 %.
Методологической основой в области управления ресурсосбережением и повышением экологической безопасности технических систем, в том числе и автомобилей, являются стандарты серии ИСО 14000 «Управление окружающей средой». В частности, стандарты ИСО 14040—14043 предусматривают оценку экологических показателей автомобилей по полному жизненному циклу, предъявляют требования по уменьшению потребления природных ресурсов и энергии, а также вредного воздействия на окружающую среду на всех стадиях жизненного цикла автомобиля. Стандарт ИСО/TR 14062 «Экологический менеджмент. Интегрирование экологических аспектов в проектирование и разработку продукции» содержит основные направления повышения экологической безопасности технических систем при проектировании.
Используемая литература: Графкина М. В., Михайлов В. Л., Иванов К. С.
Экология и экологическая безопасность автомобиля : учебник / М. В. Графкина, В. А. Михайлов, К. С. Иванов. — М. :
ФОРУМ, 2009. — 320 с. — (Высшее образование).
Скачать реферат: