Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Человечество приходит к осознанию необходимости коренной трансформации отношения к природной среде и своей роли в окружающем мире. Решение экологических проблем современного общества связано с сохранением и созданием на Земле благоприятных природных условий жизни для людей, гармонизацией развития общества и природы.

Транспорт - один из важнейших элементов материально-технической базы общественного производства и необходимое условие функционирования современного индустриального общества, так как с его помощью осуществляется перемещение грузов и пассажиров. Различают гужевой, автомобильный, сельскохозяйственный (трактора и комбайны), железнодорожный, водный, воздушный и трубопроводный транспорт. В настоящее время земной шар покрыт сетью путей сообщения. Протяжённость магистральных автомобильных дорог мира с твёрдым покрытием превышает 12 млн. км, воздушных линий - 5,6 млн км, железных дорог - 1,5 млн км, магистральных трубопроводов - около 1,1 млн км, внутренних водных путей - более 600 тыс. км. Морские линии составляют многие миллионы километров. Наряду с преимуществами, которые обеспечивает обществу развитая транспортная сеть, её прогресс сопровождается также негативными последствиями - отрицательным воздействием транспорта на окружающую среду, и прежде всего на тропосферу, почвенный покров и водные объекты. Все транспортные средства с автономными первичными двигателями в той или иной степени загрязняют атмосферу химическими соединениями, содержащимися в отработанных газах. Самый большой урон окружающей среде наносит автомобильный транспорт. Во многих больших городах, таких как Берлин, Мехико, Токио, Москва, Петербург, Киев, загрязнение воздуха автомобильными выхлопами составляет по разным оценкам от 80 до 95% всех загрязнений. Что касается загрязнения атмосферы другими видами транспорта, то здесь проблема имеет меньшую остроту, поскольку транспортные средства этих видов не концентрируются непосредственно в городах. Транспорт относится к главным загрязнителям атмосферного воздуха, водоемов и почвы. Происходят деградация и гибель экосистем под действием транспортных загрязнений, особенно интенсивно на урбанизированных территориях. Остро стоит проблема утилизации и переработки отходов, возникающих при эксплуатации транспортных средств, в том числе и при завершении срока их службы. Для нужд транспорта в большом количестве потребляются природные ресурсы. Снижается качество окружающей среды из-за повышения уровня шумового воздействия транспорта. Это предопределяет необходимость разработки теоретических основ и методических подходов к решению экологических проблем в транспортном комплексе. Современный автомобиль - пример неэкологичного транспортного средства. Поэтому проблемы и пути повышения экологичности транспорта различных видов наиболее целесообразно рассмотреть на примере автомобильного транспорта.

1. Автотранспорт как источник загрязнения атмосферы

1.1 Элементы загрязнения

Транспортно-дорожный комплекс - один из мощнейших источников загрязнения окружающей среды. Кроме того, транспорт - основной источник шума в городах, а также источник теплового загрязнения. Общий мировой парк автомобилей насчитывает 800 млн единиц, из которых 83…85 % составляют легковые автомобили, а 15…17% - грузовые и автобусы. Выставленные бампер к бамперу они составили бы цепочку длиной в 4 млн километров, которой 100 раз можно обернуть земной шар по экватору. Если тенденции роста выпуска автотранспортных систем останутся неизменными, то к 2020 г. Число автомобилей может вырасти до 1.5 млрд штук.

Автомобильный транспорт, с одной стороны, потребляет из атмосферы кислород, а с другой - выбрасывает в неё отработавшие газы, картерные газы и углеводороды из-за испарения их из топливных баков и не герметичности систем подачи топлива. Автомобиль отрицательно воздействует практически на все составляющие биосферы: атмосферу, водные ресурсы, земельные ресурсы, литосферу и человека. Оценка экологической опасности через ресурс-энергетические переменные всего цикла жизни автомобиля с момента добычи минеральных ресурсов, нужных для его производства, до рециклирования отходов после окончания его службы показала, что экологическая «стоимость» 1- тонного автомобиля, в котором примерно 2/3 массы составляет металл, равна от 15 до 18 тонн твёрдых и от 7 до 8 тонн жидких отходов, размещаемых в окружающей среде. Выхлопы от автотранспорта распространяются непосредственно на улицах города вдоль дорог, оказывая непосредственное вредное воздействие на пешеходов, жителей расположенных рядом домов и растительность. Выявлено, что зоны с превышением предельно допустимым количеством по диоксиду азота и оксиду углерода охватывает до 90% городской территории.

Автомобиль - самый активный потребитель кислорода воздуха. Если человек потребляет в сутки до 20 кг (15.5 м3) в сутки и до 7.5 тонн в год, то современный автомобиль для сгорания 1 кг бензина расходует около 12 м3 воздуха, или в кислородном эквиваленте около 250 л кислорода. Таким образом в крупных мегаполисах автомобильный транспорт поглощает кислорода в десятки раз больше, чем всё их население. Исследования, проведённые на автомагистралях Москвы, показали, что при тихой безветренной погоде и низком атмосферном давлении на оживлённых автомобильных трассах сжигание кислорода в воздухе не редко повышается до 15% его общего объёма. Известно, что при концентрации кислорода в воздухе ниже 17% у людей появляются симптомы недомогания, при 12% и меньше возникает опасность для жизни, при концентрации ниже 11% наступает потеря сознания, а при 6% прекращается дыхание. С другой стороны, на этих магистралях не просто мало кислорода, но воздух ещё насыщен вредными веществами автомобильного выхлопа. Исследования НИИ нормальной физиологии показывают, что в Москве 92…95% загрязнения воздуха даёт автомобильный транспорт. Дым, выбрасываемый заводскими трубами, испарения химических производств, гарь от котельных и все прочие отходы деятельности большего города составляют примерно всего 7% от общей массы загрязнений. Особенностью автомобильных выбросов является также то, что они загрязняют воздух на высоте человеческого роста, и люди дышат этими выбросами. Газы, выделяемые в результате сжигания топлива в двигателях внутреннего сгорания, содержат более 200 наименований вредных веществ, в том числе канцерогены. Нефтепродукты, остатки от стертых шин и тормозных колодок, сыпучие и пыльные грузы, хлориды, которые используют для посыпания дорог зимой, загрязняют придорожные полосы и водные объекты. Трудно представить современного человека без автомобиля. В развитых странах автомобиль уже давно стал самой необходимой бытовой вещью. Уровень так называемой "автомобилизации" населения стал одним из основных экономических показателей развития страны и качества жизни населения. Но мы забываем, что понятие "автомобилизации" включает в себя комплекс технических средств, обеспечивающих движение: автомобиль и дорогу. В наше время автотранспорт является основным источником загрязнения воздуха в крупных городах. Вредные вещества, при эксплуатации автотранспорта, попадают в воздух с выхлопными газами, испарениями из топливных систем, а также во время заправки автомобиля топливом. На выбросы оксидов углерода (углекислый газ и угарный газ) влияет также рельеф дороги, режим и скорость движения автомобиля. Например, если увеличивать скорость авто и резко уменьшать ее во время торможения, то в выхлопных газах количество оксидов углерода увеличивается в 8 раз. Минимальное количество оксидов углерода выделяется при равномерной скорости автомобиля 60 км/ч. Таким образом, содержание вредных веществ в выхлопных газах зависит от ряда условий: режима движения автотранспорта, рельефа дороги, технического состояния автомобиля и др. Теперь опровергнем один миф: дизельный двигатель считается более экологически чистым, чем карбюраторный. Но дизельные двигатели выбрасывают очень много сажи, которая образуется как продукт сгорания топлива. Эта сажа содержит в себе канцерогенные вещества и микроэлементы, выброс которых в атмосферу просто недопустим. А теперь представьте, сколько этих веществ попадает в нашу атмосферу, если большинство наших поездов оснащены именно такими двигателями, потому достались нам в наследство от Советского Союза.

Загрязнение поверхности земли транспортными и дорожными выбросами накапливается постепенно, в зависимости от количества автотранспорта, проезжающего через трассу, дорогу, магистраль и сохраняется очень долго даже после ликвидации дорожного полотна (закрытие дороги, трассы, магистрали или полная ликвидация пути и асфальтового покрытия). Будущее поколение, вероятно, откажется от автомобилей в их современном виде, но транспортное загрязнения почвы станет болезненным и тяжелым последствием прошлого. Возможно, что даже при ликвидации построенных нашим поколением дорог, загрязненную не окисляемыми металлами и канцерогенами почву придется просто убирать с поверхности.

Различные химические элементы, особенно металлы, накапливающиеся в почве, усваивают растения и через них по пищевой цепи переходят в организм животных и человека. Часть из них растворяется и выносится грунтовыми водами, затем попадает в реки, водоемы и уже через питьевую воду может попасть в человеческий организм. Наиболее распространенным и токсичным из транспортных выбросов является свинец. Санитарная норма содержания свинца в почве - 32 мг/кг. По данным экологов содержание свинца на поверхности почвы возле трассы Киев-Одесса в Украине приближается к 1000 мг/кг, но в городе, где движение транспорта очень интенсивное, этот показатель может быть больше в 5 раз. Большинство растений легко переносит повышение содержания тяжелых металлов в почве, лишь при содержании свинца более 3000 мг/кг начинается угнетение растительного мира вокруг дороги. Для животных опасно содержание 150 мг/кг свинца в пище.

Как можно защитить окружающую среду от транспорта? Например, в США строят защитные полосы шириной 100 м по обе стороны магистрали или дороги, где очень интенсивное движение транспорта. За 10 лет эксплуатации такой дороги в ее защитных полосах на каждом метре аккумулируется до 3 кг свинца. В Голландии разрешено использовать под посевы землю, которая находится на расстоянии 150 м и дальше от дороги, так там исследовали, что в пределах 150 м от магистрали в растениях накапливается в среднем от 5 мг/кг до 200 мг/кг свинца.

Латышские ученые установили, что на глубине 5-10 см концентрация металлов меньше, чем на поверхности почвы. Больше всего выбросов накапливается на расстоянии 7-15 метров от края проезжей части, через 25 м концентрация снижается примерно вдвое, а через 100 м приближается к норме. Также стоит обратить внимание на то, что из общего количества выбросов 25% остается на самом дорожном полотне, а остальные 75% оседают на прилегающей территории.

Наряду с загрязнением окружающей среды вредными выбросами следует отметить физическое воздействие на атмосферу в виде образования антропогенных физических полей (повышенный шум, инфразвук, электромагнитные излучения). Из этих факторов наиболее массовое воздействие оказывает повышенный шум. Уровень шума измеряют в децибелах (дБА). Для человека предел равен 90 дБА, если звук превышает этот предел, то это может вызвать у человека нервные расстройства и постоянный стресс. В последнее время транспортный шум стал очень острой проблемой для населения. Основным источником акустического загрязнения окружающей среды является автомобильный транспорт: его вклад в акустическое загрязнение в городах составляет от 75 до 90%. Считается, что в городе 60-80% шума создает движение транспортных средств В крупных городах уровень шума достигает 70…75 дБА, что в несколько раз достигает допустимые нормы. Общий уровень шума на наших дорогах выше, чем на Западе. Это следствие того, что в транспортном потоке слишком много грузовых автомобилей, уровень шума которых равняется 8-10 дБА, т.е. в два раза выше, чем у легковых. Но главная причина в отсутствии контроля уровня шума на дорогах. Требования по ограничению шума отсутствуют даже в Правилах дорожного движения. Неудивительно, что неправильное оборудование грузовиков и плохое фиксирование грузов стало массовым явлением на дорогах. Иногда грузовик, который перевозит около двух десятков газовых труб, создает больше шума, чем поп-оркестр.

Источниками шума во время движения транспорта являются силовой агрегат, системы впуска и выпуска, агрегат трансмиссии, колеса при контакте с поверхностью дороги. В шумовых характеристиках транспорта во время движения по дороге проявляется технический уровень и качество дорожного полотна. А теперь вспомним наше национальное бедствие: плохие дороги с выбоинами, с многочисленными заплатами, лужами, рвами и т.п. Итак, плохая дорога это не только проблема автомобилистов и транспортников, это и экологическая проблема.

1.2 Характеристика автомобильно-дорожного комплекса в России

Автомобильный транспорт служит средством связи между местом проживания и местом работы, магазинами, местами развлечения и отдыха. Поселения и хозяйства вызывают необходимость развития транспорта, а новые пути сообщения и техническое совершенствование транспорта в свою очередь способствуют развитию поселений и хозяйства. Высокие скорости, обеспечиваемые автомобилем, и развитая дорожная сеть придали современному человеку большую мобильность. Развитие транспорта, строительство и поддержание транспортной инфраструктуры увеличивают вредные нагрузки на окружающую среду и человека посредством шума, загрязнения воздуха, разрушения ландшафтов и несчастных случаев.

Отмечается устойчивая тенденция роста численности автотранспортных средств, находящихся в личном пользовании. Средний возраст остается значительным, 10% парка эксплуатируется свыше 13 лет, полностью изношены и подлежат списанию. Такая эксплуатация приводит к непроизводительному расходу топлива и увеличению выброса в атмосферу загрязняющих веществ.

Достигнутый уровень автомобилизации в России в настоящее время в 2 - 4 раза ниже этого уровня в западных странах. Производимые в России модели автомобилей на 8 - 10 лет отстают по всем основным показателям (экономичности, экологичности, надежности, безопасности) от автомобилей, выпускаемых в промышленно развитых странах. К тому же автотранспортные средства отечественного производства не удовлетворяют современным экологическим требованиям. В условиях быстрого роста автомобильного парка это приводит к еще большему возрастанию негативного воздействия на окружающую среду.

Состав автопарка по видам используемого топлива также остался прежним. Доля автомобилей, использующих газовое топливо, не превышает 2%. Удельный вес грузовых автомобилей с дизелями составляет 28% их общего количества. Для автобусного парка России доля автобусов, работающих на дизельном топливе, равна примерно 13%.

Состояние дорог в целом по России неблагополучное. Новые автомобильные дороги строятся крайне медленно. На большой протяженности участки дорог имеют неудовлетворительные гладкость, ровность и прочность. Это создает предпосылки возникновения транспортных происшествий.

В инфраструктуре транспортной отрасли насчитывается около 4 тыс. крупных и средних автотранспортных предприятий, занятых пассажирскими и грузовыми перевозками. С развитием рыночных отношений появились в большом количестве коммерческие транспортные подразделения небольшой мощности. Они выполняют автомобильные перевозки, техническое обслуживание и ремонт автомобилей, оказывают сервисные услуги и осуществляют прочие виды деятельности. Рост автопарка, изменение форм собственности и видов деятельности существенно не повлияли на характер воздействия автотранспорта на окружающую природную среду.

Основная масса (80%) вредных веществ выбрасывается автотранспортом на территориях населенных пунктов. Он по-прежнему сохраняет лидерство в загрязнении атмосферы городов. В середине 90-х годов на долю автотранспорта в России приходилось 80% выбросов свинца, 59% оксида углерода, 32% оксидов азота.

2. Загрязняющие вещества, выбрасываемые в атмосферу

2.1 Отработанные газы двигателей, характеристика групп

В состав выбросов от автомобилей входит около 200 химических соединений, которые в зависимости от особенностей воздействия ев организм подразделяют на 7 групп. Период их существования длится от нескольких минут до 4 - 5 лет.

В первую группу входят химические нетоксичные вещества, содержащиеся в естественном составе атмосферного воздуха: азот, кислород, водород, водяной пар, углекислый газ и другие естественные компоненты атмосферного воздуха. Автотранспорт выбрасывает в атмосферу такое огромное количество пара, что в Европе и Европейской части России оно превышает по массе испарения всех водоёмов и рек. Из-за этого растёт облачность, а число солнечных дней заметно снижается. Серые, без солнца , дни, непрогретая почва, постоянно повышенная влажность воздуха - всё это способствует росту вирусных заболеваний , снижению урожайности сельскохозяйственных культур.

Ко второй группе относят только одно вещество - оксид углерода, или угарный газ (СО). Это бесцветный газ без вкуса и запаха, является продуктом неполного сгорания нефтяных видов топлива, очень слабо растворимый в воде, легче воздуха. Оксид углерода обладает выраженным отравляющим действием. Вдыхаемый человеком, он соединяется с гемоглобином крови и подавляет его способность снабжать ткани организма кислородом. В результате наступает кислородное голодание организма и возникают нарушения в деятельности центральной нервной системы. Последствия воздействия зависят от концентрации оксида углерода в воздухе; так, при концентрации 0,05% через 1 час появляются признаки слабого отравления, а при 1% наступает потеря сознания после нескольких вдохов. Отравлению угарным газом часто подвержены водители автотранспортных средств при ночевках в кабине с работающим двигателем или при прогреве двигателя в закрытом гараже.

В 3-ю группу входят оксид азота ( ПДК 5 мг/м3, 3кл.) - бесцветный газ и диоксид азота (ПДК 2 мг/м3, 3кл.) - газ красновато бурого-цвета с характерным запахом. Эти газы, образуются в камере сгорания ДВС при температуре 2800. Они являются примесями, способствующими образованию смога. Для человеческого организма оксиды азота еще более вредны, чем угарный газ. Попадая в организм человека, они, взаимодействуя с влагой, образуют азотистую и азотную кислоты (ПДК 2мг/м3, 3 кл.) Последствия воздействия зависят от их концентрации в воздухе, так, при концентрации 0,0013% происходит слабое раздражение слизистых оболочек глаз и носа, при 0,002% - образование мета-гемоглобина, при 0,008 - отёк лёгких, при высоких концентрациях оксидов азота возникают астматические проявления.

Вдыхая воздух, содержащий оксиды азота в высоких концентрациях, человек не имеет неприятных ощущений и не предполагает отрицательных последствий.

Четвертая группа. В эту группу входят различные углеводороды, то есть соединения типа СХНУ. Они образуются в результате неполного сгорания топлива в двигателе.

Углеводороды токсичны и оказывают неблагоприятное воздействие на сердечно-сосудистую систему человека. Углеводородные соединения отработавших газов, наряду с токсическими свойствами, обладают канцерогенным действием. Наиболее опасным из них является 3,4 - бенз(а)пирен (ПДК 0,00015 мг/м3, 1кл.) - мощный канцероген. При нормальных условиях это соединение представляет собой иглообразные кристаллы жёлтого цвета, плохо растворимые в воде и хорошо - в органических растворителях. В сыворотке человека растворимость бенз(а)пирена достигает 50 мг/мл.

В пятую группу входят альдегиды, органические соединения содержащие альдегидную группу, связанную с углеводородным радикалом. Наибольшее количество альдегидов образуется на режимах холостого хода и малых нагрузок, когда температуры сгорания в двигателе невысокие. Наиболее опасны из них акролеин и формальдегид. Акролеин - альдегид акриловой кислоты (ПДК 0,2 мг/мл3, 2 кл.) - бесцветная, с запахом пригорелого жира и весьма летучая жидкость, хорошо растворяющаяся в воде. Концентрация 0,00016% является порогом восприятия запаха, при 0,002% запах трудно переносим, при 0,005% запах трудно переносим, а при 0,014% через 10 минут наступает смерть. Формальдегид (ПДК 0,5 мг/м3, 2кл.) - бесцветный, с резким запахом газ, легко растворяющийся в воде. При концентрации 0,007% вызывает лёгкое раздражение слизистых оболочек глаз и носа, а также верхних органов дыхания, при концентрации 0,018% осложняется процесс дыхания.

В шестую группу входят сажа (ПДК 4 мг/м3, 3 кл.), которая оказывает раздражающее воздействие на органы дыхания, и другие дисперсные частицы (продукты износа двигателей, аэрозоли, масла, нагар и др.). Сажа - частицы твердого углерода черного цвета, образующиеся при неполном сгорании и термическом разложении углеводородов топлива. Создавая дымный шлейф за транспортным средством, сажа ухудшает видимость на дорогах. Исследования, проведённые в США, выявили, что 50…60 тыс. человек умирают ежегодно от загрязнения воздуха сажей. Было выяснено, что частички сажи активно абсорбируют на своей поверхности бенз(а)пирен, вследствие этого ухудшается здоровье детей, страдающих респираторными заболеваниями, а также людей престарелого возраста.

В седьмую группу входят сернистые соединения - такие неорганические газы, как сернистый ангидрид, сероводород, которые появляются в составе отработавших газов двигателей, если используется топливо с повышенным содержанием серы. Значительно больше серы присутствует в дизельных топливах по сравнению - с другими видами топлив, используемых на транспорте.

Сернистые соединения оказывают раздражающее действие на слизистые оболочки горла, носа, глаз человека, могут привести к нарушению углеводного и белкового обмена и угнетению окислительных процессов, при высокой концентрации (свыше 0,01%) - к отравлению организма.

В восьмую группу входят свинец и его соединения - встречаются в отработавших газах карбюраторных автомобилей только при использовании этилированного бензина. В бензин в качестве антидетонационной присадки вводят тетраэтилсвинец (ПДК 0,005 мг/ м3, 1 кл.). Поэтому около 80% свинца и его соединений, загрязняющих воздух, попадают в него при использовании этилированного бензина. Свинец и его соединения снижают активность ферментов и нарушают обмен веществ в организме человека, а также обладают кумулятивным действием, т.е. способностью накапливаться в организме. Соединения свинца особенно вредны для интеллектуальных способностей детей. В организме ребёнка остаётся до 40% попавших в него соединений. В придорожном пространстве примерно 50% выбросов свинца в виде микрочастиц сразу распределяются на прилегающей поверхности. Остальное количество в течение нескольких часов находится в воздухе в виде аэрозолей, а затем также осаждается на землю вблизи дорог. Накопление свинца в придорожной полосе приводит к загрязнению экосистем и делает близлежащие почвы непригодными к сельскохозяйственному использованию. Добавление к бензину присадки Р-9 делает его высокотоксичным.

В развитых странах мира применение этилированного бензина ограничивается или уже полностью прекращено. Например, в США применение этилированного бензина запрещено повсеместно, а в России только в Москве, в Санкт - Петербурге и ряде других крупных городов. Однако ставится задача отказаться от его использования. Крупные промышленные центры и курортные местности переходят на использование неэтилированных бензинов. Негативное воздействие на экосистемы оказывают не только рассмотренные компоненты отработавших газов двигателей, выделенные в восемь групп, но и сами углеводородные топлива, масла и смазки. В местах заправки транспортных средств топливом и маслом происходят случайные разливы и намеренные сливы отработанного масла прямо на землю или в водоемы. На месте масляного пятна длительное время не произрастает растительность.

2.2 Характеристика смогов

Углеводороды под действием ультрафиолетового излучения Солнца вступают в реакцию с оксидами азота, в результате образуются новые токсичные продукты - фотооксиданты, являющиеся основой "смога". Смог (от англ. smoke - дым и fog - туман).

По характеру действия стали выделять две разновидности смога: лос-анжелесского типа - сухой и лондонского типа - влажный.

Такой смог формируется в атмосфере под действием солнечного света при отсутствии ветра и низкой влажности из компонентов, характерных для выхлопных газов автомобилей. Впервые смог зафиксирован в 1944 г. в Лос-Анджелесе, когда в результате большого скопления автомобилей была парализована жизнь одного из крупнейших городов США. В результате фотохимических реакций образуются соединения, вызывающие увядание и гибель растений, сильно раздражающие слизистые оболочки дыхательных путей и глаз. Смог Лос-Анджелесского типа усиливает коррозию металлов, разрушение строительных конструкций, резины и других материалов. Окислительный характер такому смогу придают озон и другие, образующиеся в нем вещества. Исследования, проведенные в 50-х годах в Лос-Анджелесе, показали, что увеличение концентрации озона связано с характерным изменением относительного содержания NO2 и NO.

В 1952 году явление смога наблюдалось в Лондоне. Туман сам по себе для организма человека не опасен, однако в условиях города, при непрекращавшемся поступлении дыма в приземные слои атмосферы в них скопилось несколько сотен тонн сажи (одного из виновников температурной инверсии) и вредных для дыхания человека веществ, главным из которых являлся сернистый газ.

Лондонский (влажный) смог - это сочетание газообразных и твердых примесей с туманом - результат сжигания большого количества угля (или мазута) при высокой влажности атмосферы. Впоследствии в нем практически не образуется каких-либо новых веществ. Таким образом, токсичность целиком определяется исходными загрязнителями.

Английские специалисты зафиксировали, что концентрация диоксида серы SO2 в те дни достигала 5-10 мг/м3 и выше при предельно допустимой концентрации этого вещества в воздухе населенных мест 0,5 мг/м3. Смертность в Лондоне резко возросла в первый же день катастрофы, а по прошествии тумана она снизилась до обычного уровня. Также было установлено, что прежде других умирали горожане старше 50 лет, люди, страдающие заболеваниями легких и сердца, а также дети в возрасте до одного года.

Точные данные о событиях тех дней - результат того, что к этому времени исследования воздуха проводились уже несколько десятилетий, ибо проблема загазованности в Лондоне существовала с давних пор

Урок из трагедии 1952 г. был извлечен достаточно быстро. В 1956 г. был принят закон о чистоте воздуха, который стал строго соблюдаться, и к 1970 г. выброс сажи (виновника атмосферной инверсии) удалось снизить в 13 раз. В результате от былых Лондонских туманов не осталось и следа. Отмечаются случаи, когда в центре города тумана меньше, чем в его окрестностях, хотя проблема загрязненности оксидами серы сохранилась.

Впоследствии смог периодически появлялся во многих крупнейших городах мира.

3. Автомобиль как причина болезни человека

Основной проблемой больших городов является значительный рост заболеваемости населения хроническими заболеваниями. В частности, заболеваниями дыхательных путей, такими как астма, бронхит и аллергический ринит. Увеличение автотранспорта значительно увеличивает риск заболеваемости. В данной публикации мы рассмотрим авто транспорт как источник загрязнения. Где же нас подстерегает опасность?

Мы привыкли полагать, что основными вредителями для здоровья человека являются выхлопные газы и вредные вещества, которые в них содержатся. Но мало, кто задумывается над тем, из каких материалов сделаны элементы внутренней отделки салона. Также немаловажную роль играют чистящие средства, которые используются при чистке салона автотранспорта. При выборе автомобиля необходимо поинтересоваться, какой материал используется при производстве внутреннего убранства и дизайна салона. Также следует внимательно изучить состав авто-химии, и следовать инструкции по её применению.

Известно, что для изготовления элементов внутренней отделки салона автомобиля используют материалы, в состав которых входят формальдегиды и кислоты, которые выделяют довольно вредные вещества. В состав лакокрасочных материалов входят растворители, пары которых так же вредны для здоровья человека. К большому сожалению, не все производители указывают весь комплекс веществ, которые применяются при производстве. В последующем такие материалы пагубно сказываются на самочувствии водителя, а выделение вредных паров может служить причиной хронических заболеваний.

При выборе автотранспорта необходимо учитывать не только его внешний вид и эстетику салона. В первую очередь, сядьте в салон и закройте дверь. Наличие резкого неприятного запаха внутри салона говорит о большом количестве элементов интерьера некачественного производства.

Также очень важно использовать чистящие средства для чистки салона автотранспорта надлежащего качества, и предназначенные только для использования на поверхностях данного материала.

Применение стекло-омывающих жидкостей влечёт к проникновению их паров внутрь салона. При выборе стекло-омывающей жидкости внимательно изучите состав данного препарата. В составе не должно содержаться такого вещества, как метанол. В России использование метанола запрещено, так как это вещество очень ядовито. Его пары сильно раздражают слизистые оболочки и могут стать причиной значительного ухудшения самочувствия, вплоть до судорог. Употребление метанола внутрь может вызвать сильнейшее отравление и повлечь потерю зрения. Многие производители не указывают истинный состав веществ, входящих в "незамерзайку". Поэтому, если вы не уверены в качестве такого вещества, то воспользуйтесь советом, и заполните бак стекло-омывателя автотранспортного средства раствором воды и недорогой водки, добавив, немного моющего средства. Также следует правильно хранить средства автомобильной "гигиены".

Автотранспорт является источником загрязнения и в момент действия тормозных колодок - происходит выброс целого ряда вредных веществ, таких как медь, цинк, молибден. Используемый в конструкции колодок, асбест выделяет ядовитые вещества, которые могут вызвать раковые заболевания. Чтобы избежать проникновения в салон автомобиля вредных соединений необходимо использовать фильтры. Эффективность их применения зависит от степени герметизации салона автотранспорта и своевременной замены фильтров.

Следует отметить, что наличие кондиционера и ионизатора воздуха в салоне авто не защищает организм человека от вредного воздействия вредных испарений. Кондиционер служит только для охлаждения воздуха, а применение ионизатора в салоне может нанести ещё больший вред. Ионизация загрязнённого воздуха, в принципе, вредна.

Как бы это не звучало странным, но основным источником загрязнения автотранспортом являются не выхлопные газы, а автомобильные шины. Вообще, резиновые детали не вредны для окружающей среды, и не представляют никакой опасности для здоровья человека. Но вот взаимодействие резины с другими веществами может привести к образованию вредных соединений. Вещества, образующиеся во время сцепления шин автотранспортного средства с дорожным покрытием, могут причинить значительный вред здоровью. Так как они, легко проникая в дыхательные пути, могут вызвать аллергическую реакцию. Во время торможения выделяются различные токсичные соединения, названия которых пугают. Вред, наносимый ими всему живому, так же огромен. Представьте, что в большом городе выброс шинной пыли в день достигает нескольких тонн. Она оседает на дорогах и тротуарах, и в жаркую сухую погоду поднимается вверх. Эта пыль попадает в дыхательные пути и надолго откладывается в организме. И надо заметить, что такая пыль надолго остаётся в нашем организме. Количество образования такого вредного вещества напрямую зависит от качества самой резины шин, правильности регулировки ходовой части автотранспорта, манеры вождения водителя и соблюдения правил эксплуатации. Чем равномернее изнашивается протектор шины, тем меньше шинной пыли образуется.

Также стоит обратить внимание на "качество" выхлопных газов. При сгорании бензинового топлива выделяется порядка 200 вредных веществ. Самыми токсичными являются окислы азота и углерода, органические соединения и тяжёлые металлы. При проверке загрязнения выхлопа автотранспорта учитывают только процент содержания углеводородов и окисла углерода. У дизельных автомобилей проверяется ещё и содержание сажи. Большое содержание вредных веществ сосредоточено на расстоянии 50 - 150 см от земли, поэтому им не составляет труда беспрепятственно попасть в организм человека, достаточно лишь произвести вдох.

Так как угарный газ не имеет ни цвета, ни запаха, человек не может обнаружить его присутствие в воздухе. Тем не менее, газ начинает свою чёрную работу, результатом которой может стать кислородное голодание человека. Головокружение, тошнота, рвота, головная боль и замедленная реакция водителя - основные признаки отравления угарным газом. Неполное сгорание углерода топлива приводит к образованию угарного газа. Даже кратковременное нахождение в помещении (или салоне автотранспортного средства) с высокой концентрацией угарного газа может привести к смерти. Смертельная концентрация этого вредного вещества в гараже может образоваться за 2-3 минуты после запуска стартера.

О большом содержании окисла азота в воздухе больших городов или оживлённых магистралей говорит образование смога, который нависает над дорогой. Небо при этом кажется не голубым, а серым. Это вредное вещество образуется при сгорании любого вида топлива. Такой газ, попадая в организм человека, раздражает дыхательные органы и слизистые оболочки, и может являться возбудителем тяжёлых заболеваний лёгких. Больше всего окисла азота выделяется при холостых оборотах двигателя автотранспорта в момент простаивания в городских пробках и ожидании нужного сигнала светофора. Большая концентрация этого загрязнения от автотранспорта в закрытом помещении вызывает отёк лёгких и смерть.

Содержание частиц тяжёлых металлов в выхлопе так же вредит здоровью. В частности, соединения свинца, которые до сих пор применяют российские производители топлива, очень канцерогены, а попадание этих загрязнений в организм человека может привести к их накапливанию и повышенному созданию смертельно опасной концентрации.

4. Снижение воздействия автомобильного транспорта на окружающую среду.

4.1 Основные направления и пути снижения вредных выбросов автотранспорта

автотранспорт газ загрязняющий атмосфера

Приоритетными направлениями снижения загрязнения окружающей среды автомобильным транспортом являются:

- применение новых видов автотранспорта, минимально загрязняющих окружающую среду (например, электромобили);

- рациональная организация и управление транспортными потоками;

- использование более качественных или экологически чистых видов топлива (например, газ);

- применение совершенных систем - катализаторов топлива и систем шумоглушения - глушителей шума.

Все мероприятия по снижению выбросов автотранспортом подразделяют на технологические, санитарно-технические, планировочные, административные. К технологическим мероприятиям относятся: замена топлива, замена двигателя, совершенствование рабочего процесса двигателя, современное техническое обслуживание. К санитарно-техническим: рециркуляция отработавших газов, нейтрализация ОГ. Планировочные включают в себя организацию пересечения улиц на разных дорогах, организацию подземных(надземных) пешеходных переходов, а также озеленение магистралей и улиц. Административными являются мероприятия по установлению нормативов качества топлива и допускаемых региональных выбросов, выводу из города транзитного транспорта, складских баз и терминалов, выделению полос движения общественного автотранспорта и скоростных дорог безостановочного движения.

Можно выделить два основных направления повышения экологичности автомобильного транспорта. Первое связано с техническим совершенствованием двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и организацией рационального дорожного движения, а второе - с разработкой гибридных транспортных средств, электромобилей, оснащённых инерционными накопителями.

Техническое совершенствование ДВС двигателей идёт по следующим направлениям: экономия топлива, введение присадок в топливо, использование комбинированных и новых типов топлива, очистка отработавших газов.

В комплексе технологических мер по снижению вредных выбросов от автотранспорта важное место занимает разработка технологий глубокой очистки бензина и дизельного топлива от серы и некоторых тяжёлых металлов, в частности ванадия, непосредственно на предприятиях нефтеперерабатывающей промышленности. Следующей самостоятельной задачей является регулировка двигателей. Известно, что хорошо отрегулированный двигатель на 30…40% улучшает характеристики сгорания топлива, что приводит к сокращению выбросов вредных веществ. Регулировка двигателей выполняется в процессе специализированных работ в стационарных условиях.

Исходя из изложенного, следует подчеркнуть, что суть экологической безопасности автотранспорта - в экологически безопасном топливе, высоком КПД его использования на всех режимах работы двигателя, качестве дорожного покрытия, опыте водителя и оптимальное регулирование дорожного движения.

Важную роль в системе снижения вредных выбросов играют нейтрализаторы. В комплексе с бензином с улучшенными экологическими характеристиками, системами диагностики и регулировки двигателей, нейтрализаторы завершают набор необходимых технических систем экологической безопасности автотранспортных средств.

К другому важному аспекту (с эколого-экономической точки зрения) рассматриваемой проблемы относится переработка отходов автотранспортных средств, так как, нанося ущерб окружающей среде, они одновременно являются ценным вторичным продуктом.

4.2 Обращение с отходами автотранспортных средств

4.2.1 Обращение с отходами в зарубежных странах

К числу объектов, отрицательно влияющих на окружающую среду, относятся отходы автотранспортных средств (ОАТС): изношенные автомобили и их заменяемые детали (шины, аккумуляторы, корпуса, рамы, агрегатные узлы и др.). Известно, что основу отходов легкового автомобиля, например, массой 800 кг составляют чёрные и цветные металлы в количестве, равном соответственно 71,1 и 3,4%, полимерные материалы - 8,5%, каучук - 4,7%, стекло- 4%, бумага и картон - 0,5%, прочие материалы, в том числе и опасные химические соединения - 7,8%.

Проблема переработки ОАТС стоит остро для многих стран. В странах Евросоюза отходы автотранспортных средств формируются в самостоятельный поток. Обращение с ними чётко регламентируется нормативно-правовыми актами и контролируется государственными органами, регулируется экономически - предприятия несут ответственность за переработку выпущенной ими продукции. Необходимые средства на переработку отходов выделяются государством (за счёт сбора налогов с владельцев автомобилей и фирм импортёров) и аккумулируются в специальных экологических фондах на местном федеральном уровне.

Среди экономически развитых стран не существует единства мнений в выборе путей решения этой проблемы. Одни, например, Швейцария, считают экономически целесообразной схему ОАТС, основанную на селективном сборе и переработке легко утилизируемых материалов. Это позволяет перерабатывать до 75% ОАТС, оставшиеся 25% отходов размещаются на свалках или сжигаются вместе с твёрдыми бытовыми отходами. Другие страны (Германия, Италия) добиваются максимальной переработки ОАТС ( по отдельным материалам до 99%), используя рециклинг, внедрение новых безотходных технологий и стандартизации производственной продукции.

По международным нормам допустимым сроком эксплуатации легковых автомобилей считается 10 лет, после чего они должны отправляться на переработку. В Швейцарии, где ежегодно образуется порядка 250 тыс. старых легковых автомобилей, схема организации потоков ОАТС (рис. 1), как правило, начинается с площадок сбора отходов.

Рис.1. Схема организации потоков ОАТС в Швейцарии

Демонтаж автомобилей и селективный сбор материалов с выделением опасных отходов производят ремонтные мастерские, имеющие государственную лицензию на выполнение работ данных видов. Из общего потока ОАТС отбираются кондиционные узлы и детали (для рециклинга или продажи), аккумуляторы, изношенные шины. Остальные отходы (кузова, рамы и другие крупногабаритные части автомобиля) последовательно обрабатываются с помощью прессования, резки, дробления, получаемая при этом измельчённая фракция подвергается сепарации магнитными улавливателями для отделения металлолома. Далее собранные в отдельные потоки ОАТС направляются на переработку.

Металлолом сортируется на черные и цветные металлы, которые в дальнейшем поступают на переплавку. Таким образом перерабатывается 114 тыс. тонн чёрных и 12 тыс. тонн цветных металлов в Швейцарии.

Ежегодно на внутренний рынок Швейцарии поступает 3,5 млн новых шин. Ресурс пробега каждой шины составляет 40 тыс. км, после чего она изымается из дальнейшей эксплуатации. Такая ситуация способствует накоплению 50…60 тыс. тонн изношенных шин, из которых 21 тыс. тонн экспортируется для переработки в другие страны, 17 тыс. тонн сжигается на асфальтобетонных заводах, 12 тыс. тонн после измельчения используется в качестве шума-поглощающего материала при строительстве автодорог, укладке железнодорожных и трамвайных путей и только небольшая часть из них рециклизируется.

В Швейцарии ежегодно образуются около 700 тыс. тонн отработанных аккумуляторов. Содержащиеся в них кислоты (4 тыс. тонн) подвергаются нейтрализации. Свинец, связанный с сурьмой (8 тыс. тонн), вывозиться для переработки в другие страны, а полимерные отходы (1,4 тыс. тонн) уничтожаются путём их высокотемпературного сжигания.

4.2.2 Организационно-технологическая схема утилизации отходов

В общем виде схема утилизации представляет собой систему мер по управлению движением потоков ОАТС и комплексной их утилизации ( рис.2):

Рис.2. Организационно - технологическая схема утилизации отходов автотранспортных средств и транспортного и бытового обслуживания

Движение ОАТС начинается с площадок сбора данных отходов. Часть этих площадок, оснащённых резательным и прессовым оборудованием для предварительной обработки отходов (для повышения эффективности их хранения и транспортировки), может быть преобразована в сортировочно - накопительные склады. Последние необходимы как для квалифицированной сортировки отходов, зачастую обусловливающей эффективность их дальнейшей переработки, так и для исключения экологически опасных компонентов ОАТС.

Продуктивно и взаимовыгодное функционирование площадок сбора отходов и соответствующих сортировочно - накопительных складов предполагает развёртывание информационно - экспертной системы (ИЭС), определяющей структуру, характеристики и объёмы вторичного сырья, необходимого переработчикам и другим потребителям.

Далее с помощью региональной биржевой системы инвентаризации и перераспределения вторичных ресурсов на базе ИЭС производиться управление потоками собранных отходов по направдениям их технологической обработки.

4.2.3 Разборка автотранспортных средств подлежащих утилизации

Разборка автотранспортных средств может рассматриваться как самостоятельное направление переработки ОАТС, особенно тогда, когда имеются постоянные потоки изношенных или некондиционных АТС. Все работы по разборке АТС на составные части (раму, кабину, двигатель, колёса и др.) должны проводиться на специализированных предприятиях.

Перед разборкой АТС целесообразно разделять на 4 технологических потока, различающиеся конструктивным исполнением и возможностью использования специализированных постов их разборки: легковые автомобили, автобусы, грузовые автомобили, прицепы и полуприцепы. Указанные потоки неодинаковы по количеству, поэтому участки разборки наряду со специализацией должны обладать и определённой универсальностью. Достаточная универсальность должна быть главным принципом организации работ и оснащения технологическим оборудованием всех разборочных участков предприятия. Например, на участке разборки прицепов и полуприцепов при незначительном его дооснащении можно разбирать и грузовые автомобили. Дооснащение касается лишь вспомогательного оборудования, и прежде всего дополнительного комплектования подъёмно - транспортными средствами со специальными захватами для снятия двигателя, кабины и др.

Разбираемые изделия можно подавать на участки и перемещать по ним пластинчатыми конвейерами, наиболее удобными для данного вида работ.Конвейеры разборочных цехов целесообразно оборудовать приводом с периодическим действием (перемещением). Это связано с возможностью достаточно широкого разбросса трудоёмкостей операций демонтажа.

Рабочие посты разборочных участков должны быть оснащены опрокидывателеями, консольными поворотными кранами, гайковёртами различных мощностей и размеров, аппаратами резки металла. Последние используются, если резьбовые не поддаются разборке с помощью гайковёртов. Опрокидыватели необходимы для обеспечения доступа к АТС при снятии с них мостов, коробок передач, рулевых управлений и др.

4.2.4 Сортировка и утилизация резинотехнических изделий

Восстановление изношенных шин.

В настоящее время в большинстве развитых стран проблемы рециклинга изношеннных шин привлекают всё большее внимание (рис 3):

Рис.3.Годовое количество изношенных шин в высокоразвитых странах

Так, в странах ЕС восстанавливается около 15% использованных шин для легковых машин и более 50% грузовых покрышек, что на 20% дешевле производства новых шин, без ухудшения их эксплуатационных характеристик. Особенно эффективно многократное восстановление крупногабаритных шин, поскольку эксплуатационные затраты на них часто превышают начальную стоимость автотранспорта.

Использование целых использованных шин и их кусков.

Зарубежные исследования показали, что шины практически не загрязняют воду и их прогнозируемая долговечность в спокойной воде достигает сотен лет, потому их применяют даже при создании искусственных нерестилищ для рыбы, а во Франции и для усиления грунта (успешно функционируют несколько сотен таких инженерных сооружений). При эколого-экономической экспертизе проектов следует рекомендавать проектировщикам использовать изношенные шины и их куски, что позволит добиться экономиии финансовых средств в несколько раз, а первичных стройматериалов (цемента, щебня и др.) - в десятки раз. Особенно перспективны изношенные шины :

- для защиты от эрозии почвы и берегов (рекультивация оврагов, строительство дамб и других ограждающих сооружений);

- при строительстве мостов и водопропускных коллекторов в дорожной индустрии;

- при создании звукоизолирующих ограждений - экранах на автодорогах;

- для усиления “слабых” грунтов в инженерных сооружениях широкого профиля.

- В комбинации с пластмассами из кусков изношенных шин можно изготавливать специальные маты и рукава для подпочвенных оросительных систем и сельскохозяйственного дренажа.

Использование измельчённых вулканизаторов.

Измельчённые вулканизаторы используются в полимерных смесях для производства строительных и технических материалов как добавки в дорожных покрытиях и в различных технологических процессах.

Измельчительные вулканизаторы дисперсностью 0,007 до 1,5 мм широко используются при изготовлении обуви, шин, резиновых покрытий, матов и дорожек, линолеумов,плиточных материалов, композитных материалов с термопластами, бикомпонентных наполнителей резинотехнических изделий и в качестве адсорбентов. В России потребляется около 74 тыс. т./год измельчённых вулканизаторов, при расширении работ по их поверхностной модификации объёмы применения значительно увеличаться.

Несмотря на увеличение стоимости работ от 10 до 100% резиноасфальт имеет большую износо- и морозостойкость, снижает шум и тормозной путь автомобиля. Биль о транспорте (США) поддержал применение резиноасфальта, что позволило использовать до 30% изношенных шин из накапливаемых ежегодно в США.

Крупнодисперсные и смешанные измельчённые вулканизаторы могут широко применяться в качестве мульчи для сельского хозяйства, поскольку лучше, чем органика, сохраняет влагу, и как добавка к компосту. Добавки измельчённых вулканизаторов перспективны при формированиии поверхности искусственных и травянфх спортивных полей с заданной эластичностью. Расширяется использование измельчённых вулканизаторов как сорбентов для химических и горючесмазочных отходов и загрязнителей.

Температурная деструкция изношенных шин и резино - технических изделий.

Температурная деструкция имеет применение, к её основным видам относятся пиролиз (высокотемпературный процесс деструкции молекул исходных веществ) и деструктивная гидрогенерация (переработка в присутствии катализаторов при реакции гидрирования - расщепление молекул сырья с присоединением к ним водорода).

Использование отходов резино - технических изделий и шин в качестве энергоносителей.

Сжигание изношенных шин энергетически неперспективно, так как для изготовления легковой шины требуется энергия, содержащаяся в 35 литрах нефти, а при её сжигании возвращается энергия, эквивалентная лишь 8 литрам нефти, т.е. затраты на полимеризацию не восполняются. Однако сжигание шин в цементных печах снижает загрязнение окружающей среды и в ряде случаев экономически выгодно.

Заключение

В своём реферате я рассказал о том , что автотранспорт является самым мощным источником загрязнения окружающей среды, в конце я хочу подвести итоги моей работы. Итак, численность автомобилей в России увеличивается, хотя треть автопарка сильно изношены, и подлежат списанию. Транспортно-дорожный комплекс является важнейшим составным элементом экономики России. Но его функционирование сопровождается мощным негативным воздействием на природу.

Транспорт - один из основных загрязнителей атмосферного воздуха. Его доля в общем объеме выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных и подвижных источников по России составляет около 70%, что выше, чем доля любой из отраслей промышленности. Автотранспорт выбрасывает 280 тыс. тонн загрязнений в год, что в четыре раза больше допустимых в России норм. В окружающую среду в ходе работы двигателей выбрасывается большое количество вредных веществ, таких как: азот, оксид углерода, углеводороды, альдегиды, сажа, сернистые соединения, свинец.