Влияние транспорта на окружающую среду

Введение

На рубеже XXI в. человечество оказалось перед парадоксальным фактом: с одной стороны - научно-технический прогресс в сочетании с экологической неграмотностью послужили причиной деградации окружающей среды; с другой стороны - только человек должен стать гарантом охраны природы. Сейчас, когда человек, по определению В.И. Вернадского, превратился в «огромную геологическую силу», мы должны охранять окружающую среду от человека и для человека, что является только частью проблем, решаемых экологией. Экология является перекрестком для специалистов всех направлений, для которых, как и для всех людей планеты, экологические знания являются насущной необходимостью сегодняшнего дня, и учебным классом становится весь мир. Более глубокое освоение каждым человеком экологических знаний будет способствовать бережному отношению к природе и сохранению ее богатств.

В настоящее время проблемы экологии природопользования очень остро стоят перед человечеством. Растет население планеты, промышленное производство, количество транспортных средств, добыча полезных ископаемых и как следствие негативное антропогенное воздействие на окружающую среду. В истории большое количество экологических просчетов, неприятия экологических норм и как следствие последствий, как в локальном, так и глобальном масштабе. Примерами служит авария на Чернобыльской АЭС, варварская добыча золота на Аляске в период освоения, проект «Поворот рек» в СССР и т.д.

На современном этапе в зарубежных странах серьезно занимаются вопросами проблем экологии и антропогенного воздействия на природу. Создано множество организаций и движений по защите природы - это и ЮНЕСКО, и Green peace и многие другие.

Но как бы они не старались, мы все равно сталкиваемся с различными катастрофами и проблемами, главными из которых по-прежнему остаются халатное отношение человека и растущее потребление.

Особенно остро данная проблема стоит в России. РФ является развивающейся страной, где проблемам экологии уделяется крайне мало внимания. Мы повсюду сталкиваемся с варварским отношением к природе и попиранием всяческих норм и правил. С ростом добычи полезных ископаемых и биоресурсов нам требуется плановый подход к рациональному природопользованию и сохранению популяций, чему в настоящее время уделяется очень мало внимания. Поэту в данной работе мы попытаемся показать, как важно бережно относится к нашей природе, чтобы избежать глобальных последствий в будущем. Поэтому актуальность данной работы не оставляет сомнений.

Цель данной работы изучить влияние транспорта на различные экосистемы.

Задачи:

- определить понятие экологии

- понятие экосистемы и ее виды

- провести классификацию существующих видов транспорта

- определить воздействие различных видов транспорта на окружающую среду и снижение выбросов.

1. Теоретическая часть

1.1 Понятие экологии

Термин «экология» и его производные активно вошли в лексикон нашей повседневной жизни. Экология стала одной из сторон гуманизма, включающей в себя духовность, понимание единства человека с природой, высокую культуру, интеллект. Заслуга введения термина «экология» в науку принадлежит немецкому биологу Эрнсту Геккелю (1866), который использовал его в капитальном труде «Общая морфология организмов». Под экологией Э. Геккель понимал «науку о месте обитания видов» и определил ее как биологическую науку, изучающую взаимоотношения организмов с окружающей средой.

Это слово (греч.) в буквальном смысле означает «экос» - дом, жилище; «логос» - наука. Современные экологи рассматривают экологию как науку о закономерностях взаимосвязей и взаимодействии организмов и их систем друг с другом, а также со средой обитания и изменением этих закономерностей под влиянием природных и антропогенных воздействий.

Возникнув в недрах биологии, экология получила развитие в различных областях знаний человека. Сегодня экология понимается как: Часть биологии (биоэкология), изучающая отношение организмов (особей, популяций, биоценозов и т.п.) между собой и окружающей средой.

Дисциплина, изучающая общие законы функционирования экосистем различного иерархического уровня; Комплексная наука, исследующая среду обитания живых существ (включая человека); Область знаний, рассматривающая некую совокупность предметов и явлений с точки зрения субъекта или объекта (как правило, живого или с участием живого), принимаемого за центральный в этой совокупности (это может быть и промышленное предприятие); Исследования положения человека как вида, его связи с экологическими системами и мерой воздействия на них.

В целом современная, всеобщая или «большая» экология (глобальная) - научное направление, рассматривающее некую значимую для центрального члена анализа (субъекта, живого объекта) совокупность природных и отчасти социальных (для человека) явлений и предметов с точки зрения интересов этого центрального субъекта или живого объекта. В настоящее время экология включает ряд научных отраслей и дисциплин, подчас далеких от первоначального понимания экологии как биологической науки (биоэкологии), хотя в основе всех современных направлений экологии лежат фундаментальные идеи биоэкологии.

В связи с многозначностью термина «экология» высказываются опасения полного стирания первоначального смысла экологии как биологической науки. Однако такие опасения не имеют достаточного под собой основания. Из приведенных определений четвертое имеет наиболее общефилософский смысл и ближе всего соответствует современному широкому пониманию экологии.

Взаимоотношения общества и окружающей среды тесно связаны с развитием социальной экологии, которая как научная дисциплина рассматривает взаимоотношения в системе «общество-природа», изучает взаимодействие и взаимосвязи человеческого общества и природы среды и разрабатывает научные основы рационального природопользования, направленные на охрану природы, оптимизации среды обитания человека. Социальная экология выявляет закономерности взаимодействия человеческого общества и его отдельных территориальных групп с природой и проектирование на этой основе новой гармонической среды. Она рассматривает соотношения общества с географической, социальной и культурной средами.

Социальная экология исследует поступки людей, взаимодействия этих поступков на других людей через их восприятие, социально-психологическую оценку человеческих взаимоотношений на фоне объективных свойств среды обитания и реальность человеческого организма.

Предметом социальной экологии являются законы развития биосферы как целого в связи с использованием ее людьми для обеспечения природных условий развития общества. Отсюда ярко выраженный комплексный характер социальной экологии, формирующийся на стыке практики для современных наук. Она возникла в ответ на потребность в сокращении опасного воздействия людей на природу для сохранения естественных условий жизни. Ее основное назначение обеспечить качественно новый способ развития общества во взаимодействии с природой.

Прикладная экология разрабатывает нормы использования природных ресурсов и среды жизни, устанавливает допустимые нагрузки на них, а также формы управления экосистемами различного иерархического уровня и способы экологизации хозяйства. В этих рамках осуществляются изучение механизмов разрушения биосферы человеком, разработка способов предотвращения этого процесса и принципов рационального использования природных ресурсов без деградации среды обитания человека. Прикладная экология базируется на системе законов, правил и принципов экологии и природопользования.

В 1986 г. оформилась как самостоятельная научная дисциплина экологическая медицина, которая рассматривает все аспекты воздействия окружающей среды на здоровье человека, в центре ее - факторы, непосредственно ведущие к «средовым» заболеваниям.

Она включает в себя разделы биологии человека, медицины (гигиены, токсикологии, эпидемиологии), химии, физики, социологии, технологии различных производств, изучение клеточных и молекулярных механизмов их действия на практику санитарного контроля за чистотой среды жизни человека.

Популяционная экология рассматривает прямые и обратные связи популяций со средой и внутрипопуляционные процессы.

Какие основные особенности экологии как науки можно выделить?

1. Объектом изучения экологии является система.

2. Одним из субъектов системы является живое существо (человек), активно преобразующий систему в процессе жизнедеятельности.

3. Множество связей, существующих между элементами системы, но мало изученных человеком.

Цель экологии как науки - обеспечение общества суммой знаний, достаточных для производства биологического разнообразия и создания условий для сохранения жизни на планете. Экология как наука вполне самостоятельна. Ей свойственны свои методы исследования объектов и систем, она базируется на своих законах, имеет и решает свои проблемы. Ю. Одум утверждал, что экологию нужно рассматривать как науку о структуре и функциях природы. Вместе с тем экология использует методы и законы других наук - биологии, физики, химии, математики и т.п.

Не следует ее путать с экологистикой - научным течением прикладного характера, также рассматривающим систему «общество-природа». Главной действующей фигурой экологистики является экологист - эколог-неспециалист, обычно представитель социальной экологии.

Либо это эколог-специалист, выдвигающий на первый план природоохранные аспекты своей науки, либо участник экологического движения (члены партии «зеленых» и т.д.). Поскольку экология имеет прямое отношение к проблемам сохранения жизни на Земле, необходимо разобраться в понятиях - охрана природы и охрана природной среды, окружающей человека. Существует также тенденция ставить знак равенства между охраной природы и рациональным природопользованием. Между тем охрана природы лишь составная часть природопользования.

1.2 Экосистема. Понятие

Экосистема (от греческого oikos - жилище, местопребывание и система), единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания (атмосфера, почва, водоем и т.п.), в котором они связаны между собой обменом вещества и энергии. Понятие экосистема применяется к природным объектам различной сложности и размеров: океан или небольшой пруд, тайга или участок березовой рощи.

Реальная экосистема характеризуется следующими особенностями строения и функционирования:

Система и её элементы открыты для внешних воздействий

Экосистема - динамичная структура, развивается.

Структура системы соподчинена, и реакция на внешние воздействия происходит на разных уровнях организации.

Система реагирует на воздействия по принципу обратной связи (саморегуляция).

Все элементы экосистемы находится в разной степени связи между собой. В данном случае выбрана экосистема в масштабе биогеоценоза. На этом уровне можно подчеркнуть ещё особенность в строении и функционировании системы:

Элементы системы (популяции) постоянно возобновляются и развиваются.

Экологическая система (экосистема) - пространственно определенная совокупность живых организмов и среды их обитания, объединенных вещественно-энергетическими и информационными взаимодействиями.

Термин “Экосистема” был введен в экологию английским ботаником А. Тенсли.

Различают водные и наземные экосистемы. При этом в одной природной зоне встречается множество сходных экосистем - или слитых в однородные комплексы или разделенных другими экосистемами.

В каждой наземной экосистеме есть абиотический компонент - биотоп, или экотоп - участок с одинаковыми ландшафтными, климатическими, почвенными условиями; и биотический компонент - сообщество, или биоценоз - совокупность всех живых организмов, населяющих данный биотоп. Биотоп является общим местообитанием для всех членов сообщества. Биоценозы состоят из представителей многих видов растений, животных и микроорганизмов. Практически каждый вид в биоценозе представлен многими особями разного пола и возраста. Они образуют популяцию (или часть популяции) данного вида в экосистеме. Биоценоз очень трудно рассматривать отдельно от биотопа, поэтому вводят такое понятие, как биогеоценоз (биотоп+биоценоз). Биогеоценоз - элементарная наземная экосистема, главная форма существования природных экосистем. Этот термин ввел В.Н. Сукачев.

Каждая экосистема имеет определенную функциональную структуру.

В каждую экосистему входят группы организмов разных видов, различимые по способу питания:

- автотрофы (“самопитающиеся”)

- гетеротрофы (“питающиеся другими”).

Консументы - потребители органического вещества живых организмов.

Дитритофаги, или сапрофаги, - организмы, питающиеся мертвым органическим веществом - остатками растений и животных.

Редуценты - бактерии и низшие грибы - завершают деструктивную работу консументов и сапрофагов, доводя разложение органики до ее полной минерализации и возвращая в среду экосистемы последние порции двуокиси углерода, воды и минеральных элементов.

Все названные группы организмов в любой экосистеме тесно взаимодействуют между собой, согласуя потоки вещества и энергии.

Их совместное функционирование не только поддерживает структуру и целостность биоценоза, но и оказывает существенное влияние на абиотические компоненты биотопа, обусловливая самоочищение экосистемы, ее среды.

В подавляющем большинстве экосистем осуществляется фундаментальный обратимый химический процесс.

Принципиальное различие между потоками вещества и энергии в экосистеме заключается в том, что биогенные элементы, составляющие органическое вещество, могут многократно участвовать в круговороте веществ, тогда как поток энергии однонаправлен и необратим. Каждая порция энергии используется только однократно. В соответствии со вторым законом термодинамики на каждом этапе трансформации энергии значительная ее часть неизбежно теряется, рассеивается в виде теплоты.

Прослеживая пищевые взаимоотношения между членами биоценоза, можно построить пищевые цепи и пищевые сети питания различных организмов. Различают несколько типов пищевых систем:

- Пастбищные пищевые цепи (цепи эксплуататоров).

- Цепи паразитов.

- Детритные цепи.

Благодаря определенной последовательности пищевых отношений различаются отдельные трофические уровни переноса веществ и энергии в экосистеме, связанные с питанием определенной группы организмов. Так, первый трофический уровень во всех экосистемах образуют продуценты - растения, второй - первичные консументы - фитофаги, третий - вторичные консументы - зоофаги и т.д. Совокупность трофических уровней различных экосистем моделируется с помощью трофических пирамид численностей, биомасс и энергий.

Экосистему можно представить в виде диаграммы потока энергии. Она существенно зависит от типа экосистемы, исходной биомассы продуцентов и числа трофических уровней. Для реальных систем характерно ветвление потоков энергии.

Вход системы - поток солнечной энергии. Большая ее часть рассеивается в виде теплоты. Часть энергии, эффективно поглощенная растениями, преобразуется фотосинтезом в энергию химических связей углеводов и других органических веществ. Это валовая первичная продукция (ВПП, брутто-продукция) экосистемы. Часть ее веществ окисляется в процессе дыхания растений и освобождает энергию. Эта энергия используется в других биохимических процессах в растении и в конечном счете также рассеивается в виде тепла. Оставшаяся часть новообразованных органических веществ обусловливает прирост биомассы растений - чистую первичную продукцию (ЧПП, нетто-продукцию) экосистемы.

Отношение чистой продукции к валовой, т.е. коэффициент эффективности фотосинтеза, зависит от типа растительности.

Суммарная биомасса стабильной экосистемы относительно постоянна. При переходе от одного трофического уровня к другому часть доступной энергии не воспринимается, а часть расходуется на дыхание. В среднем при переходе с одного трофического уровня на другой общая энергия уменьшается приблизительно в 10 раз (“правило 10%”). Чем длиннее пищевая цепь, тем меньше остается к ее концу доступной энергии. Поэтому число трофических уровней никогда не бывает слишком большим. Диаграммы потоков энергии существенно зависят от типа экосистемы, исходной биомассы продуцентов и числа трофических уровней.

В природных экосистемах происходят постоянные изменения состояния популяций организмов. Они вызываются разными причинами.

Кратковременные - погодными условиями и биотическими воздействиями, сезонные - большим годовым ходом температуры. От года к году - различными случайными сочетаниями абиотических и биотических факторов. Однако все эти колебания, как правило, более или менее регулярны и не выходят за границы устойчивости экосистемы. Такое состояние экосистемы носит название климаксного.

Климаксные сообщества характеризуются устойчивым динамическим равновесием между биотическими потенциалами входящих в сообщество популяций и сопротивлением среды.

Выделяют 4 типа эволюции экосистем, частично перекрывающихся и совмещающихся во времени и пространстве:

Первый тип (дивергенционный) начинается со специализации видов-эдификаторов в одной части экосистемы при неизменности их в остальных. Это сразу же высвобождает значительное число лицензий. При этом малозначимые виды могут использовать прежние лицензии.

В результате из одной системы получаются две разные, разделенные в пространстве.

Второй тип (анагенетический) очень сходен с первым, но специализация тут усиливается не в разных пространственных участках, а в ходе изменения общих условий во времени. Результат - смена одной экосистемы другой.

Третий тип (интродукционный) обусловлен успешным вселением какого-то ранее не существовавшего в ней вида и его обособления от предкового. В этом случае также формируются новые ниши и происходит перераспределение лицензий. Важно подчеркнуть, что скорость процессов, идущих при этом типе (в отличие от двух предыдущих), заметно больше и в то же время экосистема, эволюционирующая по такому пути, в силу гораздо меньшего числа связей заметно менее устойчива.

Наконец, четвертый тип (диверсификационный) предусматривает формирование экосистемы за счет "внутренних ресурсов". Этот путь эволюции характерен для экосистем изолятов, например, островов и гигантских долгоживущих озер (Байкал, Каспий, Танганьика и др.), резко изолированных или внешними преградами или режимом. При этом какой-то вид или какие-то немногие виды вселяются в незаселенный и изолированный биотоп. Далее, в результате освоения каких-то ниш, уже существовавших или возникших при взаимодействии видовых популяций, формируются новые лицензии, которые тут же используются с образованием новых реализованных (а затем и фундаментальных) ниш и так далее. Важно подчеркнуть две главные особенности этого типа. Во-первых, эволюция при этом типе идет крайне быстро, так как формирование свободных лицензий до какого-то момента идет лавинообразно.

Во-вторых, в силу адаптаций к конкретным условиям острова или озера, невозможности появления хищников и конкурентов извне; экосистемы, эволюционирующие по этому типу, крайне чувствительны к внешним воздействиям.

Геомеостаз экосистемы - постоянство важнейших экологических параметров.

Стремясь поддержать постоянство экосистемы, тем не менее, способны к изменениям, к развитию, к переходу от более простых к более сложным формам. Масштабные изменения географической обстановки или типа ландшафта под влиянием природных катастроф или деятельности человека приводят к определенным последовательным изменениям состояния биогеоценозов местности - сукцессиям. (Различают первичную и вторичную сукцессии).

Первичная сукцессия - постепенное заселение организмами появившейся девственной суши, оголенной материнской породы.

Вторичные сукцессии имеют характер постепенного восстановления свойственного данной местности сообщества после нанесенных повреждений. Сукцессии происходят путем замещения одних видов другими.

Развитие экосистем не сводится к сукцессиям. В отсутствие нарушений среды незначительные, но стойкие отклонения от единицы приводят к изменению соотношения между автотрофами и гетеротрофами, постепенно увеличивают биологическое разнообразие и относительное значение детритных цепей в круговороте веществ, так что вся продукция используется полностью. Человеку удается снимать высокие урожаи биомассы только на начальных фазах сукцессий или развития искусственных экосистем с преобладанием монокультуры, когда нетто-продукция велика.

“Правило 10%” (правило пирамиды энергий Р. Линдемана): с одного трофического уровня экологической пирамиды переходит на другой, более высокий ее уровень (по “лестнице” продуцент - консументы), в среднем около 10% поступившей на предыдущий уровень энергии.

“Правило 1%”: для биосферы в целом доля возможного потребления чистой первичной продукции (на уровне консументов высших порядков) не превышает 1%.

2. Аналитическая часть

2.1 Виды транспорта

Основными видами транспорта в РФ являются: железнодорожный, автомобильный, авиационный, трубопроводный, морской и речной. Каждый из данных видов транспорта выполняет в рамках транспортной системы России определенную функцию в соответствии со своими технико-экономическими особенностями, провозной способностью, географическими и историческими особенностями развития.

В условиях России железнодорожный транспорт наиболее эффективен для перевозки массовых видов грузов на средние и дальние расстояния с высокой концентрацией грузовых потоков, а также для перевозки пассажиров на средние расстояния и в пригородном сообщении.

Автомобильный транспорт не может составить конкуренции железнодорожному в массовых межрайонных грузовых перевозках, прежде всего из-за его высокой удельной энергоемкости и себестоимости перевозок, большой дальности перевозок и отсутствия современной сети автодорог высокого технического уровня.

Сфера применения автомобильного транспорта в России -- внутригородские, пригородные и внутрирайонные грузовые и пассажирские перевозки, в также перевозки на средние и дальние расстояния малотоннажных ценных и скоропортящихся грузов.

Морской транспорт выполняет в основном внешние, экспортно-импортные перевозки (в том числе все грузовые перевозки в межконтинентальном сообщении). Велика его роль в каботажных (внутренних) перевозках для северных и восточных прибрежных регионов страны.

Внутренний водный (речной) транспорт предназначен для перевозок отдельных массовых видов грузов на средние и дальние расстояния, а также для пассажирского сообщения (особенно пригородного). Однако в последние десятилетия он не выдерживает конкуренции с другими видами транспорта и практически превратился в специфический вид технологического транспорта, предназначенного для перевозки минерально-строительных материалов.

Трубопроводный транспорт, в отличие от выше описанных универсальных видов транспорта, пока остается узкоспециализированным, предназначенным для перекачки на дальние расстояния жидких и газообразных продуктов ограниченной номенклатуры.

По своим функциям воздушный транспорт также относится к узкоспециализированным: он осуществляет в основном пассажирские перевозки на дальние и средние расстояния, хотя и имеют большое значение в транспортировке ряда ценных, скоропортящихся и срочных грузов.

2.2 Влияние автомобильного транспорта на экологию города

Основная причина загрязнения воздуха заключается в неполном и неравномерном сгорании топлива. Всего 15% его расходуется на движение автомобиля, а 85% «летит на ветер». К тому же камеры сгорания автомобильного двигателя - это своеобразный химический реактор, синтезирующий ядовитые вещества и выбрасывающий их в атмосферу.

Двигаясь со скоростью 80-90 км/ч в среднем автомобиль превращает в углекислоту столько же кислорода, сколько 300-350 человек. Но дело не только в углекислоте. Годовой выхлоп одного автомобиля - это 800 кг окиси углерода, 40 кг окислов азота и более 200 кг различных углеводородов. В этом наборе весьма коварна окись углерода.

Из-за высокой токсичности её допустимая концентрация в атмосферном воздухе не должна превышать 1 мг/м³. Известны случаи трагической гибели людей, запускавших двигатели автомобилей при закрытых воротах гаража. В одноместном гараже смертельная концентрация окиси углерода возникает уже через 2-3 минуты после включения стартера. В холодное время года, остановившись для ночлега на обочине дороги, неопытные водители иногда включают двигатель для обогрева машины. Из-за проникновения окиси углерода в кабину такой ночлег может оказаться последним.

Уровень загазованности магистралей и примагистральных территорий зависит от интенсивности движения автомобилей, ширины и рельефа улицы, скорости ветра, доли грузового транспорта и автобусов в общем потоке и других факторов. При интенсивности движения 500 транспортных единиц в час концентрация окиси углерода на открытой территории на расстоянии 30-40 м от автомагистрали снижается в 3 раза и достигает нормы. Затруднено рассеивание выбросов автомобилей на тесных улицах. В итоге практически все жители города испытывают на себе вредное влияние загрязнённого воздуха.

На скорость распространения загрязнения и концентрацию его в отдельных зонах города значительно влияют температурные инверсии. В основном, они характерны для севера европейской части России, Сибири, Дальнего Востока и возникают, как правило, при штилевой погоде (75% случаев) или при слабых ветрах (от 1 до 4 м/с). Инверсионный слой выполняет роль экрана, от которого на землю отражается факел вредных веществ, в результате чего их приземные концентрации возрастают в несколько раз.

Из соединений металлов, входящих в состав твёрдых выбросов автомобилей, наиболее изученными являются соединения свинца.

Это обусловлено тем, что соединения свинца, поступая в организм человека и теплокровных животных с водой, воздухом и пищей, оказывают на него наиболее вредное действие. До 50% дневного поступления свинца в организм приходится на воздух, в котором значительную долю составляют отработавшие газы автомобилей.

Поступления углеводородов в атмосферный воздух происходит не только при работе автомобилей, но и при разливе бензина. По данным американских исследователей в Лос-Анджелесе за сутки испаряется в воздух около 350 тонн бензина. И повинен в этом не столько автомобиль, сколько сам человек. Чуть-чуть пролили при заливке бензина в цистерну, забыли плотно закрыть крышку при перевозке, плеснули на землю при заправке на автозаправочной станции, и в воздух потянулись различные углеводороды.

В условиях сильного городского шума происходит постоянное напряжение слухового анализатора. Это вызывает увеличение порога слышимости (10 дБ для большинства людей с нормальным слухом) на 10-25 дБ.

Шум в больших городах сокращает продолжительность жизни человека. По данным австрийских исследователей, это сокращение колеблется в пределах 8-12 лет. Чрезмерный шум может стать причиной нервного истощения, психической угнетённости, вегетативного невроза, язвенной болезни, расстройства эндокринной и сердечно-сосудистой систем. Шум мешает людям работать и отдыхать, снижает производительность труда.

Массовые физиолого-гигиенические обследования населения, подвергающегося воздействию транспортного шума в условиях проживания и трудовой деятельности, выявили определённые изменения в состоянии здоровья людей.

При этом изменения функционального состояния центральной нервной и сердечно-сосудистой систем, слуховой чувствительности зависели от уровня воздействующей звуковой энергии, от пола и возраста обследованных. Наиболее выраженные изменения выявлены у лиц, испытывающих шумовое воздействие в условиях, как труда, так и быта, по сравнению с лицами, проживающими и работающими в условиях отсутствия шума.

Высокие уровни шума в городской среде, являющиеся одним из агрессивных раздражителей центральной нервной системы, способны вызвать её перенапряжение. Городской шум оказывает неблагоприятное влияние и на сердечно-сосудистую систему. Ишемическая болезнь сердца, гипертоническая болезнь, повышенное содержание холестерина в крови встречаются чаще у лиц, проживающих в шумных районах.

Шум в значительной мере нарушает сон. Крайне неблагоприятно действуют прерывистые, внезапно возникающие шумы, особенно в вечерние и ночные часы, на только что заснувшего человека. Внезапно возникающий во время сна шум (например, грохот грузовика) нередко вызывает сильный испуг, особенно у больных людей и у детей. Шум уменьшает продолжительность и глубину сна. Под влиянием шума уровнем 50 дБ срок засыпания увеличивается на час и более, сон становится поверхностным, после пробуждения люди чувствуют усталость, головную боль, а нередко и сердцебиение.

Отсутствие нормального отдыха после трудового дня приводит к тому, что естественно развивающееся в процессе работы утомление не исчезает, а постепенно переходит в хроническое переутомление, которое способствует развитию ряда заболеваний, таких как расстройство центральной нервной системы, гипертоническая болезнь.

Наибольшие уровни шума 90-95 дБ отмечаются на магистральных улицах городов со средней интенсивностью движения 2-3 тыс. и более транспортных единиц в час.

Уровень уличных шумов обуславливается интенсивностью, скоростью и характером (составом) транспортного потока. Кроме того, он зависит от планировочных решений (продольный и поперечный профиль улиц, высота и плотность застройки) и таких элементов благоустройства, как покрытие проезжей части и наличие зелёных насаждений. Каждый из этих факторов способен изменить уровень транспортного шума в пределах до 10 дБ.

В промышленном городе обычно высок процент грузового транспорта на магистралях. Увеличение в общем потоке автотранспорта грузовых автомобилей, особенно большегрузных с дизельными двигателями, приводит к повышению уровней шума. В целом грузовые и легковые автомобили создают на территории городов тяжёлый шумовой режим.

Шум, возникающий на проезжей части магистрали, распространяется не только на примагистральную территорию, но и вглубь жилой застройки. Так, в зоне наиболее сильного воздействия шума находятся части кварталов и микрорайонов, расположенных вдоль магистралей общегородского значения (эквивалентные уровни шума от 67,4 до 76,8 дБ). Уровни шума, замеренные в жилых комнатах при открытых окнах, ориентированных на указанные магистрали, всего на 10-15 дБ ниже.

Акустическая характеристика транспортного потока определяется показателями шумности автомобильности. Шум, производимый отдельными транспортными экипажами, зависит от многих факторов: мощности и режима работы двигателя, технического состояния экипажа, качества дорожного покрытия, скорости движения. Кроме того, уровень шума, как и экономичность эксплуатации автомобиля, зависит от квалификации водителя.

Шум от двигателя резко возрастает в момент его запуска и прогревания (до 10 дБ). Движение автомобиля на первой скорости (до 40 км/ч) вызывает излишний расход топлива, при этом шум двигателя в 2 раза превышает шум, создаваемый им на второй скорости. Значительный шум вызывает резкое торможение автомобиля при движении на большой скорости. Шум заметно снижается, если скорость движения гасится за счёт торможения двигателем до момента включения ножного тормоза.

За последнее время средний уровень шума, производимый транспортом, увеличился на 12-14 дБ. Вот почему проблема борьбы с шумом в городе приобретает всё большую остроту.

2.3 Влияние авиатранспорта на атмосферу

Хотя суммарный выброс загрязняющих веществ двигателями самолетов сравнительно невелик (для города, страны), в районе аэропорта эти выбросы вносят определяющий вклад в загрязнение среды. К тому же турбореактивные двигатели (так же как дизельные) при посадке и взлете выбрасывают хорошо заметный на глаз шлейф дыма. Значительное количество примесей в аэропорту выбрасывают и наземные передвижные средства, подъезжающие и отъезжающие автомобили.

В аэропорту Лос-Анджелеса в 1970 г эмиссия от самолетов и наземных средств составила:

- Вещество СО Hn Cm Noх

- Аэрозоль

- Эмиссия

- Самолеты 10250 18000 2500 3820

- наземные средства 8980 1235 750 80

Согласно полученным оценкам, в среднем около 42% общего расхода топлива тратится на выруливание самолета к взлетно-посадочной полосе (ВПП) перед взлетом и на заруливание с ВПП после посадки (по времени в среднем около 22 мин.). При этом доля несгоревшего и выброшенного в атмосферу топлива при рулении намного больше, чем в полете. Помимо улучшения работы двигателей (распыление топлива, обогащение смеси в зоне горения, использование присадок к топливу, впрыск воды и др.), существенного уменьшения выбросов можно добиться путем сокращения времени работы двигателей на земле и числа работающих двигателей при рулении (только за счет последнего достигается снижение выбросов в 3-8 раз).

В последние 10 - 15 лет большое внимание уделяется исследованию тех эффектов, которые могут возникнуть в связи с полетами сверхзвуковых самолетов и космических кораблей. Эти полеты сопровождаются загрязнением стратосферы оксидами азота и серной кислотой (сверхзвуковые самолеты), а также частицами оксида алюминия (транспортные космические корабли). Поскольку эти загрязняющие вещества разрушают озон, то первоначально создалось мнение (подкрепленное соответствующими модельными расчетами), что планируемый рост числа полетов сверхзвуковых самолетов и транспортных космических кораблей приведет к существенному уменьшению содержания озона со всеми последующими губительными воздействиями ультрафиолетовой радиации на биосферу Земли. Однако более глубокий подход к этой проблеме позволил сделать заключение о слабом влиянии выбросы сверхзвуковых самолетов на состояние стратосферы.

Так, при современном числе сверхзвуковых самолетов и выбросе загрязняющих веществ на высоте около 16 км относительное уменьшение содержания О3 может составить примерно 0.60; если их число возрастет до 200 и высота полета будет близка к 20 км, то относительное уменьшение содержания О3 может подняться до 17%. Глобальная приземная температура воздуха за счет парникового эффекта, создаваемого выбросами сверхзвуковыми самолетами может повысится не более чем на 0,1C.

Более сильное воздействие на озонный слой и глобальную температуру воздуха могут оказать хлорфторметаны (ХФМ0 фреон-11 и фреон-12 газы, образующиеся в частности, при испарении аэрозольных препаратов, которые используются (преимущественно женщинами) для крашения волос. Поскольку ХФМ очень инертны, то они распространяются и долго живут не только в тропосфере, но и в стратосфере. Обладая довольно сильными полосами поглощения в окне прозрачности атмосферы (8-12 мкм), фреоны усиливают парниковый эффект. Наметившееся в последние десятилетия темпы роста производства фреонов могут привести к увеличению содержания фреона-11 и фреона-12 в 2030 г. до 0,8 и 2,3 млрд. (при современных значениях 0,1 и 0,2 млрд.). Под влиянием такого количества фреонов общее содержание озона в атмосфере уменьшится на 18%, а в нижней стратосфере даже на 40; глобальная приземная температура возрастет на 0,12-0,21С.

В заключение можно отметить, что все эти антропогенные эффекты перекрываются в глобальном масштабе естественными факторами, например, загрязнением атмосферы вулканическими извержениями.

2.4 Влияние загрязнения атмосферы на человека, флору и фауну

Все загрязняющие атмосферный воздух вещества в большей или меньшей степени оказывают отрицательное влияние на здоровье человека. Эти вещества попадают в организм человека преимущественно через систему дыхания. Органы дыхания страдают от загрязнения непосредственно, поскольку около 50% частиц примеси радиусом 0,01-0.1 мкм, проникающих в легкие, осаждаются в них.

Проникающие в организм частицы вызывают токсический эффект, поскольку они: а токсичны (ядовиты) по своей химической или физической природе; б) служат помехой для одного или нескольких механизмов, с помощью которых нормально очищается респираторный (дыхательный) тракт; в) служат носителем поглощенного организмом ядовитого вещества.

В некоторых случаях воздействие одни из загрязняющих веществ в комбинации с другими приводят к более серьезным расстройствам здоровья, чем воздействие каждого из них в отдельности. Большую роль играет продолжительность воздействия.

Статистический анализ позволил достаточно надежно установить зависимость между уровнем загрязнения воздуха и такими заболеваниями, как поражение верхних дыхательных путей, сердечная недостаточность, бронхиты, астма, пневмония, эмфизема легких, а также болезни глаз. Резкое повышение концентрации примесей, сохраняющееся в течение нескольких дней, увеличивает смертность людей пожилого возраста от респираторных и сердечно-сосудистых заболеваний. В декабре 1930 г. в долине реки Маас (Бельгия) отмечалось сильное загрязнение воздуха в течение 3 дней; в результате сотни людей заболели, а 60 человек скончались - это более чем в 10 раз выше средней смертности.

В январе 1931 г. в районе Манчестера (Великобритания) в течение 9 дней наблюдалось сильное задымление воздуха, которое явилось причиной смерти 592 человек. Широкую известность получили случаи сильного загрязнения атмосферы Лондона, сопровождавшиеся многочисленными смертельными исходами. В 1873 г. в Лондоне было отмечено 268 непредвиденных смертей. Сильное задымление в сочетании с туманом в период с 5 по 8 декабря 1852 г. привело к гибели более 4000 жителей Большого Лондона. В январе 1956 г. около 1000 лондонцев погибли в результате продолжительного задымления. Большая часть тех, кто умер неожиданно, страдали от бронхита, эмфиземы легких или сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Концентрация СО, превышающая предельно допустимую, приводит к физиологическим изменениям в организме человека, а концентрация более 750 млн. к смерти. Объясняется это тем, что СО - исключительно агрессивный газ,, легко соединяющийся с гемоглобином (красными кровяными тельцами). При соединении образуется карбоксигемоглобин, повышение (сверх нормы, равной 0.4%) содержание которого в крови сопровождается:

а) ухудшением остроты зрения и способности оценивать длительность интервалов времени,

б) нарушением некоторых психомоторных функций головного мозга (при содержании 2-5%),

в) изменениями деятельности сердца и легких (при содержании более 5%),

г) головными болями, сонливостью, спазмами, нарушениями дыхания и смертностью (при содержании 10-80%).

Степень воздействия оксида углерода на организм зависят не только от его концентрации, но и от времени пребывания (экспозиции) человека в загазованном СО воздухе. Так, при концентрации СО равной 10-50 млн. (нередко наблюдаемой в атмосфере площадей и улиц больших городов), при экспозиции 50-60 мин отмечаютcя нарушения, приведенные в п. "а", 8-12 ч - 6 недель - наблюдаются изменения, указанные в п.. "в". Нарушение дыхания, спазмы. Потеря сознания наблюдаются при концентрации СО, равной 200 млн., и экспозиции 1-2 ч при тяжелой работе и 3-6 ч - в покое. К счастью, образование карбоксигемоглобина в крови - процесс обратимый: после прекращения вдыхания СО начинается его постепенный вывод из крови; у здорового человека содержание СО в крови каждые 3-4 ч и уменьшается в два раза. Оксид углерода - очень стабильное вещество, время его жизни в атмосфере составляет 2-4 мес. При ежегодном поступлении 350 млн. т концентрация СО в атмосфере должна была бы увеличиваться примерно на 0,03 млн-1/год. Однако этого, к счастью, не наблюдается, чем мы обязаны в основном почвенным грибам, очень активно разлагающим СО (некоторую роль играет также переход СО в СО₂).

Диоксид серы (SO₂) и серный ангидрид (SO₃) в комбинации со взвешенными частицами и влагой оказывают наиболее вредной воздействие на человека, живые организмы и материальные ценности SO₂ - бесцветный и негорючий газ, запах которого начинает ощущаться при его концентрации в воздухе 0,3-1,0 млн., а при концентрации свыше 3 млн. SO₂ имеет острый раздражающий запах.

Диоксид серы в смеси с твердыми частицами и серной кислотой (раздражитель более сильный, чем SO₂) уже при среднегодовом содержании 9,04-0,09 млн. и концентрации дыма 150-200 мкг/м³ приводит к увеличению симптомов затрудненного дыхания и болезней легких, а при среднесуточном содержании SO2 0,2-0,5 млн. и концентрации дыма 500-750 мкг/м³ наблюдается резкое увеличение числа больных и смертельных исходов. При концентрации SO2 0,3-0,5 млн. в течение нескольких дней наступает хроническое поражение листьев растений (особенно шпината, салата, хлопка и люцерны), а также иголок сосны.

Некоторые химические элементы радиоактивны: их самопроизвольный распад и превращение в элементы с другими порядковыми номерами сопровождается излучением. При распаде радиоактивного вещества его масса с течением времени уменьшается. Теоретически вся масса радиоактивного элемента исчезает за бесконечно большое время. Время, по истечении которого масса уменьшается вдвое, называется периодом полураспада. Для разных радиоактивных веществ период полураспада изменяется в широких пределах: от нескольких часов (у 41 Ar он равен 2 ч) до нескольких миллиардов лет (238U - 4,5 млрд. лет).

Борьба с радиоактивным загрязнением среды может носить лишь предупредительный характер, поскольку не существует никаких способов биологического разложения и других механизмов, позволяющих нейтрализовать этот вид заражения природной среды. Наибольшую опасность представляют радиоактивные вещества с периодом полураспада от нескольких недель до нескольких лет: этого времени достаточно для проникновения таких веществ в организм растений и животных.

Распространяясь по пищевой цепи (от растений к животным), радиоактивные вещества с продуктами питания поступают в организм человека и могут накапливаться в таком количестве, которое способно нанести вред здоровью человека.

При одинаковом уровне загрязнения среды изотопы простых элементов (14С, 32З, 45 Са, 35 S, 3Н и др.) являющиеся основными слагаемыми живого вещества (растений и животных), более опасны, чем редко встречающиеся радиоактивные вещества, слабо поглощаемые организмами.

Наиболее опасные среди радиоактивных веществ 90 Sr м 137 Сs образуются при ядерных взрывах в атмосфере, а также поступают в окружающую среду с отходами атомной промышленности. Благодаря химическому сходству с кальцием 90 Sr легко проникает в костную ткань позвоночных, тогда как 137 Cs накапливается в мускулах, замещая калий.

Излучения радиоактивных веществ оказывают следующее воздействие на организм:

- ослабляют облученный организм, замедляют рост, снижают сопротивляемость к инфекциям и иммунитет организма;

- уменьшают продолжительность жизни, сокращают показатели естественного прироста из-за временной или полной стерилизации;

- различными способами поражают гены, последствия которого проявляются во втором или третьем поколениях;

- оказывают кумулятивное (накапливающееся) воздействие, вызывая необратимые эффекты.

Тяжесть последствий облучения зависит от количества поглощенной организмом энергии (радиации), излученной радиоактивным веществом. Единицей этой энергии служит 1 ряд - это доза облучения, при которой 1 г живого вещества поглощает 10-5 Дж энергии.

Установлено, что при дозе, превышающей 1000 рад, человек погибает; при дозе 7000 и 200 рад смертельный исход отмечается в 90 и 10% случаев соответственно; в случае дозы 100 рад человек выживает, однако значительно возрастает вероятность заболевания раком, а также вероятность полной стерилизации.

Наибольшее загрязнение радиоактивным распадом вызвали взрывы атомных и водородных бомб, испытание которых особенно широко проводилось в 1954-1962 гг. К 1963 г., когда был подписан Договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, в космическом пространстве и под водой, в атмосфере уже находились продукты взрыва общей мощностью свыше 170 Мт (это примерно мощность взрыва 85000 бомб, подобных сброшенной на Хиросиму).

Второй источник радиоактивных примесей - атомная промышленность. Примеси поступают в окружающую среду при добыче и обогащении ископаемого сырья, использовании его в реакторах, переработке ядерного горючего в установках.

Наиболее серьезное загрязнение среды связано с работой заводов по обогащению и переработке атомного сырья. Большая часть радиоактивных примесей содержится в сточных водах. Которые собираются и хранятся в герметичных сосудах. Однако 85Кr, 133 Хе и часть 131 I попадают в атмосферу из испарителей, используемых для уплотнения радиоактивных отходов.

Тритий и часть продуктов распада (90S r, 137 Cs, 106 Ru, 131 I) сбрасываются в реки и моря, вместе с малоактивными жидкостями (небольшой завод по производству атомного горючего ежегодно сбрасывает от 500 до 1500 т воды, зараженной этими изотопами). Согласно имеющимся оценкам, к 2000 г. ежегодное количество отходов атомной промышленности в США достигнет 4250 т (что эквивалентно массе отходов, которые могла бы образоваться при взрыве 8 млн. бомб типа сброшенной на Хиросиму). Для дезактивации радиоактивных отходов до их полной безопасности необходимо время, равное премерно20 периодам полураспада (это около 640 лет для 137 Сs и490 тыс. лет для 239 Ru). Вряд ли можно поручиться за герметичность контейнеров, в которых хранятся отходы, в течение столь длительных интервалов времени.

Таким образом, хранение отходов атомной энергетики представляется наиболее острой проблемой охраны среды от радиоактивного заражения. Теоретически, правда, возможно, создать атомные электростанции с практически нулевым выбросом радиоактивных примесей. Но в этом случае производство энергии на атомной станции оказывается существенно дороже, чем на тепловой электростанции.

Поскольку производство энергии, основанное на ископаемом топливе (уголь, нефть, газ, также сопровождается загрязнением среды, а запасы самого ископаемого топлива ограничены, большинство исследователей, занимающихся проблемами энергетики и охраны среды пришли к выводу: атомная энергетика способна не только удовлетворять все возрастающие потребности общества в энергии, но и обеспечить охрану природной среды и человека лучше, чем это может быть осуществлено при производстве такого же количества энергии на основе химических источников (сжигания углеводородов).

При этом особое внимание следует уделить мероприятиям, исключающим риск радиоактивного загрязнения среды (в том числе и в отдаленном будущем), в частности обеспечить независимость органов по контролю за выбросами от ведомств, ответственных за производство атомной энергии.

Установлены предельно допустимые дозы ионизирующей радиации, основанные на следующем требовании: доза не должна превышать удвоенного среднего значения дозы облучения, которому человек подвергается в естественных условиях. При этом предполагается, что люди хорошо приспособились к естественной радиоактивности среды. Более того, известны группы людей, живущих в районах с высокой радиоактивностью, значительно превышающей среднюю по земному шару (так в одном из районов Бразилии жители за год получают около 1600 мрад, что в 10-20 раз больше обычной дозы облучения). В среднем доза ионизирующей радиации, получаемой за год каждым жителем планеты, колеблется между 50 и 200 мрад, причем на долю естественной радиоактивности (космические лучи) приходится около 25 млрд. радиоактивности горных пород - примерно 50-15- мрад. Следует также учитывать те дозы, которые получает человек от искусственных источников облучения. В Великобритании, например, ежегодно при рентгеноскопических обследованиях человек получает около 100 мрад. Излучений телевизора - примерно 10 мрад. Отходов атомной промышленности и радиоактивных осадков - около 3 мрад.

Заключение

Как видно из приведенных исследований в настоящее время выделяются различные виды транспорта, используемых для передвижения: трубопроводный, железнодорожный, морской, речной, автомобильный, авиатранспорт. Каждый обладает своими преимуществами для использования и проблемами с точки зрения экологичности. Поэтому многие ученые занимаются проблемами снижения выбросов или переходом на альтернативные способы передвижения.

Нефть и нефтепродукты являются главным источником бед для экосистем земли. Катастрофы при перевозке, выбросы отработанного топлива, выхлопные газы. Сами того не замечая мы губим и изменяем нашу природу до неузнаваемости. Исчезают различные виды животных, разрушаются экосистемы, проявляются мутации, все это отразится вскоре на нас. Поэтому требуется разработка различных альтернативных видов топлива, и видов транспорта и внедрение их в жизнь.

Библиография

1. Лебедева М.И., Анкудимова И.А. Экология: Учебное пособие. Тамбов: Изд-во Тамбовского государственного технического университета, 2002.

2. Общая экология. Учебное пособие /С.С. Маглыш. - Гродно: ГрГУ, 2001.

3. Оценка воздействия на окружающую среду и экологическая экспертиза. Учебное пособие /СПбГУАП. СПб., 2004.

4. Конспект лекций и практические занятие по экологии. Учебное пособие по специальности биология (011600): Воронеж - 2003.

5. Интернет-ресурс - www.allbest.ru.

6. Интернет-ресурс - www.erudition.ru.