Воздействие авиационного транспорта на окружающую среду

Размещено на http://allbest.ru

Курсовая работа

Экология транспорта и городских сетей

Введение

авиационный транспорт экологический

В данной курсовой работе зайдет речь о воздействии авиационного транспорта на окружающую среду.

Цель курсовой работы: оценить «вклад» авиационного транспорта в загрязнение окружающей среды.

Задачи курсовой работы:

Рассмотреть пагубные последствия воздействия авиационного транспорта на атмосферу, гидросферу, литосферу и на живые организмы. Нахождение путей решения проблем возникающих при воздействии авиационного транспорта на окружающую среду.

В Казахстане с его огромными расстояниями воздушному транспорту отводится особая роль. Прежде всего, он развивается как пассажирский транспорт и занимает второе (после железнодорожного) место в пассажирообороте всех видов транспорта в междугороднем сообщении. Ежегодно осваиваются новые воздушные линии, вводятся в строй новые и реконструируются действующие аэропорты. Доля воздушного транспорта в грузовых перевозках невелика. Но среди грузов, перевозимых этим видом транспорта, основное место занимают различные машины и механизмы, измерительные приборы, электротехническое и радиотехническое оборудование, аппаратура, особо ценные, а также скоропортящиеся грузы.

Авиационный транспорт с одной стороны приносит пользу людям а с другой стороны загрязняет окружающую среду. Ввиду своей технологической специфики вредные выбросы, производимые воздушными судами, намного быстрее оседают в атмосферном пространстве и распространяются в нем, поэтому защита окружающей среды от негативного воздействия деятельности воздушного транспорта актуальна во всем мире.

I. Воздействие авиационного транспорта на ОС

Воздействие авиационного транспорта на атмосферу

Вредные выбросы и природные вещества в атмосфере подвергаются сложным процессам превращения, взаимодействия, вымывания и т. д. Эти процессы различны для взвешенных частиц и газообразных примесей. Время нахождения взвешенных частиц в атмосфере зависит от их физико-химических свойств, метеорологических параметров и некоторых других факторов, в первую очередь от высоты выброса частиц в атмосферу и их размеров.

Неуклонный рост объёмов перевозок воздушным транспортом приводит к загрязнению окружающей среды продуктами сгорания авиационных топлив. В среднем один реактивный самолёт, потребляя в течение 1 ч 15 т топлива и 625 т воздуха, выпускает в окружающую среду 46, 8 т диоксида углерода, 18 т паров воды, 635 кг оксида углерода, 635 кг оксидов азота, 15 кг оксидов серы, 2, 2 твёрдых частиц. Средняя длительность пребывания этих веществ в атмосфере составляет примерно 2 года.

Наибольшее загрязнение окружающей среды происходит в зоне аэропортов во время посадки и взлёта самолётов, а также во время прогрева их двигателей. Подсчитано, что при 300 взлётах и посадках трансконтинентальных авиалайнеров в сутки в атмосферу не равномерно, а в зависимости от графика работы аэропорта. При работе двигателей на взлёте и посадке в окружающую среду поступает наибольшее количество оксида углерода и углеводородных соединений, а в процессе полёта - максимальное количество оксидов азота.

Самолёту не требуется бесконечных лент дороги, как автомобилю, хотя аэропорты, взлетно-посадочные полосы занимают немалые земельные площади. Эти виды транспорта роднит активное участие в загрязнении атмосферы, в расточительном расходовании кислорода. Реактивному лайнеру, совершающему трансатлантический перелёт, требуется от 50 до 100 т этого газа. На территории аэропорта производится запуск двигателей, руление, взлёт и посадка самолётов т.е., операции при которых в атмосферу поступают вредные продукты выхлопов авиационных двигателей, предварительного старта (мест ожидания) и на взлетно-посадочной полосе. Рулёжные дорожки считаются участками умеренного выделения газа вследствие выделения кратковременности нахождения на них самолётов.

Концентрация вредных составляющих отработавших газов авиадвигателей в воздухе и скорость их распространения по территории аэропорта в значительной степени зависит от метеорологических условий. При этом наиболее отчётливо прослеживается влияние направления и скорости ветра. Другие факторы - температура и влажность воздуха, солнечная радиация - хотя и влияет на концентрацию загрязнителей, однако это влияние выражено менее ярко и имеет более сложную зависимость.

Оценка суммарного количества основных загрязнителей, поступающих в воздушную среду контролируемой зоны аэропорта гражданской авиации в результате его производственной деятельности (без учёта загрязнения воздуха спец автотранспортом и другими наземными источниками), показывает, что на площади около 4 кмІ выделяется в атмосферу за 1 сутки от 1000 до 1500 кг оксида углерода, 300 - 500 кг углеводородных соединений и 50 - 8 - кг оксидов азота. Такое количество выделяемых вредных веществ при неблагоприятном сочетании метеорологических условий может приводить к повышению их концентраций до значительных величин.

При чрезвычайных и аварийных ситуациях самолёты вынуждены сливать в воздухе излишнее топливо для уменьшения посадочной массы. Количество топлива, сливаемого самолётом за 1 раз, колеблется от 1 - 2 тыс. до 50 тыс. литров. Испарившаяся часть топлива рассеивается в атмосфере без опасных последствий, однако, неиспарившаяся часть достигает поверхности земли и водоёмов и может вызвать сильные местные загрязнения. Доля неиспарившегося топлива, достигающего поверхности земли в виде капель, зависит от температуры воздуха и высоты слива. Даже при температуре более 20єC на землю может выпадать до нескольких процентов сливаемого топлива, особенно при сливе на малых высотах.

Но опаснее другое. При полёте в нижних слоях стратосферы двигатели сверхзвуковых самолётов выделяют оксиды азота, что ведёт к окислению озона. В стратосфере происходит интенсивное взаимодействие солнечных лучей с молекулами кислорода. В результате молекулы распадаются на отдельные атомы, а те, присоединяясь к сохранившимся молекулам кислорода, образуют озон. Область повышенной концентрации озона, так называемая озоносфера, которая приходится на высоты 20 - 25 км, играет очень важную роль для Земли. Поглощая почти всю ультрафиолетовую радиацию, озон, тем самым, предохраняет живые организмы от гибели.

Влияние газотурбинных двигателей:

Применение газотурбинных двигательных установок в авиации и ракетостроении поистине огромно. Все ракетоносители и все самолеты (кроме пропеллерных на которых стоят ДВС) используют тягу этих установок. Выхлопные газы газотурбинных двигательных установок (ГТДУ) содержат такие токсичные компоненты, как СО, NО, углеводороды, сажу, альдегиды и др.

Исследования состава продуктов сгорания двигателей, установленных на самолетах "Боинг-747", показали, что содержание токсичных составляющих в продуктах сгорания существенно зависит от режима работы двигателя.

Высокие концентрации СО и CnHm (n - номинальное число оборотов двигателя) характерны для ГТДУ на пониженных режимах (холостой ход, руление, приближение к аэропорту, заход на посадку), тогда как содержание оксидов азота NO (NO, NO2, N2O5) существенно возрастает при работе на режимах близких к номинальному (взлет, набор высоты, полетный режим).

Суммарный выброс токсичных веществ самолетами с ГТДУ непрерывно растет, что обусловлено повышением расхода топлива до 20 - 30 т/ч и неуклонным ростом числа эксплуатируемых самолетов.

Наибольшее влияние на условия обитания выбросы ГТДУ оказывают в аэропортах и зонах, примыкающих к испытательным станциям. Сравнительные данные по выбросам вредных веществ в аэропортах показывают, что поступления от ГТДУ в приземный слой атмосферы составляют:

- Оксиды углерода - 55%

- Оксиды азота - 77%

-Углеводороды - 93%

- Аэрозоль - 97

остальные выбросы выделяют наземные транспортные средства с ДВС.

Загрязнение воздушной среды транспортом с ракетными двигательными установками происходит главным образом при их работе перед стартом, при взлете и посадке, при наземных испытаниях в процессе их производства и после ремонта, при хранении и транспортировке топлива, а так же при заправке топливом летательных аппаратов. Работа жидкостного ракетного двигателя сопровождается выбросом продуктов полного и неполного сгорания топлива, состоящих из O, NO, OH и др.

При сгорании твердого топлива из камеры сгорания выбрасываются H2O, CO2, HCl, CO, NO, Cl, а также твердые частицы Al2O3 со средним размером 0,1 мкм (иногда до 10 мкм).

Ученые уже давно доказали, что воздух в районах аэропортов серьезно загрязнен. Это очень актуальная проблема для людей, живущих вблизи крупных аэропортов.

Но чаще всего эта проблема игнорируется властями стран, ведь экономические выгоды превалируют над охраной здоровья граждан, дома которых расположены в непосредственной близости к области серьезного воздушного загрязнения. Выхлопные газы самолетов содержат очень опасные загрязняющие вещества, которые могут быть связаны с различными проблемами здоровья у людей.

Даже небольшие региональные аэропорты способны серьезно навредить состоянию здоровья людей, которые живут неподалеку от них. Эти аэропорты, которые принято считать «маленькими», оказывают на человеческий организм не меньше негативного влияния, чем авиа-гиганты. Самое страшное, что они обычно строятся в непосредственной близости с жилыми кварталами. Выбросы так называемых ультрадисперсных частиц, которые во много тысяч раз меньше толщины человеческого волоса, способны навредить человеческому здоровью. Концентрация этих веществ способствует развитию у людей болезни дыхательной системы, сердца, сосудов и пр.

Воздействие ракетно-космической техники и воздушных судов гражданской авиации.

Загрязнение воздушной среды транспортом с ракетными двигательными установками происходит главным образом при их работе перед стартом, при взлете и посадке, при наземных испытаниях в процессе их производства и после ремонта, при хранении и транспортировке топлива, а так же при заправке топливом летательных аппаратов. Работа жидкостного ракетного двигателя сопровождается выбросом продуктов полного и неполного сгорания топлива, состоящих из O, NO, OH и др. При сгорании твердого топлива из камеры сгорания выбрасываются H2O, CO2, HCl, CO, NO, Cl, а также твердые частицы Al2O3 со средним размером 0,1 мкм (иногда до 10 мкм)

При эксплуатации ракетно-космической техники оказывается воздействие на атмосферу, включая стратосферный озон, а также на экосистемы. Районы падения отделяющихся частей ракет-носителей. Основными факторами негативного воздействия ракетно-космической деятельности на окружающую природную среду в районах падения отделяющихся частей ракет-носителей являются: загрязнение отдельных участков почвы, поверхностных и грунтовых вод компонентами ракетных топлив; засорение территорий районов падения элементами отделяющихся конструкций ракетоносителей; возможность взрывов и возникновения локальных очагов пожаров при падении ступеней средств выведения; механические повреждения почвы и растительности, в том числе при последующей эвакуации отделяющихся частей ракетоносителей.

Исследования показывают, что запуски ракет-носителей оказывают определенное воздействие на верхнюю атмосферу. При этом могут изменяться ее химический состав и проявляться динамические, тепловые, электромагнитные эффекты воздействия. Данные зондирования показывают, что после запуска ракеты-носителя в течение примерно 1 ч происходит частичная перестройка структуры ионосферы на расстояниях до 2 тыс. км, которая проявляется в возникновении волновых возмущений ионосферы различного масштаба.

В целом минимизация влияния пусков ракет-носителей на атмосферу может достигаться их рациональным планированием.

Полеты дозвуковых и будущих сверхзвуковых самолетов, как показывают исследования, обобщенные Международной организацией гражданской авиации (ИКАО), могут оказывать существенное влияние на верхние слои атмосферы в результате выбросов продуктов сгорания топлива. Так, вклад воздушных судов гражданской авиации в выбросы оксидов азота на больших высотах оценивается в 55% при том, что на малых высотах он составляет 2-4%, а по диоксиду углерода и потреблению топлива доля гражданской авиации в общем объеме выбросов и потребления ископаемого топлива оценивается величиной примерно в 3%.

Результаты моделирования воздействия авиации на окружающую среду показывают, что выбросы оксидов азота всеми имеющимися в мире дозвуковыми воздушными судами, выполняющими полеты в верхних слоях тропосферы (на высотах 10-13 км), могут привести к увеличению концентрации озона на 4-6%, а в средних и высоких широтах Северного полушария, увеличение концентрации озона может достичь 9%. Озон, присутствующий в повышенных концентрациях в верхних слоях тропосферы, как и диоксид углерода, усиливает "парниковый эффект" и может содействовать глобальному изменению климата.

Напротив, выбросы оксидов азота сверхзвуковыми самолетами в стратосфере (на высотах около 20 км) могут приводить к истощению озонового слоя (появление озоновых дыр), который защищает поверхность Земли, население, растительный и животный мир от жесткого ультрафиолетового излучения. При этом чувствительность стратосферы к воздействию авиации неизмеримо выше, чем тропосферы.

2.Шумовое воздействие авиатранспорта

Шумовое (акустическое) загрязнение - раздражающий шум антропогенного происхождения, нарушающий жизнедеятельность живых организмов и человека. Раздражающие шумы существуют и в природе (абиотические и биотические), однако считать загрязнением их неверно, поскольку живые организмы адаптировались к ним в процессе эволюции.

Шум создают авиационные двигатели воздушных судов, вспомогательные силовые установки самолетов, спецавтотранспорт различного назначения, автомобили с тепловыми и ветровыми установками, сделанные на базе отработавших летный ресурс авиадвигателей, оборудование стационарных объектов, на которых производится техническое обслуживание и ремонт летательных аппаратов. Уровни шума достигают на перронах аэропортов 100 дБ, в помещениях диспетчерских служб от внешних источников 90-95 дБ, внутри зданий аэровокзалов 75 дБ.

Воздействие на человека:

Шум в определённых условиях может оказывать значительное влияние на здоровье и поведение человека. Шум может вызывать раздражение и агрессию, артериальную гипертензию (повышение артериального давления), тиннитус (шум в ушах), потерю слуха. Наибольшее раздражение вызывает шум в диапазоне частот 3000ч5000 Гц.

Эксплуатация самолётов большого тоннажа с мощными турбореактивными и турбовинтовыми двигателями, увеличение интенсивности их полётов, рост парка и расширение сферы применения гражданских вертолётов приводят к значительной “зашумлённости” окрестностей аэропортов и территорий под воздушными трассами.

Авиационный шум оказывает существенное влияние на шумовой режим территории в окрестностях аэропортов, который зависит от направления взлетно-посадочных полос и трасс пролётов самолётов, интенсивности полётов в течение суток, сезонов года, от типов самолётов, базирующихся на данном аэродроме, и других факторов. При круглосуточной интенсивной эксплуатации аэропортов уровни звука на жилой территории достигают в дневное время 80 дБа и в ночное время - 78 дБа, максимальные уровни колеблются от 92 до 108 дБа.

В некоторых городах по уровням создаваемого шума и общей площади зашумлённости территории первое место среди всех источников шума занимает воздушный транспорт. Аэродромы местных воздушных линий расположены, как правило, в черте города, непосредственно среди жилой застройки, что создаёт крайне неблагоприятные акустические условия для населения.

Повышение уровня звука в летнее время обусловлено увеличением интенсивности полётов, а снижение его в некоторых точках - за счёт экранирующего эффекта плотных зелёных насаждений.

Жители домов, расположенных в окрестностях аэропорта, отмечают, что стали нервными, раздражительными. Внезапный шум от пролетающих самолётов нарушает сон: многие не могут долго заснуть или часто просыпаются. Жалобы на ощущение тревоги, страха, на вибрацию дома или посуды предъявляют жители домов, близко расположенных к трассе взлётов и посадок самолётов и к площадкам опробования двигателей. Реакция населения, выявленная опросом, показала, что отношение к одним и тем же уровням авиационного шума различно. Так, днём при уровне шума 66 ДБА число жалоб составляет 33%, а ночью при таком же уровне шум беспокоит 92% населения. Процент жалоб определяется максимальными уровнями шума и интенсивностью полётов самолетов, как в течение суток, так и на протяжении всего года.

Высокий уровень шума при взлёте, посадке, пролёте самолётов отмечен в многочисленных посёлках сельского типа, расположенных на небольшом расстоянии от аэропортов. Значительный шум создают аэропорты местных авиалиний и авиация специального назначения.

Городские жители чаще, чем сельские, жалуются на шум самолётов (20 - 25%), что, по - видимому, можно объяснить повышенной чувствительностью горожан к шуму, вследствие воздействия на них ещё и промышленного, транспортного, коммунального шумов.

Наибольшее беспокойство испытывают люди, страдающие заболеваниями нервной и сердечно - сосудистой систем, желудочно-кишечного тракта и др. процент жалоб от этой части населения (64 - 90%) намного больше, чем от здоровых людей (39 - 52%).^[2]

3.Влияние авиатранспорта на гидросферу

Вблизи аэропортов происходит загрязнение подземных вод нефтепродуктами в основном за счёт утечки жидкого топлива при заправке самолётов, а также за счёт технических ошибок при его транспортировке и хранении. При взлёте и посадке самолёта в атмосферу выделяется определённое количество жидких и газообразных продуктов сгорания топлива, которые осаждаются вблизи взлётной полосы и накапливаются в почве.

Углеводороды нефти обладают способностью проникать на значительную глубину. Так, в трещиноватых породах авиационной керосин за 5 месяцев проникает на глубину более 700 м. Наиболее эффективным методом защиты подземных вод от загрязнения нефтепродуктами является проведение предупредительных мер, в том числе бурение скважин для контроля за качеством вод.

Во время аварийных ситуаций производится удаление с земной поверхности разлившихся нефтепродуктов и загрязнённой почвы. При попадании нефтепродуктов в водоносные горизонты обычно загрязнённые воды откачивают, а затем очищают через соответствующие фильтры.

На покрытиях аэропортов накапливается смесь, состоящая из пыли, продуктов сгорания топлива, частиц стирающихся шин и других материалов. Вместе с дождевыми потоками всё это попадает в водоёмы.^[3]

4.Загрязнение почвы авиатранспортом

Почва - составная часть почти всех биосферных круговоротов веществ. В роли основных загрязнителей почв выступают металлы и их соединения.

Актуальной экологической проблемой остаётся организация отвода, сброса и обезвреживания поверхностного стока (загрязнённых дождевых, талых, поливно - моечных вод) с искусственных покрытий аэродромов. Оборудованием для очистки сильно загрязнённых дождевых и талых вод оснащены только 14 крупных аэропортов. В основном (особенно в районах Крайнего Севера) такие воды отводятся без очистки на рельеф местности. Почва вокруг аэропортов загрязнена солями тяжёлых металлов и органическими соединениями в радиусе до 2 - 2,5 км. В осенне-зимний и весенний периоды производится антиобледенительная обработка воздушных судов и удаление снежно - ледовых отложений с искусственного покрытия аэродромов. При этом применяются активные противогололёдные препараты и реактивы, содержащие мочевину, аммиачную селитру, поверхностно - активные вещества, которые также попадают в почву.

В аэропортах накапливается различные твёрдые и жидкие отходы производства и потребления. Отходы, опасные в санитарно - гигиеническом и пожарном отношениях, хранятся в специальных помещениях, площадь которых составляет всего около 3% от общей площади земель, занятых в аэропортах отходами. На организованных свалках, куда вывозятся остальные отходы, менее 20% площадей подготовлены для размещения производственных и бытовых отходов.

5.Электромагнитное загрязнение среды авиационного транспорта

Помимо шумового воздействия, авиация приводит к электромагнитному загрязнению среды.

Электромагнитное загрязнение (ЭМП антропогенного происхождения или электромагнитный смог) - это совокупность электромагнитных полей, разнообразных частот, негативно влияющих на человека. Некоторые исследователи называют электромагнитный смог, возникший и сформировавшийся за последние 60-70 лет, одним из самых мощных факторов, негативно влияющих на человека на сегодняшний момент. Это объясняется фактически круглосуточным его воздействием и стремительным ростом.

Электромагнитное загрязнение зависит в основном от мощности и частоты излучаемого сигнала.

Его вызывает радиолокационная и радионавигационная техника аэропортов и летательных аппаратов, необходимая для наблюдения за полетами самолетов и метео обстановкой. Радиолокационные средства излучают в окружающую среду потоки электромагнитной энергии. Они могут создавать электромагнитные поля большой напряженности, представляющие реальную угрозу для людей.

В аэропортах гражданской авиации электромагнитная обстановка определяется в основном излучением мощных радиолокационных станций. К ним в первую очередь относятся наземные обзорные радиолокационные станции, работающие в диапазонах ультравысоких и сверхвысоких частот. Действие электромагнитного поля на человека в районах размещения этих станций носит прерывистый характер, который обусловлен периодом вращения электромагнитного излучения. Исследования подтвердили возможность применения расчётных методов для предварительной оценки электромагнитной обстановки вокруг радиолокационных станций. Результаты обследования электромагнитной обстановки в районе ряда аэропортов страны показали, что в 60% случаев в близ расположенных населённых пунктах требовались специальные мероприятия по защите населения, которые и были осуществлены. Так же существуют национальные и международные гигиенические нормативы уровней ЭМП, в зависимости от диапазона, для селитебной зоны и на рабочих местах.

Воздействие электромагнитного поля на микроорганизмы

Подавляющее большинство исследований обнаруживает высокую чувствительность различных микроорганизмов к достаточно слабым полям. Однако нет систематических и крайне мало достоверных данных о наличии эффектов, направлению реакций и последующих изменений в связи с параметрами действующих ЭМП. По данным исследований, влияние электромагнитного излучения на микроорганизмы проявлялось в снижении двигательной активности и выживаемости микроорганизмов; в увеличении смертности микроорганизмов.

Воздействие электромагнитного поля на растения

В результате многочисленных исследований выяснено, что электромагнитные волны оказывают существенное воздействие на биологические объекты, проявляющиеся в многообразии индуцированных эффектов. Как слабые, так и сильные ЭМП оказывают достаточно выраженное влияние на морфологические, физиологические, биохимические и биофизические характеристики многих растений. Влияют на рост, развитие и размножение растительных объектов. В районе аэропортов у растений распространены аномалии развития - часто меняются формы и размеры цветков, листьев, стеблей, появляются лишние лепестки.

Воздействие электромагнитного поля на птиц и млекопитающих

В районах с повышенным уровнем ЭМП возникают изменения в жизни животных, связанные прежде всего с нарушениями функционирования центральной нервной системы

Анализ результатов эксперимента по изучению влияния на животных (крысы-самцы) ЭП (50 Гц) напряженностью от 100 до 5000 В/м при круглосуточном воздействии фактора позволил установить, что наблюдаются изменения общего состояния организма животных, нарушения метаболизма (белкового, углеродного и энергетического обменов и их регуляция) и процессов нейрогуморальной регуляции, кроме того при длительном непрерывном воздействии электромагнитного поля (напряженность 1-5 кВ/м) возникают изменения генеративной функции подопытных животных и их потомства (нарушения внутриутробного и постнатального его развития). При влиянии длительного прерывистого также установлены нарушения генеративной функции (напряженности поля 10-15 кВ/м), выражавшиеся в снижении плодовитости подопытных самок и изменениях внутриутробного развития потомства.

Воздействие электромагнитного поля на человека

Человеческий организм всегда реагирует на электромагнитное поле. Однако, для того чтобы эта реакция переросла в патологию и привела к заболеванию необходимо совпадение ряда условий - в том числе достаточно высокий уровень поля и продолжительность облучения. Биологический эффект ЭМП в условиях длительного многолетнего воздействия накапливается, в результате возможно развитие отдаленных последствий, включая дегенеративные процессы центральной нервной системы, рак крови, опухоли мозга, гормональные заболевания.

Особо опасны ЭМП могут быть для детей, беременных (эмбрион), людей с заболеваниями центральной нервной, гормональной, сердечно-сосудистой системы, аллергиков, людей с ослабленным иммунитетом.

Наиболее ранними клиническими проявлениями последствий воздействия ЭМИ на человека являются функциональные нарушения со стороны нервной системы , проявляющиеся прежде всего в виде вегетативных дисфункций неврастенического и астенического синдрома. Лица, длительное время находившиеся районе аэропортов, предъявляют жалобы на слабость, раздражительность, быструю утомляемость, ослабление памяти, нарушение сна. Нередко к этим симптомам присоединяются расстройства вегетативных функций. Нарушения со стороны сердечно-сосудистой системы проявляются, как правило, нейроциркуляторной дистонией: лабильность пульса и артериального давления, наклонность к гипотонии, боли в области сердца и др. Изменения костного мозга носят характер реактивного компенсаторного напряжения регенерации. Обычно эти изменения возникают у лиц по роду своей работы постоянно находившихся под действием ЭМ-излучения с достаточно большой интенсивностью. Персонал работающий в аэропортах, а также население, живущее в зоне действия ЭМП жалуются на раздражительность, нетерпеливость. Через 1-3 года у некоторых появляется чувство внутренней напряженности, суетливость. Нарушаются внимание и память . Возникают жалобы на малую эффективность сна и на утомляемость.

В настоящее время накоплено достаточно данных, указывающих на отрицательное влияние ЭМП на иммунологическую реактивность организма. Результаты исследований ученых всего мира дают основание считать, что при воздействии ЭМП нарушаются процессы иммуногенеза, чаще в сторону их угнетения.

Уровни ЭМП, вызывающие реакцию организма у гиперчувствительных людей, значительно ниже уровней обычно вызывающих неблагоприятные последствия для здоровья. Симптомы, наиболее часто возникающие у гиперчувствительных людей:

- Нервная система (усталость, напряжение, нарушения сна)

- Кожа (покалывание, жжение, высыпания)

- Тело (ломота и боль в мышцах)

- Глаза (жжение)

- Различные менее общие симптомы, которые затрагивают уши, нос, горло, а также расстройства желудка.

6. Пути решения проблем возникающих при воздействии авиационного транспорта на окружающую среду

Охрана атмосферного пространства.

За последние сто лет загрязнение окружающей среды усилилось разными выбросами. За это время в атмосферу Земли попало, по подсчетам ученых, более миллиона тонн кремния, полтора миллиона тонн мышьяка, около миллиона тонн кобальта.

Ввиду своей технологической специфики вредные выбросы, производимые воздушными судами, намного быстрее оседают в атмосферном пространстве и распространяются в нем, поэтому защита окружающей среды от негативного воздействия деятельности воздушного транспорта актуальна во всем мире.

Несмотря на то, что суммарный выброс загрязняющих веществ двигателями самолетов сравнительно невелик (для города, страны), в районе аэропорта эти выбросы загрязняют окружающую среду. Значительная часть общего расхода топлива тратится на выруливание самолета к взлетно-посадочной полосе (ВПП) перед взлетом и на заруливание с ВПП после посадки.

Для снижения вредных выбросов от работы двигателей авиакомпании применяет следующие методы:

- использование присадок к топливу, впрыск воды и др.;

- распыление топлива;

- обогащенные смеси в зоне горения;

- сокращение времени работы двигателей на земле;

- уменьшение числа работающих двигателей при рулении

(выброс отходов снижается в 3-8 раз).

Охрана водных ресурсов.

Мировые запасы воды на Земле огромные. Однако, это преимущественно соленая вода мирового океана. Запасы пресной воды, потребность людей в которой является особенно жизненно важной, незначительные и исчерпаемые. Во многих местах планеты наблюдается нехватка её для орошения, использования в промышленности и в быту. В последние годы по данным ученых потребность в воде выросла в 10 раз.

Обеспечение экологического равновесия и полное удовлетворение потребностей населения и народного хозяйства водой возможны при улучшении качества воды и водного режима рек, рациональном использовании воды предприятиями всех отраслей хозяйства и воссоздании водных ресурсов.

В целях следования стратегии охраны окружающей среды и сохранения водных ресурсов аэропорта должны проводить следующие мероприятия:

- Производит регулярный замер объема сточных вод, поступающих на очистные сооружения, и сбрасываемых в специальный водный объект, предоставленный в пользование авиакомпании.

- Постоянно контролирует качественные и количественные показатели сточных вод.

- Контролирует эффективность работы очистных сооружений.

Утилизация отходов производства.

Стремительное развитие научно-технического прогресса и мирового энергетического потенциала сопровождается все возрастающим отрицательным воздействием на природу. Непрерывный рост промышленных и бытовых отходов, и безнравственное отношение общества к их захоронению, стало эпидемиологически опасно, особенно из-за нарастания их небиоразлагаемой составляющей, а также высококонцентрированного содержания в них токсичных материалов, к равновесию с которыми литосфера не готова по своей природе.

Например, в результате производственно-хозяйственной деятельности авиакомпании «Аэрофлот» образуются отходы, в которых доля чрезвычайно опасных и высокоопасных отходов составляет 0,3 %; умеренно опасных - 14 %. Большая часть приходится на отходы малоопасные и практически неопасные - 85,6 %.

Мероприятия, которые необходима проводить аэропортами для уменьшения доли опасных отходов:

- регулярно проводить мониторинг мест временного хранения отходов производства и потребления структурных подразделений аэропортов.

- контролировать своевременность сдачи отходов производства на утилизацию, обезвреживание и уничтожение.

- вести работы по сбору и утилизации остатков противообледенительной жидкости (ПОЖ) после обработки ею самолетов.^[7]

Защита от действия электромагнитного загрязнения среды.

Экранирование (активное и пассивное; источника электромагнитного излучения или же объекта защиты; комплексное экранирование).

Удаление источников из ближней зоны; из рабочей зоны.

Конструктивное совершенствование оборудования с целью снижения используемых уровней ЭМП, общей потребляемой и излучаемой мощности оборудования.

Ограничение времени пребывания операторов или населения в зоне действия ЭМП.

Контроль за уровнями ЭМП возложен на органы санитарного надзора и инспекцию электросвязи, а на предприятиях - на службу охраны труда. Предельно-допустимые уровни ЭМП в разных радиочастотных диапазонах различны.

Модернизация двигателей.

Для снижения удельного содержания токсичных веществ в отработанных газах наряду с совершенствованием эксплуатируемых типов газотурбинных двигателей создаются новые ГТД с новыми конструкциями камеры сгорания, системы впрыска топливно-воздушной смеси, компрессорами, обеспечивающими наивыгоднейшее соотношение в смеси топливо-воздух, лучшее распыление и перемешивание смеси, подаваемой в камеру, и более полное ее сгорание. Создаются новые двухзонные камеры, где топливо сгорает в два этапа в разных местах камеры, причем одна из этих зон обеспечивает наилучшее сгорание топлива на режиме малой тяги, допустим, руления (в этом случае топливо во вторую зону не подается), а вторая зона совместно с первой позволяет оптимизировать процесс горения на режимах взлета, набора высоты и крейсерского полета. В последнем случае процесс горения во второй зоне идет при меньшей температуре, что позволяет снизить выделение окислов азота.

Уменьшение общего расхода топлива, а следовательно, и выброса токсичных веществ достигается также совершенствованием методов эксплуатации самолетов, а именно: повышением степени заполнения самолетов полезной нагрузкой, уменьшением пробега самолетов на аэродромах под собственной тягой, в частности, путем буксировки их тягачами на исполнительный старт, доставки пассажиров от самолетов в вокзал и на посадку автобусами или движущимися конвейерами с тем, чтобы самолет мог находиться на стоянке, максимально приближенной к взлетно-посадочной полосе.

Наряду с указанными мерами, направленными на решение задач ближайшей перспективы, развернуты фундаментальные и прикладные исследования проблем авиации будущего. В этом плане идут поиски летательных аппаратов с лучшими аэродинамическим качеством и весовой отдачей, а также новых, еще более экономичных, типов двигателей и новых "чистых" энергоносителей (топлива).

На перспективных магистральных самолетах ожидается широкое использование: новых конструкций крыльев (так называемого сверхкритического профиля), позволяющих существенно уменьшить лобовое сопротивление воздуха в полете; мощных систем механизации крыла в виде сложнейших закрылков и предкрылков, снижающих расход топлива на взлете; улучшенных форм сопряжения отдельных элементов (крыла с фюзеляжем и гондолами двигателей, оперения с фюзеляжем и др.). Изучаются и другие направления совершенствования летательных аппаратов, которые могут принести более значительные результаты.

Водородное топливо.

Производство водорода обходится довольно дорого, однако в одном из недавних исследований было установлено, что применительно к 400-местному дозвуковому пассажирскому самолету, рассчитанному на дальность полета около 10000 км, водород может оказаться в экономическом отношении более выгодным, чем синтетический авиационный керосин.

Для него характерны высокая скорость распространения пламени, широкие пределы устойчивого горения, хорошая воспламеняемость, отсутствие сажи при сжигании. Более того, жидкий водород обладает огромным хладоресурсом, большим, чем любое другое жидкое топливо.

К основным недостаткам водорода как авиационного топлива относятся его малая плотность и низкая температура кипения, вследствие чего он потребует на самолете очень больших топливных баков с тяжелой системой теплоизоляции.

Биотопливо.

Биодизельным топливом принято называть высококалорийный продукт переработки биологического сырья - фактически, особым образом модифицированное растительное масло, производимое из сои, кукурузы, канолы и иных масличных культур, а также из пищевых отходов. Это топливо может быть использовано в авиационных двигателях.

Даже небольшое количество растительного масла в керосинном топливе существенно уменьшает объемы вредных выбросов и повышает срок жизни двигателя.

Водоросли могут выращиваться на землях плохого качества с использованием не питьевой или соленой воды. Измерения качества выхлопных газов показывают, что биотопливо из водорослей содержит в восемь раз меньше углеводородов, чем керосин, полученный из сырой нефти. Кроме того, выбросы оксида азота и серы также будут сокращены (до 40 процентов меньше оксида азота и около 10 мг оксида серы против 600 мг) в связи с очень низким содержанием азота и серы в биотопливе по сравнению с ископаемым топливом.

7. Расчетно-графическое задание

РГЗ по спец. курсу Экология транспорта и городских сетей предусматривает определение количественных показателей, токсических характеристик автомобиля. Необходимо выполнить расчёт выбросов автомобильного двигателя при различных нагрузках (1-ая часть) и в упрощённом городском ездовом цикле (2-ая часть).

Задания в 1-ой части соответствует стендовым испытанием двигателя при которых выделение вредных веществ выделяется в г/кВт*час (на единицу работы), а во второй части - режиму движения автомобиля, расчет целесообразно проводить в г/км, т. е. на единицу пути.

Таблица 1.

Вариант	5
Тип двигателя	Д
Номин. мощность, кВт	70
Номин. частота вращения, об/ мин	2800
Расход топлива, кг/час	16

Расчет вредных выбросов при различных нагрузках двигателя.

Расчет выброса вредных веществ производится для 3 режимов нагрузки:

номинальной N_е=N_еном,

средней N_е=0,5N_еном

малой нагрузки N_е=0,2N_еном .

Расход топлива, соответствующий каждому режиму, определяется с учетом значений коэффициента К₁ , приведенных в таблице 2. Подвариант А выбирается по сумме последних 2 цифр в номере зачетной книжки. Если сумма окажется двухзначным числом, то учитывается последняя цифра в нем.

Таблица 2 - Коэффициент расхода К₁ топлива при различных нагрузках.

Нагрузка Двигателя	Подвариант А
	4
средняя 0, 5 Nеном	0,50
малая 0, 2 Nеном	0,27

В таблице 3 для расчетных режимов указаны значения коэффициента избытка воздуха б, характеризующие состав топливо - воздушной смеси, и концентрация в отработавших газах основных токсичных компонентов - оксида углерода СО, оксида азота NO, углеводородов CH и сажи C.

Таблица 3 - Данные к расчету вредных выбросов.

Нагрузка двигателя	Дизель
		CO, %	CH, мг/л	NO, ppm	C, мг/л
номинальная Nеном	1,6	0,3	0,7	2800	0,9
средняя 0,5 Nеном	2,8	0,1	0,4	1900	0,2
малая 0,2 Nеном	4,2	0	0,5	600	0

Расчет выброса основных токсичных компонентов для каждого заданного режима производится по следующей методике:

1. Количество отработавших газов за один час работы двигателя

М_ОГ= G _Т (1+ б l _о), кг/ час.

G _Т - расход топлива на данном режиме ;

б - коэффициент избытка воздуха на данном режиме (таблица 3);

l _о - количество воздуха, теоритически необходимое для сгорания 1 кг топлива (для бензина l _о=14, 9 кг/кг, для дизтоплива l _о=14, 4 кг/кг ).

2.Выброс токсичных компонентов.

Оксид углерода СО

Общий часовой выброс:

M_co =(C_co/100)*M_огкг/час

C_co - концентрация СО в ОГ, % (таблица 3).

Удельный выброс СО:

q_CO=M_CO*10³/N_eкг/( кВт* час)

Углеводороды СН

Общий выброс СН при допущении, что плотность газов равна 1 кг/м³:

M_CHC_CH*M_ОГ*10^-3кг/час

С_CH - концентрация СН в ОГ, мг/л.

Удельный выброс CH:

q_CH=M_CH*10³/ N_eг/(кВт*час)

Оксид азота NO

Общий выброс NO:

M_NO=C_NO*10^-6*M_ОГкг/час

C_NO - концентрация NO в ОГ, ppm (части на млн.).

Удельный выброс NO:

q_NO=M_NO*10³/N_eг/(кВт*час)

Сажа С

Общий выброс сажи:

M=C_C*10^-3*M_ОГкг/час

С_С - содержание сажи в ОГ, мг/л.

Удельный выброс сажи:

q_C=M_C*10³/N_eг/(кВт*час)

Номинальная нагрузка.

Исходные данные по N_e, G_T и

Расчет

М_ОГ = 16*(1+1,6*14,4) = 384,64 кг/час

M_co = 0,3/100*384,64 = 1,15 кг/час

q_CO= (1,15*10³)/70 = 16,42 г/( кВт* час)

M_CH0,7*384,64*10^-3 = 0,269 кг/час

q_CH= (0,269*10³)/70 = 3,84 г/(кВт*час)

M_NO= 2800*10^-6*384,64 = 1,076 кг/час

q_NO= (1,076*10³)/70 = 15,38 г/(кВт*час)

M_C= 0,9*10^-3*384,64 = 0,346 кг/час

q_C= (0,346*10³)/70 = 4,94 г/(кВт*час).

Средняя нагрузка.

Исходные данные по N_e, G_T и

Расчет

М_ОГ = 16(1+2,8*14,4) = 661,12 кг/ час.

M_СО = (0,1/100)*661,12 = 0,661 кг/час

q_CO= (0,661*10³)/0,50 = 1322,24 г/( кВт* час)

M_CH0,4*661,12*10^-3 = 0,264 кг/час

q_CH= (0,264*10³)/0,50 = 528,8 г/(кВт*час)

M_NO= 1900*10^-6*661,12 = 1,256 кг/час

q_NO= (1,256*10³)/0,50 = 2512,25 г/(кВт*час)

M_C= 0,2*10^-3*661,12 = 0,132 кг/час

q_C= (0,132*10³)/0,50 = 264,44 г/(кВт*час)

Малая нагрузка.

Исходные данные по N_e, G_T и

Расчет

М_ОГ = 16(1+4,2*14,4) = 983,68 кг/ час.

M_СО= (0/100)*983,68 = 0 кг/час

q_CO= (0*10³)/0,27 = 0 кг/( кВт* час)

M_CH0,5*983,68*10^-3 = 0,491 кг/час

q_CH= (0,491*10³)/0,27 = 1821,62 г/(кВт*час)

M_NO= 600*10^-6*983,68 = 0,59 кг/час

q_NO= (0,59*10³)/0,27 = 2185,95 г/(кВт*час)

M_C= 0*10^-3*983,68 = 0 кг/час

q_C= (0*10³)/0,27 = 0 г/(кВт*час)

Результаты расчета необходимо представить в табличной форме и графически (рис. 1).

Таблица 4 - Результаты расчета вредных выбросов

Расчетный режим	Общий (кг/час) и удельный (г/кВт*час) выбросы токсичных веществ
	MCO	qCO	MCH	qCH	MNO	qNO	MC	qC
Номинальная нагрузка	1,15	16,48	0,269	3,84	1,07	15,38	0,34	4,94
Средняя нагрузка	0,66	1322,24	0,264	528,8	1,25	2512,25	0,13	264,44
Малая нагрузка	0	0	0,49	1821,62	0,59	2185,95	0	0

Анализ результатов расчета

По построенной диаграмме можно наблюдать, что концентрация токсичных веществ в отработанных газах при различных нагрузках разная.

Общий выброс оксида углерода наибольший при номинальной нагрузки, а наименьший при малой нагрузке. Удельный выброс оксида углерода наибольший при средней нагрузки, а наименьший при малой нагрузки.

Общий выброс углеводорода наибольший при малой нагрузки, а наименьший при средней нагрузки. Удельный выброс углеводорода наибольший при при малой нагрузки, а наименьший при номинальной нагрузки.

Общий выброс оксида азота наибольший при средней нагрузки, а наименьший при малой нагрузки. Удельный выброс оксида азота наибольший при средней нагрузки, а наименьший при малой нагрузки.

Общий выброс сажи наибольший при номинальной нагрузки, а наименьший при малой нагрузки. Удельный выброс сажи наибольший при средней нагрузки, а наименьший при малой нагрузки.

Расчет вредных выбросов в ездовом цикле

В упрощенном ездовом цикле, состоящем из 4 режимов движения, токсическая характеристика автомобиля с бензиновым двигателем определяется по выбросу CO и NO, дизельного автомобиля - по выбросу NO и сажи на единицу пути. Данные к расчету приведены в таблице 5.

Таблица 5 - Данные к расчету вредных выбросов в ездовом цикле.

Режим движения	Коэфф. расхода топлива К2	Относит. время режима	Дизельный автомобиль
				NO, ppm	C, мг/л
Холостой ход	0,15	0,20	5,5	0	0
Разгон	0,75	0,35	2,3	2300	1,5
Постоянная скорость	0,60	0,20	2,9	1800	0,7
Заземление	0,20	0,25		0	0
Средняя скорость за цикл, км/час	40

Расчет для каждого заданного режима выполняется в следующей последовательности:

1.Количество отработавших газов

кг

- заданные параметры режима (таблица 4);

G_T - расход топлива (таблица 1)

l₀ - см. выше (раздел 2.2)

Выброс токсичных компонентов

M_CO=C_CO/100*M_ОГ*10³ г

M_NO=C_NO*M_ОГ*10^-3г

M_C=C_C*M_ОГг

C_CO, C_NO, C_C - содержание компонентов на данном режиме (таблица 5)

Расчет.

Холостой ход

М_ОГ =0,2*0,15*14(1+5,5*14,4) = 33,68 кг

M_NO = 33,68*10^-3 = 0 г

M_C= 0*33,68=0 г

Разгон

М_ОГ =0,35*0,75*14(1+2,3*14,4) = 125,39 кг

M_NO = 2300*125,39*10^-3 = 288,39 г

M_C= 1,5*125,39 =188,08 г

Постоянная скорость

М_ОГ =0,2*0,6*14(1+2,9*14,4) = 71,83 кг

M_NO = 1800*71,83*10^-3 = 129,3 г

M_C= 0,7*71,83=50,28 г

Общий выброс токсичных компонентов за цикл (час) сводится к суммированию выбросов токсичных компонентов на всех режимах.

Таблица 6 - Выброс токсичных веществ за цикл.

Режим движения	MNO, г	MC, г
Холостой ход Разгон Постоянная скорость	0 288,39 129,3	0 188,08 50,28
Всего:	417,69	238,36

Удельный выброс токсичных компонентов на единицу пути определяется путем деления общего выброса за цикл (час) на путь S, пройденный автомобилем за 1 час при заданной скорости.

, г/км

q_NO = 417,64/40 = 10,44 г/км

, г/км

q_C = 238,36/40 = 5,95 г/км

Таблица 7 - Нормы вредных выбросов новых автомобилей в европейских странах, г/км

Ступень	Годвведения	Бензиновые двигатели	Дизели
		СО	NO	CH	CO	NO	Сажа
EURO - 1	1993*	2,27	0,97**		2,27	0,97**	0,14
EURO - 2	1996	2,2	0,5**		1,0	0,67**	0,08
EURO - 3	2000	1,5	0,14	0,17	0,6	0,5	0,05
EURO - 4	2005	0,7	0,07	0,08	0,47	0,25	0,025

*- В России с 1999г.** - СH+NO

Заключение

В данной курсовой работе мной была проведена оценка воздействий авиационного транспорта на окружающую среду и в то же время был произведен расчет количества вредных выбросов автомобильных ДВС. Опираясь на результаты анализа специфики влияния авиационного транспорта на окружающую среду, я пришел к заключению, что авиация загрязняет природу и наносит вред здоровью человека. К вредным воздействиям воздушного транспорта на окружающую среду относят: выбросы в атмосферу продуктов сгорания, шумовое воздействие на живые организмы, электромагнитное излучение и загрязнение почвы. Необходимо проводить мероприятия, направленные на снижение пагубного воздействия авиационного транспорта на окружающую природную среду. Выделяют следующие мероприятия: создание экологически чистого топлива, модернизация двигателей, утилизация отходов производств и др. На основе данного анализа можно сделать вывод, о том что перед авиакомпаниями стоит важная задача минимизировать влияние авиационного транспорта на окружающую среду.

Провел исследования режимов движения автомобиля на дизельном топливе с точки зрения экологической безопасности. По таблице 6 видно, что наибольшие выбросы токсичных компонентов (оксида азота и сажи), наблюдается при разгоне автомобиля, а на холостом ходу выбросы оксида азота и сажи не наблюдаются.

Выбросы данного автомобиля во много раз превышают нормы вредных выбросов по европейским стандартам (таб. 7). Поэтому, этот автомобиль необходимо снять с эксплуатации. Либо, нужно провести замену данного топлива на другое, более экологически чистое.

Список используемой литературы

1. "Разрушение озонного слоя Земли" В. Миронов.

2. Сергеев В.С. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие/ Под ред. И.Г. Безуглова. М.: ОАО

Издательский дом '' Городец''» - 2007г.

3. Григорьев Ю.Г. Человек в электромагнитном поле (существующая ситуация, ожидаемые биоэффекты и оценки опасности). // Радиационная биология. Радиоэкология. 1997г.

4. Максимов И.Е. Состояние и перспективы использования экозащитных систем в решении проблем отходов. Новосибирск, 1995г.

Размещено на Allbest.ru