Как транспорт загрязняет воздух. Выхлопные газы накапливаются в нижних слоях атмосферы, то есть вредные вещества находятся в зоне дыхания человека. Поэтому автомобильный транспорт следует отнести к категории опасных источников загрязнения воздуха вблизи а

План

Загрязнение атмосферы выбросами транспорта.

Последствия загрязнения атмосферы.

2.1 Оксид углерода.

2.2 Диоксид серы и серный ангидрид.

2.3 Оксиды азота и некоторые другие вещества.

Меры по предотвращению загрязнения и охрана атмосферного воздуха.

3.1. Средства защиты атмосферы.

3.2. Эффективность очистки.

3.3. Способы очистки газовых выбросов в атмосферу.

3.4. Охрана атмосферного воздуха.

Заключение.

1. Загрязнение атмосферы выбросами транспорта.

Большую долю в загрязнении атмосферы составляют выбросы вредных веществ от автомобилей. Сейчас на Земле эксплуатируется около 500 млн. автомобилей, а к 2000 г. ожидается увеличение их числа до 900 млн. В 1997 г. в Москве эксплуатировались 2400 тыс. автомобилей при нормативе 800 тыс. автомобилей на действующие дороги.

В настоящее время на долю автомобильного транспорта приходится больше половины всех вредных выбросов в окружающую среду, которые являются главным источником загрязнения атмосферы, особенно в крупных городах. В среднем при пробеге 15 тыс. км за год каждый автомобиль сжигает 2 т топлива и около 26– 30 т воздуха, в том числе 4,5 т кислорода, что в 50 раз больше потребностей человека. При этом автомобиль выбрасывает в атмосферу (кг/год): угарного газа – 700, диоксида азота – 40, несгоревших углеводородов – 230 и твердых веществ – 2 – 5. Кроме того, выбрасывается много соединений свинца из-за применения в большинстве своем этилированного бензина.

Наблюдения показали, что в домах, расположенных рядом с большой дорогой

(до 10 м), жители болеют раком в 3 – 4 раза чаще, чем в домах, удаленных от дороги на расстояние 50 м. Транспорт отравляет также водоемы, почву и растения.

Токсичными выбросами двигателей внутреннего сгорания (ДВС) являются отработавшие и картерные газы, пары топлива из карбюратора и топливного бака. Основная доля токсичных примесей поступает в атмосферу с отработавшими газами ДВС. С картерными газами и парами топлива в атмосферу поступает приблизительно 45 % углеводородов от их общего выброса.

Количество вредных веществ, поступающих в атмосферу в составе отработавших газов, зависит от общего технического состояния автомобилей и, особенно, от двигателя – источника наибольшего загрязнения. Так, при нарушении регулировки карбюратора выбросы оксида углерода увеличиваются в 4...5 раза. Применение этилированного бензина, имеющего в своем составе соединения свинца, вызывает загрязнение атмосферного воздуха весьма токсичными соединениями свинца. Около 70 % свинца, добавленного к бензину с этиловой жидкостью, попадает в виде соединений в атмосферу с отработавшими газами, из них 30 % оседает на земле сразу за срезом выпускной трубы автомобиля, 40 % остается в атмосфере. Один грузовой автомобиль средней грузоподъемности выделяет 2,5...3 кг свинца в год. Концентрация свинца в воздухе зависит от содержания свинца в бензине.

Исключить поступление высокотоксичных соединений свинца в атмосферу можно заменой этилированного бензина неэтилированным.

Выхлопные газы ГТДУ содержат такие токсичные компоненты, как оксид углерода, оксиды азота, углеводороды, сажу, альдегиды и др. Содержание токсичных составляющих в продуктах сгорания существенно зависит от режима работы двигателя. Высокие концентрации оксида углерода и углеводородов характерны для газотурбинных двигательных установок (ГТДУ) на пониженных режимах (при холостом ходе, рулении, приближении к аэропорту, заходе на посадку), тогда как содержание оксидов азота существенно возрастает при работе на режимах, близких к номинальному (взлете, наборе высоты, полетном режиме).

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

ГТДУ на озоновый слой и накопление углекислого газа в атмосфере.

Наибольшее влияние на условия обитания выбросы ГГДУ оказывают в аэропортах и зонах, примыкающих к испытательным станциям. Сравнительные данные о выбросах вредных веществ в аэропортах подзывают, что поступления от ГТДУ в приземной слой атмосферы составляют, %: оксид углерода – 55, оксиды азота – 77, углеводороды – 93 и 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, при наземных испытаниях в процессе их производства или после ремонта, при хранении и транспортировании топлива. Состав продуктов сгорания при работе таких двигателей определяется составом компонентов топлива, температурой сгорания, процессами диссоциации и рекомбинации молекул. Количество продуктов сгорания зависит от мощности (тяги) двигательных установок. При сгорании твердого топлива из камеры сгорания выбрасываются пары воды, диоксид углерода, хлор, пары соляной кислоты, оксид углерода, оксид азота, а также твердые частицы Аl2O3 со средним размером 0,1 мкм (иногда до 10 мкм).

При старте ракетные двигатели неблагоприятно воздействуют не только на приземной слой атмосферы, но и на космическое пространство, разрушая озоновый слой Земли. Масштабы разрушения озонового слоя определяются числом запусков ракетных систем и интенсивностью полетов сверхзвуковых самолетов.

В связи с развитием авиации и ракетной техники, а также интенсивным использованием авиационных и ракетных двигателей в других отраслях народного хозяйства существенно возрос общий выброс вредных примесей в атмосферу. Однако на долю этих двигателей приходится пока не более 5 % токсичных веществ, поступающих в атмосферу от транспортных средств всех типов.

2. Последствия загрязнения атмосферы.

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.

2.1. Оксид углерода.

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).

2.2. Диоксид серы и серный ангидрид.

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.

2.3. Оксиды азота и некоторые другие вещества.

Оксиды азота (прежде всего, ядовиты диоксид азота NO2), соединяющиеся при участии ультрафиолетовой солнечной радиации с углеводородами (среди наибольшей реакционной способностью обладают олеофины), образуют пероксилацетилнитрат (ПАН) и другие фотохимические окислители, в том числе пероксибензоилнитрат (ПБН), озон (О3), перекись водорода (Н 2О2), диоксид азота. Эти окислители- основные составляющие фотохимического смога, повторяемость которого велика в сильно загрязненных городах, расположенных в низких широтах северного и южного полушария (Лос-Анджелес, в котором около 200 дней в году отмечается смог, Чикаго, Нью-Йорк и другие города США; ряд городов Японии, Турции, Франции, Испании, Италии, Африки и Южной Америки).

Оценка скорости фотохимических реакций, приводящих к образованию ПАН, ПБН и озона, показывает, что в ряде южных городов бывшего Советского Союза летом в околополуденные часы (когда велик приток ультрафиолетовой радиации) эти скорости превосходят значения, начиная с которых отмечается образование смога. Так, в Алма-Ате, Ереване, Тбилиси, Ашхабаде, Баку, Одессе и других городах при наблюдаемых уровнях загрязнения воздуха максимальная скорость образования О3 достигла 0,70-0,86 мг/(м3 Чч), в то время как смог возникает уже при скорости 0,35 мг/(м3 Ч ч).

Наличие в составе ПАН диоксида азота и йодистого калия придает смогу коричневый оттенок. При концентрации ПАН выпадает на землю в виде клейкой жидкости губительно действующей на растительный покров.

Все окислители, в первую очередь ПАН и ПБН, сильно раздражают и взывают воспаление глаз, а в комбинации с озоном раздражают носоглотку, приводят к спазмам грудной клетки, а при высокой концентрации (свыше 3-4 мг/м3) вызывают сильный кашель и ослабляют возможность на чем либо сосредоточиться.

Назовем некоторые другие загрязняющие воздух вещества, вредно действующие на человека. Установлено, что у людей, профессионально имеющих дело с асбестом повышена вероятность раковых заболеваний бронхов и диафрагм, разделяющих грудную клетку и брюшную полость. Берилий оказывает вредное воздействие(вплоть до возникновения онкологических заболеваний) на дыхательные пути, а также на кожу и глаза. Пары ртути вызывают нарушение работы центральной верхней системы и почек. Поскольку ртуть может накапливаться в организме человека, то в конечном итоге ее воздействие приводит к расстройству умственных способностей.

В городах вследствие постоянно увеличивающегося загрязнения воздуха неуклонно растет число больных, страдающих такими заболеваниями, как хронический бронхит, эмфизема легких, различные аллергические заболевания и рак легких. В Великобритании 10% случаев смертельных исходов приходится на хронический бронхит, при этом 21; населения в возрасте 40-59 лет страдает этим заболеванием. В Японии в ряде городов до 60% жителей болеют хроническим бронхитом, симптомами которого является сухой кашель с частыми отхаркиваниями, последующее прогрессирующее затруднение дыхания и сердечная недостаточность (в связи с этим следует отметить, что так называемое японское экономическое чудо 50-х - 60-х годов сопровождалось сильным загрязнением природной среды одного из наиболее красивых районов земного шара и серьезным ущербом, причиненным здоровью населения этой страны). В последние десятилетия с вызывающей сильную озабоченность быстротой растет число заболевших раком бронхов и легких, возникновению которых способствуют канцерогенные углеводороды.

3. Меры по предотвращению загрязнения и охрана атмосферного воздуха.

Оценка автомобилей по токсичности выхлопов. Большое значение имеет повседневный контроль над автомашинами. Все автохозяйства обязаны следить за исправностью выпускаемых на линию машин. При хорошо работающем двигателе в выхлопных газах окиси углерода должно содержаться не более допустимой нормы.

Положением о Государственной автомобильной инспекции на нее возложен контроль за выполнением мероприятий по охране окружающей среды от вредного влияния автомототранспорта.

В принятом стандарте на токсичность предусмотрено дальнейшее ужесточение нормы, хотя они и сегодня в России жестче европейских: по окиси углерода-на 35%, по углеводородам-на 12%, по окислам азота-на 21%.

На заводах введены контроль и регулирование автомобилей по токсичности и дымности отработавших газов.

Системы управления городским транспортом. Разработаны новые системы регулирования уличного движения, которые сводят к минимуму возможность образования пробок, потому что, останавливаясь и потом набирая скорость, автомобиль выбрасывает в несколько раз больше вредных веществ, чем при равномерном движении.

Построены автомагистрали в обход городов, которые приняли весь поток транзитного транспорта, который раньше нескончаемой лентой тянулся по городским улицам. Резко снизилась интенсивность движения, уменьшился шум, чище стал воздух.

В Москве создана автоматизированная система управления дорожным движением «Старт». Благодаря совершенным техническим средствам, математическим методам и вычислительной технике она позволяет оптимально управлять движением транспорта во всем городе и полностью освобождает человека от обязанностей непосредственного регулирования автомобильных потоков. «Старт» на 20-25% сократит задержки транспорта у перекрестков, на 8-10% уменьшит количество дорожно-транспортных происшествий, улучшит санитарное состояние городского воздуха, увеличит скорость сообщения общественного транспорта, снизит уровень шумов.

Перевод автотранспорта на дизельные двигатели. По мнению специалистов, перевод автотранспорта на дизельные двигатели уменьшит выброс в атмосферу вредных веществ. В выхлопе дизеля почти не содержится ядовитой окиси углерода, так как дизельное топливо сжигается в нем практически полностью.

К тому же дизельное топливо свободно от тетраэтила свинца, присадки, которая используется для повышения октанового числа бензина, сжигаемого в современных карбюраторных двигателях с высокой степенью сжигания.

Дизель экономичнее карбюраторного двигателя на 20-30%. Более того, для производства 1 л дизельного топлива требуется в 2,5 раза меньше энергии, чем для производства того же количества бензина. Получается, таким образом, как бы двойная экономия энергоресурсов. Именно этим объясняется быстрый рост числа автомобилей, работающих на дизельном топливе.

Совершенствование двигателей внутреннего сгорания. Создание автомобилей с учетом требований экологии-одна из серьезных задач, которые стоят сегодня перед конструкторами.

Совершенствование процесса сгорания топлива в двигателе внутреннего сгорания, применение электронной системы зажигания приводит к уменьшению в выхлопе вредных веществ.

Нейтрализаторы. Большое внимание придается разработке устройства снижения токсичности-нейтрализаторов, которыми можно оснастить современные автомобили.

Способ каталитического преобразования продуктов сгорания заключается в том, что отработавшие газы очищаются, вступая в контакт с катализатором.

Одновременно происходит дожигание продуктов неполного сгорания, содержащихся в выхлопе автомобилей.

Нейтрализатор крепят к выхлопной трубе, и газы, прошедшие через него, выбрасываются в атмосферу очищенными. Одновременно устройство может выполнять функции глушителя шума. Эффект от использования нейтрализаторов достигается внушительный: при оптимальном режиме выброс в атмосферу оксида углерода уменьшается на 70-80%, а углеводородов-на 50-70%.

Значительно улучшить состав выхлопных газов можно с помощью различных добавок к топливу. Ученые разработали присадку, которая снижает содержание сажи в выхлопных газах на 60-90% и канцерогенных веществ-на 40%.

В последнее время на нефтеперерабатывающих предприятиях страны широко внедряется процесс каталитического риформинга низкооктановых бензинов. В результате можно выпускать неэтилированные, малотоксичные бензины.

Использование их снижает загрязненность атмосферного воздуха, увеличивает срок службы автомобильных двигателей, сокращает расход топлива.

Газ вместо бензина. Высокооктановое, стабильное по составу газовое топливо хорошо смешивается с воздухом и равномерно распределяется по цилиндрам двигателя, способствуя более полному сгоранию рабочей смеси.

Суммарный выброс токсичных веществ у автомобилей, работающих на сжиженном газе, значительно меньше, чем у машин с бензиновыми двигателями. Так, грузовик «ЗИЛ-130», переведенный на газ, имеет показатель по токсичности почти в 4 раза меньше, чем его бензиновый собрат.

При работе двигателя на газе происходит более полное сгорание смеси. А это ведет к снижению токсичности отработавших газов, уменьшению нагарообразования и расхода масла, увеличению моторесурса. Кроме того, сжиженный газ дешевле бензина.

Электромобиль. В настоящее время, когда автомобиль с бензиновым двигателем стал одним из существенных факторов, приводящих к загрязнению окружающей среды, специалисты все чаще обращаются к идее создания «чистого» автомобиля. Речь, как правило, идет об электроавтомобиле.

В настоящее время в нашей стране производятся электромобили пяти марок.

Электромобиль Ульяновского автозавода («УАЗ»-451-МИ) отличается от остальных моделей системой электродвижения на переменном токе и встроенным зарядным устройством. В интересах защиты окружающей среды считается целесообразным перевод автотранспорта на электротягу, особенно в крупных городах.

3.1. Средства защиты атмосферы.

Контроль загрязнения атмосферы на территории России осуществляется почти в 350 городах. Система наблюдения включает 1200 станций и охватывает почти все города с населением более 100 тыс. жителей и города с крупными промышленными предприятиями.

Средства защиты атмосферы должны ограничивать наличие вредных веществ в воздухе среды обитания человека на уровне не выше ПДК. Во всех случаях должно соблюдаться условие:

С+сф (ПДК (1) по каждому вредному веществу (сф – фоновая концентрация).

Соблюдение этого требования достигается локализацией вредных веществ в месте их образования, отводом из помещения или от оборудования и рассеиванием в атмосфере. Если при этом концентрации вредных веществ в атмосфере превышают ПДК, то применяют очистку выбросов от вредных веществ в аппаратах очистки, установленных в выпускной системе. Наиболее распространены вентиляционные, технологические и транспортные выпускные системы.

На практике реализуются следующие варианты защиты атмосферного воздуха:

– вывод токсичных веществ из помещений общеобменной вентиляцией;

– локализация токсичных веществ в зоне их образования местной вентиляцией, очистка загрязненного воздуха в специальных аппаратах и его возврат в производственное или бытовое помещение, если воздух после очистки в аппарате соответствует нормативным требованиям к приточному воздуху;

– локализация токсичных веществ в зоне их образования местной вентиляцией, очистка загрязненного воздуха в специальных аппаратах, выброс и рассеивание в атмосфере;

– очистка технологических газовых выбросов в специальных аппаратах, выброс и рассеивание в атмосфере; в ряде случаев перед выбросом отходящие газы разбавляют атмосферным воздухом;

– очистка отработавших газов энергоустановок, например, двигателей внутреннего сгорания в специальных агрегатах, и выброс в атмосферу или производственную зону (рудники, карьеры, складские помещения и т. п.)

Для соблюдения ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе населенных мест устанавливают предельно допустимый выброс (ПДВ) вредных веществ из систем вытяжной вентиляции, различных технологических и энергетических установок.

Аппараты очистки вентиляционных и технологических выбросов в атмосферу делятся на: пылеуловители (сухие, электрические, фильтры, мокрые); туманоуловители (низкоскоростные и высокоскоростные); аппараты для улавливания паров и газов (абсорбционные, хемосорбционные, адсорбционные и нейтрализаторы); аппараты многоступенчатой очистки (уловители пыли и газов, уловители туманов и твердых примесей, многоступенчатые пылеуловители). Их работа характеризуется рядом параметров. Основными из них являются активность очистки, гидравлическое сопротивление и потребляемая мощность.

3.2. Эффективность очистки.

Широкое применение для очистки газов от частиц получили сухие пылеуловители – циклоны различных типов.

Электрическая очистка (электрофильтры) – один из наиболее совершенных видов очистки газов от взвешенных в них частиц пыли и тумана. Этот процесс основан на ударной ионизации газа в зоне коронирующего разряда, передаче заряда ионов частицам примесей и осаждении последних на осадительных и коронирующих электродах. Для этого применяют электрофильтры.

Для высокоэффективной очистки выбросов необходимо применять аппараты многоступенчатой очистки. В этом случае очищаемые газы последовательно проходят несколько автономных аппаратов очистки или один агрегат, включающий несколько ступеней очистки.

Такие решения находят применение при высокоэффективной очистке газов от твердых примесей; при одновременной очистке от твердых и газообразных примесей; при очистке от твердых примесей и капельной жидкости и т. п.

Многоступенчатую очистку широко применяют в системах очистки воздуха с его последующим возвратом в помещение.

3.3. Способы очистки газовых выбросов в атмосферу.

Абсорбционный способ очистки газов, осуществляемый в установках- абсорберах, наиболее прост и дает высокую степень очистки, однако требует громоздкого оборудования и очистки поглощающей жидкости. Основан на химических реакциях между газом, например, сернистым ангидридом, и поглощающей суспензией (щелочной раствор: известняк, аммиак, известь). При этом способе на поверхность твердого пористого тела (адсорбента) осаждаются газообразные вредные примеси. Последние могут быть извлечены с помощью десорбции при нагревании водяным паром.

Способ окисления горючих углеродистых вредных веществ в воздухе заключается в сжигании в пламени и образовании СО2 и воды, способ термического окисления – в подогреве и подаче в огневую горелку.

Каталитическое окисление с использованием твердых катализаторов заключается в том, что сернистый ангидрид проходит через катализатор в виде марганцевых составов или серной кислоты.

Для очистки газов методом катализа с использованием реакций восстановления и разложения применяют восстановители (водород, аммиак, углеводороды, монооксид углерода). Нейтрализация оксидов азота NOx достигается применением метана с последующим использованием оксида алюминия для нейтрализации на втором этапе образующегося монооксида углерода.

Перспективен сорбционно-каталитический способ очистки особо токсичных веществ при температурах ниже температуры катализа.

Адсорбционно-окислительный способ также представляется перспективным.

Он заключается в физической адсорбции малых количеств вредных компонентов с последующим выдуванием адсорбированного вещества специальным потоком газа в реактор термокаталитического или термического дожигания.

В крупных городах для снижения вредного влияния загрязнения воздуха на человека применяют специальные градостроительные мероприятия: зональную застройку жилых массивов, когда близко к дороге располагают низкие здания, затем – высокие и под их защитой – детские и лечебные учреждения; транспортные развязки без пересечений, озеленение.

3.4. Охрана атмосферного воздуха.

Атмосферный воздух является одним из основных жизненно важных элементов окружающей среды.

Закон «О6 охране атмосферного воздуха» всесторонне охватывает проблему.

Он обобщил требования, выработанные в предшествующие годы и оправдавшие себя на практике. Например, введение правил о запрещении ввода в действие любых производственных объектов (вновь созданных или реконструированных), если они в процессе эксплуатации станут источниками загрязнений или иных отрицательных воздействий на атмосферный воздух. Получили дальнейшее развитие правила о нормировании предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе.

Государственным санитарным законодательством только для атмосферного воздуха были установлены ПДК для большинства химических веществ при изолированном действии и для их комбинаций.

Гигиенические нормативы – это государственное требование к руководителям предприятий. За их выполнением должны следить органы государственного санитарного надзора Министерства здравоохранения и

Государственный комитет по экологии.

Большое значение для санитарной охраны атмосферного воздуха имеет выявление новых источников загрязнения воздушной среды, учет проектируемых, строящихся и реконструируемых объектов, загрязняющих атмосферу, контроль за разработкой и реализацией генеральных планов городов, поселков и промышленных узлов в части размещения промышленных предприятий и санитарно- защитных зон.

В Законе «Об охране атмосферного воздуха» предусматриваются требования об установлении нормативов предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Такие нормативы устанавливаются для каждого стационарного источника загрязнения, для каждой модели транспортных и других передвижных средств и установок. Они определяются с таким расчетом, чтобы совокупные вредные выбросы от всех источников загрязнения в данной местности не превышали нормативов ПДК загрязняющих веществ в воздухе.

Предельно допустимые выбросы устанавливаются только с учетом предельно допустимых концентраций.

Очень важны требования Закона, относящиеся к применению средств защиты растений, минеральных удобрений и других препаратов. Все законодательные меры составляют систему профилактического характера, направленную на предупреждение загрязнения воздушного бассейна.

Закон предусматривает не только контроль за выполнением его требований, но и ответственность за их нарушение. Специальная статья определяет роль общественных организаций и граждан в осуществлении мероприятий по охране воздушной среды, обязывает их активно содействовать государственным органам в этих вопросах, так как только широкое участие общественности позволит реализовать положения этого закона. Так, в нем сказано, что государство придает большое значение сохранению благоприятного состояния атмосферного воздуха, его восстановлению и улучшению для обеспечения наилучших условий жизни людей – их труда, быта, отдыха и охраны здоровья.

Предприятия или их отдельные здания и сооружения, технологические процессы которых являются источником выделения в атмосферный воздух вредных и неприятно пахнущих веществ, отделяют от жилой застройки санитарно- защитными зонами. Санитарно-защитная зона для предприятий и объектов может быть увеличена при необходимости и надлежащем обосновании не более чем в 3 раза в зависимости от следующих причин: а) эффективности предусмотренных или возможных для осуществления методов очистки выбросов в атмосферу; б) отсутствия способов очистки выбросов; в) размещения жилой застройки при необходимости с подветренной стороны по отношению к предприятию в зоне возможного загрязнения атмосферы; г) розы ветров и других неблагоприятных местных условий (например, частые штили и туманы); д) строительства новых, еще недостаточно изученных вредных в санитарном отношении производств.

Размеры санитарно-защитных зон для отдельных групп или комплексов крупных предприятий химической, нефтеперерабатывающей, металлургической, машиностроительной и других отраслей промышленности, а также тепловых электрических станций с выбросами, создающими большие концентрации различных вредных веществ в атмосферном воздухе и оказывающими особо неблагоприятное влияние на здоровье и санитарно-гигиенические условия жизни населения, устанавливают в каждом конкретном случае по совместному решению

Минздрава и Госстроя России.

Для повышения эффективности санитарно-защитных зон на их территории высаживают древесно-кустарниковую и травянистую растительность, снижающую концентрацию промышленной пыли и газов. В санитарно-защитных зонах предприятий, интенсивно загрязняющих атмосферный воздух вредными для растительности газами, следует выращивать наиболее газоустойчивые деревья, кустарники и травы с учетом степени агрессивности и концентрации промышленных выбросов. Особо вредны для растительности выбросы предприятий химической промышленности (сернистый и серный ангидрид, сероводород, серная, азотная, фтористая и бромистая кислоты, хлор, фтор, аммиак и др.), черной и цветной металлургии, угольной и теплоэнергетической промышленности.

4. Заключение.

Оценка и прогноз химического состояния приземной атмосферы, связанного с природными процессами ее загрязнения, существенно отличается от оценки и прогноза качества этой природной среды, обусловленного антропогенными процессами. Вулканической и флюидной активностью Земли, другими природными феноменами нельзя управлять. Речь может идти только о минимизации последствий негативного воздействия, которое возможно лишь в случае глубокого понимания особенностей функционирования природных систем разного иерархического уровня, и, прежде всего, Земли как планеты. Необходим учет взаимодействия многочисленных факторов, изменчивых во времени и пространстве, К главным факторам относятся не только внутренняя активность

Земли, но и ее связи с Солнцем, космосом. Поэтому мышление «простыми образами» при оценке и прогнозе состояния приземной атмосферы недопустимо и опасно.

Антропогенные процессы загрязнения воздушного бассейна в большинстве случаев поддаются управлению.

Экологическая практика в России и за рубежом показала, что ее неудачи связаны с неполным учетом негативных воздействий, неумением выбрать и оценить главные факторы и последствия, низкой эффективностью использования результатов натурных и теоретических экологических исследований при принятии решений, недостаточной разработанностью методов количественной оценки последствий загрязнения приземной атмосферы и других жизнеобеспечивающих природных сред.

Во всех развитых странах приняты законы об охране атмосферного воздуха.

Они периодически пересматриваются с учетом новых требований к качеству воздуха и поступления новых данных о токсичности и поведении загрязняющих веществ в воздушном бассейне. В США сейчас обсуждается уже четвертый вариант закона о чистом воздухе. Борьба идет между сторонниками охраны окружающей среды и компаниями, экономически не заинтересованными в повышении качества воздуха. Г1равительством Российской Федерации разработан проект закона об охране атмосферного воздуха, который в настоящее время обсуждается. Улучшение качества воздуха на территории России имеет важное социально-экономическое значение.

Это обусловлено многими причинами, и, прежде всего, неблагополучным состоянием воздушного бассейна мегаполисов, крупных городов и промышленных центров, в которых проживает основная часть квалифицированного и трудоспособного населения.

Легко сформулировать формулу качества жизни в столь затяжной экологический кризис: гигиенически чистый воздух, чистая вода, качественная сельскохозяйственная продукция, рекреационная обеспеченность потребностей населения. Сложнее это качество жизни реализовать при наличии экономического кризиса, ограниченных финансовых ресурсов. В такой постановке вопроса необходимы исследования и практические мероприятия, составляющие основу «экологизации» общественного производства.

Экологическая стратегия, прежде всего, предполагает разумную экологически обоснованную технологическую и техническую политику. Эту политику можно сформулировать коротко: производить больше с меньшими затратами, т.е. сберегать ресурсы, использовать их с наибольшим эффектом, совершенствовать и быстро менять технологии, внедрять и расширять рециклинг. Иными словами, должна быть обеспечена стратегия превентивных экологических мер, заключающаяся во внедрении самых совершенных технологий при структурной перестройке хозяйства, обеспечивающих энерго- и ресурсосбережение, открывающая возможности совершенствования и быстрой смены технологий, внедрение рециклинга и минимизацию отходов. Концентрация усилий при этом должна быть направлена на развитие производства потребительских товаров и увеличение доли потребления. В целом хозяйство

России должно максимально сократить энерго- и ресурсоемкость валового национального продукта и потребление энергии и ресурсов в расчете на одного жителя. Сама рыночная система и конкуренция должны способствовать реализации этой стратегии.

Охрана природы - задача нашего века, проблема, ставшая социальной.

Снова и снова мы слышим об опасности, грозящей окружающей среде, но до сих пор многие из нас считают их неприятным, но неизбежным порождением цивилизации и полагают, что мы еще успеем справиться со всеми выявившимися затруднениями. Однако воздействие человека на окружающую среду приняло угрожающие масштабы. Чтобы в корне улучшить положение, понадобятся целенаправленные и продуманные действия. Ответственная и действенная политика по отношению к окружающей среде будет возможна лишь в том случае, если мы накопим надёжные данные о современном состоянии среды, обоснованные знания о взаимодействии важных экологических факторов, если разработает новые методы уменьшения и предотвращения вреда, наносимого Природе

Человеком.

Уже наступает время, когда мир может задохнуться, если не придет на помощь Природе Человек. Только Человек владеет экологическим талантом – содержать окружающий мир в чистоте.

Список использованной литературы:

1. Данилов-Данильян В.И. «Экология, охрана природы и экологическая безопасность» М.: МНЭПУ, 1997 г.

2. Протасов В.Ф. «Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России»,

М.: Финансы и статистика, 1999 г.

3. Белов С.В. «Безопасность жизнедеятельности» М.: Высшая школа, 1999 г.

4. Данилов-Данильян В.И. «Экологические проблемы: что происходит, кто виноват и что делать?» М.: МНЭПУ, 1997 г.

5. Козлов А.И., Вершубская Г.Г. «Медицинская антропология коренного населения Севера России» М.: МНЭПУ, 1999 г.

План

Введение

Основная часть

Заключение

Источники информации

Введение

Автомобильный транспорт - один из важнейших компонентов общественного и экономического развития, поглощающий значительное количество ресурсов и оказывающий серьезное влияние на окружающую среду. Быстрый рост количества автотранспортных средств на дорогах привёл к существенному усложнению экологической обстановки, особенно в крупных городах.

Природа - целостная система с множеством сбалансированных связей.

Нарушение этих связей приводит к изменению установившихся в природе круговоротов веществ и энергии.

Усиление техногенного воздействия автомобильного транспорта на природную среду породило ряд экологических проблем. Самые острые связаны с состоянием атмосферы, гидросферы и литосферы. Некоторые "изменения", такие как загрязнение воздуха или воды, могут непосредственно влиять на здоровье и жизнедеятельность организма. Другие чреваты косвенными эффектами. Загрязнения, поступающие в атмосферу, с осадками возвращаются на Землю и попадают в водоемы и почву.

В данной работе рассмотрены экологические проблемы автотранспорта и его инфраструктуры связанные с негативным воздействием на воздух, воду, почву и здоровье населения.

1. Основная часть

К концу XX века в Российской Федерации создан и в целом успешно функционирует современный транспортный комплекс, обеспечивающий ее территориальную целостность и национальную безопасность. Ключевую роль в его развитии играет автомобильный транспорт: по данным Министерства транспорта РФ, вклад автомобильного транспорта в перевозки грузов составляет 75-77 %, пассажиров (без учета личных легковых автомобилей) - 53-55 %. Почему - очевидно: автотранспорт обладает такими важнейшими преимуществами, как мобильность, способность доставлять грузы и пассажиров "от двери до двери" и "точно вовремя".

Но наряду с преимуществами, которые обеспечивает обществу развитый автотранспортный комплекс, его прогресс сопровождается, к сожалению, и негативным воздействием на окружающую среду и человека. Поэтому ученые и специалисты всего мира усиленно ищут пути и средства снижения отрицательных последствий автомобилизации.

Многие российские ученые к источникам загрязнения окружающей среды автотранспортным комплексом большого города относят: автомобили в движении; производственно-техническую базу - автостоянки, автотранспортные предприятия, гаражно-строительные кооперативы, станции технического обслуживания автомобилей, автозаправочные станции, а также автомобильные дороги и инженерные сооружения (мосты, путепроводы), т. е., по сути, только технические объекты. По мнению ученых, вредное воздействие АТК на окружающую среду заключается в ее негативном изменении в результате попадания в атмосферный воздух, воду, почву токсичных компонентов отработавших газов, продуктов изнашивания деталей, дорожного полотна, отходов производственно-эксплуатационной деятельности, образующихся при движении, в процессах погрузочно-разгрузочных работ, заправки, мойки, хранения, технического обслуживания и ремонта автомобилей. В то же время федеральный закон "Об охране окружающей среды", который подготовлен, разумеется, не без участия ученых и специалистов, к негативным воздействиям на окружающую среду относит: выбросы в атмосферный воздух загрязняющих и иных веществ; сбросы загрязняющих, иных веществ и микроорганизмов в поверхностные, подземные водные объекты и на водосборные площади; загрязнение недр, почв; размещение отходов производства и потребления; повышенный шум, влияние тепловых, электромагнитных, ионизирующих и других видов физических воздействий. То есть закон рассматривает проблему значительно шире, однако и он не затрагивает аспекты взаимодействия некоторых элементов автотранспортного комплекса с окружающей средой.

Первый из таких элементов - непрерывно растущий автомобильный парк: в настоящее время в мире эксплуатируется более 800 млн автомобилей, в Европе - свыше 100 млн., в России - 33,4 млн. Из них 83-85 % составляют легковые автомобили и 15-17 % - грузовые и автобусы. Ежегодное производство легковых автомобилей в мире за последние 50 лет увеличилось в 5,5 раза и, например, в 2002 г. составило 60 млн. ед., в том числе в странах ЕС - 16,9 млн. При этом рост объемов выпуска АТС продолжается. В результате они ежегодно потребляют 2,1 млрд. т топлива и выбрасывают в атмосферу ~700 млн. т вредных веществ, т. е. 1,3 т/год на один среднестатистический автомобиль. Поэтому и доля автомобильного транспорта в общем загрязнении атмосферы в развитых странах достигала в среднем 45-50 %, России - 40, городах - 50-60, мегаполисах - до 85-90 %.

Рассмотрим обмен веществ "среднего" легкового автомобиля с карбюраторным двигателем при расходе горючего в смешанном режиме движения 8 л (6 кг) на 100 км. При оптимальной работе двигателя сжигание 1 кг бензина сопровождается потреблением 13,5 кг воздуха и выбросом 14,5 кг отработанных веществ. Их состав отражен в табл. 1. Соответствующий выброс дизельного двигателя несколько меньше. Вообще в выхлопе современного автомобиля регистрируется до 200 индивидуальных веществ. Общая масса загрязнителей - в среднем около 270 г на 1 кг сжигаемого бензина - дает в пересчете на весь объем горючего, потребляемого легковыми автомобилями мира, около 340 млн т. Аналогичный расчет для всего автомобильного транспорта (плюс грузовые автомобили, автобусы) увеличит эту цифру по меньшей мере до 400 млн т. Следует также иметь в виду, что в реальной практике эксплуатации автотранспорта весьма значительны разливы и утечки горючего и масел, образование металлической, резиновой и асфальтовой пыли, вредных аэрозолей.

Таблица 1 Состав отработавших газов автомобиля, % по объему

КомпонентыДвигателиКарбюраторныеДизельныеN272- 7574-76O20,3 - 0,81,5-3,6Н2О3-80,8-4СО210- 14,56-10СО0,5 - 1,30,1 - 0,5NOx0,1 - 0,80,01 - 0,5СxНy0,2 - 0,30,02 - 0,5Альдегиды0-0,20 - 0,01Частицы, г/м³0,1 - 0,40,1 - 1,5Бензопирен, мкг/м³10-20до 10

Загрязнители воздуха, непосредственно продуцируемые автомобилями, такие как окись углерода, оксиды азота, углеводороды или свинец, главным образом накапливаются по соседству с источниками загрязнения, т.е. вдоль шоссейных дорог, улиц, в тоннелях, на перекрестках и пр. Таким образом создаются локальные геоэкологические воздействия транспорта.

Часть загрязнителей транспортируется на большие расстояния от места эмиссии, трансформируется в процессе переноса и вызывает региональные геоэкологические воздействия. Наиболее распространенным процессом этой категории является асидификацня - закисление окружающей среды.

Двуокись углерода и другие газы, обладающие парниковым эффектом, распространяются на всю атмосферу, вызывая глобальные геоэкологические воздействия.

В производство автомобилей вовлечена почти 1/4 часть всего промышленного потенциала развитых стран мира, почти все отрасли промышленности. Создание 1-тонного автомобиля сопровождается образованием во всех обеспечивающих производствах от 15 до 18 т твердых и 7-8 т жидких отходов.

Автомобильный транспорт является одним из основных источников шума в городе, интенсивность движения которого постоянно растёт. Наибольшие уровни шума 90-95 дБ отмечаются на магистральных улицах городов со средней интенсивностью движения 2-3 тыс. и более транспортных единиц в час.

Высокие значения шумовых характеристик автотрасс обуславливают превышения действующих санитарных нормативов на 20-25 дБА (СН 2.2.4/2.1.8.562-96) на территориях, прилегающих к жилым домам, расположенным в непосредственной близости от автотрасс.

На жилых территориях, удаленных от транспортных магистралей либо "защищенных" посадками деревьев, уровни шума существенно ниже, превышения нормативов составляют не более 5-8 дБА.

Превышения допустимых уровней шума вблизи автотрасс наблюдаются в течение дневного времени суток, затрагивая и ночные часы с 23.00 до 01.00 часов.

Исключение составляют дворы жилых домов, расположенные вне прямой видимости автотрасс либо на удалении (70-100 метров от трассы), а также территории, защищенные первым эшелоном зданий или другими шумозащитными конструкциями.

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.

Вторым элементом АТК является производственно-техническая база (ПТБ), включающая в себя: грузовые терминалы; автовокзалы; автозаправочные станции; автостоянки; гаражно-строительные кооперативы; автомойки; автотранспортные предприятия; станции технического обслуживания автомобилей и другие технические объекты, предназначенные для погрузочно-разгрузочных работ, перевозки пассажиров, заправки, хранения, мойки, технического обслуживании и ремонта АТС.

Эти объекты также оказывают негативное воздействие на окружающую среду. Так в частных автомастерских отсутствуют контейнеры для сбора отходов, загрязненных нефтепродуктами (фильтры, резинотехнические изделия, промасленная ветошь и т.п.), не решен вопрос по утилизации отработанных моторных масел и других технических жидкостей, вследствие чего образуются неорганизованные свалки в городской черте.

Большая часть автомобильных моек работает без оборотных систем водоснабжения, поэтому значительная часть жидких отходов, загрязненных нефтепродуктами, вывозится на полигон.

Под автостоянки приспосабливаются различного вида площадки и пустыри. Однако, строительство и эксплуатация автостоянок часто сопровождаются нарушением природоохранных требований. Так территория некоторых автостоянок не имеет твердого покрытия, отсутствуют системы ливневой канализации, не озеленена прилегающая территория.

Третий элемент АТК - автомобильные дороги, представляющие собой один из важнейших объектов транспортно-коммуникационной инфраструктуры.

Транспортная сеть дает, наряду с преимуществами, также и существенное отрицательное воздействие на окружающую среду. Причем воздействие многогранное: отчуждение земель, загрязнение придорожной территории (свинец, тяжелые металлы, отходы АТК), канцерогенные выбросы асфальтобетонных заводов и строительно-дорожных машин, невысокое качество дорог и состояния их покрытия, являющиеся причиной многочисленных ДТП, и т. д. И здесь Россия тоже "лидирует".

Так, если взять 2002 г., то в мире протяженность автомобильных дорог с твердым покрытием составляла 12 млн. км, что в 1,36 раза больше суммарной протяженности (8,8 млн. км) всех других видов транспортной сети (воздушные линии - 5,6 млн. км, железные дороги - 1,5 млн., магистральные трубопроводы - около 1,1 млн., внутренние водные пути - более 0,6 млн. км). Протяженность же автомобильных дорог Российской Федерации была равна 910-920 тыс. км, из которых лишь 750 тыс. км - с твердым покрытием. Причем основная их часть (более 80 %) - второй, третьей и четвертой категории, свыше трети нуждались в реконструкции. По оценкам же специалистов, экономические и социальные потребности страны требуют увеличения дорожной сети до 1500 тыс. км, т. е. на 600 тыс. км больше. Нетрудно подсчитать, что при нынешнем среднем темпе строительства (~6 тыс. км в год) эта задача может быть решена не менее чем через 100 лет. В итоге сейчас дорог с твердым покрытием и круглогодичной связи с внешним миром не имеют 29 тыс. городов и поселков, в которых проживает более 10 млн. человек, а низкий технический уровень имеющихся дорог обусловливает увеличение себестоимости перевозок в 1,5 раза, расхода топлива на 30 % по отношению к аналогичным показателям развитых зарубежных стран.

Не лучше обстоят дела и в городах: их дорожно-транспортная инфраструктура фактически соответствует уровню 60-100 автомобилей на 1 тыс. жителей, в то время как современный уровень уже превысил 200 автомобилей на 1 тыс. населения. Следствие такого положения общеизвестно: ухудшение условий движения, заторы, увеличение расхода топлива, неблагоприятная экологическая обстановка и рост числа ДТП (их в городах и населенных пунктах происходит более 70 %).

Быстрое увеличение численности автомобильного парка, недостаточное количество современных автомобильных дорог и ПТБ неизбежно сопровождается ростом числа ДТП и числа погибших и раненых в авариях людей. По данным ООН (1998 г.), ежегодно в автомобильных авариях в мире погибает около 300 тыс. человек и ~10 млн. получают телесные повреждения, а национальный совет по безопасности движения США отмечает, что ущерб от ДТП в этой стране в том же 1998 г. составил 50 млрд. долл. в год. В Германии ежегодные потери от аварий автотранспорта достигли 14-15 млрд. марок. И надо сказать, что за прошедшие с тех пор восемь лет положение не очень-то изменилось. Например, в нашей стране за 2004 г. произошло свыше 208 тыс. ДТП, в которых погибли 34,5 тыс. человек. То есть по сравнению с 1997 г. число погибших возросло на 28 %. Причем более четверти из них - люди наиболее трудоспособного возраста (26-40 лет). Хуже того, в России число ДТП на 1 тыс. автомобилей в 7-10 раз выше, чем в Германии, США, Франции, Японии и других экономически развитых странах. Автомобильные аварии за последние четыре года нанесли экономике России ущерб, который составил 2,5 % ВВП страны (например, только в 2004 г. ущерб был равен 369 млрд. руб., в том числе в результате гибели и ранения людей - 228 млрд. руб.).

Таким образом, с ростом автопарка снижается экологическая и дорожная безопасность - основные компоненты эксплуатационной безопасности АТК. Поэтому их нельзя рассматривать раздельно, как это делают многие ученые. экологический автомобиль горючее карбюраторный

Из теории жизненного цикла следует, что каждый из перечисленных выше технических элементов автотранспортного комплекса (автомобиль, производственно-техническая база, дорога) проходит последовательные (взаимосвязанные) стадии продукционной системы, начиная с приобретения сырья или разработки природных ресурсов до утилизации продукции. Но главное, на что необходимо обратить особое внимание, - три основные стадии функционирования данной системы: проектирование (конструирование), изготовление и практическая эксплуатация АТС.

Что касается тенденции перспективного развития новых автотранспортных объектов в Российской Федерации на этапах проектирования и изготовления, то они достаточно подробно изучены многими учеными и изложены в соответствующих государственных документах - "Концепции развития автомобильной промышленности России" до 2010 г.; целевой программе "Повышение безопасности дорожного движения в 2006-2012 гг."; подпрограмме "Автомобильные дороги" федеральной целевой программы "Модернизация транспортной системы России" (2002-2010 гг.) и др. Интеграция России в европейское и мировое экономические сообщества, расширяющиеся международные перевозки существенно повысили требования к экологической и дорожной безопасности, экономическим и другим показателям при сертификации новой отечественной автомобильной техники для обеспечения их поэтапного приближения к европейским нормам. Тем более что в странах ЕС приняты более жесткие экологические нормы ЕЭК ООН ("Евро-2"-"Евро-4"). Однако ни этим нормам, ни более мягким Правилам № 19 "Проведение работ в системе сертификации механических ТС и прицепов" не соответствует большинство новых и уже эксплуатируемых российских автотранспортных средств.

Заключение

Таким образом негативным воздействием автотранспорта является то, что:

üавтомобили загрязняют окружающую среду, в особенности воздух, а также и воду, и вызывают значительный шум и вибрацию;

üпоглощается много земельных ресурсов для транспортной инфраструктуры - автомобильных дорог и связанных с ними вокзалов, парковок, АЗС, моек и т.д. Транспортная инфраструктура создает значительные по площади техногенные ландшафты;

üзначительное количество природных ресурсов расходуется на производство автомобилей и сооружение элементов транспортной инфраструктуры;

üвсе виды транспорта представляют серьезную опасность для жизни, здоровья и имущества людей.

Вследствие значительных воздействий транспорта на локальном, региональном и глобальном уровнях необходимо стремиться к осуществлению следующих направлений координированной общемировой стратегии как компоненты устойчивого развития:

Потребление горючих ископаемых для транспорта должно сокращаться.

Должны быть установлены основанные на передовой технологии общемировые стандарты выбросов в атмосферу для всех видов транспорта.

Каждой стране следует разработать и осуществлять программу контроля эмиссии всех источников и видов транспорта.

Совершенствовать и развивать надежную и общедоступную систему общественного транспорта.

При планировании развития транспортных систем использовать системный подход, направленный на комплексное решение экологических проблем. Устранять причины, а не следствия геоэкологических проблем на транспорте.

Общая цель в системном управлении транспортом заключается в нахождении оптимального соотношения между обеспечением потребностей общества и снижением загрязнения окружающей среды. Стратегии управления будут зависеть от локальных ситуаций и потому будут различными для конкретных стран, регионов и городов.

Одним из непременных условий снижения вредного воздействия транспорта на окружающую среду является поддержание его в технически исправном состоянии.

Загрязнение воздуха городов, крупных поселков с интенсивным движением автотранспорта заставляет искать альтернативу автомобилю с двигателем внутреннего сгорания. Многообещающим является электромобиль на аккумуляторах, хотя здесь много вопросов и нерешенных проблем.

Важным является создание не загрязняющего атмосферу общественного транспорта: это и метрополитен, скоростные железные дороги, транспортные средства на магнитной подушке и т. д.

Источники информации

1.Акимова Т.А., Кузьмин A.П., Хаскин В.В. Экология. Природа - Человек - Техника: Учебник для вузов. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001.

2.Влияние автотранспорта на окружающую среду // http://ecology.volgadmin.ru/ecology/htmls/monitor/Air/air3.htm

Голубев Г.Н. Геоэкология. Учебник для студентов высших учебных заведений. -М.: Изд-во ГЕОС, 1999.

Степановских А.С. Экология: Учебник для вузов. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. - 703 с

Шумовое воздействие // http://www.moseco.ru/ru/showArticle/atlID/38?PHPSESSID=299043b

Ясенков Е.П. Элементы автотранспортного комплекса и их воздействие на окружающую среду //"Автомобильная промышленность", 2007 год, № 8 //

Http://transpenv.org.ru/people.html

Репетиторство

Нужна помощь по изучению какой-либы темы?

Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.

Курышин Владислав

Много говорят о загрязнении воздуха автотранспортом. В последние годы количество автотранспорта заметно увеличилось. Почти в каждой семье есть автомобиль, а то и не один, что создает проблемы в движении (пробки), очень загрязняет воздух вредными выбросами. Говорят, что образующиеся оксиды азота, окись углерода, метан и фреоны разрушают озоновый слой, возникает смог и другие негативные последствия.

В Томске, как и в других городах России, существует острая проблема загрязнения атмосферного воздуха выбросами автотранспорта.

Я решил узнать, действительно ли окружающая среда сильно загрязняется автотранспортом в нашем городе.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Муниципальное общеобразовательное учреждение гимназия №13

Х Школьная научно- практическая конференция «История, наука, культура в исследованиях обучающихся»

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

на тему:

«Загрязнение окружающей среды автотранспортом»

Выполнил:

Ученик 7 «Г» класса

Курышин Владислав

Преподаватель:

Сысоева Е.В.

Томск 2010г.

1. Цели и задачи исследования.
2. Актуальность исследования.
3. Проблема загрязнения воздуха в городе Томске
4. Исследовательская часть
5. Выводы
6. Анкетирование автовладельцев.
7. Список литературы

Загрязнение окружающей среды автотранспортом.

Цель: определить уровень загрязнения окружающей среды автотранспортом в

Городе Томске.

Задачи:

1. Изучить состояние проблемы загрязнения воздуха автотранспортом в нашем

Городе.

2. Выяснить, какие вещества являются основными загрязнителями атмосферы

И как они влияют на живые организмы.

3. Определить уровень загрязнения окружающей среды по наличию свинца в

Растениях.

4. Выяснить статистические данные о количестве и техническом состоянии

Автотранспорта.

5. Провести анкетирование среди владельцев легковых автомобилей.

6. Выяснить, какие мероприятия проводятся по борьбе с вредными выбросами

Транспорта.

Актуальность: Много говорят о загрязнении воздуха автотранспортом. В последние годы количество автотранспорта заметно увеличилось. Почти в каждой семье есть автомобиль, а то и не один, что создает проблемы в движении (пробки), очень загрязняет воздух вредными выбросами. Говорят, что образующиеся оксиды азота, окись углерода, метан и фреоны разрушают озоновый слой, возникает смог и другие негативные последствия.

В Томске, как и в других городах России, существует острая проблема загрязнения атмосферного воздуха выбросами автотранспорта. По данным статистики, доля выбросов автотранспорта в Томске составляет более 77% от всех выбросов загрязняющих веществ в городе.

Я решил узнать, действительно ли окружающая среда сильно загрязняется автотранспортом в нашем городе.

Гипотеза: возможно действительно, автотранспорт сильно загрязняет окружающую среду, значит это должно как-то отразиться на ее состоянии. Известно, что растения поглощают вредные продукты сгорания автомобильного топлива. И по содержанию вредных веществ в растениях (например, свинца) можно судить о степени загрязненности воздуха.

План:

1. по статистическим данным Комитета по охране природы выяснить, какие

Вещества, и в каком количестве являются загрязнителями в городе Томске.

2. выяснить статистику об увеличении численности автомобилей в городе,

Какие преобладают, и их технологические марки.

3. определить содержание свинца в растениях.

4. провести анкетирование владельцев автомобилей с целью дальнейшего

Анализа, насколько они понимают, что их автомобили являются источниками

Загрязнениями.

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу.

Одной из острых экологических проблем настоящего времени является загрязнение атмосферного воздуха.

В больших городах к числу основных источников загрязнения атмосферного воздуха относится автотранспорт. Основной вклад в загрязнение атмосферы вносят автомобили, работающие на бензине (75%), самолеты, затем автомобили с дизельными двигателями (около 4%), трактора и другие сельскохозяйственные машины (около 4%), железнодорожный и водный транспорт.

В России на долю автотранспортав середине 90-х годов приходилось 80% выбросов свинца, 59% - оксида углерода, 32% - оксидов азота.

В выхлопных газах автомобилей содержится целая гамма веществ, большинство из которых токсичны для человека, основными загрязнителями являются оксид углерода, оксиды азота, свинец, летучие углеводороды.

На его долю приходится более 50% экономического ущерба от загрязнения атмосферы.

Диоксид азота воздействует в основном на дыхательные пути и легкие, а также вызывает изменения состава крови, в частности, уменьшает содержание в крови гемоглобина.

Оксид углерода и оксиды азота поступают в атмосферу только с

выхлопными газами, тогда как не полностью сгоревшие углеводороды поступают как вместе с выхлопными газами, так и из картера топливного бака и карбюратора.

Несмотря на то, что дизельные двигатели более экономичны, таких веществ как оксиды азота и углерода, углеводороды выбрасывают не более, чем бензиновые, они существенно больше выбрасывают дыма (преимущественно несгоревшего углерода), который к тому же обладает неприятным запахом, создаваемым некоторыми несгоревшими углеводородами.

Наибольшее количество загрязняющих веществ выбрасывается при быстром разгоне автомобиля, а также при движении с малой скоростью. Относительная доля (от общей массы выбросов) углеводородов и оксида углерода наиболее высока при торможении и на холостом ходу, доля оксидов азота - при разгоне. Из этих данных следует, что автомобили особенно сильно загрязняют воздушную среду при частых остановках и при движении с малой скоростью. Отходящие газы двигателей содержат сложную смесь из более двухсот компонентов, среди которых немало канцерогенов. Вредные вещества поступают в воздух практически в зоне дыхания человека. Поэтому автомобильный транспорт следует отнести к наиболее опасным источникам загрязнения атмосферного воздуха.

Влияние автотранспорта на окружающую среду

Рис. 1. Схема воздействия автотранспорта на окружающую среду.

Передвижные источники загрязнения пространственно рассредоточены по территории города и расположены в непосредственной близости к жилым районам, что создает общий повышенный фон загрязнения. Они располагаются невысоко от земной поверхности, в результате чего отработавшие газы автомобилей слабее рассеиваются ветром по сравнению с промышленными выбросами и скапливаются в зоне дыхания людей. Кроме того, темпы роста числа автомобилей значительно выше по сравнению с темпами роста промышленных источников.

Влияние свинца на организм человека.

Роль свинца в жизнедеятельности организма изучена недостаточно. Однако в литературе встречаются данные, подтверждающие, что металл жизненно необходим для животных организмов (на примере крыс). В небольших количествах он необходим и растениям. Дефицит свинца в эксперименте понижает рост животных. Было обнаружено, что свинец увеличивает рост и повышает концентрацию гемоглобина при дефиците железа у крыс.

Известно, что свинец участвует в обменных процессах костной ткани. Попадая в организм, свинец накапливается в костях, вызывая их разрушение.

Металл токсичен для микроорганизмов, растений, животных и людей. Свинец является канцерогеном. Свинец нарушает синтез гемоглобина.

Избыток свинца в растениях, связанный с высокой его концентрацией в почве, подавляет процесс фотосинтеза, снижает поступление цинка, кальция, фосфора, серы. Вследствие этого снижается урожайность растений и резко ухудшается качество производимой продукции. Внешние симптомы негативного действия свинца – появление темно-зеленых листьев, скручивание старых листьев, чахлая листва. Устойчивость растений к его избытку неодинаковая: менее устойчивы - злаки, более устойчивы - бобовые.

Токсическая доза свинца для человека: 1 мг.

Предельно допустимая концентрация в атмосферном воздухе соединений свинца 0,003 мг/м3, в воде 0,03 мг/л, почве 20,0 мг/кг

Автотранспорт в Томске .

Первые автотранспортные средства в Томске появились в начале ХХ века, а уже к 1910 г. по числу автомобилей Томск держал первенство среди сибирских городов, соперничая только с Иркутском. Динамика развития автотранспорта во второй половине прошлого и начале нынешнего столетий отображена на рисунке.

Динамика количества автотранспортных средств г. Томска

[Томск-400, 2004, Шакирова, 2005]

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от автотранспорта, зарегистрированного в городе Томске за 2007 г., тонн/год

Тип АТС	Количество АТС, ед.	Оксиды серы	Оксиды азота	летучие органи- ческие соеди- нения	Угарный газ	твердые частицы (сажа)	Всего
Легковые, всего	247746	369,637	11891,81	9909,84	44321,76		66493
Грузовые, в т.ч. по видам топлива: бензин дизтопливо всего	17255 17255 34510	111,726 715,651 827,377	3744,335 6733,763 10478,09	2657,27 803,22 3460,49	28565.6 1872,16 30437,8	314,04 314,04	35078,9 10438,8 45517,8
Автобусы, в т.ч. по видам исп. топлива: бензин дизтопливо всего	1750 2300 4050	16,538 130,41 146,948	551,25 1293,75 1845,0	307,125 144.9 452,025	3512,25 424,35 3936,6	58.995 58,995	4387,16 2052,40 6439,56
Итого от автотранспорта		1349,96	24214,90	13822,36	78696,1	373,03	118450

Количество автотранспорта, зарегистрированного в территориальном органе ГИБДД:

Легковые автомобили – 247 тыс. 746 единиц

Грузовые автомобили – 34 тыс. 510 ед., в том числе: с бензиновыми двигателями – 17 тыс. 255, с дизельными двигателями – 17тыс. 255 (в данном случае принято допущение о равном количестве грузовых автомобилей с бензиновым и дизельным двигателями).

Автобусы – 4тыс. 050 ед., в том числе: с бензиновыми двигателями -1 тыс. 750, с дизельными двигателями – 2 тыс. 300.

Рост транспортных средств обуславливает увеличение нагрузки на окружающую среду

Следует отметить, что Томск относится к средним по количеству выбросов городам в Сибирском федеральном округе (табл. 2).

Рис. 3. Динамика выбросов загрязняющих веществ в воздушный бассейн г. Томска

Таблица 2- Выбросы загрязняющих веществ (ЗВ) от стационарных источников в городах СФО, тыс. тонн (2005 г.)

город	Численность населения	Выбросов ЗВ, всего	Выбросов ЗВ от автотранспорта	% выбросов автотранспорта
Абакан	167,1	47,158	35,303	74,86111
Кемерово	522,6	131,561	79,071	60,10216
Новокузнецк	563,3	502,44	66,3	13,19561
Новосибирск	1405,6	342,687	233,484	68,13331
Омск	1142,8	396,258	236,548	59,69545
Томск		102,88	76,08	73,95023
Улан-Уде	352,6	59,791	29,532	49,39205
Чита	308,5		27,1	47,54386

Специалистами проводится мониторинг состояния атмосферного воздуха на перекрестках города.

В качестве критериев оценки используются предельно допустимые концентрации (ПДК) - нормативы, устанавливающие концентрации вредного вещества в единице объема, которые при воздействии за определенный промежуток времени не влияют на здоровье человека (табл. 4).

Таблица 4 - Перечень предельно допустимых концентраций (ПДК) загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух

Наименование загрязняющих веществ	ПДК, мг/м 3	Класс опасности
	максимально разовая	средне суточная	рабочей зоны
Азот (IV) оксид (Азота диоксид)	0,085	0,04		2(3)
Углерод оксид	5,00	3,00		4(4)
Азот (II) оксид		0,06		3(3)
Углерод черный (Сажа)	0,15	0,05
Углеводороды (Метан)	50(ОБУВ)

Выявлено, что самыми высокими уровнями загрязнения атмосферного воздуха оксидами углерода и азота отличаются улицы Пушкина, Яковлева, Красноармейская, Ленина, Иркутский тракт и Комсомольский проспект, которые характеризуются особенно высокой интенсивностью движения транспорта.

Превышения допустимых норм по формальдегиду зафиксированы во всех районах города, наибольшие превышения (в 2,5 раза относительно нормы) отмечались в Советском районе (пост № 5 на ул. Герцена, 68а), в Кировском районе – в 1,6 раза (пост № 13 на ул. Вершинина, 17в). Наибольшая повторяемость превышений – в Ленинском районе (пост № 2 на пл. Ленина). Существенный «вклад» в загрязнение этой примесью вносит автотранспорт.

Мониторинг детских площадок.

16 октября отбиралась пробы воздуха на 5 детских площадках: ул. Елизаровых, 2, ул. Киевская, 86, ул.К. Ильмера, 6, пр. Мира,27 и пр. Мира, 41.

На всех детских площадках были превышения по вредным веществам: по ул.Елизаровых, 2 превышения по содержанию формальдегида в 7,87 раза, по бенз(а)пирену - в 1,15 раза; по ул. Киевской, 86 зафиксировано превышение по формальдегиду в 3,71 раза, а на К. Ильмера, 6 – в 3,01 раза; по пр. Мира, 27 превышения по диоксиду азота - в 2,96 раза, по фенолу - в 12 раз, по формальдегиду - в 8,66 раза и взвешенным веществам - в2 раза; на пл. по пр. Мира,41 были превышения по диоксидам азота в 1,53 раза, по фенолу - в 12 раз, по взвешенным веществам - в 1,96 раза.

Предлагаемые меры улучшения ситуации: детские площадки необходимо перенести во дворы многоэтажных домов, изолировать от влияния транспортных магистралей.

Мониторинг перекрестков.

17 октября2009 г. в 8 часов утра, в 1 час дня и в 19 часов вечера отбиралась пробы воздуха на 3-х перекрестках: пр. Фрунзе – ул. Елизаровых, пр. Фрунзе – ул. Красноармейская и пр. Фрунзе– пр. Комсомольский.

На всех перекрестках отмечены превышения по вредным веществам: пр. Фрунзе – ул. Елизаровых превышения диоксида азота в 1,55 раза, формальдегида в 6,88 раза, взвешенных веществ в 6,12 раза; пр. Фрунзе – ул. Красноармейская превышения по диоксиду азота в 2,08 раза, формальдегида в 9,88 раза и взвешенных веществ в 5,37 раза; на пр. Фрунзе– пр. Комсомольский зафиксированы превышения диоксида азота в 2,54 раза, формальдегида в 6,33 раза, бензола в 1,5 раза и взвешенных веществ в 4,73 раза.

Источником данных видов загрязнений являются выбросы автотранспорта.

меры улучшения ситуации

Предлагаемые меры улучшения ситуации: необходимо разгрузить автодороги г. Томска путем строительства транспортных развязок и организации светофоров на «зеленую волну».

Создаваемые в городах системы движения в режиме «зеленой волны», существенно сокращающие число остановок транспорта на перекрестках, призваны сократить загрязнение атмосферного воздуха в городах

Так же как во многих исторических городах, пропускная способность улиц в центральных районах Томска невелика и не справляется с возросшим в последнее время машинопотоком, что приводит к созданию «пробок» и концентрации значительного количества веществ в воздухе. Отсутствие в городе специальных высокоскоростных объездных магистралей, необходимого количества путепроводов, развязок, подземных и надземных переходов сказывается на скорости движения транспорта и в свою очередь - на загрязнение воздушного бассейна. Загрязнению атмосферного воздуха способствует так же высокая концентрация автотранспортных предприятий и гаражных боксов в жилой застройке, загруженность центральных дорог города маршрутным транспортом, высокий процент неисправных автотранспортных единиц, низкосортные виды жидкого топлива.

Современный город сложно представить без большого числа автотранспорта, поэтому в целях соблюдения эколого-экономического баланса целесообразно разработать систему мероприятий, направленных на улучшение качества атмосферного воздуха (рис. 6).

Рис.6. Система мероприятий, направленных на улучшение качества атмосферного воздуха

Повышенный интерес к свинцу вызван его приоритетным положением в ряду основных загрязнителей окружающей природной среды.

Исследование: определение содержания свинца в растениях:

1.Cобрать небольшое количество опавших листьев растительности (я взял

Листья березы обыкновенной) на различном расстоянии от оживленной

Автомагистрали: 2-3 метра, 100, 300 метров, в парковой и промышленной

Зонах. Каждую пробу поместить в отдельный полиэтиленовый пакет с

Этикеткой, на которой указать место сбора.

2. C каждой пробы взять равные навески листьев. Каждую навесу растереть в

Керамической ступке.

3. Для получения вытяжки во все навески добавить строго одинаковое

Количество спирта, прокипятить на спиртовке, чтобы свинец перешел в

Раствор, охладить его и отфильтровать.

4. Приготовить водный раствор сернистого натрия. Добавить по одной - две

Капли этого раствора в пробы с растительным экстрактом. В результате

Выпадает черный осадок разной степени концентрации и, соответственно,

Более или менее темный у разных проб растительности.

5.Рассматривая пробирки на свет, делаем выводы.

Выводы:

1. Наибольшая загрязненность в пробах, собранных в промышленной зоне, в 2-

3 метрах от оживленной автомагистрали - улица С.Лазо (район ДК

Авангард) и районе Буфф- сада.

2. Пробы, которые были взяты в 100, 300 м. от оживленной автомагистрали -

Улица С.Лазо (район ДК Авангард), показали, что наиболее загрязнены

Свинцом листья растений, которые были собраны в 100м. от дороги.

Наименее загрязнены листья в 300м.

3. Сильное загрязнение в районе парка Буфф-сада объясняется его

Расположением. Он расположен в квадрате, окруженном самыми

Напряженными автомагистралями- ул. Красноармейская, ул. Герцена,

Пр. Фрунзе. (карта прилагается).

Значимость :

1. Доведу результаты эксперимента до своих близких, среди них есть

Сознательные люди, которые станут задумываться о техническом состоянии

Своих автомобилей.

2. Я уже буду точно знать, что не приобрету жилье в районе Буфф-сада, даже

Если этот район очень престижный.

3. Показать людям, как влияет автотранспорт на окружающую среду.

Итоги анкетирования для владельцев автомобилей показали, что:

1. Какой критерий был для вас основным при покупке автомобиля? 70% ответили – потребность семьи, 20% ответили – минимальная цена автомобиля,

0% ответили – престижность марки и 10% ответили – экономичность в

Эксплуатации.

1. Пользуетесь ли вы общественным транспортом.?

40% ответили – да, 10% ответили – нет, и 50% ответили -

в исключительных случаях.

3. Водите ли вы машину с умеренной скоростью

80% ответили – да, 0% ответили – нет, и 20% ответили – не всегда

4. «Гоняете» ли вы двигатель в холостом режиме?

20% ответили – да, 50% ответили – нет, и 30% ответили – иногда.

1. Регулярно ли вы проводите профилактику, держите в исправности

Воздушные и масляные фильтры?

80% ответили – да, 20% ответили – нет, и 10% ответили – не всегда.

1. Моете ли вы в летнее время машину в реке или пруду?

10% ответили – да, часто, 60% ответили – нет, и 30% никогда.

1. Какая из причин, заставляющих вас следить за уровнем СО в автомобильных выхлопах, является для вас наиболее веской?

10% ответили – вероятность быть оштрафованным ГАИ,

40% ответили – ответственность за состояние воздуха в нашем городе,

50% ответили – иные причины.

1. Известно ли вам, что автомобильный транспорт – основной источник загрязнения воздуха в городе?

80% ответили – да,

0% ответили – нет,

20% ответили – для меня этот факт не имеет значения.

1. Приходилось ли вам испытывать недомогание из-за высокого уровня загазованности воздуха в городе?

20% ответили – часто,

20% ответили – очень редко,

30% ответили – никогда, и

30% ответили –затрудняюсь ответить.
10. Согласились бы вы поменять свой автомобиль на менее престижный,

Но экологически более чистый, не загрязняющий окружающую среду?

60% ответили – да,

10% ответили – нет,

30% ответили – затрудняюсь ответить.

Список литературы:

1.Самкова В.А. Экологический практикум «Город, в котором я живу». Биология в школе 2001, №7

2.ГН 2.1.6.1983-05 Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест.

3.РД 52.04.186-89. Руководство по контролю загрязнения атмосферы. Временные указания по определению фоновых концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе для нормирования выбросов и установления ПДВ (Л.: Гидрометеоиздат, 1981)

4.РД 52.04.576-86. Положение о методическом руководстве наблюдениями за состоянием и загрязнением окружающей природной среды.

5.Рыбальский Н.Г., Малярова М.А., Горбатовский В.В. и др. Экология и безопасность // Справочник. Тт. 1-3 - М.: ВНИИПИ, 1991-1993.

6.Томск – 400 лет: Юбилейный стат. сб. / Томскоблкомстат-Т, 2004. – 268 с.

7.Шакирова А.Р. Развитие городского пассажирского транспорта г. Томска // Теоретические и прикладные вопросы современной географии: Материалы Всероссийской молодежной школы-семинара. Томск, 27-28 апреля 2005 г. – Томск: Изд-во ООО «Дельтаплан», 2005. С. 36-42.

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Средняя общеобразовательная школа № 8 г.Поронайска

Составитель: Гаргаева Дарья

МБОУ СОШ №8 г.Поронайска

Научный руководитель:

Чебанова Юлия Геннадьевна

МБОУ СОШ № 8 г.Поронайска

Поронайск, 2012

Автомобиль – как основной фактор загрязнения окружающей среды.

Содержание
Введение

1. 
   Влияние токсичных компонентов, вырабатываемых автомобильным транспортом, на окружающую среду.
2. 
   Основные загрязняющие вещества, попадающие в атмосферный воздух с отработавшими газами автомобилей
3. 
   Основные направления повышения экологической безопасности автомобилей.

3.1. Совершенствование двигателя внутреннего сгорания

3.2. Электромобиль

3.3. Газ вместо бензина

Заключение

Список используемой литературы

Приложение

Введение

Начало второй половины XX столетия ознаменовалось ин­тенсивным процессом автомобилизации общества. Развитие ав­томобильного транспорта предопределило две четко выраженные и противоречивые тенденции. С одной стороны, достигнутый уровень автомобилизации, отражает технико-экономический по­тенциал развития общества, а с другой – увели­чивает масштаб негативного воздействия на здоровье населения и окру­жающую среду.

Автомобильный транспорт является одной из важнейших составляющих транспортного обеспечения страны. За последние годы автомобильный транспорт выполняет около 60% перевозок грузов и около 55% перевозок пассажиров, а с учетом личных легковых автомобилей – не менее 65% пассажиров.(см. прилож. Граф.1) Эти показатели продолжают увеличиваться. Экологические проблемы, связанные с использованием транспортных средств, актуальны не только у нас, но и для всех стран мира.

Актуальностью данной проблемы является возрастающее количество автомобильного транспорта и увеличение степени его негативного воздействия на окружающею среду и здоровье населения.

Цель: изучение влияния автомобильного транспорта на окружающую среду и определение основных направлений по повышению его экологической безопасности.

Постановка цели предусматривает определение ряда задач :

1. Рассмотреть влияние автомобильного транспорта на окружающую среду.

2. Выявить основные, загрязняющие экологию, вещества, вырабатываемые автомобильным транспортом.

3. Определить основные направления по повышению экологичности

Автомобильного транспорта.

Гипотеза : Если полностью отказаться от использования автомобилем бензина и дизельного топлива, то одним из самых приоритетных видов топлива по экономичности и экологичности будет являться газ.

1.Влияние токсичных компонентов, вырабатываемых автомобильным транспортом, на окружающую среду.

Чем пахнет из выхлопной трубы автомобиля, знают не только водители. Горожане привыкли к запаху выхлопных газов настолько, что порой и не ощущают его. Помимо автострады автомоби­ли заполняют все местные проезды и дворы жилой застройки. При определенных погодных условиях привыкшим к автомобильному перегару детям асфальта приходится констатировать чрезмерное содержание в городском воздухе выхлопных газов. Так, с точки зрения наносимого экологического ущерба, автотранспорт лидирует во всех видах негативного воздействия: загрязнение воздуха – 95%, шум – 49,5%, воздействие на климат – 68% (см. прилож. граф.2).

Топливо и отработавшие газы двигателей автомобилей по-разному влияют на организм человека, но наиболее токсичными являются свинец и его соединения. При отравлении оксидом углерода появляются головные боли, удушье, боли в животе и рвота, сонливость, учащенное сердцебиение. Оксид азота в соединении с водяными парами образует азотную кислоту, которая раздражает легочную ткань, что приводит к хроническим заболеваниям. Диоксид азота раздражает слизистую оболочку глаз, легких и вызывает необратимые изменения в сердечнососудистой системе. Соединения свинца вызывают в организме нарушения в обмене веществ и кроветворных органах. Отравлениям такого рода подвержены водители, работники службы движения и пешеходы в больших городах. Загрязнение окружающей среды токсичными компонентами отработавших газов приводит к большим экономическим потерям. Это связано, прежде всего, с тем, что токсичные вещества вызывают нарушения в росте растений, приводят к снижению урожаев и потерям в животноводстве.

Накапливаясь в растениях, они создают опасность для животных и людей. Особенно опасны полосы земель вдоль дорог, при большой интенсивности движения на них разрешается сеять только технические культуры. Грунтовые и поверхностные воды в большей степени подвержены опасности загрязнения топливом, маслами и смазочными материалами. Пленка из углеводородов на поверхности воды затрудняет процессы окисления, отрицательно влияет на живые организмы и изменяет качество воды. Отработавшие газы способствуют ускорению процессов разрушения изделий из пластмассы и резины, оцинкованных поверхностей и черных металлов, а также покраски, облицовки и конструкции зданий.

2.Основные загрязняющие вещества, попадающие в атмосферный воздух с отработавшими газами автомобилей

Вследствие загрязнения среды обитания вредными вещест­вами отработавших газов двигателей внутреннего сгорания зоной экологического бедствия для населения становятся целые регионы, в особенности крупные города. Проблема даль­нейшего снижения вредных выбросов двигателей все более обостряется ввиду непрерывного увеличения численности автомобильного транспорта, уплотнения автотранспортных по­токов.

Рассмотрим показатели увеличения численности автомобильного транспорта в Поронайском районе Сахалинской области (см. прилож. таб.1).Из этой таблицы видно, что в среднем автомобильный транспорт в Поронайском районе Сахалинской области увеличился на 300 единиц в год. Значит, с каждым годом увеличивается объем загрязняющих веществ, попадаемых в атмосферу.

Наиболее неблагоприятными режимами работы являются малые скорости и «холостой ход» двигателя, когда в атмосферу выбрасываются загрязняющие вещества в количествах, значи­тельно превышающих выброс на нагрузочных режимах. Это прослеживается в таблице, которая представляет характеристики ритма движения автомобиля (см. прилож. таб.2) . Например, если взять 1 час поездки по городу, приблизительно 24 минуты машина простоит на перекрестках и в пробках, т.е. 40% времени двигатель будет работать на холостых оборотах. За это время будет израсходовано около 15% топлива от суммарного расхода за этот час. Объем отработавших газов за время работы двигателя на холостом ходу (за 24 минуты) составит 10% от общего их объема, выбрасываемого за час. В их составе будет около 20% оксида углерода (CO) и около 17% углеводородов (CnHm) от суммарного количества этих веществ, выбрасываемого в среднем за час движения по городу. При рассмотрении таблицы видно, что химический состав загрязняющих веществ зависит от вида топлива.(см. прилож. таб.3) Основным токсичным компонентом отработавших газов, выделяющихся при работе бензиновых двигателей, является окись углерода. Она образуется при неполном окислении углеро­да топлива из-за недостатка кислорода во всем объеме цилиндра двигателя или в отдельных его частях.
Основным источником токсичных веществ, выделяющихся при работе дизелей, являются отработавшие газы. Картерные газы дизеля содержат значительно меньшее количество углеводородов по сравнению с бензиновым двигателем в связи с тем, что в дизе­ле сжимается чистый воздух, а прорвавшиеся в процессе расши­рения газы содержат небольшое количество углеводородных со­единений, являющихся источником загрязнений атмосферы.
Итак, в среднем за год в России количество загрязняющих веществ, попадающих в атмосферный воздух с отработавшими газами автомобилей, превышает 19 миллионов тонн! В том числе более 15 млн. т оксида углерода, около 4 млн. т углеводородов и 1 млн. т оксидов азота, а также более 5,5 тыс. т свинца. В пересчете на одного жителя России это составляет более 100 килограммов загрязняющих веществ ежегодно.

3.Основные направления повышения экологической безопасности автомобилей.

Большинство ученых и практиков предпринимают срочные меры по снижению токсичности отработавших газов двигателя. Проблема, безусловно, весьма сложная, трудоемкая и дорогостоящая.

3.1.Совершенствование двигателя внутреннего сгорания

Предпринимались многочисленные попытки повышения его экономичности и экологичности. К настоящему времени это, прежде всего, топливная экономичность и возможность удовлетворения международным требованиям по экологии. Отлаженность технологии выпуска ДВС обеспечила их низкую удельную стоимость (затраты/кВт энергии). Совершенствование рабочего процесса привело к высокой объемной (массовой) энергоемкости (кВт/кг, кВт/м3). Изыскания многих поколений ученых и инженеров открыли, что у данной конструкции есть неиспользованные резервы для дальнейшего развития и совершенствования конструкции. Например, существенный рост к.п.д. бензиновых двигателей и улучшение экономичности было достигнуто благодаря: переходу на впрыск топлива во впускной трубопровод или непосредственно в цилиндр; использованию наддува. С точки зрения экологии в ДВС ситуация тупиковая. Много топлива и мало воздуха - низкая мощность, экономичность и много СО. Мало топлива и много воздуха - много окиси азота. Успешный до недавней поры компромисс достигался электронным регулированием соотношения топливо-воздух и применением, так называемого трехходового каталитического нейтрализатора. Тем не менее, уже разработаны камеры сгорания, способные сжигать сверхбедные топливовоздушные смеси. ДВС, имеющие такие камеры, на всех режимах работают практически при идеальных соотношениях топлива и воздуха, следовательно, содержат минимальное количество вредных веществ в отработавших газах.

3.2.Электромобиль.
В настоящее время, когда автомобили с бензиновым и дизельным двигателями стали одним из существенных факторов, приводящих к загрязнению окружающей среды, специалисты все чаще обращаются к идее создания «чистого» автомобиля. Речь, как правило, идет об электромобиле. Электрические двигатели проходят испытание во многих странах. Несмотря на то, что, во-первых, работы по электромобилям во многих странах получили государственную (в том числе финансовую) поддержку, во-вторых, поддержку общественную. Судя по опросу, в Европе уже сегодня 1200 тыс. человек готовы стать владельцами электромобилей, в-третьих, разработкой электромобилей занимаются практически все автомобилестроительные фирмы, данный транспорт остается скорее специальным, чем массовым: его применяют в аэропортах, на атомных станциях, территориях морских портов, выставок и т.п.

Основные преимущества электромобиля:

Отсутствие вредных выхлопов;

Простота конструкции и управления, высокая надёжность и долговечность в сравнении с обычным автомобилем;

Недостатки электромобиля:

Аккумуляторы за полтора века эволюции так и не достигли характеристик, позволяющих электромобилю на равных конкурировать с автомобилем по запасу хода и стоимости. Имеющиеся высокоэнергоёмкие аккумуляторы либо слишком дороги из-за применения драгоценных или дорогостоящих металлов (серебро, литий), либо работают при слишком высоких температурах. Кроме того, такие аккумуляторы отличаются высоким саморазрядом. Проблемой является производство и утилизация аккумуляторов, которые часто содержат ядовитые компоненты (например, свинец или литий). Для массового применения электромобилей требуется создание соответствующей инфраструктуры для подзарядки аккумуляторов (зарядка на «автозарядных» станциях). Главный недостаток на сегодняшний день - высокая стоимость.

3.3.Газ вместо бензина

Высокооктановое, стабильное по составу газовое топливо хорошо смешивается с воздухом и равномерно распределяется по цилиндрам двигателя, способствуя более полному сгоранию рабочей смеси. Суммарный выброс токсичных веществ у автомобилей, работающих на сжиженном газе, значительно меньше, чем у машин с бензиновыми двигателями. Так, грузовик «ЗИЛ-130», переведенный на газ, имеет показатель по токсичности почти в 4 раза меньше, чем его бензиновый собрат. При работе двигателя на газе происходит более полное сгорание смеси. А это ведет к снижению токсичности отработавших газов, уменьшению нагарообразования и расхода масла, увеличению моторесурса. Кроме того, сжиженный газ дешевле бензина. (см.таб.№4)

Проблема перевода автотранспорта на природный газ представляет собой решение комплекса сложных задач, среди которых наиболее значимыми являются: серийное производство газобаллонных автомобилей; создание инфраструктуры (сети) заправочных комплексов; разработка и производство надежного газобаллонного оборудования; создание сервисной сети для переоборудования автотранспортных средств; подготовка кадров; правое и рекламно-информационное обеспечение и т.д. Газификация автотранспорта – это не только решение экологических проблем, но и экономия бюджетных средств (моторное топливо из природного газа стоит наполовину дешевле нефтяного). Таким образом, массовый перевод отечественных автомобилей на природный газ является наиболее рациональным, ресурсообеспеченным и экологически приемлемым путем повышения эффективности и экологизации автомобильного транспорта России.

Заключение

Можно сделать вывод о том, что изложенное выше определяет необходимость принятия широкомасштабных и комплексных мер по предотвращению, ней­трализации или хотя бы существенному сокращению тех нега­тивных последствий, которые порождаются автомобилизацией нашей страны.

К сожалению, полное решение проблемы загрязнения городского воздуха автотранспортом невозможно даже при использовании только дизельных или газобаллонных автомобилей. Применение неэтилированного бензина уменьшает выбросы свинца, но не спасает от других загрязнителей. Выбросы дизельных двигателей не содержат свинца и характеризуются низким содержанием окиси углерода, но при этом содержат больше окислов азота. Кроме того, выбросы недостаточно хорошо отрегулированных дизельных двигателей обогащены сажей, содержащей канцерогенные вещества, углеводороды и формальдегиды. Конечно, и газобаллонные двигатели не идеальны, но они характеризуются значительно менее пагубным воздействием на окружающую среду, а следовательно, они предпочтительнее других видов углеводородных двигателей.

• 
  постепенно перейти на использование газобаллонных двигателей;
• 
  уменьшить количество и токсичность отработавших газов путем качественной регулировки двигателя;
• 
  использовать нейтрализаторы отработавших газов для бензиновых и дизельных двигателей;
• 
  выбирать экономичный режим работы двигателя, глушить его при продолжительных остановках.

Таким образом, основными потребителями автомобильных выхлопов являются водители. Вторыми в этой скорбной очереди стоят дети, их мамы, бабушки и дедушки, а за ними и остальные пешеходы, среди которых - наши родственники и друзья. Давайте же возлюбим и себя, и их, и постараемся снизить поток ядов, идущих из выхлопных труб наших автомобилей.

Список литературы
1. Казанцева Л.К., Тагаева Т.О. Современная экологическая ситуация в России // ЭКО. – 2005. – № 9. – С.30 – 45. – Таблицы.
2. Коробкин В.И Экология. – М., 2006. – 465с.
3. Петрунин В.В. Плата за негативное воздействие на окружающую среду в 2006 году // Финансы. – 2006. – № 4. – С.25 – 30.
4.Родзевич Н.Н. Экологическая глобализация // География в школе. – 2005. – № 4. – С.8 – 15.
5. Руденко Б. Цена цивилизации // Наука и жизнь. – 2004. – № 7. – С.32 – 36.
6. Суэтин А. 2006 год: мир сегодня и завтра (обзор основных положений доклада «Состояние планеты – 2006») // Вопросы экономики. – 2006. – № 4. – С.90 – 103.
7. Шишков Ю. Хрупкая экосистема Земли и безответственное человечество // Наука и жизнь. – 2004. – № 12. – С.2 – 11.

8. С. Жуков. Природный газ – моторное топливо XXI века. // Промышленность сегодня, №2, 2001. – стр. 12.

9. Бензин, потеснись.//Фактор, №3, 2001. – стр40-41.

Приложение

График 1

График 2

Таблица 1

01.01.2010г.	01.01.2011г.	01.01.2012г.
7 718 единиц техники	8 018 единиц техники	8 326 единиц техники

Таблица 2 (Значения параметров даны в процентах)

Режим работы двигателя	Параметры работы двигателя, %
	Время работы	Расход топлива	Объем отработавших газов	Выбросы
				CO	CnHm	NO x
Холостой	40	15	10	20	17	0
Разгон	18	35	45	30	30	80
Установив-шийся	30	37	40	38	28	19
Замедление	12	13	5	12	25	1
Полн. цикл	100	100	100	100	100	100

Таблица 3

Загрязняющее вещество	Бензин	Дизельное топливо
Оксид углерода	465	21
Углеводороды	23	4
Оксиды азота	15	18
Диоксид серы	2	8
Альдегиды	1	1
Сажа	1	5
Свинец	0,5	0
Всего:	507,5	57

Таблица 4

Параметры	Бензин	Дизтопливо	Природный
Объем двигателя, литров	2,0	2,0	2,0
Выброс вредных веществ, г/км	2,4	2,7	1,3
Расход топлива на 100 км пробега (при расчете 10л – 100%)	100%	90%	110%
Стоимость топлива, руб/л	9,2	7,1	3,6
Итоговая стоимость топлива при пробеге 100 км, руб	92	63,9	39,6
Экономическая выгода по отношению к бензину на 100 км пробега, руб.	0,0	28,1	52,4

Если в начале 70-х годов доля загрязнений, вносимых автомобильным транспортом в атмосферный воздух, составляла 10 - 13 %, то в настоящее время эта величина достигла 50 -60 % и продолжает расти.

По данным государственного доклада "О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 1995 году" автомобильным транспортом выброшено в атмосферу 10955 тыс. тонн загрязняющих веществ. Автотранспорт относится к основным источникам загрязнения окружающей среды в большинстве крупных городов, при этом на 90 % воздействие на атмосферу связано с работой автотранспортных средств на магистралях, остальной вклад вносят стационарные источники (цеха, участки, станции технического обслуживания, стоянки и т.д.)

В крупных городах России доля выбросов от автотранспорта соизмерима с выбросами от промышленных предприятий (Москва и Московская область, Санкт-Петербург, Краснодар, Екатеринбург, Уфа, Омск и др. В городах с менее развитой промышленностью вклад автотранспорта в суммарное загрязнение атмосферного воздуха возрастает и в отдельных случаях достигает 80 % 90 % (Нальчик, Якутск, Махачкала, Армавир, Элиста, Горно-Алтайск и др).

Основной вклад в загрязнение воздушной среды Москвы вносит автотранспорт, доля которого в суммарном выбросе загрязняющих веществ от стационарных и передвижных источников возросла с 83,2 % в 1994 году, до 89,8 % - в 1995 году.

Автопарк Московской области насчитывает примерно 750 тысяч автомобилей (из них 86% находятся в индивидуальном пользовании), выброс загрязняющих веществ от которых, составляет около 60% суммарных выбросов в атмосферный воздух.

Вклад автотранспорта в загрязнение воздушного бассейна Санкт-Петербурга превышает 200 тыс.т/год, а доля его в суммарных выбросах достигает 60 %.

Отработанные газы автомобильных двигателей содержит около 200 веществ, большинство из которых токсичны. В выбросах карбюраторных;двигателей основная доля вредных продуктов приходится на оксид углерода, углеводороды и окислы азота, а в дизельных - на оксиды азота и сажу.

Главной причиной неблагоприятного воздействия автотранспорта на окружающую природную среду остается низкий технический уровень эксплуатируемого подвижного состава и отсутствия системы нейтрализации отработавших газов.

Показа тельной является структура источников первичных загрязнений США, представленная в таблице 1, из которой видно, что выбросы автомобильного транспорта по многим полютантам являются доминирующими.

Воздействие отработанных газов автомобилей на здоровье населения. Отходящие газы двигателей внутреннего сгорания (ОГ ДВС) содержат сложную смесь, насчитывающую более 200 соединений. В основном это газообразные вещества и небольшое количество твердых частиц, находящихся во взвешенном состоянии. Газовая смесь твердых частиц, находящихся во взвешенном состоянии. Газовая смесь состоит из инертных газов, проходящих через камеру сгорания без изменения, продуктов сгорания и несгоревшего окислителя. Твердые частицы это продукты дегидрирования топлива, металлы, а также другие вещества, которые содержатся в топливе и не могут сгореть. По химическим свойствам, характеру воздействия на организм человека вещества, составляющие ОГ, разделяют на нетоксичные (N 2 , О 2 , СО 2 , Н 2 O, H 2) и токсичные (СО, C m H n , H 2 S, альдегиды и др).

Многообразие соединений выхлопа ДВС можно свести к нескольким группам, каждая из которых объединяет вещества, в той или иной мере сходные по характеру воздействия на организм человека или родственные по химической структуре и свойствам.

Нетоксичные вещества вошли в первую группу.

Ко второй ipyrare отнесен оксид углерода, присутствие которого в больших количествах до 12 % характерно для ОГ бензиновых двигателей (БД) при работе на богатых топливовоздушных смесях.

Третью группу образуют оксиды азота: оксид (NO) и диоксид (NO:). Из общего количества оксидов азота в ОГ БД содержится 98 - 99 % NO и только 12 % N02 , а дизельных двигателейсоответственно 90 и 100%.

Четвертая, самая многочисленная группа, включает углеводороды, среди которых обнаружены представители всех гомологических рядов: алканы, алкены, алкадиены, циклические и в том числе ароматические углеводороды, среди которых немало канцерогенов.

Пятую группу составляют альдегиды, причем на долю формальдегида приходится 60%, алифатических альдегидов 32 % , ароматических3 %.

К шестой группе отнесены частицы, основная часть которых сажатвердые углеродные частицы, образующиеся в пламени.

Из общего количества органических компонентов, содержащихся в ОГ ДВС в объеме более 1 %, на долю предельных углеводородов приходится 32 %, непредельных 27,2 %, ароматических 4 %, альдегидов, кетонов 2,2 %.Следует отметить, что в зависимости от качества топлива состав ОГ ДВС дополняется весьма токсичными соединениями, такими, как диоксид серы и соединения свинца (при использовании тетраэтилсвинца (ТЭС) в качестве антидетонатора).

До настоящего времени около 75 % выпускаемых в России бензинов являются этилированными и содержат от 0,17 до 0,37 г/л свинца. В выбросах дизельного транспорта отсутствует свинец, однако содержание в дизельном топливе некоторого количества серы обуславливает в ОГ наличие 0,0030,05 % сернистого ангидрида. Таким образом, автотранспорт источник эмиссии в атмосферу сложной смеси химических соединений, состав которых зависит не только от вида топлива, типа двигателя и условий его эксплуатации, но и от эффективности контроля выбросов. Последнее особенно стимулирует мероприятия по сокращению или обезвреживанию токсичных компонентов ОГ.

Попадая в атмосферу, компоненты ОГ ДВС, с одной стороны, смешиваются с имеющимися в воздухе загрязнителями, с другой претерпевают ряд сложных превращений, приводящих к образованию новых соединений. Одновременно идут процессы разбавления и удаления загрязнителей из атмосферного воздуха путем мокрого и сухого высаживания на землю. В связи с огромным многообразием химических превращений загрязнителей в атмосферном воздухе состав их чрезвычайно динамичен.

Риск вреда, наносимого организму токсическим соединением, зависит от трех факторов: физических и химических свойств соединения, дозы, взаимодействующей с тканями органа-мишени (органа, которому токсикантом причинен вред), и времени воздействия, а также биологического отклика организма на воздействие токсиканта.

Если физическое состояние загрязнителей воздуха определяет их распределение в атмосфере, а при ингалировании с воздухом - в респираторном тракте индивидуума, то химические свойства в конечном счете, мутагенный потенциал токсиканта. Так, растворимость токсиканта обуславливает различное размещение его в организме. Растворимые в биологических жидкостях соединения быстро переносятся из респираторного тракта по всему телу, а нерастворимые задерживаются в респираторном тракте, в легочной ткани, прилегающих лимфатических узлах, или, продвигаясь к глотке, проглатываются.

Внутри организма соединения подвергаются метаболизму, в процессе которого облегчается их экскреция, а также проявляется токсичность. Следует отметить, что токсичность образующихся метаболитов может иногда превышать токсичность исходного соединения, а в целом дополняет ее. Баланс между метаболическими процессами, усиливающими токсичность, уменьшающими ее или благоприятствующими элиминированию соединений важный фактор чувствительности индивидуума к токсичным соединениям.

Понятие "доза" в большей степени может быть отнесено к концентрации токсиканта в тканях органа-мишени. Ее аналитическое определение достаточно затруднено, т.к необходимо наряду с идентификацией органа-мишени понимание механизма взаимодействия токсиканта на клеточном и молекулярном уровне.

Биологический отклик на действие токсикантов ОГ включает многочисленные биохимические процессы, находящиеся в то же время под сложным генетическим контролем. Суммируя такие процессы, определяют индивидуальную восприимчивость и соответственно результат воздействия токсичных веществ.

Ниже представлены данные исследований воздействия отдельных компонентов ОГ ДВС на здоровье человека.

Угарный газ (СО) является одним из преобладающих компонентов в сложной композиции ОГ автомобилей. Оксид углерода бесцветный газ, не имеющий запаха. Токсическое действие СО на организм человека и теплокровных животных заключается в том, что он взаимодействует с гемоглобином (НЬ) крови и лишает его возможности выполнять физиологическую функцию переноса кислорода, т.е. протекающая в организме при воздействии на него избыточной концентрации СО альтернативная реакция приводит прежде всего к нарушению тканевого дыхания. Таким образом, происходит конкуренция О 2 и СО за одно и то же количество гемоглобина, но сродство гемоглобина к СО примерно в 300 раз больше чем к О 2 , поэтому СО способен вытеснять кислород из оксигемоглобина. Обратный процесс диссоциации карбоксигемоглобина протекает в 3600 раз медленнее, чем оксигемоглобина. В целом эти процессы приводят к нарушению обмена кислорода в организме, кислородному голоданию тканей, особенно клеток центральной нервной системы, т.е отравлению организма угарным газом.

Первые признаки отравления (головная боль в области лба, усталость, раздражительность, обморок) появляются при 20 30 % превращения НЬ в НЬСО. Когда превращение достигает 40 - 50 %, пострадавший падает в обморок, а при 80 % наступает смерть. Таким образом, длительное вдыхание СО в концентрации более 0,1 % опасно, а концентрация 1 % смертельна при воздействии в течение нескольких минут.

Полагают, что воздействие ОГ ДВС, основную долю которых составляет СО, является фактором риска в развитии атеросклероза и болезней сердца. Аналогия связана с повышенной заболеваемостью и смертностью курящих, подвергающих организм продолжительному воздействию дыма сигарет, содержащего, как и ОГ ДВС, значительное количество СО.

Оксиды азота. Из всех известных оксидов азота в воздухе автомагистралей и прилегающей к ним зоне в основном определяются оксид (NO) и диоксид (NO 2). В процессе сгорания топлива в ДВС сначала образуется N0, концентрации NО 2 значительно ниже. При сгорании топлива возможны три пути образования N0:

При высоких температурах, присущих пламени, атмосферный азот реагирует с кислородом, образуя термический N0, скорость образования термического N0 гораздо меньше скорости горения топлива и увеличивается она с обогащением топливовоздушной смеси;

Наличие в топливе соединений с химически связанным азотом (в асфалменовых фракциях очищенного топлива содержание азота 2,3% по массе, в тяжелых топливах 1,4 %, в сырой нефти среднее содержание азота по массе составляет 0,65 %) обуславливает образование при горении топливного N0. Окисление азотосодержащих соединений (в частности простых NH3, HCN) происходи! быстро, за время, сравнимое с временем реакции горения. Выход топливного N0 мало зависит от температуры;

Образующийся на фронтах пламени N0 (не из атмосферных N2 и Oi) называется быстрым. Считается, что режим протекает через промежуточные вещества, содержащие группы CN, быстрое исчезновение которых вблизи зоны реакции приводит к образованию N0.

Таким образом, N0 образуется в основном по первому пути, поэтому в общей массе содержащегося в ОГ N0 составляет термический оксид азота. Относительно высокие концентрации N02 могут возникать в зоне горения с последующим превращением N02 обратно в N0 в послепламенной зоне, хотя быстрое перемешивание горячих и холодных областей потока в турбулентном пламени может быть причиной появления в ОГ относительно высоких концентраций N02. Попадая в атмосферу воздуха с ОГ N0 достаточно легко окисляется до N0 2:

2 NO + O2 -» 2NO 2 ; NO + Оз

В то же время в солнечный полдень происходит фотолиз N02 с образованием N0:

N0 2 + h -> N0 + О.

Таким образом, в атмосферном воздухе существует конверсия N0 и N02, которая вовлекает во взаимодействие с оксидами азота органические соединения загрязнители с образованием весьма токсичных соединений. например, нитросоединений, нитро-ПАУ (полициклические ароматические углеводороды) и др.

Воздействие окислов азота в основном связано с раздражением слизистых оболочек. Длительное воздействие приводит к возникновению острых заболеваний органов дыхания. При остром отравлении оксидами азота может возникнуть отек легких. Диоксид серы. Доля диоксида серы (SO2) в ОГ ДВС невелика по сравнению с оксидами углерода и азота и зависит от содержания серы в используемом топливе, при сгорании которого она образуется. Особенно следует отметить вклад автотранспорта с дизельными двигателями в загрязнение атмосферы соединениями серы, т.к. содержание сернистых соединений в топливе относительно велико, масштабы его потребления огромны и увеличиваются с каждым годом. Повышенное содержание диоксида серы чаще можно ожидать вблизи автотранспорта, работающего на холостом ходу, а именно на автостоянках, вблизи регулируемых перекрестков.

Диоксид серы -- бесцветный газ, с характерным удушливым запахом горящей серы, достаточно легко растворим в воде. В атмосфере диоксид серы вызывает конденсацию водяных паров в виде тумана даже в условиях, когда давление паров меньше требуемого для конденсации. Растворяясь в имеющейся на растениях влаге, диоксид серы образует кислый раствор, губительно действующий на растения. Особенно от этого страдают хвойные породы деревьев, расположенные вблизи городов. На высших животных и человека диоксид серы действует в первую очередь как местный раздражитель слизистой оболочки верхних дыхательных путей. Изучение процесса поглощения SO2 в респираторном тракте ингалированием воздуха, содержащего определенные дозы данного токсиканта, показало, что противоточный процесс адсорбции, десорбции и удаления из организма SO2 после десорбции при выдохе, уменьшает общую нагрузку его в верхних дыхательных путях. В процессе дальнейших исследований в этом направлении было установлено, что повышение специфического отклика (в виде бронхоспазма) на воздействие SO2 коррелирует с размером площади респираторного тракта (в облаете зева), адсорбировавшей двуоксид серы.

Следует отметить, что люди с респираторными заболеваниями очень чувствительны к эффектам воздействия воздуха, загрязненного SO2. Особенно чувствительны к ингаляции даже самых низших доз SO2 астматики, у которых развивается острый, порой симптоматический бронхоспазм в процессе даже краткого воздействия низких доз диоксида серы.

Изучение синергического эффекта воздействия оксидантов, в частности, озона и диоксида серы выявило значительно большую токсичность смеси по сравнению с отдельными компонентами.

Свинец. Использование свинецсодержащих антидетонациониых добавок к топливу привело к тому, что автотранспорт является основным источником выброса в атмосферу свинца в виде аэрозоля неорганических солей и оксидов. Доля свинцовых соединений в ОГ ДВС составляет от 20 до 80% массы выбрасываемых частиц и меняется она в зависимости от размера частиц и режима работы двигателя.

Использование этилированного бензина при интенсивном транспортном потоке приводит к значительному загрязнению свинцом атмосферного воздуха, а также почвы и растительности на площадях, прилегающих к автострадам.

Замена ТЭС (тетраэтилсвинца) на другие более безвредные соединения антидетонаторы и последующий постепенный переход на неэтилированный бензин способствуют уменьшению содержания свинца в атмосферном воздухе.

В нашей стране, к сожалению, продолжается выпуск этилированного бензина, хотя и предусмотрен в ближайшее время переход на использование автотранспортом неэтилированного бензина.

Свинец поступает в организм либо с продуктами питания, либо с воздухом. Симптомы свинцовой интоксикации известны давно. Так в условиях длительного производственного контакта со свинцом основные жалобы были на головную боль, головокружение, повышенную раздражительность, быструю утомляемость, нарушение сна. В легкие могут поступать частицы соединений свинца, имеющие величину, менее 0,001 мм. Более крупные задерживаются в носоглотке и бронхах.

По данным от 20 до 60 % ингалированного свинца размещается в респираторном тракте. Большая часть его затем выводится из респираторного тракта потоком биологических жидкостей. Из всего количества абсорбированного организмом свинца на долю атмосферного приходится 7-40 %.

О механизме действия свинца на организм пока нет единого представления. Полагают, что соединения свинца действуют как протоплазм атический яд. В раннем возрасте воздействие свинца наносит необратимый вред центральной нервной системе.

Органические соединения. Среди многих органических соединений, идентифицированных в ОГ ДВС, в токсикологическом отношении выделяются 4 класса:

алифатические углеводороды и продукты их окисления (спирты, альдегиды, кислоты);

ароматические соединения, включая гетероциклы и их окисленные продукты (фенолы, хиноны);

алкилзамещенные ароматические соединения и их окисленные

продукты (алкилфенолы, алкилхиноны, ароматические карбоксиальдегиды, карбоновые кислоты);

Нитроароматические соединения (нитро-ПАУ). Из названных классов соединений, характерных для бензиновых и дизельных двигателей, незамещенные ПАУ, а также нитро-ПАУ в последнее десятилетие особенно привлекают внимание исследователей, т.к. многие из них известны как мутагены или канцерогены. Высокий уровень онкологических заболеваний среди населения, проживающего в промышленно развитых районах с интенсивным транспортным движением, связывают в первую очередь с ПАУ.

Следует отметить, что токсикологические исследования большинства ингалируемых соединений, входящих в перечень атмосферных загрязнителей, проводились в основном в чистом виде, хотя большинство выбрасываемых в атмосферу, органических соединений адсорбируется на твердых относительно инертных и нерастворимых частицах. Твердые частицы это сажа продукт неполного сгорания топлива, частицы металлов, их оксидов или солей, а также частицы пыли, всегда присутствующие в атмосфере. Известно, что 20 30 % твердых взвешенных частиц в городском воздухе составляют микрочастицы (размером менее 10 мкм), выбрасываемые с ОГ ДД грузовых автомобилей и автобусов.

Выброс твердых частиц с ОГ зависит от многих факторов, среди которых особо следует выделить конструктивные особенности двигателя, режим его работы, техническое состояние, и состав используемого топлива. Адсорбция органических соединений, содержащихся в ОГ ДВС, на твердых частицах зависит от химических свойств взаимодействующих компонентов. В дальнейшем степень токсикологического воздействия на организм будет зависеть от скорости разделения ассоциированных органических соединений и твердых частиц, скорости мегаболизма и нейтрализации органических токсикантов. Твердые частицы также могут воздействовать на организм, и токсический эффект может быть не менее опасным, чем рак.

Окислители. Композицию соединений ОГ, попавших в атмосферу, нельзя рассматривать изолированно из-за происходящих физических и химических превращений и взаимодействий, которые приводят, с одной стороны, к трансформации химических соединений, с другой стороны к их удалению из атмосферы. Комплекс процессов, происходящих с первичными выбросами ДВС включает:

• - сухое и мокрое высаживание газов и частиц;
• - химические реакции газообразных эмиссий ОГ ДВС с ОН, 1ЧОз, радикалами, Оз, N2O5 и газообразной HNO3; фотолиз;

реакции органических соединений, адсорбированных на частицах с соединениями в газовой фазе или в адсорбированном виде; - реакции различных реакционноспособных соединений в водной фазе, приводящие к образованию кислотных осадков.

Процесс сухого и мокрого высаживания химических соединений выбросов ДВС зависит от размера частиц, адсорбционной способностью соединений (константы адсорбции и десорбции), их растворимости. Последнее особенно важно для хорошо растворимых в воде соединений, концентрация которых в атмосферном воздухе во время дождя может быть доведена до нуля.

Физические и химические процессы, происходящие в атмосфере с исходными соединениями ОГ ДВС, а также их воздействие на людей и животных тесно связаны с их временем жизни в атмосферном воздухе.

Таким образом, при гигиенической оценке воздействия ОГ ДВС на здоровье населения следует учитывать то, что соединения первичного состава ОГ в атмосферном воздухе претерпевают различные трансформации. При фотолизе ОГ ДВС происходит диссоциация многих соединений (N02, Ог, Оз, НСНО и др.) с образованием высо-кореакционноспособных радикалов и ионов, взаимодействующих как между собой, так и с более сложными молекулами, в частности, с соединениями ароматического ряда, которых достаточно много в ОГ.

В итоге, среди вновь образующихся в атмосфере соединений появляются такие опасные загрязнители воздуха, как озон, различные неорганические и органические перекисные соединения, амино-, нитро- и нитрозосоединения, альдегиды, кислоты и др. Многие из них сильные канцерогены.

Несмотря на обширную информацию об атмосферных трансформациях химических соединений, входящих в состав ОГ, к настоящему времени эти процессы в полной мере не изучены, а следовательно, не идентифицированы многие продукты этих реакций. Однако даже то, что известно, в частности, о воздействии фотооксидантов на здоровье населения, особенно на астматиков и ослабленных хроническими легочными заболеваниями людей подтверждает токсичность ОГ ДВС.

Нормативы выбросов вредных веществ с отработанными газами автомобилей - одно из основных мероприятий снижение токсичности автомобильных выбросов, постоянно возрастающее количество которых оказывает угрожающее влияние на уровень загрязнения атмосферного воздуха крупных городов и соответственно на здоровье человека. Впервые внимание к автомобильным выбросам было привлечено при исследовании химии атмосферных процессов (1960-е г.г., США, Лос-Анжелес), когда было показано, что фотохимические реакции углеводородов и окиси азота способны образовывать многие вторичные загрязнители, раздражающие слизистые оболочки глаз, дыхательных путей и ухудшающие видимость.

В связи с тем, что основной вклад в общее загрязнение атмосферного воздуха углеводородами и оксидами азота вносят ОГ ДВС, последние были признаны причиной фотохимического смога, а перед обществом появилась проблема законодательного ограничения вредных автомобильных выбросов.

В связи с этим в конце 50-х годов в Калифорнии была начата разработка стандартов на выброс загрязнителей, содержащихся в ГО автомобилей, как часть законодательства штата, касающаяся качества атмосферного воздуха.

Целью стандарта было "установление максимально допустимых норм содержания загрязнителей в автомобильных выбросах, увязанных с охраной здоровья населения, предотвращением раздражения органов чувств, ухудшения видимости и ущерба растительности".

В 1959 г. в Калифорнии были установлены первые в мире стандарты -предельные значения в ОГ СО и СmНn, в 1965 г. - принят в США закон о контроле за загрязнением воздуха автотранспортом, а в 1966 г. - утвержден государственный стандарт США.

Государственный стандарт был в сущности техническим заданием для автомобильной промышленности, стимулируя разработку и внедрение многих мероприятий, направленных на совершенствование автомобилестроения.

Одновременно это позволяло Агентству по охране окружающей среды США регулярно ужесточать стандарты, снижающие количественное содержание токсичных компонентов в ОГ.

В нашей стране первый государственный стандарт по ограничению вредных веществ в ОГ автомобилей с бензиновыми двигателями был принят в 1970 г.

В последующие годы были разработаны и действуют различные нормативные и технические документы, в том числе отраслевые и государственные стандарты, в которых отражено поэтапное снижение норм выброса вредных компонентов ОГ.