Автотранспорт как один из главных загрязнителей окружающей среды

          Введение

 

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

Транспорт относится к  главным загрязнителям атмосферного воздуха, водоемов и почвы. Происходят деградация и гибель экосистем под  действием транспортных загрязнений, особенно интенсивно на урбанизированных территориях. Остро стоит проблема утилизации и переработки отходов, возникающих при эксплуатации транспортных средств, в том числе и при  завершении срока их службы. Для  нужд транспорта в большом количестве потребляются природные ресурсы. Снижается  качество окружающей среды из-за повышения  уровня шумового воздействия транспорта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

          1.Характеристика автомобильно-дорожного комплекса в России.

 

Автомобильный транспорт  служит средством связи между  местом проживания и местом работы, магазинами, местами развлечения  и отдыха. Поселения и хозяйства  вызывают необходимость развития транспорта, а новые пути сообщения и техническое  совершенствование транспорта в  свою очередь способствуют развитию поселений и хозяйства. Высокие  скорости, обеспечиваемые автомобилем, и развитая дорожная сеть придали  современному человеку большую мобильность. Развитие транспорта, строительство  и поддержание транспортной инфраструктуры увеличивают вредные нагрузки на окружающую среду и человека посредством  шума, загрязнения воздуха, разрушения ландшафтов и несчастных случаев [1, с. 469–470].

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

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

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

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

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

Основная масса (80%) вредных  веществ выбрасывается автотранспортом  на территориях населенных пунктов. Он по-прежнему сохраняет лидерство  в загрязнении атмосферы городов. В середине 90-х годов на долю автотранспорта в России приходилось 80% выбросов свинца, 59% оксида углерода, 32% оксидов азота [2, с 125–126].

 

 

2. Загрязняющие  вещества, выбрасываемые в ОС

 

Отработавшие газы ДВС  содержат около 200 компонентов. Период их существования длится от нескольких минут до 4 -5 лет. По химическому составу  и свойствам, а также характеру  воздействия на организм человека их объединяют в группы.

Первая группа. В нее  входят нетоксичные вещества: азот, кислород, водород, водяной пар, углекислый газ и другие естественные компоненты атмосферного воздуха.

Вторая группа. К этой группе относят только одно вещество – оксид углерода, или угарный  газ (СО). Продукт неполного сгорания нефтяных видов топлива не имеет цвета и запаха, легче воздуха. Оксид углерода обладает выраженным отравляющим действием. Отравлению угарным газом часто подвержены водители автотранспортных средств при ночевках в кабине с работающим двигателем или при прогреве двигателя в закрытом гараже.

Третья группа. В ее составе  оксиды азота, главным образом N0 –  оксид азота и NO2 – диоксид  азота. Это газы, образующиеся в камере сгорания ДВС при температуре 2800 С.

Для человеческого организма  оксиды азота еще более вредны, чем угарный газ. При высоких  концентрациях оксидов азота  возникают астматические проявления и отек легких. Вдыхая воздух, содержащий оксиды азота в высоких концентрациях, человек не имеет неприятных ощущений и не предполагает отрицательных  последствий.

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

Углеводороды токсичны и  оказывают неблагоприятное воздействие  на сердечнососудистую систему человека. Углеводородные соединения отработавших газов, наряду с токсическими свойствами, обладают канцерогенным действием.

Пятая группа. Ее составляют альдегиды – органические соединения содержащие альдегидную группу, связанную с углеводородным радикалом. Наибольшее количество альдегидов образуется на режимах холостого хода и малых нагрузок, когда температуры сгорания в двигателе невысокие.

Шестая группа. В нее  выделяют сажу и другие дисперсные частицы (продукты износа двигателей, аэрозоли, масла, нагар и др.). Сажа – частицы твердого углерода черного  цвета, образующиеся при неполном сгорании и термическом разложении углеводородов  топлива. Она не представляет непосредственной опасности для здоровья человека, но может раздражать дыхательные  пути. Создавая дымный шлейф за транспортным средством, сажа ухудшает видимость  на дорогах.

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

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

Восьмая группа. Компоненты этой группы – свинец и его соединения – встречаются в отработавших газах карбюраторных автомобилей  только при использовании этилированного бензина.

В придорожном пространстве примерно 50% выбросов свинца в виде микрочастиц  сразу распределяются на прилегающей  поверхности. Остальное количество в течение нескольких часов находится  в воздухе в виде аэрозолей, а  затем также осаждается на землю  вблизи дорог. Накопление свинца в придорожной  полосе приводит к загрязнению экосистем  и делает близлежащие почвы непригодными к сельскохозяйственному использованию. Добавление к бензину присадки Р-9 делает его высокотоксичным.

В развитых странах мира применение этилированного бензина  ограничивается или уже полностью  прекращено. В России он еще находит  широкое применение. Однако ставится задача отказаться от его использования. Крупные промышленные центры и курортные  местности переходят на использование  неэтилированных бензинов.

Негативное воздействие  на экосистемы оказывают не только рассмотренные компоненты отработавших газов двигателей, выделенные в восемь групп, но и сами углеводородные топлива, масла и смазки.

В местах заправки транспортных средств топливом и маслом происходят случайные разливы и намеренные сливы отработанного масла прямо  на землю или в водоемы. На месте  масляного пятна длительное время  не произрастает растительность.

 

         

 

           3.Шум издаваемый транспортными средствами

Наряду с другими  видами транспорта, промышленным оборудованием, бытовыми приборами автомобиль является источником искусственного шумового фона города, как правило, отрицательно воздействующего на человека. Следует отметить, что и без шума, если он не превышает допустимых пределов, человек чувствует дискомфорт. Не случайно исследователи Арктики не раз писали о «белом безмолвии», которое угнетающе действует на человека, тогда как «шумовое оформление» природы положительно влияет на психику. Однако шум искусственного происхождения, особенно сильный шум, отрицательно влияет на нервную систему. Перед населением современных городов возникает серьезная проблема борьбы с шумом, так как сильный шум не только ведет к потере слуха, но и вызывает психические расстройства. Опасность шумового воздействия усугубляется свойством человеческого организма накапливать акустические раздражения. Под действием шума определенной интенсивности возникают изменения в циркуляции крови, работе сердца и желез внутренней секреции, снижается мышечная выносливость. Статистические данные свидетельствуют о том, что процент нервно-психических заболеваний выше среди лиц, работающих в условиях повышенного уровня шума. Реакция на шум зачастую выражается в повышенной возбудимости и раздражительности, охватывающих всю сферу чувствительных восприятий. Люди, подвергающиеся постоянному воздействию шума, часто становятся трудными в общении.

Шум оказывает вредное  влияние на зрительный и вестибулярный  анализаторы, снижает устойчивость ясного видения и рефлекторную деятельность. Чувствительность сумеречного зрения ослабевает, снижается чувствительность дневного зрения к оранжево-красным лучам. В этом смысле шум является косвенным убийцей многих людей на автотранспортных магистралях мира. Это относится как к водителям автотранспорта, работающим в условиях интенсивного шума и вибрации, так и к жителям крупных городов с высоким уровнем шума.

Особенно вреден шум в сочетании с вибрацией. Если кратковременная вибрация тонизирует организм, то постоянная вызывает так  называемую вибрационную болезнь, т.е. целый комплекс нарушений в организме. У водителя снижается острота зрения, сужается поле видимости, может изменится восприятие цвета или способность оценивать расстояние до встречного автомобиля. Нарушения эти, конечно, индивидуальны, однако для профессионального водителя они всегда нежелательны.

Опасным является также  инфразвук, т.е. звук с частотой менее 17 Гц. Этот индивидуальный и неслышный  враг вызывает реакции, противопоказанные человеку за рулем. Воздействие инфразвука на организм вызывает сонливость, ухудшение остроты зрения и замедленную реакцию на опасность.

Из источников шума и вибрации в автомобиле (коробка передач, задний мост, карданный вал, кузов, кабина, подвеска, а также колеса, шины) основным является двигатель с его системами впуска и выпуска, охлаждения и питания.

Тем не менее, при скорости движения автомобиля более 50 км/ ч преобладающим  является шум создаваемый шинами автомобиля, который увеличивается  пропорционально скорости движения. Совокупное действие всех источников акустического излучения и приводит к тем высоким уровням шума, которыми характеризуется современный автомобиль. Эти уровни зависят и от других причин:

• состояния дорожного покрытия
• скорости и изменения направления движения
• изменения частоты вращения коленчатого вала двигателя

4. Очистка выхлопных газов

Отделение частиц

Доля выбросов от автомобилей  в общей доле загрязнения воздуха  составляет примерно 10%. Черный, белый  и голубой дым от дизельного двигателя являются непосредственно заметными выбросами и, подобно запаху от выхлопных газов, видны как результат работы двигателя.

Очистка выхлопных газов  в дизельных двигателях призвана решить эти проблемы, посредством  чего выброс частиц может быть уменьшен примерно на 75%.

В общем, размер частиц, которые  должны быть удалены, имеет решающее значение для практического применения возможных систем отделения. Частицы  сажи, выбрасываемые дизельным двигателем, имеют размеры (судя по диаметру) от 0,01 до 10 мкм. Размер зерна в среднем  лежит около 1 мкм (микрона). Для частиц такого размера могут быть использованы только фильтрация и электрические  сепараторы.

Каталитический преобразователь (катализатор)

Катализатор обеспечивает существенное уменьшение окиси углерода и углеводородов, выбрасываемых дизельным двигателем. Так как выбросы углеводородов  вносят вклад в выброс частиц, то их можно также уменьшить с  помощью катализатора.