Проблема загрязнения окружающей среды выхлопами автотранспорта. Транспортные средства – источник загрязнения окружающей среды. Сернистый ангидрид SО2

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.

1 . Введение …………………………………………………………………………………..3

2 . Основные проблемы ………………………………………………………………….4

1. Автотранспорт как основной источник загрязнения

атмосфер­ного воздуха………………………………………………………….4

2. Транспортный шум и другие физические воздействия…………………….10

3. Защита от транспортных загрязнений……………………………………….13

3 . Заключение …………………………………………………………………………………..18

4 . Список литературы ………………………………………………………………………. 19

1 . Введение.

Транспортно-дорожный комплекс является мощным источником загрязнения природной среды. Из 35 млн.т вредных выбросов 89% приходится на выбросы автомобильного транспорта и предприятий дорожно-строительного комплекса. Существенна роль транспорта в загрязнении водных объектов. Кроме того, транспорт является одним из основных источников шума в городах и вносит значительный вклад в тепловое загрязнение окружающей среды.

Выбросы от автомобильного транспорта в России составляют около 22 млн.т в год. Отработанные газы двигателей внутреннего сгорания содержат более 200 наименований вредных веществ, в т.ч. канцерогенных. Нефтепродукты, продукты износа шин и тормозных колодок, сыпучие и пылящие грузы, хлориды, используемые в качестве антиобледенителей дорожных покрытий, загрязняют придорожные полосы и водные объекты.

Трудно представить себе сегодня человеческую цивилизацию без автомобиля. В развитых странах он стал не только основным транспортным средством, но и частью быта. Естественное стремление человека к свободе передвижения, усложнение функций в производственной деятельности и сфере услуг, наконец, сама жизнь в больших городах, городских агломерациях - все это обуславливает рост числа легковых автомобилей индивидуального пользования и увеличение объема грузовых перевозок. Уровень автомобилизации уже давно стал одним из основных показателей экономического раз­вития страны, качества жизни населения. При этом в понятие «автомобилизация» включают комплекс технических средств, обес­печивающих движение: автомобиль и дорогу.

Однако достижения научно-технического прогресса приносят лю­дям не только пользу, но и вред. «За все надо платить», - говорит древ­няя мудрость. Плата за автомобиль - наше здоровье, наша жизнь. Это вероятность дорожно-транспортных происшествий, несчастных случаев. Это неизбежность вреда от загрязнения окружающей среды выбросами отработавших газов, транспортного шума, иных физиче­ских воздействий. От них приходится страдать всем людям, даже тем, кто никогда не пользуется автомобилем. И не только людям - всей природе. Создает эти вредные воздействия на среду, конечно не дорога, а автомобиль. Дорога защищает среду от автомобиля. Долг инженера-проектировщика, строителя, эксплуатационника в том, чтобы сделать эту защиту эффективнее и дешевле.

I.ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ.

1.Автотранспорт как основной источник загрязнения атмосфер­ного воздуха.

К мобильным источникам относятся автомобили и транспортные механиз­мы, передвигающиеся по земле, по воде и по воздуху. В больших городах к числу основных источников загрязнения атмосферного воздуха относится автотранспорт. Отходящие газы двигателей содержат сложную смесь, их более чем двухсот компонентов, среди которых немало канцерогенов. Наземные транспортные средства - это механизмы, передвигающиеся по шоссейным и железным дорогам, а также строительное, сельскохозяйственное и военное оборудование. В соответствии с различиями в количествах и видах выбрасы­ваемых загрязняющих веществ целесообразно рассматривать в отдельности двигатели внутреннего сгорания (особенно двух- и четырехтактные) и дизели.

Вредные вещества при эксплуатации подвижных транспортных средств поступают в воздух с отработавшими газами, испарениями из топливных сис­тем и при заправке, а так же с картерными газами. На выбросы оксида углерода значительное влияние оказывает рельеф дороги и режим движения автомаши­ны. Так, например, при ускорении и торможении в отработавших газах увели­чивается содержание оксида углерода почти в 8 раз. Минимальное количество оксида углерода выделяется при равномерной скорости автомобиля 60 км/ч.

Выбросы оксидов азота максимальны при отношении воздух - топливо 16:1. Таким образом, значения выбросов вредных веществ в отработавших га­зах автотранспорта зависят от целого ряда факторов: отношения в смеси возду­ха и топлива, режимов движения автотранспорта, рельефа и качества дорог, технического состояния автотранспорта и др. Состав и объёмы выбросов зави­сят также от типа двигателя.

Выбросы основных загрязняющих ве­ществ значительно ниже в дизельных двигателях. Поэтому принято считать их более экологически чистыми. Однако дизельные двигатели отличаются повышенными выбросами сажи, образующейся вследствие перегрузки топлива. Сажа насыще­на канцерогенными углеводородами и микроэлементами; их выбросы в атмо­сферу недопустимы.

В связи с тем, что отработавшие газы автомобилей поступают в нижний слой атмосферы, а процесс их рассеяния значительно отличается от процесса рассеяния высоких стационарных источников, вредные вещества находятся практически в зоне дыхания человека. Поэтому автомобильный транспорт сле­дует отнести к категории наиболее опасных источников загрязнения атмосфер­ного воздуха вблизи автомагистралей.

2.Транспортный шум и другие физические воздействия.

Наряду с загрязнением воздуха шум стая не менее распростра­ненным следствием технического прогресса и развития транспорта.

Физическая сущность звука заключается в возбужденном ка­ким- либо источником колебании атмосферы (или иной проводящей среды). Ухо реагирует на колебательные процессы с частотой от 20 Гц до 20 кГц. За этими пределами возникает инфразвук и ультразвук, при определенной силе опасные для людей. Музыкальные тона для первой октавы имеют от 440 до 361 Гц. Сочетание чистых тонов создает музыку, а беспорядочная смесь звуков разной частоты -шум.

Сила звука - давление звуковых колебаний (сверх атмосфер­ного), как и любого другого физического действия может изме­ряться мощностью. Используя терминологию физики можно ска­зать, что большегрузный дизельный автомобиль с полезной мощ­ностью более 200 кВт является источником акустического излуче­ния мощностью примерно 10 Вт. Изменение уровня звука на 5 дБа соответствует звуковому давлению на 0,01 Па. Такое изменение достаточно резко ощущается дня низких звуков, меньше - для вы­соких.

Уровень шума измеряют в специальных единицах - децибеллах (дБа), соответствующих логарифму отношения данной вели­чины звука к порогу слышимости. Это означает, что увеличение уровня шума на 10 дБа соответствует ощущению роста в два раза.

Существует шкала уровней шума от разных источников: 90 дБа - предел нормального физио­логического восприятия человека, дальше уже начинаются болезнен­ные явления. Ведь 120 дБа - это избыточное давление в 20 Па.

Воздействие транспортного шума на окружающую среду, в первую очередь, на среду обитания человека, стало проблемой. Около 40 млн. населения России проживает в условиях шумового дискомфорта, причем половина из них испытывает воздействие шума более 65 дБа.

Общий уровень шума на наших дорогах выше, чем в запад­ных странах. Это объясняется большим относительным числом грузовых автомобилей в составе транспортного потока, для кото­рых уровень шума на 8-10 дБа (т.е. примерно в 2 раза) выше,чемлегковых. Ниже у нас и нормативные требования к выпускаемым автомобилям. Но главная причина заключается в отсутствии кон­троля за уровнем шума на дорогах. Требование ограничения шу­ма отсутствует даже в Правилах дорожного движения. Неудиви­тельно, что неправильное обустройство грузовых машин, прице­пов к ним, небрежная укладка и плохое крепление грузов стало массовым явлением на дорогах. Порой тяжелый грузовик с одно­осным прицепом, везущий два десятка газовых труб, создаетшумабольше, чем самый крутой поп-оркестр, работающийна порогеболевых ощущений и психического расстройства.

Считается, что в городских условиях 60-80%шума создаетдвижение транспортных средств.

Источниками шума в движущемся автомобиле являются по­верхности силового агрегата, системы впуска и выпуска, агрегаты трансмиссий, колеса в контакте с дорожным покрытием, колеба­ния подвеска и кузова, взаимодействие кузова с потоком воздуха. В шумовых характеристиках проявляется общий технический уровень и качество автомобиля и дороги.

Основными мероприятиями по снижению транспортного шума, которые следует сравнивать по затратам, являются:

Исключение пересечений транспортных потоков, обеспечение равномерного свободного движения;

Снижение интенсивности движения, запрет грузового движе­ния в ночное время;

Удаление транзитных магистралейи дорог с грузовым дви­жением из жилых зон;

Устройство шумозащитных сооруженийи (или) зеленых на­саждений;

Создание на придорожной территории защитных полос вдоль дорог, застройка которых допустима только для сооружений без санитарных ограничений шума.

Запрет грузового движения дает снижение уровня шума примерно на 10 дБа. Аналогичный эффект дает исключение дви­жения мотоциклов. Ограничение скорости движения ниже50км/час, как правило, не дает снижения шума.

Транспортные факторы: интенсивность, состав, скорость дви­жения, эксплуатационное состояние автомобилей, вид перевозимых грузов оказывают наибольшее влияние на уровень шума. Немалое значение имеют и дорожные факторы. Для грузовых машин наи­больший шум создает двигатель, особенно когда ему приходитсяработать на пониженных передачах. Но для легковых машин важнее шум качения. Конечно, вряд ли можно ожидать, что в целях сокраще­ния шума будут ограничивать мощность грузовиков или снижать сцепление шин с покрытием, уменьшая этим безопасность движения на высоких скоростях. Проведенные в ФРГ исследования не выявили особого преимущества пористых или очень гладких покрытий, хотя по данным МАДИ шероховатые покрытия, особенно в мокром со­стоянии, могут увеличивать шум на 5-7,5 дБа.

Для оценки уровня транспортного шума используют ГОСТ 20444-85 «Шум. Транспортные потоки. Методыизмерения шумовой характеристики» и ГОСТ 27436-87«Внешний шум транспортных средств. Допустимые уровни и методы измерений».

СНиП 2-12-77 «Защита от шума» приводит допустимые величины эквива­лентного звукового давления (уровни шума) в соответствии с действующими санитарными нормами. В рассматриваемых нами задачах имеют значение пре­дельные показатели для следующих условий:

Территории больниц, санаториев, непосредственно примыкающих к зда­нию...35 дБа.

Территории, непосредственно прилегающие к жилым домам (2 м от ограж­дающих конструкций), площадки отдыха микрорайонов и групп жилых домов, площадки детских дошкольных учреждений, участки школ... 45 дБа.

Для шума, создаваемого транспортными средствами, допускается прини­мать эквивалентный уровень звука на 10 дБа выше, 5 дБа допускается добав­лять при прокладке дорог в существующей застройке. В дневное время суток с 7 до 23 часов предельная величина увеличивается еще на 10 дБа. К этому отрезку времени относится и расчетная максимальная интенсивность движения. Таким образом, расчетная величина допустимого уровня эквивалентного звука со­ставляет 70 дБа для жилых территорий и 60 дБа для лечебных учреждений.

Физические модели, используемые при расчете распро­странения шума, значительно проще, чем для газовых выбро­сов, и дают достаточно достоверные, проверенные натурными замерами результаты. Такие расчеты проще всего выполнять по СНиП 2-12-77, но в последние годы, получила распростра­нение разработанная проф. П.И.Поспеловым на основе боль­шого объема исследований, с учетом зарубежных данных мето­дика, учитывающая практически все существенные дорожные факторы. Разработаны программы для расчетов на ЭВМ. Ны­не эта методика применяется ведущими дорожными проектны­ми организациями.

3 . Защита от транспортных загрязнений .

Ранее было достаточно подробно описаны влияние на загрязнения транспортных факторов и указаны возможности их регулирования.

Каковы же способы инженерной защиты?

Наиболее распространенным и вполне логичным способом защиты является создание вдоль дорог полосы зеленых насажде­ний. Плотная зеленая стена лиственных деревьев с подростом и кустарником в нижнем ярусе изолирует транспортный коридор, дает дополнительную площадь озеленения, особенно полезную в городских и промышленных зонах. Далее мы рассмотрим способы устройства растительных защитных полос.

Конечно, у этого метода есть и свои недостатки. Специали­сты по безопасности движения считают, что однообразные стены вдоль дороги, хотя и зеленые, утомляют водителя, закрывают ок­рестности. За зелеными насаждениями нужен постоянный уход. У нас, зачастую, он не выполняется, и защитная полоса превращается в свалку мусора или дикий бурелом.

Эффективность зеленых насаждений в защите от шума и га­зов часто переоценивают. СНиП 2-12-77 приводит следующие значения дорожной шумозащиты при высоте деревьев 8-10 м:

Эти величины представляются несколько завышенными, особенно для зимнего времени.

Экологически обоснованное решение представляют земляные валы. Их можно вписать в ландшафт, придать естественный вид. Однако из-за занимаемой территории валы могут иметь большую стоимость, чем защитные экраны. Исследования, проведённые в Германии, показали, что при небольшом расстоянии до защищаемых объектов выгоднее применять эстакады, чем выемки, поскольку на эстакаде проще разме­щаются защитные экраны, неприменимые для выемок из архитек­турных соображений. Но на свободной территории выемки ока­зываются проще и дешевле.

Эффективность защитного экрана зависит от возвышения верхнего его края над линией, соединяющей источник шума и за­щищаемую точку. Наилучший результат, естественно, получается, если эстакада имеет высоту, сравнимую с высотой жилых домов.

При размещении экранов с двух сторон происходит отраже­ние звуковых лучей. Они должны поглощаться или отражаться в таком направлении, чтобы не попадали в защищаемый места. Поглощение достигается применением определенных материалов или структурированием поверхности. Регулирование направления от­ражения производится путем наклона ограждающих панелей в наружную сторону.

В отечественной практике еще не накоплен опыт применения шумозащитных ограждений различных видов. Известны примеры использования типовых сборных конструкций из железобетона - конечно, это наименее эффективный вариант.

Приведем несколько примеров зарубежного опыта. Прозрачный экран, несмотря на значительную вы­соту, не создает впечатления замкнутого пространства, негативно влияющего на психологическое состояние водителей. Свободный обзор ландшафта - один из основных принципов архитектурного проектирования дороги.

Другой путь эстетического оформления ограждений - приме­нение различных цветов, фактуры поверхности. Последнее дает возможность улучшить акустические показатели конструкции. На рис. 1 показано ограждение из двухслойных панелей с керамзитобетонным шумопоглощающим покрытием яркой окраски. По­верхности панели может быть придана рельефно-волнистая фак­тура, что улучшает рассеяние шума. Вариант прозрачного экрана (рис.2) с панелями из армированно­го модифицированными полиамидными волокнами парагласса обладает высокой прочностью и устойчивостью к по­годным воздействиям. Параглассовые па­нели имеют толщину 15 или 20 мм и изготавливаются в метал­лических рамах.

Заключение.

В настоящее время Правительством РФ, Минтрансом РФ, Госкомприродой России, Российскими транспортными инспекциями, Правительством г. Москвы и др. организациями уделяется внимание и контроль за соблюдением экологических требований при эксплуатации транспортных средств и экологической обстановкой регионов.

Утверждены Законы РФ «Об охране окружающей природной среды» и «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения».

На основании этих Законов утверждаются Временные экологические требования при эксплуатации автотранспортных средств, утверждается задание по оснащению автотранспорта и спецтехники на автомобильном шасси каталитическими нейтрализаторами и иными техническими устройствами снижения токсичности отработанных газов.

Правительством г. Москвы издан Закон Об ответственности за реализацию моторного топлива, не соответствующего экологическим требованиям. В соответствии с этим Законом за несоблюдение экологических требований к реализации моторного топлива на нарушителей возлагается штраф, приостанавливается и аннулируется лицензия.

Проводится работа по изменению многолетней технологии снегоочистки с применением пескосоляных смесей. Проведен эксперимент по применению ХКМ (20-30 процентной раствор хлорида кальция с добавлением ингибитора), эксперимент по применению на ряде улиц г.Москвы реагента «Нордикс-П» /на основе уксусно-кислого калия с добавками/.

Несмотря на проведение различных мероприятий, автомобильный транспорт и дорожно-строительная техника продолжают оставаться наиболее крупным источником негативного воздействия на окружающую среду. Для ликвидации экологического беспорядка необходимо активизировать деятельность городских и районных комитетов по охране окружающей природной среды и служб охраны природы.

Список использованной литературы .

1. В.В. Амбарцумян, В.Б. Носов ”Экологическая безопасность автомобильного транспорта” Научтехлитиздат - Москва, 1999г.

2.”Экологическая безопасность транспортных потоков” под редакцией А.Б. Дьякова Москва Транспорт - 1990г.

3. Евгеньев И.Е., Каримов Б.Р. Автомобильные дороги и окружающая среда. Учеб. - Москва, 1997г.

4. Экологические проблемы развития автомобильного транспорта. - Москва, 1997

5. Экологический вестник России №7, Информационно-справочный бюллетень

Москва, 1998г.

6. В.Ф. Протасов, А.В. Молчанов “Экология, здоровье и природопользование в России” Москва Финансы и статистика - 1995г.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

• Введение
• 1.1 Элементы загрязнения
• 2.2 Характеристика смогов
• Заключение

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. Это предопределяет необходимость разработки теоретических основ и методических подходов к решению экологических проблем в транспортном комплексе.

Цель данной работы - это выявить, является ли автомобильный транспорт источником загрязнения окружающей среды.

Здесь же необходимо поставить ряд задач, которые будут освещены в ходе работы:

охарактеризовать автомобильно-дорожный комплекс России;

ответить на вопрос, какие загрязняющие вещества выбрасываются вместе с выхлопами двигателей автомобилей, распределить их по группам;

дать характеристики Лондонскому и Лос - Анжелесскому типу смогов;

загрязнение атмосфера транспорт смог

1. Автотранспорт как источник загрязнения атмосферы

1.1 Элементы загрязнения

Транспортно-дорожный комплекс - один из мощнейших источников загрязнения окружающей среды. Кроме того, транспорт - основной источник шума в городах, а также источник теплового загрязнения.

Газы, выделяемые в результате сжигания топлива в двигателях внутреннего сгорания, содержат более 200 наименований вредных веществ, в том числе канцерогены. Нефтепродукты, остатки от стертых шин и тормозных колодок, сыпучие и пыльные грузы, хлориды, которые используют для посыпания дорог зимой, загрязняют придорожные полосы и водные объекты.

Трудно представить современного человека без автомобиля. В развитых странах автомобиль уже давно стал самой необходимой бытовой вещью. Уровень так называемой "автомобилизации" населения стал одним из основных экономических показателей развития страны и качества жизни населения. Но мы забываем, что понятие "автомобилизации" включает в себя комплекс технических средств, обеспечивающих движение: автомобиль и дорогу.

В наше время автотранспорт является основным источником загрязнения воздуха в крупных городах.

Вредные вещества, при эксплуатации автотранспорта, попадают в воздух с выхлопными газами, испарениями из топливных систем, а также во время заправки автомобиля топливом. На выбросы оксидов углерода (углекислый газ и угарный газ) влияет также рельеф дороги, режим и скорость движения автомобиля. Например, если увеличивать скорость авто и резко уменьшать ее во время торможения, то в выхлопных газах количество оксидов углерода увеличивается в 8 раз. Минимальное количество оксидов углерода выделяется при равномерной скорости автомобиля 60 км/ч.

Таким образом, содержание вредных веществ в выхлопных газах зависит от ряда условий: режима движения автотранспорта, рельефа дороги, технического состояния автомобиля и др.

Теперь опровергнем один миф: дизельный двигатель считается более экологически чистым, чем карбюраторный. Но дизельные двигатели выбрасывают очень много сажи, которая образуется как продукт сгорания топлива. Эта сажа содержит в себе канцерогенные вещества и микроэлементы, выброс которых в атмосферу просто недопустим. А теперь представьте, сколько этих веществ попадает в нашу атмосферу, если большинство наших поездов оснащены именно такими двигателями, потому достались нам в наследство от Советского Союза Глушкова В.Г., Шевченко А.Т. Эколого-экономические проблемы России и ее регионов. М.: Московский лицей, 2002.С. 63. .

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 автомагистралей.

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

Различные химические элементы, особенно металлы, накапливающиеся в почве, усваивают растения и через них по пищевой цепи переходят в организм животных и человека. Часть из них растворяется и выносится грунтовыми водами, затем попадает в реки, водоемы и уже через питьевую воду может попасть в человеческий организм.

Наиболее распространенным и токсичным из транспортных выбросов является свинец. Санитарная норма содержания свинца в почве - 32 мг/кг. По данным экологов содержание свинца на поверхности почвы возле трассы Киев-Одесса в Украине приближается к 1000 мг/кг, но в городе, где движение транспорта очень интенсивное, этот показатель может быть больше в 5 раз. Большинство растений легко переносит повышение содержания тяжелых металлов в почве, лишь при содержании свинца более 3000 мг/кг начинается угнетение растительного мира вокруг дороги. Для животных опасно содержание 150 мг/кг свинца в пище.

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

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

Транспорт не только загрязняет окружающую среду, он также является источником шума.

Уровень шума измеряют в децибелах (дБа). Для человека предел равен 90 дБа, если звук превышает этот предел, то это может вызвать у человека нервные расстройства и постоянный стресс. В последнее время транспортный шум стал очень острой проблемой для населения.

Общий уровень шума на наших дорогах выше, чем на Западе. Это следствие того, что в транспортном потоке слишком много грузовых автомобилей, уровень шума которых равняется 8-10 дБа, т.е. в два раза выше, чем у легковых. Но главная причина в отсутствии контроля уровня шума на дорогах. Требования по ограничению шума отсутствуют даже в Правилах дорожного движения. Неудивительно, что неправильное оборудование грузовиков и плохое фиксирование грузов стало массовым явлением на дорогах. Иногда грузовик, который перевозит около двух десятков газовых труб, создает больше шума, чем поп-оркестр.

Считается, что в городе 60-80% шума создает движение транспортных средств.

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

1.2 Характеристика автомобильно-дорожного комплекса в России

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

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

Достигнутый уровень автомобилизации в России в настоящее время в 2 - 4 раза ниже этого уровня в западных странах. Производимые в России модели автомобилей на 8 - 10 лет отстают по всем основным показателям (экономичности, экологичности, надежности, безопасности) от автомобилей, выпускаемых в промышленно развитых странах. К тому же автотранспортные средства отечественного производства не удовлетворяют современным экологическим требованиям. В условиях быстрого роста автомобильного парка это приводит к еще большему возрастанию негативного воздействия на окружающую среду Павлова Е.И. Экология транспорта: Учебник для вузов. - М.: Транспорт, 2000.С. 97. .

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

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

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

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

2. Загрязняющие вещества, выбрасываемые в атмосферу

2.1 Отработанные газы двигателей, характеристика групп

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 NO 2 - 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 С Х Н У. 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 Павлова Е.И. Экология транспорта: Учебник для вузов. - М.: Транспорт, 2000.С. 105. .

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.

2.2 Характеристика смогов

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

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

Такой смог формируется в атмосфере под действием солнечного света при отсутствии ветра и низкой влажности из компонентов, характерных для выхлопных газов автомобилей. Впервые смог зафиксирован в 1944 г. в Лос-Анджелесе, когда в результате большого скопления автомобилей была парализована жизнь одного из крупнейших городов США. В результате фотохимических реакций образуются соединения, вызывающие увядание и гибель растений, сильно раздражающие слизистые оболочки дыхательных путей и глаз. Смог Лос-Анджелесского типа усиливает коррозию металлов, разрушение строительных конструкций, резины и других материалов. Окислительный характер такому смогу придают озон и другие, образующиеся в нем вещества. Исследования, проведенные в 50-х годах в Лос-Анджелесе, показали, что увеличение концентрации озона связано с характерным изменением относительного содержания NO 2 и NO.

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

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

Английские специалисты зафиксировали, что концентрация диоксида серы SO 2 в те дни достигала 5-10 мг/м 3 и выше при предельно допустимой концентрации этого вещества в воздухе населенных мест 0,5 мг/м 3 . Смертность в Лондоне резко возросла в первый же день катастрофы, а по прошествии тумана она снизилась до обычного уровня. Также было установлено, что прежде других умирали горожане старше 50 лет, люди, страдающие заболеваниями легких и сердца, а также дети в возрасте до одного года.

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

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

Впоследствии смог периодически появлялся во многих крупнейших городах мира.

3. Автомобиль как причина болезни человека

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

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

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

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

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

Применение стекло-омывающих жидкостей влечёт к проникновению их паров внутрь салона . При выборе стекло-омывающей жидкости внимательно изучите состав данного препарата. В составе не должно содержаться такого вещества, как метанол. В России использование метанола запрещено, так как это вещество очень ядовито. Пары сильно раздражают слизистые оболочки и могут стать причиной значительного ухудшения самочувствия, вплоть до судорог. Употребление метанола внутрь может вызвать сильнейшее отравление и повлечь потерю зрения. Многие производители не указывают истинный состав веществ, входящих в "незамерзайку". Поэтому, если вы не уверены в качестве такого вещества, то воспользуйтесь советом, и заполните бак стекло-омывателя автотранспортного средства раствором воды и недорогой водки, добавив, немного моющего средства. Также следует правильно хранить средства автомобильной "гигиены" Глушкова В.Г., Шевченко А.Т. Эколого-экономические проблемы России и ее регионов. М.: Московский лицей, 2002.С. 91. .

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

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

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

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

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

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

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

Заключение

Транспортно-дорожный комплекс является важнейшим составным элементом экономики России. Однако функционирование транспорта сопровождается мощным негативным воздействием на природу. Вклад транспорта в ее загрязнение целесообразно оценивать в сопоставлении с другими отраслями хозяйства по всем компонентам экосистем: атмосфере, воде, почве, растительному и животному миру.

Транспорт - один из основных загрязнителей атмосферного воздуха. Его доля в общем объеме выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных и подвижных источников по России составляет около 70%, что выше, чем доля любой из отраслей промышленности.

В своей контрольной работе я привела все примеры того, что автотранспорт является самым мощным источником загрязнения окружающей среды, в конце я хочу подвести итоги моей работы, ответив на задачи, поставленные во введении. Итак, численность автомобилей в России увеличивается, хотя треть автопарка сильно изношены, и подлежат списанию. В окружающуюсреду в ходе работы двигателей выбрасывается большое количество вредных веществ, таких как: азот, оксид углерода, углеводороды, альдегиды, сажа, сернистые соединения, свинец.

Автотранспорт выбрасывает 270 тыс. тонн загрязнений в год, что в четыре раза больше допустимых в России норм.

Экологическая проблема автотранспорта стоит остро не только у нас в стране, поэтому необходимо искать пути её решения: переходить на экологически чистые виды топлива, либо, оснащать автомобили двигателями новой конструкции, а пока всего этого нет, нам приходится лишь приспосабливаться.

Список использованных источников

3. Глушкова В.Г., Шевченко А.Т. Эколого-экономические проблемы России и ее регионов. М.: Московский лицей, 2002.

4. Ежегодник состояния загрязнения атмосферы в городах на территории России. 2004. - М.: Метеоагентство, 2006, 216 с.

5. Ежегодники выбросов загрязняющих веществ в атмосферу городов и регионов Российской Федерации (России) за 1990-2005 гг.

7. Николайкин М.И. Экология: Учебник для вузов 3 е изд. - М.: Дрофа 2004.624 с.

8. Окружающая среда: энциклопедический словарь - справочник. М.: прогресс 2007.304 с.

9. Павлова Е.И. Экология транспорта: Учебник для вузов. - М.: Транспорт, 2000.248 с.

10. Перечень и коды веществ, загрязняющих атмосферный воздух. Изд.6-е. СПб., 2005, 290 с.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Характеристика автомобильно-дорожного комплекса в России. Загрязняющие вещества выбрасываемые в окружающую среду: отработанные газы, описание смогов. Экологическая обстановка в Краснодарском крае, пути и правовая основа ее стабилизации на сегодня.

контрольная работа , добавлен 06.12.2010


Автомобильный транспорт как источник загрязнения окружающей среды. Особенности трансформирования компонентов отработавших газов. Реакция организма человека на автомобильные выбросы. Двигатель внутреннего сгорания как основная причина шума и вибрации.

реферат , добавлен 05.08.2013


Основные источники загрязнения: промышленные предприятия; автомобильный транспорт; энергетика. Природные и техногенные источники загрязнения воды, почвы. Главные источники загрязнения атмосферы. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе.

презентация , добавлен 24.02.2016


Значение транспорта и его влияние на окружающую среду. Автотранспорт как основной источник загрязнения атмосферы. Источники загрязнения железнодорожного, воздушного, космического, водного и трубопроводного транспорта. Решение проблем энергосбережения.

реферат , добавлен 10.01.2011


Технологические процессы как источники выброса пыли в рабочую зону и атмосферу. Установки очистки выбросов на производстве. Загрязняющие вещества, выбрасываемые в атмосферу. Сведения об аварийных и залповых выбросах. Экологическая служба предприятия.

курсовая работа , добавлен 15.04.2016


Два основных источника загрязнения атмосферы: естественный и антропогенный. Последствия теплового и светового загрязнения, меры его предотвращения. Главный источник шумового загрязнения. Зона риска бытовых приборов. Источники радиации и ситуация в России.

реферат , добавлен 23.10.2014


Атмосферно-вакуумные трубчатые установки. Технологические печи и принципы их работы. Характеристика источника выделения загрязняющих веществ. Установка АВТ НПЗ как источник загрязнения атмосферы. Пути снижения выбросов в атмосферу от данных печей.

курсовая работа , добавлен 10.05.2012


Характеристика основных показателей состояния окружающей среды города Сыктывкара, главным источником загрязнения которой является АО "СЛПК", АЭК "Комиэнерго", авиационный, железнодорожный и автомобильный транспорт. Уровень загрязнения воздуха и воды.

контрольная работа , добавлен 19.10.2010


Промышленные предприятия, транспорт и энергетика как источники загрязнения атмосферы. Сущность тропосферы, стратосферы, мезосферы, термосферы, экзосферы. Анализ продуктивности живых организмов. Влияние хозяйственной деятельности человека на биосферу.

контрольная работа , добавлен 08.09.2014


Экономическая оценка ущерба от загрязнения природной среды. Расчет эффективности природоохранных мероприятий. Оценка ущерба от загрязнения атмосферы, водоемов, загрязнения акустической среды населенных мест. Защита среды от шумового загрязнения.

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.