Автомобиль как источник загрязнения атмосферы. Автотранспорт и загрязнение окружающей среды. Здесь же необходимо поставить ряд задач, которые будут освещены в ходе работы
Экологические проблемы автотранспорта
Увеличивающийся за последние годы парк автомобилей в нашей стране постоянно напоминает каждому, особенно в крупных населенных пунктах, что автотранспорт является одним из наиболее значимых загрязнителей окружающей среды. В РУз такая ситуация сложилась из-за отсутствия единой государственной политики, направленной на стимулирование разработки и внедрения передовых технологий, позволяющих снизить токсичность двигателей и моторных топлив. Отечественные автомобили морально устарели, однако промышленность продолжает производить чрезвычайно токсичные карбюраторные двигатели, тогда как фирмы промышленно развитых стран освоили производство более экономичных и менее токсичных бензиновых моторов с непосредственным впрыском и электронным регулированием процесса образования топливовоздушной смеси. В комплекс проблем, связанных с загрязнением окружающей среды автотранспортом, входит и топливная. Кроме того, производимое в РУз дизельное топливо не подвергается глубокому обессериванию, что значительно повышает дымность и эмиссию оксидов азота. Экологические проблемы, обусловленные конструкционными характеристиками двигателей и используемым топливом, усугубляются существующими условиями эксплуатации, слабо развитой сетью пунктов диагностики токсичности и регулирования двигателей для достижения оптимального режима. К тому же состояние дорог и организация дорожного движения не позволяют выдерживать режимы эксплуатации двигателей с минимальной токсичностью.
Решение экологических проблем - это комплекс мероприятий, направленных на снижение токсичности автотранспорта. Реализация многих из них в цивилизованных странах значительно улучшила экологическую обстановку
Автомобильный транспорт как источник загрязнения окружающей среды
Исследования, проведенные в различных регионах, свидетельствуют о значительном загрязнении воздуха населенных мест. Огромную роль в формировании загрязнения атмосферного воздуха играют выбросы примесей, образующихся в процессе сгорания топлива. При этом особую остроту приобретает загрязнение воздуха свинцом, кадмием, бенз(а)пиреном и другими химическими веществами.
В современном городе бесспорное лидерство в деле ухудшения экологической ситуации - за автомобильным транспортом. Это наглядно отражено в приведенном здесь материале. Вот несколько причин, которые обуславливают неблагоприятное воздействие транспорта на окружающую среду:
1) отсутствие четких экологических ориентиров при принятии решений в области развития и обеспечения функционирования транспорта;
2) неудовлетворительные экологические характеристики производимой транспортной техники;
3) недостаточный уровень технического содержания парка машин;
4) недостаточное развитие дорог и их низкое качество, а также недостатки в организации перевозок и движения транспортных средств.
Рядом исследователей показана высокая корреляция между величиной транспортного потока и содержанием в воздухе пыли, органических веществ и тяжелых металлов. Отмечено, что при интенсивности движения 314 единиц/час запыленность воздуха на тротуарах превышает ПДК. Причем влияние выбросов транспортных средств проявляется на расстоянии 1-2 км от автотрассы и распространяется на высоту 300 м и более.
При обсуждении негативных последствий автомобилизации чаще затрагивают наиболее явную проблему - дорожно-транспортные происшествия (ДТП), представляющие непосредственную опасность для жизни людей.
Автомобильный транспорт вносит значительный вклад в постоянно ухудшающуюся экологическую ситуацию во многих странах мира. Интенсивность загрязнения атмосферного воздуха отработавшими газами (ОГ) двигателей внутреннего сгорания (ДВС) связана с соответствующей широкой и повсеместной эксплуатацией автомобильного транспорта, особенно в крупных промышленных центрах, где объем и количество выделяющихся загрязняющих веществ стали настоящим экологическим бедствием. Так, если в начале 70-х годов доля загрязнений, вносимых автотранспортом в атмосферный воздух, составляла 13%, то в настоящее время эта величина достигла 50% (в промышленных городах 60%) и продолжает расти.
В перечне источников первичных загрязнений атмосферы США наглядно представлена доля антропогенных загрязнений.
В то же время среди транспортных средств по выбросам выделяются автомобили. По данным, в 1988 г. из суммарного объема выбросов загрязняющих веществ в воздушный бассейн Москвы, составившего более 1 млн. 130 тыс.т, 70% пришлось на автотранспорт, в том числе 633 тыс.т оксида углерода, 126 тыс.т углеводородов, 42 тыс.т оксидов азота (NOx). Это означает, что на каждого жителя Москвы ежедневно выбрасывается в воздух с ОГ более 0,4 кг токсичных веществ.
Аналогичная ситуация по выбросам ОГ ДВС наблюдается в развитых странах мира. Например, в Германии выброс в атмосферу вредных химических соединений с ОГ ДВС за год составляет 156,7 млн. т, причем в общих выбросах автотранспорт является источником 70% СО, 52% NOx и 50% всех углеводородов. В Мехико 2 млн. автомобилей расходуют 20 млн. л горючего в сутки и выделяют 10300 т загрязняющих веществ, в том числе до 300 т СО. Концентрация СО в воздушной среде Лос-Анжелеса составляет 88 мкг/м 3 , Парижа - 200, Лондона - 300, Рима - 565 мкг/м 3 . В наших городах загазованность меньше, однако, отмечена тенденция ее увеличения вместе с автомобильным парком.
Таким образом, автотранспорт - источник эмиссии в атмосферу сложной смеси химических соединений, состав которой 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.
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
Влияние токсичных компонентов, вырабатываемых автомобильным транспортом, на окружающую среду.
Основные загрязняющие вещества, попадающие в атмосферный воздух с отработавшими газами автомобилей
Основные направления повышения экологической безопасности автомобилей.
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.
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 |
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.
Я решил выбрать тему «Роль автомобиля в загрязнении окружающей среды», чтобы ещё раз подчеркнуть и дать возможность задуматься над проблемой, которая должна тревожить каждого жителя города, в котором есть автотранспорт.
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 относитсяавтотранспорт. 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 и, аналогичным образом, паровые и дизельные локомотивы. В таблице №3 указаны выбросы от мобильных источников.
Таблица №3
Основные виды выбросов загрязняющих веществ от мобильных источников
|
ТИП ДВИГАТЕЛЯ |
ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ЗАГРЯЗНЕНИЙ | ||
|
Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания |
Углеводороды, оксид углерода, оксиды азота |
Автомобили, автобусы, самолеты, мотоциклы |
|
|
Двухтактный двигатель внутреннего сгорания |
Бензин (с добавлением масла) |
Углеводороды, оксид углерода, оксид азота, твердые вещества |
Мотоциклы вспомогательные моторы |
|
Автобусы, трактора, машины, поезда |
|||
|
Газовая турбина |
Оксиды азота, твердые вещества |
Самолеты, корабли, поезда |
|
|
Паровой котел |
Уголь, нефть |
Оксиды азота, диоксид серы, твердые вещества |
Корабли, паровозы |
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.
В таблице №4 приведены значения концентрации основных примесей карбюраторного двигателя при различных режимах его работы.
Таблица №4
Концентрация веществ в зависимости от режима работы карбюраторного двигателя
|
Режим работы двигателя |
Оксид углерода, % по объёму |
Углеводороды, мг/л |
Оксиды азота, мг/л |
|
Холостой ход | |||
|
Принудительный холостой ход | |||
|
Средние нагрузки | |||
|
Полные нагрузки |
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. В таблице №5 показаны выбросы ряда вредных веществ карбюраторного и дизельного двигателей.
Таблица №5
Выбросы (% по объёму) веществ при работе дизельных и карбюраторных двигателей
|
ВЕЩЕСТВО |
ДВИГАТЕЛЬ |
|
|
Карбюраторный |
Дизельный |
|
|
Оксид углерода | ||
|
Оксид азота | ||
|
Углеводороды | ||
|
Бенз(а)пирен |
До 20 мкг/м 3 |
До 10 мкг/м 3 |
Как видно из данных таблицы №5, 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.
В соответствии с формулой для среднего удельного выброса (коэффициента выброса)
Суммарный годовой выброс загрязняющих веществ
сумма годовых транспортных показателей
В таблице №6 приведены эти величины для автомобильных выбросов
Таблица №6 Средние удельные выбросы (коэффициенты выбросов) автотранспорта
|
ВИД ЗАГРЯЗНЯЮЩЕГО ВЕЩЕСТВА |
СРЕДНИЙ УДЕЛЬНЫЙ ВЫБРОС (ПРИ СРЕДНЕЙ СКОРОСТИ ТРАНСПОРТА 31,7 КМ/Ч) |
|
|
В час |
На километр |
|
|
Оксид углерода | ||
|
Несгоревшие углеводороды | ||
|
Оксиды азота | ||
|
Суммарное количество выхлопных газов (при 0 0 С) |
0,914 м 3 /км |
|
|
Средний расход топлива |
Среди отраслей экономики России транспортный комплекс является крупнейшим загрязнителем окружающей среды. В масштабах страны доля транспорта в суммарных выбросах загрязняющих веществ в атмосферу от всех источников достигает 45%, в выбросах парниковых газов - примерно 10%, в массе промышленных отходов - 2%, в сбросах вредных веществ со сточными водами - около 3%, в потреблении озоноразрушающих веществ - не более 5%. Доля транспорта в шумовом воздействии на население составляет 85-95% на различных территориях. Объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от автомобильного транспорта превышает таковой от всех других источников, особенно в крупных городах. Данное обстоятельство отрицательно сказывается на здоровье городского населения. Для России экологические проблемы автомобильного транспорта стали особенно актуальными в последнее десятилетие. В 1998 г. автомобильный парк России составил уже 23,7 млн. машин. Особенно напряженной экологическая обстановка оказалась в Москве, где автомобильный парк на начало 1999 г. насчитывал 2,2 млн. единиц. По сравнению с 1998 г. прирост составил 120 тыс. автомобилей или 6 %. Эксплуатируемые в стране автомобили не соответствуют современным европейским ограничениям по токсичности и выбрасывают вредных веществ существенно больше чем зарубежные аналоги. Существует несколько наиболее важных причин отставания России в этой сфере:
Ежегодный экологический ущерб от транспортного комплекса составляет около 1,5% валового национального продукта (ВНП) России. Наибольший вклад в экологический ущерб (62,7%) вносит автотранспортный комплекс, вклад железнодорожного транспорта достигает 27,7%, воздушного - 4,5%, морского - 3,6% и речного -1,5%. Во всех видах негативного воздействия «лидирует» автомобильный транспорт (шум - 49,5%, воздействие на климат - 68%, загрязнение атмосферного воздуха - 71%), за ним следует железнодорожный транспорт. Один легковой автомобиль поглощает ежегодно из атмосферы в среднем больше 4 т кислорода, выбрасывая с выхлопными газами примерно 800 кг окиси углерода, около 40 кг окислов азота и почти 200 кг различных углеводородов. Причинами загрязнения воздуха от автотранспорта являются: плохое состояние технического обслуживания автомобилей, низкое качество применяемого топлива, наличие свинцовых добавок в бензине, неразвитость системы управления транспортными потоками, низкий процент использования экологически чистых видов транспорта. Каждый автомобиль выбрасывает в атмосферу с отработавшими газами около 200 различных компонентов. В выхлопных газах содержатся углеводороды - несгоревшие или не полностью сгоревшие компоненты топлива, доля которых резко возрастает, если двигатель работает на малых оборотах или в момент увеличения скорости на старте, т. е. во время заторов и у красного сигнала светофора. Именно в этот момент, когда нажимают на акселератор, выделяется больше всего несгоревших частиц: примерно в 10 раз больше, чем при работе двигателя в нормальном режиме. К несгоревшим газам относят и обычную окись углерода, образующуюся в том или ином количестве повсюду, где что-то сжигают. В выхлопных газах двигателя, работающего на нормальном бензине и при нормальном режиме, содержится в среднем 2,7 % оксида углерода. При снижении скорости эта доля увеличивается до 3,9 %, а на малом ходу - до 6,9 %. Оксид углерода, углекислый газ и большинство других газовых выделений двигателей тяжелее воздуха, поэтому все они скапливаются у земли. В выхлопных газах содержатся также альдегиды, обладающие резким запахом и раздражающим действием. К ним относятся акролены и формальдегид; последний обладает особенно сильным действием. В автомобильных выбросах содержатся также оксиды азота. Двуокись азота играет большую роль в образовании продуктов превращения углеводородов в атмосферном воздухе. В выхлопных газах присутствуют неразложившиеся углеводороды топлива. Среди них особое место занимают непредельные углеводороды этиленового ряда, в частности гексен и пентен. Из-за неполного сгорания топлива в двигателе автомашины часть углеводородов превращается в сажу, содержащую смолистые вещества. Особенно много сажи и смол образуется при технической неисправности мотора и в моменты, когда водитель, форсируя работу двигателя, уменьшает соотношение воздуха и горючего, стремясь получить так называемую "богатую смесь". В этих случаях за машиной тянется видимый хвост дыма, который содержит полициклические углеводороды и, в частности, бенз(а)пирен. В целом при определенном уровне интенсивности выхлопов автомобилей на территории города появляются устойчивые накопления двух типов загрязнений: Аэрозоли автотранспортного происхождения, задерживающиеся в атмосфере на длительный срок, адсорбирующие канцерогенные вещества и попадающие с воздухом в дыхательные пути, способны аккумулироваться организмом, попадая в него не только через дыхательные пути, но и через кожу. Эти соединения поражают центральную нервную систему и кроветворные органы. Шумовое воздействие от автотранспорта сравнимо с болевыми воздействиями от шума при работе отбойного молотка и трактора, но к тому же для городского жителя является более чувствительным по суммарному времени влияния. Глобальная автомобилизация кроме загрязнения воздуха преподнесла человечеству ещё одну проблему: куда девать машины, отслужившие свой срок? Из огромного мирового парка автомобилей таких машин ежегодно оказывается несколько миллионов. В Западной Европе в 1995 г. пришлось ликвидировать около 15 млн. автомобилей, в США - порядка 12 млн. В результате, во всем мире ежегодно оказывается до 7 млн. т. неиспользуемых отходов. экологический проблема загрязнение здоровье Похожие записи: | |
