Влияние водного транспорта на окружающую среду. Влияние автомобильного транспорта на экологию города
Цель работы: детально изучить вопросы воздействие транспорта на окружающую среду и методы удаления вредных воздействий.
Задание :
1. Ознакомиться с видами загрязнения окружающей среды от воздействия транспорта.
2. Изучить проблемы и пути повышения экологичности видов транспорта.
1. Автомобильный транспорт
Как в городах так на сельской территории загрязняет, главным образом атмосферу. 3агрязнение идет по трем каналам:
Отработанными газами через выхлопную трубу.
Картерными газами.
Углеводородными газами в результате испарения топлива из бака, карбюратора и провода.
В составе отработанных газов в автомобиле наибольший удельный вес к объему имеет окись углерода = 0,5-10%, оксид азота=0,8 и несгоревшие углеводороды.
В абсолютных величинах на 1000 л. топлива карбюраторный двигатель выбрасывает с выхлопом и картерными газами 200 кг окиси углерода, 25 кг углеводородов, 20 кг окиси азота 1 кг сажи и 1 кг сернистых соединений. Следует отметить, что основная масса автомобилей, особенно легковых и автобусов, концентрируются и работают в городах, поэтому при рассмотрении вопроса влияния транспорта на окружающую среду целесообразно объединить автомобильный и городской транспорт.
В последние годы во многих странах были установлены конкретные нормы для автомобилестроителей, которые должны по определённым этапам совершенствовать конструкцию машин и повышать топливную экономичность выпускаемых автомобилей. Для каждого типа двигателя карбюраторного или дизельного при прочих равных условиях количество загрязнённых веществ, выделяемых в атмосферу, пропорционально расходу топлива. Поэтому экономия топлива одновременно означает и сокращение выброса токсичных веществ в атмосферу.
Необходимость охраны средств обитания от загрязнения отработанными газами автомобилей и требования к топливной экономичности поставили перед конструкторами транспортных средств вопрос: «На сколько бензиновые двигатели перспективны для будущего автомобильного транспорта, и какие двигатели могут пойти на смену?».
Считается, что в борьбе за уменьшения загрязнения воздушного бассейна дизельным двигателям выделяют существенную роль. Дизельные двигатели выделяют значительно меньше окиси углерода и углеводородов. Однако крупным недостатком дизелей является дымность, неприятный запах, высокий уровень шума.
Роторный двигатель даёт несколько менее токсичный выхлоп в результате меньшего содержания оксида азота.
Одним из важнейших направлений борьбы за сохранение чистоты воздушного бассейна следует признать поиск более чистого топлива для двигателей.
Наряду с кардинальными предложениями делаются попытки создать присадки и примеси к обычному топливу, которые могли бы снизить токсичность отработавших газов автомобилей. Электромобиль- идеальный автомобиль для города; он не токсичен, не опасен, легко управляется, но имеет ряд недостатков: ограниченный радиус пробега, большая масса, малый срок службы источника тока, высокая стоимость.
Морской и речной транспорт
Загрязнение среды обитания водных транспортом происходит по двум причинам:
1. Морские и речные суда загрязняют биосферу отходами, получаемыми в результате эксплуатационной деятельности.
2. Выбросами в случае аварии токсичных грузов, большей частью нефтью и нефтепродуктами.
B условия обычной эксплуатации основными источниками загрязнения являются судовые двигатели и энергетические установки, а также вода, используемая для мойки грузовых танкеров и балластная вода, смываемая за борт.
Энергетические установки судов загрязняют отработанными газами, прежде всего атмосферу, токсичные вещества частично или почти полностью попадают в воду рек, морей, океан. Нефть и нефтепродукты являются основными загрязнениями водного бассейна при работе водного транспорта.
Отрицательное воздействие водного транспорта на гидросферу связано с тем, что на танкерах, перевозящих нефть перед очередной загрузкой, которая проверяется, производится промывка емкости для удаления ранее перевозимого груза. Промывочная вода, с ней остатки груза, обычно сбрасываются за борт. По мере перевозок их количество в большей степени вырастает и всё больше нефти стало попадать в океан в результате аварий.
В результате драматических событий, связанных с загрязнением мирового океана, во многих странах приступили к разработке мер, направленных на предупреждение загрязнения вод. B современных условиях первостепенное значение приобретают международные соглашения о запрещении сброса загрязненных вод и мусора в открытые моря и океаны. К настоящему времени наметились три основных направления очистки загрязнённых вод:
1. Механический сбор с поверхности воды мусора и нефтяных плёнок, химическое воздействие на нефтяные плёнки и биологическое разложение плёнок.
Наибольшее распространение получили механические методы, выполняющие разные по степени сложности операции - от простого сбора мусора до улавливания и сепарации нефтепродуктов.
2. Немаловажное значение имеет система мер, направленная па предотвращение загрязнения окружающей среды в рамках морских и речных портов. Строительство надёжных крытых межсезонных хранилищ и складов для грузов, предотвращающих нежелательное рассеивание в окружающей среде мусора.
3. Водные виды транспорта незначительно загрязняют воздушный бассейн и литосферу. В то же время, несмотря на постоянный рост флота, объёма перевозок и грузооборота водного вида транспорта намечается явная тенденция к сокращению его негативного воздействия на окружающую среду.
Железнодорожный транспорт
По абсолютным значениям загрязнение от ж/д транспорта значительно меньше, чем от автомобильного. Выбросы загрязняющих веществ от подвижных источников составляют в среднем 1.65 млн. т. в год. При работе магистральных тепловозом атмосферу выделяются отработавшие газы, по составу аналогичным выхлопам автомобильных дизелей. Одна секция тепловоза выбрасывает в атмосферу за час работь1 28,00 кг. оксида углерода, 17 кг. оксидов азота и до 2 кг. сажи.
Боле 17% развёрнутой длины железнодорожных линий имеют значительную степень загрязнения пылящими газами. При остановке и трогании поездов из букс колёсных пар выбиваются жидкие смазочные материалы. Из пассажирских вагонов происходит загрязнение железнодорожного полотна сухим мусором и сточными водами. На каждый километр пути выливается до 180- 200 м з воды стоков, причём 60% загрязнений приходится на вагоны, остальное на территорию станций. При вынужденных простоях холодильная установка рефрижераторных секций вагонов приводится в действие дизелем, который за час работы сжигает 23 кг. дизельного топлива. Чтобы поддержать заданную температуру, дизель должен работать 10 часов в сутки, потребляя топливо и загрязняя атмосферу.
Кроме того, в холодильном оборудовании рефрижераторного подвижного состава используются одноразрушающие вещества, которые в случае утечки попадают в атмосферу, каждая ходильная машина заправлена 35 кг. фреона.
С целью защиты от загрязнения, а также неблагоприятных природных явлений (метелей, заносов) проводятся лесонасаждения вдоль железных дорог.
Воздушный транспорт
Продолжает усугубляться вредное воздействие факторов полётов, вызывающих отрицательные изменения в здоровье, к которым относятся; высокий уровень шума, общая вибрация, колебание атмосферного давления на взлетах и посадках, содержание вредных веществ в салонах. Основными источниками шума являются авиадвигатели самолётов и вертолетов.
Разновидностью шумового воздействия является звуковой удар. Он возникает при полёте самолётов со сверхзвуковой скоростью. Человек ощущает действие звукового удара кратковременно(0,2- 0,3), но эффект внезапности приводит к его усилению. Помимо шумового воздействия авиация создает электромагнитное загрязнение среды. Его вызывает радиолокационная и радионавигационная техника аэропортов и летательных аппаратов. Радиолокационные средства излучают в окружающую среду потоки электромагнитной энергии, на основе сверхвысокой, а также высокой и ультравысокой частот. Воздушные суда загрязняют приземные слои атмосферы отработавшими газами авиадвигателей вблизи аэропортов и верхние слои атмосферы на высотах крейсерского полёта. Наряду с выбросами загрязняющих веществ, самолёты потребляют в большом количестве кислород. Так, реактивному лайнеру, совершающему трансантлонтический перелет, требуется от 50 до 100 т.
Контрольные вопросы:
1 Воздействие автомобильного транспорта на окружающую среду и мероприятия по снижению вредного воздействия.
2 Воздействие морского транспорта на окружающую среду и мероприятия по снижению вредного воздействия.
3 Воздействие речного транспорта на окружающую среду и мероприятия по снижению вредного воздействия.
4 Воздействие железнодорожного транспорта на окружающую среду и мероприятия по снижению вредного воздействия.
5 Воздействие воздушного транспорта на окружающую среду и мероприятия по снижению вредного воздействия.
Россия обладает большой и разветвленной сетью речных путей и озер. Однако существенную роль он играет либо в тех регионах, где направления основных транспортно-экономических связей и речных путей совпадают (Волжско-Камский речной бассейн в европейской части России), либо в слабоосвоенных регионах с практически полным отсутствием альтернативных видов транспорта (Север и Северо-Восток страны).
В России насчитывается более 100 тыс. рек, имеющих общую протяжённость около 2, 5 млн. км, из них свыше 500 тыс. км пригодны для судоходства. Различаются магистральные речные пути, обслуживающие международные связи, межрайонные, обеспечивающие перевозки грузов и людей между крупными районами внутри страны, и местные, обеспечивающие внутрирайонные связи. Протяженность эксплуатируемых внутренних водных путей в России в последние десятилетия сокращается и в настоящее время составляет 89 тыс. км, также на речном транспорте постоянно сокращается средняя дальность перевозки 1 т груза и в настоящее время с учетом всех видов речных сообщений она составляет менее 200 км.
Воздействие водного транспорта на окружающую среду прежде всего на водные ресурсы связано с потерей нефтепродуктов при погрузке и выгрузке, сбросами загрязненных вод, а также сносами сыпучих грузов с причалов, потерями при работе земляных снарядов и т.п. Сточные воды от судов, административных и производственных корпусов портов направляются в городской коллектор и далее на городские очистные сооружения .
Водный транспорт относится к водопользователям, использующим водные источники как среду без количественного ее изменения. Вместе с тем он наносит ущерб энергетике и другим водопотребителям отъемом воды из водохранилища при осуществлении попусков и при шлюзовании судов .
Эксплуатация водного транспорта загрязняет водные источники нефтепродуктами и другими отходами, а также создает волны, разрушающие берега и нерестилища. Особенно неблагоприятные условия для рыбного хозяйства создают водометные суда типа «Заря», используемые на малых реках, которые дают очень большую волну.
Водный транспорт нефти осуществляется посредством нефтеналивных судов, которые по способу передвижения подразделяются на: самоходные - танкеры (морские, речные, озерные и река-море) и несамоходные - баржи (морские и речные) и имеют дедвейт (суммарной массой транспортируемой нефти и хозяйственных грузов) 30-250 тыс.т.
При водном транспорте жидких углеводородов охранные мероприятия предусматривают очистку балластных и льяльных вод, сбор и удаление аварийных разливов нефти и нефтепродуктов, а также предотвращение потерь продукта при грузовых операциях танкеров. Связь водного транспорта с комплексным использованием водных ресурсов наглядно прослеживается при сооружении гидроузлов на Волге, Каме, Дону, Днепре и других реках, которые позволили одновременно с энергетикой, водоснабжением и орошением осуществить воднотранспортную реконструкцию этих рек. Построенные судоходные каналы им. Москвы, Волго-Донской, Волго-Балтийский и другие решили проблемы водного транспорта в комплексе с водоснабжением, орошением и обводнением рек в санитарных целях. Отходы водного транспорта. Водный транспорт загрязняет воду вследствие прямого сброса в нее всех отходов и особенно подсланевых вод, сильно загрязненных нефтепродуктами. Огромное количество нефти попадает в воду при ее перевозках морским транспортом. При холостом рейсе танкеры для устойчивости наполняют водой, в месте загрузки нефтью балластную воду, сильно насыщенную нефтепродуктами, сбрасывают за борт. Несмотря на существующее с 1969 г. международное соглашение, запрещающее сброс в море неочищенной балластной воды, многие судовладельческие компании считают более выгодным платить штрафы, чем терпеть убытки от простоя на станциях промывки .
В процессе эксплуатации судов образуются бытовые и производственные отходы, сброс которых в водоем приносит значительный ущерб природе. При этом все образующиеся на судне загрязнения можно разделить на две основные группы: 1 - остатки перевозимых грузов, образующиеся вследствие неполной их выгрузки, обмыва палубы и трюмов, танков и т.п.; 2 - загрязнения, образующиеся в результате жизнедеятельности экипажа и пассажиров (сточные воды и бытовой мусор), а также в результате эксплуатации судовых механизмов (нефтесодержащие льяльные, или подсланевые воды, производственный мусор). В настоящее время, к сожалению, весьма часты случаи аварийных разливов нефтепродуктов при бункеровке судов и в результате различных аварийных ситуаций.
Нефтесодержащие воды. В процессе эксплуатации судовых механизмов образуется особый вид отходов - подсланевые нефтесодержащие воды, которые скапливаются под сланями (льялами) машинных отделений. Основными причинами попадания загрязнений являются - протечка воды из трубопроводов, обшивку корпуса и донную арматуру, протечка нефтепродуктов при ремонте механизмов, топливной и масляной аппаратуры и т.п. Количество нефтепродуктов во многом зависит от технического состояния оборудования и от выполнения правил его эксплуатации. Среднесуточное накопление нефтесодержащих вод в основном определяется мощностью главного двигателя. При попадании в воду нефтепродукты образуют эмульсию. Ее устойчивость повышается, если в таких водах присутствуют эмульгаторы, они препятствуют укрупнению и всплытию частичек нефти. Содержащиеся в морской воде ионы различных металлов и солей также могут способствовать образованию эмульсии. Удалять из воды эмульгированные нефтепродукты гораздо сложнее, чем грубодисперсные. Поэтому по возможности следует исключать факторы, способствующие их образованию.
Сточные воды. При использовании воды для питьевых и хозяйственных нужд на судне скапливаются сточные воды. Проблема удаления сточных вод с судов возникла со времени спуска на воду первого судна и до недавнего времени она решалась путем сброса этих вод за борт без какой-либо обработки, надеясь на определенную степень самоочищения водоема. Однако способность к самоочищению зависит прежде всего от начальной чистоты воды и от количества растворенного в воде кислорода. Поэтому, несмотря на то, что общее количество сточных вод судов значительно меньше таковых, сбрасываемых городскими канализациями, они все же наносят ощутимый ущерб водоемам . Особенно это ощущается в местах скопления судов. При этом ухудшаются гидрохимические показатели воды, такие как БПК5, количество взвешенных веществ, коли-индекс, рН, прозрачность и другие. Мусор (бытовые и производственные отходы). В процессе бытовой и производственной деятельности на судне образуется ряд твердых и жидких отходов, подлежащих удалению. К твердым отходам относятся бумага, тряпки, упаковочные материалы, а также пищевые отходы. Обычно она должны накапливаться в специальных контейнерах, установленных на корме судна. Пищевые отходы не должны смешиваться с бытовым мусором.
Кроме твердых отходов на судах накапливаются и жидкие отходы, которые можно разделить на две группы: 1 - шлам от установок для очистки сточных вод в том числе дробленные пищевые отходы. Они накапливаются в специальной цистерне; 2 - шлам от сепараторов топлива и масла. Существует классификация мусора по степени его взаимодействия с водной средой:
- - плавающий - приводит к загрязнению поверхности воды и береговой полосы;
- - тонущий - загрязняет дно водоема, что приносит вред донной фауне, местам нерестилищ и нагула рыб;
- - растворяющийся - поглощает для своего окисления кислород из воды водоема, изменяет ее окраску, вкус и т.п.
Прежде чем открыть движение поездов, нужно построить железную дорогу. И автомобиль без дороги не поедет, разве что вездеход. А вот на реку люди смотрят, как правило, иными глазами. Им кажется, что эту дорогу природа сама подарила человеку. Но река - ещё не дорога: мели, перекаты, подводные камни - слишком много препятствий. Чтобы подготовить любую реку к навигации, надо проделать большой комплекс работ.
Грузооборот речного транспорта составляет около 4% общего грузооборота страны. В некоторых районах, где недостаточно развита сеть железных и автомобильных дорог, перевозки массовых грузов осуществляются только водным транспортом.
В перспективе абсолютные объёмы перевозок грузов и пассажиров по всем водным путям существенно возрастут, расширится и сфера деятельности этого высокоэкономичного вида транспорта .
Другим источником загрязнения водоёмов речным транспортом можно считать подсланевые воды, которые образуются в машинных отделениях судов и отличаются высоким содержанием нефтепродуктов. Сточные воды судов содержат хозяйственно - бытовые стоки и сухой мусор с судов. Источниками загрязнения могут являться также нефть, мусор и другие, жидкие и твёрдые отходы с акваторий и территорий портов и отраслевых промышленных предприятий, нефть и нефтепродукты, попадающие в водоём вследствие недостаточной герметичности корпусов нефтеналивных судов и бункеровочных станций или утечки нефтепродуктов в процессе перегрузки, промышленные сточные воды, образующиеся в процессе производственной деятельности судоремонтных и судостроительных предприятий .
Попадание в водоёмы пылевидных частиц навалочных грузов происходит при перегрузке открытым способом песка, щебня, апатитового концентрата, серного колчедана, цемента и т. п. нельзя забывать и о влиянии на качество воды отработавших газов судовых двигателей. Для фановых (фекальных) сточных вод характерно высокое бактериальное, а также органическое загрязнение.
Загрязнение водоёмов нефтью и нефтепродуктами затрудняет все виды водопользования. Влияние нефти, керосина, бензина, мазута, смазочных масел на водоём проявляется в ухудшении физических свойств воды (замутнение, изменение цвета, вкуса, запаха), растворении в воде токсических веществ, образовании поверхностной плёнки, понижающей содержание в воде кислорода, а также осадка нефти на дне водоёма.
Характерный запах, и привкус обнаруживаются при концентрации нефти и нефтепродуктов в воде 0, 5мг/л. нефтяная плёнка на поверхности водоёма ухудшает газообмен воды с атмосферой, замедляя скорость аэрации и удаления углекислого газа, образующегося при окислении нефти. При толщине плёнки 4, 1 мм и концентрации нефти в воде 17мг/л количество растворённого кислорода за 20 - 25 суток понижается на 40%. Водоёму может быть нанесён невосполнимый ущерб вследствие высокой чувствительности живых организмов и растительности к нефтяному загрязнению, а также стойкости и токсичности этого загрязнения. В рыбохозяйственных водоёмах загрязнение нефтью и нефтепродуктами приводит к ухудшению качества рыбы (появление окраски, пятен, запаха, привкуса), гибели, отклонениям от нормального развития, нарушению миграции рыб, молоди, личинок и икры, сокращению кормовых запасов (бентоса, планктона), мест обитания, нереста и нагула рыб.
Биомасса бентоса и планктона на загрязнённых участках реки резко уменьшается. Токсическое воздействие нефти и нефтепродуктов на рыб обусловливается выделяющимися при разрушении нефти токсическими веществами. Концентрация нефти в воде 20 - 30 мг/л вызывает нарушение условно - рефлекторной деятельности рыб, более высокую их гибель. Особую опасность представляют нафтеновые кислоты, содержащиеся в нефти и нефтепродуктах .
Очищение воды от нефти и нефтепродуктов происходит в результате их естественного распада - химического окисления, испарения лёгких фракций и биологического разрушения микроорганизмами, обитающими в водной среде. Все эти процессы характеризуются чрезвычайно малой скоростью, определяемой, главным образом, температурой воды и содержанием в ней растворённого кислорода. Химическое окисление нефти затрудняется при высоком содержании предельных углеводородов. Окисляются и испаряются в основном лёгкие фракции нефти, а тяжёлые, трудноокисляемые фракции накапливаются и затем оседают на дно, образуя донное загрязнение.
Масса нефтяной плёнки в первые дни после её образования уменьшается преимущественно вследствие испарения нефти. При температуре воды 22 - 27°C испаряется до 26% нефти, а при температуре воды 2 - 5 - до 12%. Дальнейшее уменьшение массы нефтяной плёнки происходит за счёт биохимического окисления нефти и оседания её тяжёлых фракций на дно водоёма. При низких температурах масса нефтяной плёнки со временем практически не уменьшается.
В процессе биологического разрушения микроорганизмами нефть и нефтепродукты частично усваиваются ими, а частично окисляются. Известно около 100 видов бактерий, дрожжей и миксомицетов, способных окислять углеводороды. Максимальная активность нефтеокисляющих микроорганизмов наблюдается при температуре воды 20-30 °C. С микроорганизмов наблюдается при температуре ниже 15°C интенсивность окисления резко уменьшается.
Биохимическое окисление нефти в водоёме сопровождается непрерывной миграцией тяжёлых её фракций с поверхности на дно и обратно. Нефтяные отложения на дне водоёма в анаэробных условиях при дефиците кислорода) сохраняются длительное время и являются источником вторичного загрязнения водоёмов. Полное окисление нефти в аэробных условиях продолжается не менее 100 - 15- дней, а в анаэробных - длится ещё дольше.
С целью уменьшения загрязнения водоемов при эксплуатации речных судов в настоящее время запрещён спуск за борт сточных вод, нечистот, а также сброс разного рода твёрдых отбросов и мусора с судов, плавающих на реках, озёрах и водохранилищах с регламентированным санитарным режимом (например, Волга с притоками, река Москва, озеро Байкал). На других водоёмах, а также в речных портах и их акваториях запрещён сброс за борт фекальных вод, мусора и твёрдых отходов. Однако выполнение этих требований, гигиенически обоснованных общесанитарными и противоэпидемическими соображениями, встречает ряд технических трудностей, прежде всего на речных судах, длительное время находящихся в прибрежной полосе (туристические и пассажирские рейсы), на плавучих кранах и др. судовые сточные системы предназначены для сбора двух видов сточных вод - фекальных и хозяйственно - бытовых. Первые поступают из туалетов, вторые - из умывальников, ванн, душей, прачечных, камбузов. На одних судах эти системы объединены, на других они разделены. В последнем случае суда, как правило, оборудуются накопительными емкостями для сбора фекальных стоков .
Из сточных цистерн, которыми оборудована большая часть судов, загрязнённые воды принимаются специальными плавучими очистительными станциями. Такие станции функционируют, например, в Ярославском, Ульяновском, Саратовском, Горьковском, Тольяттинском, Куйбышевском и Астраханском портах на Волге, Ростовском и Усть - Донецком на Дону, а также в других крупных портах.
В последние годы велись разработки по обезвреживанию сточных вод непосредственно на судах. Прежде всего, были рассмотрены возможности раздельной очистки фекальных и бытовых сточных вод.
При плавании судов в водоёмах, санитарный режим которых в целом не регламентирован, органами местной санитарной службы должны быть определены зоны, где допустим сброс за борт не обезвреженных судовых сточных вод фекальных и хозяйственно - бытовых). Границы этих зон устанавливают, исходя из недопустимости загрязнения воды в источниках хозяйственно - питьевого водоснабжения и прибрежных вод санитарно - оздоровительных участков побережья.
Система мероприятий по сбору и удалению твёрдых отбросов и мусора сводится к организации правильной эксплуатации емкостей для их накопления (контейнеры, баки) и передаче содержимого этих емкостей на берег. Оптимальным вариантом является организация обмена заполненных емкостей на порожние в период стоянки судна в порту или с помощью судна - сборщика при безостановочной эксплуатации судов.
Для предотвращения загрязнения водоёмов сточными водами портов, пристаней, промышленных предприятий речного транспорта строят береговые очистные объекты и канализационные сети. Если сейчас некоторое количество сточных вод речного транспорта ещё попадает в водоёмы (так называемые условные чистые сточные воды), то в перспективе их сброс будет прекращён полностью.
Действенные меры принимаются для предупреждения загрязнения водоёмов нефтью и нефтепродуктами. Так, речные танкеры строят только с двойной обшивкой, что в значительной степени уменьшает возможность разлива нефти и нефтепродуктов при получении судном пробоины в корпусе.
Предотвращению загрязнения водоёмов топливом и маслом способствуют устройства для закрытой бункеровки, конструкция которых исключает случайное отсоединение шланга и полностью устраняет возможность утечки нефтепродуктов.
Для защиты от загрязнения промывочными водами спроектирована и испытывается специальная станция для сухогрузных судов, исключающая возможность попадания в водоёмы зачищаемых продуктов. Акватории портов и пристаней очищают от нефтепродуктов плавучими нефтемусоросборщиками. Локализация, сбор и удаление нефти и нефтепродуктов - сложный и трудоёмкий процесс. Это объясняется тем, что нефтяная плёнка имеет малую толщину, а скорость её распространения относительно велика.
Для локализации загрязнения применяют плавучие заграждения. Принцип действия плавучего (бонового) заграждения заключается в создании механического барьера, препятствующего горизонтальному перемещению тонкого верхнего слоя воды, а следовательно, и распространению нефтяной плёнки .
Основная причина загрязнения воздуха заключается в неполном и неравномерном сгорании топлива. Всего 15% его расходуется на движение автомобиля, а 85% «летит на ветер». К тому же камеры сгорания автомобильного двигателя - это своеобразный химический реактор, синтезирующий ядовитые вещества и выбрасывающий их в атмосферу.
Двигаясь со скоростью 80-90 км/ч в среднем автомобиль превращает в углекислоту столько же кислорода, сколько 300-350 человек. Но дело не только в углекислоте. Годовой выхлоп одного автомобиля - это 800 кг окиси углерода, 40 кг окислов азота и более 200 кг различных углеводородов. В этом наборе весьма коварна окись углерода.
Из-за высокой токсичности её допустимая концентрация в атмосферном воздухе не должна превышать 1 мг/м 3 . Известны случаи трагической гибели людей, запускавших двигатели автомобилей при закрытых воротах гаража. В одноместном гараже смертельная концентрация окиси углерода возникает уже через 2-3 минуты после включения стартера. В холодное время года, остановившись для ночлега на обочине дороги, неопытные водители иногда включают двигатель для обогрева машины. Из-за проникновения окиси углерода в кабину такой ночлег может оказаться последним.
Уровень загазованности магистралей и примагистральных территорий зависит от интенсивности движения автомобилей, ширины и рельефа улицы, скорости ветра, доли грузового транспорта и автобусов в общем потоке и других факторов. При интенсивности движения 500 транспортных единиц в час концентрация окиси углерода на открытой территории на расстоянии 30-40 м от автомагистрали снижается в 3 раза и достигает нормы. Затруднено рассеивание выбросов автомобилей на тесных улицах. В итоге практически все жители города испытывают на себе вредное влияние загрязнённого воздуха.
На скорость распространения загрязнения и концентрацию его в отдельных зонах города значительно влияют температурные инверсии. В основном, они характерны для севера европейской части России, Сибири, Дальнего Востока и возникают, как правило, при штилевой погоде (75% случаев) или при слабых ветрах (от 1 до 4 м/с). Инверсионный слой выполняет роль экрана, от которого на землю отражается факел вредных веществ, в результате чего их приземные концентрации возрастают в несколько раз.
Из соединений металлов, входящих в состав твёрдых выбросов автомобилей, наиболее изученными являются соединения свинца.
Это обусловлено тем, что соединения свинца, поступая в организм человека и теплокровных животных с водой, воздухом и пищей, оказывают на него наиболее вредное действие. До 50% дневного поступления свинца в организм приходится на воздух, в котором значительную долю составляют отработавшие газы автомобилей.
Поступления углеводородов в атмосферный воздух происходит не только при работе автомобилей, но и при разливе бензина. По данным американских исследователей в Лос-Анджелесе за сутки испаряется в воздух около 350 тонн бензина. И повинен в этом не столько автомобиль, сколько сам человек. Чуть-чуть пролили при заливке бензина в цистерну, забыли плотно закрыть крышку при перевозке, плеснули на землю при заправке на автозаправочной станции, и в воздух потянулись различные углеводороды.
В условиях сильного городского шума происходит постоянное напряжение слухового анализатора. Это вызывает увеличение порога слышимости (10 дБ для большинства людей с нормальным слухом) на 10-25 дБ.
Шум в больших городах сокращает продолжительность жизни человека. По данным австрийских исследователей, это сокращение колеблется в пределах 8-12 лет. Чрезмерный шум может стать причиной нервного истощения, психической угнетённости, вегетативного невроза, язвенной болезни, расстройства эндокринной и сердечно-сосудистой систем. Шум мешает людям работать и отдыхать, снижает производительность труда.
Массовые физиолого-гигиенические обследования населения, подвергающегося воздействию транспортного шума в условиях проживания и трудовой деятельности, выявили определённые изменения в состоянии здоровья людей.
При этом изменения функционального состояния центральной нервной и сердечно-сосудистой систем, слуховой чувствительности зависели от уровня воздействующей звуковой энергии, от пола и возраста обследованных. Наиболее выраженные изменения выявлены у лиц, испытывающих шумовое воздействие в условиях, как труда, так и быта, по сравнению с лицами, проживающими и работающими в условиях отсутствия шума.
Высокие уровни шума в городской среде, являющиеся одним из агрессивных раздражителей центральной нервной системы, способны вызвать её перенапряжение. Городской шум оказывает неблагоприятное влияние и на сердечно-сосудистую систему. Ишемическая болезнь сердца, гипертоническая болезнь, повышенное содержание холестерина в крови встречаются чаще у лиц, проживающих в шумных районах.
Шум в значительной мере нарушает сон. Крайне неблагоприятно действуют прерывистые, внезапно возникающие шумы, особенно в вечерние и ночные часы, на только что заснувшего человека. Внезапно возникающий во время сна шум (например, грохот грузовика) нередко вызывает сильный испуг, особенно у больных людей и у детей. Шум уменьшает продолжительность и глубину сна. Под влиянием шума уровнем 50 дБ срок засыпания увеличивается на час и более, сон становится поверхностным, после пробуждения люди чувствуют усталость, головную боль, а нередко и сердцебиение.
Отсутствие нормального отдыха после трудового дня приводит к тому, что естественно развивающееся в процессе работы утомление не исчезает, а постепенно переходит в хроническое переутомление, которое способствует развитию ряда заболеваний, таких как расстройство центральной нервной системы, гипертоническая болезнь.
Наибольшие уровни шума 90-95 дБ отмечаются на магистральных улицах городов со средней интенсивностью движения 2-3 тыс. и более транспортных единиц в час.
Уровень уличных шумов обуславливается интенсивностью, скоростью и характером (составом) транспортного потока. Кроме того, он зависит от планировочных решений (продольный и поперечный профиль улиц, высота и плотность застройки) и таких элементов благоустройства, как покрытие проезжей части и наличие зелёных насаждений. Каждый из этих факторов способен изменить уровень транспортного шума в пределах до 10 дБ.
В промышленном городе обычно высок процент грузового транспорта на магистралях. Увеличение в общем потоке автотранспорта грузовых автомобилей, особенно большегрузных с дизельными двигателями, приводит к повышению уровней шума. В целом грузовые и легковые автомобили создают на территории городов тяжёлый шумовой режим.
Шум, возникающий на проезжей части магистрали, распространяется не только на примагистральную территорию, но и вглубь жилой застройки. Так, в зоне наиболее сильного воздействия шума находятся части кварталов и микрорайонов, расположенных вдоль магистралей общегородского значения (эквивалентные уровни шума от 67,4 до 76,8 дБ). Уровни шума, замеренные в жилых комнатах при открытых окнах, ориентированных на указанные магистрали, всего на 10-15 дБ ниже.
Акустическая характеристика транспортного потока определяется показателями шумности автомобильности. Шум, производимый отдельными транспортными экипажами, зависит от многих факторов: мощности и режима работы двигателя, технического состояния экипажа, качества дорожного покрытия, скорости движения. Кроме того, уровень шума, как и экономичность эксплуатации автомобиля, зависит от квалификации водителя.
Шум от двигателя резко возрастает в момент его запуска и прогревания (до 10 дБ). Движение автомобиля на первой скорости (до 40 км/ч) вызывает излишний расход топлива, при этом шум двигателя в 2 раза превышает шум, создаваемый им на второй скорости. Значительный шум вызывает резкое торможение автомобиля при движении на большой скорости. Шум заметно снижается, если скорость движения гасится за счёт торможения двигателем до момента включения ножного тормоза.
За последнее время средний уровень шума, производимый транспортом, увеличился на 12-14 дБ. Вот почему проблема борьбы с шумом в городе приобретает всё большую остроту.
План :
Введение.
1. Влияние транспорта на окружающую среду. Парниковый эффект.
2. Пути решения экологических проблем:
а) создание новых двигателей;
б) разработка средств защиты атмосферы и гидросферы (получение добавок, способствующих более полному сгоранию топлива, создание эффективных фильтров и т.д.).
Заключение.
Список используемой литературы.
Введение
Проблема предотвращения деградациоцных изменений среды обитания человека, рационального использования и охраны природы затрагивает не только развитые промышленные государства. Не в меньшей степени эта проблема касается и развивающихся стран. Несомненно, что масштабы промышленного и сельскохозяйственного производства, степень использования естественных природных ресурсов и соответственно характер деградационных изменений среды обитания человека в этих странах значительно отличаются от первых. Тем не менее, существующая модификация исторически сложившейся экологической, термодинамической и биогеохимической структуры биосферы становится реальным фактом для развивающихся стран.
Проблема отношения «человек-природа» является одним из конкретных выражений основного вопроса философии о статусе бытия и мышления, о взаимодействии материального и духовного.
Генезис отношения «человек-природа» соответствует эпохе выделения человека из мира животных.На ранних этапах своей истории человек осознавал себя но особенным феноменом природы, а лишь одним из многочисленных ее проявлений. Это можно рассматривать как духовное выражение определенного уровня развития первобытного общества, находившегося на стадии собирательства, т. е. абсолютной зависимости от внешней среды.
«Раньше природа устрашала человека, а теперь человек устрашает природу».
Жан Ив Кусто.
1. Влияние транспорта на окружающую среду. Парниковый эффект.
К основным токсичным выбросам автомобиля относятся: отработавшие газы, картерные газы и топливные испарения. Отработавшие газы, выбрасываемые двигателем, содержат окись углерода (СО), углеводороды (СxHy), окислы азота (NOx), бензапирен, альдегиды и сажу. Распределение основных компонентов выбросов у карбюраторного двигателя следующее: отработавшие газы содержат 95% СО, 55% СxHy и 98% NOx, картерные газы по – 5% СxHy, 2% NOx, а топливные испарения – до 40% СxHy.
Основными токсичными веществами – продуктами неполного сгорания являются сажа, окись углерода, углеводороды, альдегиды.
Вредные токсичные выбросы можно разделить на два вида: регламентированные и нерегламентированные. Они действуют на организм человека по-разному.
Главным загрязнителем атмосферного воздуха свинцом в Российской Федерации в настоящее время является автотранспорт, использующий этилированный бензин: от 70 до 87 % общей эмиссии свинца по различным оценкам. РЬО (оксиды свинца) - возникают в ОГ карбюраторных двигателей, когда используется этилированный бензин, чтобы увеличить октановое число для уменьшения детонации (это очень быстрое, взрывное сгорание отдельных участков рабочей смеси в цилиндрах двигателя со скоростью распространения пламени до 3000 м/с, сопровождающееся значительным повышением давления газов). При сжигании одной тонны этилированного бензина в атмосферу выбрасывается приблизительно 0,5... 0,85 кг оксидов свинца. По предварительным данным, проблема загрязнения окружающей среды свинцом от выбросов автотранспорта становится значимой в городах с населением свыше 100 000 человек и для локальных участков вдоль автотрасс с интенсивным движением. Радикальный метод борьбы с загрязнением окружающей среды свинцом выбросами автомобильного транспорта - отказ от использования этилированных бензинов. По данным 1995г. 9 из 25 нефтеперерабатывающих заводов России перешли на выпуск неэтилированных бензинов. В 1997 году доля неэтилированного бензина в общем объеме производства составила 68%. Однако, из-за финансовых и организационных трудностей полный отказ от производства этилированных бензинов в стране задерживается.
Охрана окружающей природной среды и рациональное использование естественных ресурсов - одна из актуальных глобальных проблем современности. Ее решение неразрывно связано с борьбой за мир на Земле, за предотвращение ядерной катастрофы, разоружение, мирное сосуществование и взаимовыгодное сотрудничество государств.
Все мы в последние десятилетия наблюдаем резкое повышение температуры, когда зимой в место отрицательных температур, мы месяцами наблюдаем оттепели до 5 – 8 градусов тепла, а в летние месяцы – засухи и суховеи, иссушающие почву земли и ведущие к ее эрозии. Почему это происходит?
Ученые утверждают, что причиной, прежде всего, является губительная деятельность человечества, приводящая к глобальному изменению климата Земли. Сжигание топлива в электростанциях, резкое увеличение количества отходов от производственной деятельности человека, увеличение автомобильного транспорта и как следствие увеличение выбросов углекислого газа в атмосферу Земли при резком сокращении лесопарковой зоны, привело к возникновению так называемого парникового эффекта Земли.
Многолетние наблюдения показывают, что в результате хозяйственной деятельности изменяется газовый состав и запыленность нижних слоев атмосферы. С распаханных земель во время пыльных бурь поднимаются в воздух миллионы тонн частиц почвы. При разработке полезных ископаемых, при производстве цемента, при внесении удобрений и трении автомобильных шин о дорогу, при сжигании топлива и выбросе отходов промышленных производств в атмосферу попадает большое количество взвешенных частиц разнообразных газов. Определения состава воздуха показывают, что сейчас в атмосфере Земли углекислого газа стало на 25% больше, чем 200 лет назад. Это, безусловно, результат хозяйственной деятельности человека, а также вырубки лесов, зеленые листья которых поглощают углекислый газ. С повышением концентрации углекислого газа в воздухе связан парниковый эффект, который проявляется в нагреве внутренних слоев атмосферы Земли. Это происходит потому, что атмосфера пропускает основную часть излучения Солнца. Часть лучей поглощается и нагревает земную поверхность, а от нее нагревается атмосфера. Другая часть лучей отражается от поверхности Планеты и это излучение поглощается молекулами углекислого газа, что способствует повышению средней температуры Планеты. Действие парникового эффекта анaлогично действию стекла в оранжерее или парнике (от этого возникло название " парниковый эффект").
Одним из газов, способствующих развитию парникового эффекта, является природный газ.
Природный газ.
Природный газ, используемый в энергетике, относится к невозобновляемым энергетическим ресурсам, в то же время это наиболее экологически чистый вид традиционного энергетического топлива. Природный газ на 98% состоит из метана, остальные 2% приходятся на этан, пропан, бутан и некоторые другие вещества. При сжигании газа единственным действительно опасным загрязнителем атмосферы является смесь оксидов азота.
На тепловых электростанциях и в отопительных котельных, использующих, природный газ, выбросов углекислого газа, способствующего парниковому эффекту, вдвое меньше, чем на угольных энергетических установках, вырабатывающих тоже количество энергии. Применение сжиженного и сжатого природного газа на автомобильном транспорте дает возможность значительно снизить загрязнение среды обитания и улучшить качество воздуха в городах, то есть "затормозить" парниковый эффект. По сравнению с нефтью, природный газ не дает такого загрязнения среды в процессе добычи и транспортировки к месту потребления.
Запасы природного газа в мире достигают 70 триллионов кубических метров. При сохранении нынешних объемов добычи их хватит более, чем на 100 лет. Газовые месторождения встречаются как отдельно, так и в соединении с нефтью, водой, а также в твердом состоянии (так называемые газогидратные скопления). Большинство месторождений природного газа располагаются в труднодоступных и экологически ранимых районах Заполярной тундры.
Хотя природный газ и не вызывает парниковый эффект, его можно отнести к "парниковым" газам, так как при его использовании выделяется углекислый газ, способствующий парниковому эффекту.
Кроме того, развитию парникового эффекта способствуют: углекислый газ, хлорфторсодержащие газы.
Углекислый газ.
Углекислый газ - диоксид углерода, постоянно образуется в природе при окислении органических веществ: гниении растительных и животных остатков, дыхании, сжигании топлива. Парниковый эффект происходит из-за нарушения человеком круговорота углекислого газа в природе. Промышленность сжигает огромное количество топлива- нефти, угля, газа. Все эти вещества состоят в основном из углерода и водорода. Поэтому их еще называют органическим, углеводородным топливом.
При горении, как известно, поглощается кислород и выделяется углекислый газ. Вследствие этого процесса, каждый год человечество выбрасывает в атмосферу 7 миллиардов тонн углекислого газа! Даже представить трудно себе эту величину. Одновременно с этим на Земле вырубаются леса - один из самых главных потребителей углекислого газа, причем, вырубаются со скоростью 12 гектаров в минуту!!! Вот и получается, что углекислого газа в атмосферу поступает все больше и больше, а потребляется растениями все меньше и меньше.
Круговорот углекислого газа на Земле нарушается, поэтому в последние годы содержание углекислого газа в атмосфере хотя и медленно, но верно увеличивается. А чем его больше, тем сильнее парниковый эффект.
Хлорфторсодержащие газы.
Галогены или хлорфторсодержащие газы широко применяются в химической промышленности. Фтор используют для получения некоторых ценных вторпроизводных, например, смазочных веществ, выдерживающих высокую температуру, пластмасс, стойких к химическим реагентам (тефлон), жидкостей для холодильных машин(фреонов или хладонов). Фреон выделяется также аэрозолями и холодильными машинами. Считается также, что фреон разрушает озоновый слой в атмосфере.
Проблема охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов является одной из наиболее актуальных среди глобальных общечеловеческих проблем.
Определенную долю в загрязнение окружающей среды вносят и АТП, в особенности эксплуатируемые ими автомобили. Автомобильный транспорт отравляет вредными выбросами выхлопных газов воздух, загрязняет территории топливно-смазочными материалами, является источником повышенного шума и электромагнитных излучений. Также под территории расположения АТП потребляются значительные земельные ресурсы. Общая картина загрязнения окружающей среды автомобильным транспортом в настоящее время, по мнению многих экспертов, удручающая и продолжает ухудшаться.
Уровень выбросов в атмосферу вредных веществ автомобильным транспортом составляет 35-40% из всех загрязнений, что составляет около 22 млн. т в год.
Основная причина загрязнений воздушной среды – отработавшие газы автомобильных двигателей, содержащие более 200 наименований вредных веществ и соединений (окись углерода, оксиды азота, углеводороды, двуокись серы, свинцовые соединения и т.д.) можно привести наглядный пример: только один исправный грузовой автомобиль с карбюраторным двигателем в течении года выбрасывает в атмосферу до 8-10 т окиси углерода. Автомобильный транспорт, использующий этилированный бензин, ежегодно выбрасывает более 4000 т вредных для здоровья человека соединений свинца.
Отравляется не только воздушная среда, но и водные ресурсы. Основные загрязнения – нефтепродукты, тетраэтилсвинец, органические растворители и гальванические сбросы, грязевые отложения, продукты коррозии и т.п. АТП сбрасывают в водоемы более 3,4 млн. м3 неочищенных сточных вод.
Автомобильный транспорт – основной источник городского шума. Шум у 60% населения вызывает различные болезненные реакции.
Перечислим основные причины такого неблагоприятного положения.
Прежде всего неудовлетворительная организация технической эксплуатации подвижного состава. Очень часто на АТП нарушается периодичность проведения технического обслуживания автомобилей, не в полном объеме выполняются регламентные работы, недостаточный контроль за состоянием топливной аппаратуры автомобилей, нерациональное использование эксплуатационных материалов и т.п.
Также недостаточен технический уровень автотранспортной техники. Значительная часть новых автомобилей не соответствует современным требованиям по токсичности, и заводы-изготовители не дают гарантии соблюдения норм токсичности в ходе эксплуатации. Медленными темпами решаются проблемы нейтрализации отработавших газов, дизелизации легковых автомобилей, применение электронного управления системами зажигания и подачи топлива.
Недостаточен ассортимент и низкое качество автомобильного топлива и особенно смазочных материалов. При сгорании этилированных бензинов больше половины свинца выбрасывается в атмосферу с отработанными газами. Состав и качество топлива не соответствует современным требованиям, а порой и стандартам. Российская система стандартизации и нормирования экологических параметров автомобиля уступает европейским системам. Отсутствуют ГОСТы по токсичности для автомобилей, работающих на газообразном топливе.
Остро стоит проблема переработки, сжигания и утилизации нефтяных отходов и осадков из очистных сооружений. АТП вывозят такие отходы практически куда попало, что соответственно приводит к загрязнению почвы, грунтовых вод, водоемов и т.п.
Поэтому, основной задачей, стоящей перед АТП, является снижение количества вредных выбросов в атмосферу и усовершенствование очистных сооружений.
