Влияние транспорта на окружающую среду. Влияние водного транспорта на окружающую среду

Транспорт - один из крупнейших потребителей пресной воды. Большое количество воды используется всеми видами транспорта для различных технологических и технических целей (пар для турбин, для охлаждения двигателей, жидкости для мойки и экипировки подвижного состава и прочих процессов). Водные виды транспорта непосредственно влияют на степень загрязнения воды. Кроме того, благодаря круговороту воды в природе на ее качество существенно влияет загрязнение суши и атмосферы всеми видами транспорта.

Самыми крупными потребителями пресной воды являются железнодорожный и автомобильный транспорт; флот и предприятия речного и морского транспорта также расходуют существенную долю воды. Важно отметить, что с переводом железных дорог с паровой тяги, где вода (в виде пара) служила рабочим телом на паровозах, на электрическую и тепловозную расход воды не только не уменьшился, как ожидалось, но продолжает возрастать, что связано с общим ростом транспорта, в частности с увеличением протяженности сети и объема перевозочной работы, благоустройством транспортных предприятий и др.

Однако определенная доля воды расходуется бесполезно в виде утечек через неплотности водопроводной сети и арматуры. На некоторых пунктах зимой во избежание замерзания воды в трубопроводах преднамеренно не закрывают водоразборные краны, в результате расход воды увеличивается.

Бережное расходование воды на производственные и бытовые нужды должно стать повседневной нормой каждого человека. С 1982 г. введена плата за использованную воду предприятиями. Чтобы не расходовать питьевую воду на технические цели, в промышленных центрах сооружаются специальные промышленные водопроводы. Такие водопроводы сооружены и в Москве, в том числе юго-восточный для питания предприятий очищенными сточными водами с Ново-Курьяновской станции.

Железнодорожный транспорт 80-85% воды получает от собственных (ведомственных) систем. Остальная потребность удовлетворяется промышленными или коммунальными водопроводами. Систематически ведутся работы по реконструкции, усилению и созданию новых систем водоснабжения, включая сооружение насосных станций, продольных водопроводов, фильтровальных сооружений и др. Например, за десятилетие 1971-1980 гг. введено в строй 4 200 артезианских скважин, автоматизировано 2 500 насосных станций, реконструировано (восстановлено) 1739 фактически брошенных, якобы бесперспективных, пунктов водозабора.

Серьезную проблему представляет ликвидация так называемого привозного водоснабжения, т. е. развоза воды по безводным станциям в цистернах, как правило, по железной дороге с затратой до 10 руб. за 1 м 3 . Особую актуальность это имеет для Казахстана, где необходимо сооружение примерно 1 500 км продольных водопроводов и изыскание местных подземных источников воды, в частности, на более глубоких горизонтах.

В народном хозяйстве получают развитие также системы опреснения местных соленых вод, используемых и на транспорте. Пока еще немногочисленные установки создаются или работают на разных принципах и, в частности, поверхностного испарения, электролиза, гиперфильтрации, адсорбции. Для удешевления процесса обессоливания воды большой интерес представляет гелиоопреснение, т. е. использование для этой цели солнечного тепла. Две опытные установки гелиоопреснения работают ныне в двух пунктах Туркменской ССР общей площадью испарения 600 м 2 и производительностью 2 400 м 3 в год (стоимость 3,78 руб./м 3). Имеются основания считать, что подобные системы в недалекой перспективе будут в 2-3 раза экономичнее привозного водоснабжения.

Наряду с развитием систем водоснабжения осуществляются меры по сокращению расхода пресной воды на транспорте. На это направлено, например, установление научно обоснованных норм водопотребления на основные технологические процессы. Введение таких норм уже само по себе стимулирует расширение систем повторного и оборотного использования воды на производстве.

Все виды транспорта в той или иной степени вызывают загрязнение водного бассейна. Транспортные предприятия (станции, депо, заводы, порты, базы и пр.) и транспортные средства (автомобили, суда, локомотивы, самолеты) до недавнего времени сбрасывали по системам канализации или непосредственно в реки, озера и моря отходы, загрязненную воду. Вместе с отработавшими газами двигателей в воду проникают масло, несгоревшее топливо, сернистые соединения, свинец и другие вещества. Гидросфера загрязнялась, а местами загрязняется до сих пор поверхностными стоками с территорий станций, портов, автобаз, автозаправочных станций, ремонтных заводов. Эти стоки содержат большей частью нефть и ее производные, а также антисептики, поверхностноактивные вещества, фенолы, кислоты, щелочи, соли металлов и многие другие загрязнители.

Наиболее распространенными загрязнителями, которые вносятся транспортом в гидросферу, являются нефть и нефтепродукты. Следует отметить, что какая-то их часть попадает в воду с суши, особенно в районах размещения крупных предприятий железнодорожного, морского, речного и автомобильного транспорта, складов и баз горюче-смазочных материалов, автозаправочных станций и т. п.

К 70-м годам XX столетия многие крупные реки и озера, а также моря оказались в той или иной мере загрязненными. В наибольшей степени загрязнены крупнейшие реки и озера в развитых капиталистических странах. Реку Потомак у Вашингтона американцы называют открытой помойной ямой. В сточную канаву Европы превратился Рейн, некогда воспетый Гейне за красоту и чистоту своих вод. Мертвым называют американцы озеро Эри. Опасно заражено Женевское озеро. Появление в странах Западной Европы и в Америке торговли питьевой водой в банках, привезенной за тысячи километров (например, из Норвегии), говорит о неблагополучном состоянии пресных водоемов во многих странах, даже там, где она была всегда в изобилии.

Загрязнены нефтью воды многих морей, особенно в бассейне Средиземного моря, в частности, в районах Неаполя, Венеции и Генуи, Марселя.

Нефтяная пленка задерживает на 35-40% ультрафиолетовое излучение и тем самым снижает интенсивность фотосинтеза и образование биомассы в океане. Она же затрудняет обмен кислородом между гидросферой и атмосферой, а находящаяся в воде 1 т нефти поглощает почти весь кислород, растворенный в 400 000 т воды. Нефть не только плавает, но и тонет, отравляя глубинные массы воды. По различным оценкам, количество «утонувших» углеводородов может достигать 60 млн. т. Уже сегодня ущерб по объему морепродуктов, которыми пользуется человек, оценивается 20 млн. т в год, или около 25%. Более грозные последствия загрязненности океана нефтью могут проявиться через влияние этого загрязнения на климат Земли в целом. Проблема заключается в том, что нефтяная пленка снижает испаряемость воды и, следовательно, уменьшает количество водяных паров в атмосфере, что в свою очередь повышает вероятность засух и других неблагоприятных явлений. Поэтому важной задачей настоящего времени является сокращение или полное прекращение спуска в водоемы загрязненных производственных и бытовых вод.

В Советском Союзе проблема борьбы с загрязнением водоемов решается путем строительства на соответствующих предприятиях, в том числе и транспортных, очистных сооружений и созданием оборотных систем водоснабжения.

В настоящее время транспортные министерства и ведомства осуществляют большую программу по разработке, освоению производства и выпуску новых более совершенных видов оборудования для сооружений по очистке сточных вод. Разрабатывается также система приборов для контроля качества и степени загрязненности воды. В бассейнах рек Волги и Урала на крупнейших предприятиях региона и в 15 городах намечено строительство соответствующих очистных сооружений общей стоимостью 1 млрд. руб. Одновременно осуществляются мероприятия по полному прекращению сброса неочищенных хозяйственно-бытовых сточных вод во всех городах, расположенных в бассейнах рек Волги и Урала. Приняты конкретные меры по очистке сбрасываемых вод и в другие речные бассейны страны.

ЦК КПСС и Совет Министров СССР в постановлении «О мерах по предотвращению загрязнения бассейнов Черного и Азовского морей» от 16 января 1976 г. наряду с положительным опытом указали, что строительство очистных сооружений в ряде городов и других населенных пунктов осуществляется медленно и что хозяйственно-бытовые сточные воды сбрасываются в реки и иные водоемы без надлежащей очистки. В постановлении даны поручения соответствующим партийным и хозяйственным органам об осуществлении комплекса мероприятий, обеспечивающих полное прекращение сброса неочищенных хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод в водоемы бассейнов Черного и Азовского морей. В соответствии с этим постановлением внедряется прогрессивная технология производства, предотвращающая загрязнение внешней среды, комплексная переработка сырья, утилизация промышленных отходов и строятся эффективные очистные сооружения и обезвреживающие установки. Усилен контроль за соблюдением установленных правил применения ядохимикатов.

Госкомитет СССР по науке и технике и Госстрой СССР организуют разработку и контролируют выполнение планов научно-исследовательских работ, проводимых в области рационального использования и охраны водных ресурсов с учетом передового отечественного и зарубежного опыта. Некоторые проблемы разрабатываются в сотрудничестве с учеными социалистических и некоторых капиталистических стран.

Разработана Международная программа научных исследований и подготовки специалистов «Человек и биосфера» (МАБ), ведущаяся под контролем и при участии стран - членов Организации Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры (ЮНЕСКО). Значительную работу по этой программе выполняют СССР и другие социалистические страны. На долю социалистических стран приходится около четверти всех полевых научно-исследовательских тем. Кроме того, СССР участвует во всех 14 международных проектах программы.

Научные и практические работы ведутся в двух основных направлениях, а именно: создание процессов и приборов для достоверного объективного контроля за чистотой воды во всех ответственных звеньях систем водоснабжения и особенно за чистотой вод, сбрасываемых в водоемы; разработка систем и агрегатов для непосредственной очистки загрязненных стоков.

В настоящее время качество воды контролируется в 1200 пунктах важнейших рек, озер и морей. В стране действует также специальная контрольная служба, осуществляющая систематический и выборочный физико-химический анализ проб промышленных и бытовых стоков, особенно в районах наиболее вероятного загрязнения гидросферы. При этом используются новые методы, а также более совершенные стационарные и портативные приборы.

Начинают применяться системы автоматического контроля и анализа воды, в частности, в Москве-реке. Датчики автоматической системы непрерывно контролируют семь параметров воды и сообщают их центральной ЭВМ. В случае выброса в реку вредных веществ ближайшая станция немедленно обнаружит их и подаст сигнал в центр. Источник загрязнения своевременно будет перекрыт.

Различают гужевой, автомобильный, сельско­хозяйственный (трактора и комбайны), железнодорожный, вод­ный, воздушный и трубопроводный транспорт. Протяженность магистральных автомобильных дорог мира с твердым покрытием превышает 12 млн. км, воздушных ли­ний - 5,6 млн. км, железных дорог - 1,5 млн. км, магистральных трубопроводов - около 1,1 млн. км, внутренних водных путей - более 600 тыс. км. Морские линии составляют многие миллионы километров.

Все транспортные средства с автономными первичными дви­гателями в той или иной степени загрязняют атмосферу химиче­скими соединениями, содержащимися в отработанных газах. В среднем вклад отдельных видов транспортных средств в загрязне­ние атмосферы следующий:

автомобильный – 85 %;

морской и речной - 5,3 %;

воздушный - 3,7 %;

железнодорожный - 3,5 %;

сельскохозяйственный - 2,5 %.

Во многих больших городах, таких, как Берлин, Мехико, То­кио, Москва, Петербург, Киев, загрязнение воздуха автомобиль­ными выхлопами составляет по разным оценкам от 80 до 95 % всех загрязнений.

Что касается загрязнения атмосферы другими видами транс­порта, то здесь проблема имеет меньшую остроту, поскольку транспортные средства этих видов не концентрируются непо­средственно в городах. Так, в крупнейших железнодорожных уз­лах все движение переведено на электротягу и лишь на маневро­вой работе используют тепловозы. Речные и морские порты, как правило, размещены за пределами жилых кварталов городов, а движение судов в районах портов практически незначительно. Аэропорты, как правило, относят от городов на 20-40 км. Кроме того, большие открытые пространства над аэродромами, как и над речными и морскими портами, не создают опасности высо­ких концентраций токсичных примесей, выделяемых двигателя­ми. Наряду с загрязнениями окружающей среды вредными вы­бросами следует отметить физическое воздействие на атмосферу в виде образования антропогенных физических полей (повышен­ный шум, инфразвук, электромагнитные излучения). Из этих факторов наиболее массовое воздействие оказывает повышенный шум. Транспорт - основной источник акустического загрязнения окружающей среды. В крупных городах уровень шума достигает 70-75 дБА, что в несколько раз превышает допустимые нормы.

10.2. Автомобильный транспорт

Общий мировой парк автомобилей насчитывает более 800 млн. еди­ниц, из которых 83-85 % составляют легковые автомобили, а 15-17 % - грузовые и автобусы. Если тенденции роста выпуска автотранспортных средств останутся неизменными, то к 2015 г. число автомобилей может возрасти до 1,5 млрд. шт. Автомобильный транспорт, с одной стороны, потребляет из атмосферы кислород, а с другой - выбрасывает в нее отработав­шие газы, картерные газы и углеводороды из-за испарения их из топливных баков и не герметичности систем подачи топлива. Автомобиль отрицательно воздействует практически на все составляющие биосферы: атмосферу, водные ресурсы, земельные ресурсы, литосферу и человека. Оценка экологической опасности через ресурсоэнергетические переменные всего цикла жизни автомобиля с момента добычи минеральных ресурсов, нужных для его производства, до рециклирования отходов после окончания его службы показала, что экологическая «стоимость» 1-тонного автомобиля, в котором примерно 2/3 массы составляет металл, равна от 15 до 18 т твердых и от 7 до 8 т жидких отходов, размещаемых в окружающей среде.

Выхлопы от автотранспорта распространяются непосредст­венно на улицах города вдоль дорог, оказывая непосредственное вредное воздействие на пешеходов, жителей расположенных ря­дом домов и растительность. Выявлено, что зоны с превышением ПДК по диоксиду азота и оксиду углерода охватывают до 90 % го­родской территории.

Автомобиль - самый активный потребитель кислорода возду­ха. Если человек потребляет воздуха до 20 кг (15,5 м 3) в сутки и до 7,5 т. в год, то современный автомобиль для сгорания 1 кг бензина расходует около 12 м 3 воздуха или в кислородном эквиваленте около 250 л кислорода. Так, весь автомобильный транспорт США потребляет в 2 раза больше кислорода, чем его регенерирует при­рода на всей их территории.

Таким образом, в крупных мегаполисах автомобильный транс­порт поглощает кислорода в десятки раз больше, чем все их население . Исследования, проведенные на автомагистралях Москвы, по­казали, что при тихой безветренной погоде и низком атмосферном давлении на оживленных автомобильных трассах сжигание кисло­рода в воздухе нередко повышается до 15 % его общего объема.

Известно, что при концентрации кислорода в воздухе ниже 17 % у людей появляются симптомы недомогания, при 12 % и меньше возникает опасность для жизни, при концентрация ниже 11 % - на­ступает потеря сознания, а при 6 % - прекращается дыхание. С другой стороны, на этих магистралях не просто мало кисло­рода, но воздух еще насыщен вредными веществами автомобиль­ного выхлопа. Особенностью автомобильных выбросов является также то, что они загрязняют воздух на высоте человеческого роста, и люди дышат этими выбросами.

В состав выбросов от автомобилей входит около 200 химиче­ских соединений, которые в зависимости от особенностей воз­действия на организм человека подразделяют на 7 групп.

В 1-ю группу входят химические соединения, содержащиеся в естественном составе атмосферного воздуха: вода (в виде пара), водород, азот, кислород и диоксид углерода. Автотранспорт выбрасывает в атмосферу такое огромное количество пара, что в Ев­ропе и Европейской части России оно превышает по массе испа­рения всех водоемов и рек. Из-за этого растет облачность, а число солнечных дней заметно снижается. Серые, без солнца, дни, не­прогретая почва, постоянно повышенная влажность воздуха - все это способствует росту вирусных заболеваний, снижению урожай­ности сельскохозяйственных культур.

Во 2-ю группу включен оксид углерода (ПДК 20 мг/м3; 4 кл.). Это бесцветный газ без вкуса и запаха, очень слабо растворимый в воде. Вдыхаемый человеком, он соединяется с гемоглобином кро­ви и подавляет его способность снабжать ткани организма кисло­родом. В результате наступает кислородное голодание организма и возникают нарушения в деятельности центральной нервной системы. Последствия воздействия зависят от концентрации ок­сида углерода в воздухе; так, при концентрации 0,05 % через 1 ч появляются признаки слабого отравления, а при 1 % наступает по­теря сознания после нескольких вдохов.

В 3-ю группу входят оксид азота (ПДК 5 мг/м 3 , 3 кл.) - бес­цветный газ и диоксид азота (ПДК 2 мг/м 3 , 3 кл.) - газ краснова­то-бурого цвета с характерным запахом. Указанные газы являют­ся примесями, способствующими образованию смога. Попадая в организм человека, они, взаимодействуя с влагой, образуют азо­тистую и азотную кислоты (ПДК 2 мг/м 3 , 3 кл.). Последствия воз­действия зависят от их концентрации в воздухе, так, при концен­трации 0,0013 % происходит слабое раздражение слизистых обо­лочек глаз и носа, при 0,002 % - образование метагемоглобина, при 0,008 % - отек легких.

В 4-ю группу входят углеводороды. К наиболее опасным из них относится 3,4-бенз(а)пирен (ПДК 0,00015 мг/м 3 , 1 кл.) - мощный канцероген. При нормальных условиях это соединение представ­ляет собой иглообразные кристаллы желтого цвета, плохо раство­римые в воде и хорошо - в органических растворителях. В сыво­ротке человека растворимость бенз(а)пирена достигает 50 мгк/мл.

В 5-ю группу входят альдегиды. Наиболее опасны для человека акролеин и формальдегид. Акролеин - альдегид акриловой кислоты (ПДК 0,2 мг/м 3 , 2 кл.), бесцветная, с запахом пригорелого жира и весьма летучая жидкость, хорошо растворяющаяся в воде. Концен­трация 0,00016 % является порогом восприятия запаха, при 0,002 % запах трудно переносим, при 0,005 % непереносим, а при 0,014 через 10 мин наступает смерть. Формальдегид (ПДК 0,5 мг/м 3 , 2 кл.) - бесцветный с резким запахом газ, легко растворяющийся в воде.

При концентрации 0,007 % вызывает легкое раздражение слизи­стых оболочек глаз и носа, а также верхних органов дыхания, при концентрации 0,018 % осложняется процесс дыхания.

В 6-ю группу входит сажа (ПДК 4 мг/м 3 , 3 кл.), которая оказывает раздражающее воздействие на органы дыхания. Исследования, про­веденные в США, выявили, что 50...60 тыс. человек умирают еже­годно от загрязнения воздуха сажей. Было выяснено, что частички сажи активно адсорбирует на своей поверхности бенз(а)пирен, вследствие этого резко ухудшается здоровье детей, страдающих респираторными заболеваниями, лиц, больных астмой, бронхитом, воспалением легких, а также людей престарелого возраста.

В 7-ю группу входят свинец и его соединения. В бензин в каче­стве антидетонационной присадки вводят тетраэтилсвинец (ПДК 0,005 мг/м 3 , 1 кл.). Поэтому около 80 % свинца и его соединений, загрязняющих воздух, попадают в него при использовании этили­рованного бензина. Свинец и его соединения снижают актив­ность ферментов и нарушают обмен веществ в организме челове­ка, а также обладают кумулятивным действием, т.е. способностью накапливаться в организме. Соединения свинца особенно вредны для интеллектуальных способностей детей. В организме ребенка остается до 40 % попавших в него соединений. В США примене­ние этилированного бензина запрещено повсеместно, а в России - в Москве, Петербурге и ряде других крупных городов.

В своей практической деятельности человек использует различные виды транспорта, имеющие передвижные и стационарные силовые установки. Передвижные силовые установки позволяют передвигаться транспортному средству по поверхности (сухопутной или водной, или в атмосфере), это автомобили, корабли, самолеты и т.д. Стационарные силовые установки снабжают электрической или другими энергиями видами устройства, совершающие необходимую работу, в том числе и передвижение транспортных средств, примером могут служить электрические железнодорожные поезда, трамваи и троллейбусы.

Различают следующие виды транспорта: автомобильный, железнодорожный (наземный и подземный - метро), воздушный, водный (речной и морской), а также рельсовый и безрельсовый наземный электротранспорт (трамваи, троллейбусы). Электротранспорт оказывает загрязняющее действие на среду за счет шума и электромагнитных излучений, а также за счет попадания в среду веществ, применяемых при обслуживании этого транспорта, однако, за счет того, что электроэнергия вырабатывается за пределами населенных пунктов, электрический транспорт значительно улучшает экологическую атмосферу в городах.

На различных видах транспорта используют следующие виды топлива: автомобильный и авиационный бензин, дизельное топливо, керосиновые фракции, природный газ и смесь разных видов топлива. По конструкции двигателей различают карбюраторные, инжекторные, двигатели с прямым впрыском топливной смеси, дизельные и реактивные силовые установки, которые имеют разные конструкции и оказывают на природную среду различное воздействие.

Негативное влияние транспорта на окружающую среду состоит в том, что для его функционирования необходимо топливо, которое само по себе токсично; при работе разных поглощается кислород и выделяются выхлопные газы, многие из которых отрицательно влияют на Природу. Нерациональное использование веществ, применяемых при уходе за двигателями, также загрязняет внешнюю среду. Работа транспорта сопровождается шумом, вибрациями, излучением электромагнитных колебаний, тепловым загрязнением среды обитания. При машин по грунтовым дорогам нарушается поверхностный слой почвы, возникает запыление и т. д.

Краткая экологическая характеристика видов топлива

В промышленности и на транспорте используют автомобильные бензины марок А-72, А-76, АИ-92, АИ-93, АИ-95 и АИ-98. Цифры в обозначении бензина указывают на октановое число (стойкость топлива к самовоспламенению при повышенных давлении и ). Чем выше октановое число тем более качественным является бензин. Самые современные двигатели внутреннего сгорания автомобилей работают на бензине АИ-98.

Большинство видов бензина этилируется (вводится добавка тетраэтилсвинца) для повышения октанового числа. Авиационные бензины выпускаются ограниченно.

Широко применяются разные виды дизельного топлива. Для быстроходных дизельных двигателей используют марки ЗЛ, ДЗ, ДЛ, а для тихоходных - ДТ и ДМ. В этих топливах содержание серы должно быть не более 0,2-0,5% (для быстроходных) и 0,5-3% (для тихоходных дизелей).

Реактивные двигатели могут развивать дозвуковую и сверхзвуковую скорость. Для первых используют топливо марок Т-1, ТС-1 и РТ, а для вторых - Т-6 и Т-8. В своей основе указанные марки топлива являются керосиновыми фракциями нефтеперегонки с температурами кипения 150-315 °С, в которые добавляют противоизносные, антиокислительные, защитные, антистатические и другие присадки.

Для работы газотурбинных двигателей можно применять и газообразное, и жидкое, и твердое, и пылевидное топливо. Топливо для этих двигателей должно содержать не более 3 % серы и 0,05% золы.

Для судовых и стационарных силовых установок используют мазут марок - Ф5, Ф12 (мазуты флотские), 40, 100 и 200 (мазуты топочные) и топливо МП. Топочные мазуты, в отличие от флотских, имеют большую зольность, вязкость и большее содержание серы, воды и смолистых веществ.

Для эксплуатации двигателей применяют смазочные масла и специальные органические жидкости, которые огнеопасны и токсичны. Так, содержание бензинов в воздухе в количестве 5-10 мг/л вызывает острое отравление, концентрация в 35-40 мг/л приводит к хроническим нарушениям, а концентрации более 50 мг/л могут привести к летальному исходу. Токсичность компонентов дизельного топлива выше, чем у компонентов бензина, но это топливо менее летуче, и опасные концентрации могут возникать только при повышенных температурах.

Очень вредным для здоровья является этиловая жидкость из-за наличия в ней свинца. Эта жидкость летуча, и уже при 0 °С возникают опасные для здоровья человека концентрации этого вещества в , поэтому работа с тетраэтилсвинцом требует предельной осторожности.

В составе смазочных масел и гидравлических жидкостей содержатся вредные компоненты (это соединения серы, хлора, цинка, свинца). Весьма опасен и этиленгликоль, используемый в качестве антифриза (смеси этиленгликоля и воды замерзают при низких температурах); он поражает нервную систему, почки; смертельная доза - 50 грамм, его ни в коем случае нельзя принимать внутрь.

Краткая экологическая характеристика продуктов сгорания топлива

Транспорт - основной загрязнитель . Установлено, что ежегодно один легковой автомобиль, поглощая 4 тонн молекулярного кислорода, выделяет в атмосферу 0,8 т СО, до 40 кг различных оксидов азота, до 200 кг углеводородов, кроме того, сажу, тетраэтилсвинец и другие вещества (альдегиды, органические кислоты, полициклические углеводороды и их производные).

Двигатели, работающие на дизельном топливе, выделяют в окружающую среду меньшее количество угарного газа, но большее количество диоксидов углерода и серы. Наименьшее количество вредных примесей содержится в выхлопных газах двигателей, работающих на сжиженном газе (СО в пять раз меньше, чем у карбюраторных двигателей, оксидов азота - в два раза, а оксиды серы отсутствуют).

Состав выхлопных газов в значительной степени зависит от режима работы двигателя. Так, содержание СО составляет: на холостом ходу 0,5-6,5, при постоянной скорости движения - 0,3 - 3,5, при разгоне (от 0 до 40 км/ч) - 2,5-5,0, при торможении (от 40 км/ч до 0) - 1,8-4,5 % по объему. Для оксидов азота: 0,005 - 0,01; 0,1-0,2; 0,12-0,19; 0,003-0,005 (соответственно с СО).

В выхлопных газах содержатся канцерогенные (вещества, способствующие развитию раковых заболеваний) соединения, например бензапирен.

Анализируя приведенные выше сведения, необходимо отметить, что состав выхлопных газов зависит как от типа двигателя, так и от режима работы транспорта, что важно учитывать при реализации природоохранных мероприятий.

Особенности загрязняющего воздействия транспорта на биосферу

Как было показано выше, при эксплуатации транспортных средств выделяются газообразные (оксиды серы, азота, угарный газ, различные углеводороды, продукты неполного сгорания и разложения топлива переменного состава), парообразные (тетраэтилсвинец и другие вещества), жидкие (сточные воды переменного состава) и твердые (золы) загрязняющие вещества.

Транспортные средства, работающие на карбюраторных двигателях, сильно загрязняют среду угарным газом, тетраэтилсвинцом (его в атмосферу поступает более 8 тыс. т ежегодно), оксидами азота и углеводородами.

Транспортные средства, работающие на дизельных двигателях, в меньшей степени загрязняют среду СО, но в большей - оксидами серы и азота.

За счет работы транспортных средств возникает фотохимический смог, связанный с поступлением в атмосферу оксидов азота, углеводородов, кислорода и паров воды. Под воздействием солнечной радиации образуются оксиданты, отравляющее воздействие которых очень велико и превышает таковое для других веществ, поступающих в атмосферу.

Продукты превращений различных загрязнителей, находящихся в атмосфере, попадают в почву и природные воды.

Уход за транспортными средствами требует большого расхода воды и сопровождается образованием сточных вод. Сточные станций техобслуживания содержат суспензии твердых веществ, эмульсии масел, а также растворы солей и моющих средств. Попадание таких вод в природные водоемы или в почву приводит к загрязнению последних.

И атмосфера, и , и почвы загрязняются в результате нарушения правил перевозки грузов и различных аварий на транспорте. Большое количество нефти и нефтепродуктов, угля, различных солей попадают и в , и в моря, и в литосферу. Однако обнаружено, что как загрязняющее вещество попадает в среду обитания () преимущественно через сливные воды, образующиеся при отстое транспортируемой нефти.

Атмосфера является мощным загрязняющим фактором природных вод и литосферы, так как более 50% всех загрязнений, поступивших в нее, попадает в Мировой океан и на сушу. Поэтому автомобильный, наземный железнодорожный и другие виды наземного транспорта являются источником загрязнения и гидросферы, и литосферы.

Помимо того, что транспортные средства выделяют большое количество продуктов сгорания топлива, все виды транспорта являются источником теплового и шумового загрязнения, а также электромагнитного излучения.

Краткий обзор природоохранных мероприятий, проводимых при эксплуатации и обслуживании транспортных средств

Транспортные средства - необходимый атрибут жизни современного человека.

Полностью исключить отрицательное воздействие транспорта на Природу невозможно, но снизить негативное воздействие можно и необходимо.

Основные направления природоохранной деятельности на транспорте таковы:

1. Строгое соблюдение правил транспортировки людей и грузов, что сделает работу транспорта более оптимальной, экономически выгодной, снизит расходы энергии, топлива и других ресурсов.

2. Проведение реконструкции двигателей, которая позволит уменьшить расход топлива на единицу пробега, снизить уровень шума и вибрации (за счет принципиально новых технологических решений), значительно уменьшить содержание вредных примесей в выхлопных или отходящих газах.

3. Разработка новых типов двигателей (типа электромобилей), которые в минимальной степени загрязняют природную среду, и внедрить их в практику.

4. Разработка новых видов топлива, которые были бы более экологичными, т. е. при их сжигании образовывалось бы меньшее количество веществ, обладающих отрицательным воздействием на здоровье человека и природные экологические процессы.

5. Учитывая, что количество вредных загрязнителей зависит от режима работы двигателя, оптимизировать режим движения на автомобильных дорогах, по возможности исключая возникновение «дорожных пробок» и других затруднений при движении транспортных средств.

6. Применение новых технологий сжигания топлива без использования тетраэтилсвинца, способствующих более полному сжиганию топлива.

7. Разработка приборов, улавливающих или обезвреживающих вредные загрязняющие примеси, содержащиеся в выхлопных газах, и оборудование ими транспортных средств.

8. Разработка оптимального режима работы двигателей разных типов и использование ЭВМ для тонкого управления режимом сжигания топлива.

9. Сбор, обезвреживание сточных вод, образующихся при эксплуатации и уходе за транспортными средствами, утилизация полезных компонентов, извлеченных из них.

10. Сбор отстойных вод, обезвреживание и удаление из них полезных компонентов с целью утилизации; воздействие на эти воды различными средствами очистки.

11. Проведение систематически организованного экологического просвещения работников, занятых в сфере эксплуатации и обслуживания транспортных средств, с целью их активного вовлечения в работу, обеспечивающую минимальное загрязнение среды обитания.

Специалисты, занятые в сфере транспорта, должны знать технические особенности реализации рассмотренных выше направлений природоохранной деятельности, это необходимо и руководителям транспортных предприятий, и инженерно-техническим работникам. Данные вопросы рассматриваются в специальных курсах.

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.

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.