Воздействие автотранспорта на окружающую среду

         Воздействие автотранспорта на  окружающую среду.

Автомобиль, едва успев стать помощником человека, превращается в его врага. Автомобили насыщают воздух выхлопными газами. Ученые приводят впечатляющие цифры. Двигатель одного автомобиля потребляет в 45 раз больше кислорода, чем это необходимо для одного человека. Так же автомобиль является одним из главных загрязнителей атмосферного воздуха. А ведь число автомобилей все время непрерывно увеличивается!

Еще недавно  его величество автомобиль был символом достаточного образа жизни и его стержнем. Стержнем он пока и остался, но стал символом образа смерти. Он лишает население воздуха. Двигатели внутреннего сгорания понижают вдвое больше кислорода, чем за такое же время его восстанавливается в результате круговорота в природе. Спасают лишь ветра, приносящие кислород с других территорий. Не будь, ветров население задохнулось бы от недостатка кислорода, как вытащенная из воды рыба.

Загрязнение воздуха  автомобильным транспортом происходит в результате сжигания топлива. Химический состав выбросов зависит от вида и качества топлива, технологии производства, способа сжигания в двигателе и его технического состояния.

Наиболее неблагоприятными режимами работы являются малые скорости и «холостой ход» двигателя, когда в атмосферу выбрасываются загрязняющие вещества в количествах, значительно превышающих выброс на нагрузочных режимах. Отработавшие газы двигателя внутреннего сгорания содержат около 200 компонентов.

Углеводороды - это не сгоревшие или не полностью  сгоревшие компоненты топлива. Их доля резко возрастает в момент увеличения скорости при старте. Именно в момент нажатия на педаль газа или тормоза выделяется больше всего не сгоревших частиц. Кроме оксидов углерода выхлопные газы содержат альдегиды, обладающие резким запахом и раздражающим действием. К ним относятся акролеин и формальдегид, также в выхлопных газах содержится и бенз(а)пирен – это отравляющее вещество канцерогенного характера.

Выхлопные газы содержат также окиси азота , а  именно двуокись азота, играющую большую роль в образовании продуктов превращения углеводородов в атмосферном воздухе.

В результате неполного  сгорания топлива в двигателе  автомашины часть углеводородов  превращается в сажу, содержащую смолистые  вещества. Особенно много сажи и смол образуется при технической неисправности мотора и в момент, когда водитель форсирует работу двигателя. В этих случаях за машиной тянется видимый хвост дыма. Такой технически неисправный двигатель выделяет в воздух в 15-20 раз больше окиси углерода, чем отрегулированный.

Ученые полагают, что на сегодняшний день 60% всех токсических  примесей, отравляющих воздух индустриальных центров с интенсивным транспортным движением, выделяется автомобильными двигателями. Кроме того, при движении и особенно при торможении (т.е. при трении покрышек об асфальт) стираются тысячи тонн резины, которая затем в виде мельчайшей пыли поднимается в воздух. 

Подсчитано, что  один легковой автомобиль в течение  суток может выбрасывать до 1 кг выхлопных газов, в составе которых содержится около 3% окиси углерода (угарного газа), 0,6% - окиси азота, 0,5% углеводородов, 0,006% окиси серы. В автомобильном топливе содержится и соединения свинца, также попадающие в воздух. 

Тяжелые металлы  автотранспортного происхождения  и их воздействие на растительность

Тяжелые металлы  поступают в придорожное пространство, как в результате работы собственно автотранспортных средств, так и  при истирании дорожного полотна.

Кадмий поступает  в природную среду в результате износа шин и истирания асфальтобетона. Никель и хром - продукты износа покрытий кузовов, железо - продукт истирания цилиндров двигателя. Наиболее опасными загрязнителями природной среды среди тяжелых металлов традиционно считаются свинец и кадмий.

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. PbO (оксиды свинца) –образуются в отработавших газах карбюраторных двигателей, когда используется этилированный бензин. При сжигании одной тонны этилированного бензина в атмосферу выбрасывается приблизительно от 0,5  до  0,85 кг оксидов свинца.

Установлено, что 75% свинца, содержащегося в топливе  двигателя внутреннего сгорания, выделяется в воздух в составе аэрозолей в сочетании с ионами хлора и брома и рассеивается. Наиболее крупные фракции свинца оседают на поверхностном слое почвы вблизи дороги (расстояние 5-7метров), а соединения более мелкой фракции отличаются хорошей растворимостью и поэтому большей токсичностью. Зона действия свинца этой фракции составляет от 30 до 100 метров от края полотна. Наиболее мелкие частицы третьей фракции свинца с током воздуха переносится на большие расстояния; их распределение поэтому связано прежде всего с метеоусловиями.

Более 655 выброшенного в воздух автотранспортными средствами свинца приходится на зону от 7-8 метров до 150-200м от бровки полотна дороги.

Растения подвергаются воздействию загрязнителей не только через почву, но и аэральным путем. Наземные части растений загрязняются непосредственно из воздуха, через корневую систему и вторично - с поверхности почвы. 

Известно, что  вблизи автомобильных дорог наибольшее количество свинца аккумулируется на поверхности растения.

                                                          

                    Влияние вредных веществ на организм.

       Помимо метеорологических факторов  самоочищения атмосферы некоторые  компоненты вредных выбросов  автомобильного транспорта участвуют  в процессах взаимодействия с компонентами воздушной среды, результатом которых является возникновение новых вредных веществ (вторичные атмосферные загрязнители). Загрязнители вступают с компонентами атмосферного воздуха в физическое, химическое и фотохимическое взаимодействия.

Чувствительность населения к действию загрязнения атмосферы зависит от большого числа факторов, в том числе от возраста, пола, общего состояния здоровья, питания, температуры и влажности и т.д. Лица пожилого возраста, дети, больные, курильщики, страдающие хроническим бронхитом, сердечной недостаточностью, астмой, являются более уязвимыми.

Воздух –  продукт непрерывного потребления  организма. Дыхательная система  человека конечно же имеет ряд  механизмов, помогающих защитить организм от воздействия загрязнителей воздуха. Волоски в носу отфильтровывают крупные частицы. Тонкие частицы представляют наибольшую опасность для здоровья человека, так как способны пройти через естественную защитную оболочку в легкие. Частицы первого типа безвредны, поскольку быстро осаждаются либо на поверхности земли, либо в верхних дыхательных путях. Частицы второго типа попадают глубоко в легкие. Установлено присутствие соединений углерода, углеводорода, ароматических веществ, мышьяка, ртути и др. 

Влияние выхлопных  газов автомобилей на здоровье человека

( по X. Ф. Френчу, 1992 )

 

Последствия воздействия  на организм человека вредных веществ, содержащихся в выхлопных газах автомобилей, весьма серьезны и имеют широчайший диапазон действия: от кашля до летального исхода.

Анализ  загрязнения  воздуха выхлопными газами в 

селе Бакчар.

Городской транспорт  представляет собой один из основных источников загрязнения воздуха. В выхлопных выбросах автомобилей содержатся оксиды азота, угарный газ, углеводороды, сажа – продукты неполного сгорания топлива, сернистый газ, тяжёлые металлы. Каждый автомобиль выделяет до 4 кг этих веществ за сутки.

Я провели исследования загрязнения воздуха городским транспортом и определили количество вредных выбросов на разных улицах нашего поселка, в течение одного часа. В центре поселка (улица Ленина) – 97 автомобилей, около школы (улица Хомутского) – 113, около больницы (улица Трактовая) – 206, Затем рассчитали приблизительное количество выхлопных газов, которые выбрасывают автомобили.

 Известно, что  один легковой автомобиль выбрасывает  за сутки 1 кг выхлопных газов,  в состав которых входит до 30 г угарного газа, окиси азота, соединений свинца.

Таким образом  получился следующий расчёт:

В сутках: 24 часа = 60 мин = 60 сек.

24х60х60 = 86400 (сек) 

Средняя скорость автомобиля V = 50 км/ч или 14 м/с

За одну секунду  автомобиль выбрасывает:

1)центр посёлка ул. Ленина : 86400х1сек = 0,0034 (грамм газов)

Определим общее  количество газов:

М = 1000 : 86400хТхN, где М – количество выбрасываемых газов, Т- время (6 сек), затраченное автомобилем на проезд определенного участка(100м), N – количество автомобилей за определенное время.

М = 1000 : 86400х6х97 = ??

Основной вклад  в загрязнение атмосферы вносят автомобили, работающие на бензине (75%), затем автомобили с дизельными двигателями (около 4%), трактора и другие сельскохозяйственные машины (около 4%) 

Наибольшее количество загрязняющих веществ выбрасывается при быстром разгоне автомобиля, а также при движении с малой скоростью. Относительная доля (от общей массы выбросов) углеводородов и оксида углерода наиболее высока при торможении и на холостом ходу, доля оксидов азота - при разгоне. Из этих данных следует, что автомобили особенно сильно загрязняют воздушную среду при частых остановках и при движении с малой скоростью. 

Создаваемые в  городах системы движения в режиме зелёной волны, существенно сокращающие число остановок транспорта на перекрёстках, призваны сократить загрязнения атмосферного воздуха в городах. Большое влияние на качество и количество выбросов примесей оказывает режим двигателя, частичности состояние между массами топлива и воздуха, момент зажигания, качество топлива, отношение поверхности камеры сгорания к её объёму ид. При увеличении отношения массы воздуха и топлива, поступающих в камеру сгорания, сокращаются выбросы оксида углерода и углеводородов, но возрастает выброс оксидов азота. 

Несмотря на то что дизельные двигатели более  экономичны, таких веществ, как СО, HnCm, NOx, выбрасывают не более, чем  бензиновые, они существенно больше выбрасывают дыма (преимущественно  несгоревшего углерода), который к  тому же обладает неприятным запахом создаваемым некоторыми несгоревшими углеводородами). В сочетании с шумам дизельных двигатели не только сильнее загрязняют среду, но и воздействуют на здоровье человека гораздо в большей степени чем бензиновые. 

Уровень загрязнения  воздуха зависит от расхода топлива Отечественные легковые автомобили расходуют около Ю л на 100 км пробега, среднетяжёлые грузовики 20-30 л., а тяжёлые 40-5 л. не 100 км. Санитарные требования по управлению загрязнения и шума допускают поток транспорта в жилой зоне, интенсивностью не более 200 автомобилей в час при уровне шума от 35 до 5 Д/В. При расходе бензина 0,1 л/км, каждой автомашины на 1 км. магистрали выделяется до 40-60г. свинца в час, из этого количества 80% расслаивается в полосе автомагистрали. Примерно 3,65 кг. оксида углерода в сутки выбрасывается одним автомобилем.

Наблюдение проводилось  в течении трёх лет.

Больше половины населения России живёт в крупных  городах, воздух которых имеет высокий  уровень загрязнения. На долю автомобильного транспорта приходится основная масса вредных выбросов. К тому же резко выросло число автомобилей в городах, к чему основная часть городов оказались не готовы. Одна из главных причин этого существенный износ автомобильной техники – почти семьдесят процентов автомашин устарели и при работе их двигатели выбрасывают массу вредных веществ. Другая причина - низкое качество производимого отечественного бензина. 

Автотранспорт является одним из крупнейших загрязнителей  атмосферного воздуха. В России на его  долю в середине 90-х годов приходилось 80% выбросов свинца, 59% - оксида углерода, 32% - оксидов азота.  

В Российской Федерации  насчитывается более 150 городов с  превалирующим вкладом выбросов автотранспорта в валовые выбросы (более 50%). В таблице 1 приведен список крупных городов с превалирующим вкладом выбросов автотранспорта в валовые выбросы более 50% при величине выбросов от автотранспорта не менее 50 тыс. тонн в год, и средние концентрации загрязняющих веществ в атмосфере этих городов.