Загрязнения воздуха автотранспортом. Негативное влияние транспорта на окружающую среду

Министерство образования и науки Республики Бурятия .

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

«Никольская средняя общеобразовательная школа»

Научно-практическая конференция учащихся

«Шаг в будущее»

Экология региона.

Тема:

Роль автомобиля в загрязнении

Руководитель :

Введение.

Объект исследования : окружающая среда

Предмет исследования: автомобили.

Практическая значимость работы: сохранение качества окружающей среды и здоровья населения находится в числе самых острых проблем современности.

Цель: изучить влияние автотранспорта на экологическое состояние окружающей среды.

Задачи:

1. Рассмотреть «вклад » автомобильного транспорта в загрязнение атмосферы.

2. Определить количество (единиц) автотранспорта, проходящего по участку дороги.

4. Изучить влияние автомобильного транспорта на окружающую среду.

Гипотеза: Быть или не быть автомобилям.

Методы:

· Изучение литературы;

· Беседа с работниками АЗС, сельской администрациёй;

· Расчеты по формулам.

Оборудование: ручка, микрокалькулятор, блокнот, телефон с камерой.

Нельзя допустить, чтобы люди направляли на свое

собственное уничтожение те силы природы,

которые они сумели открыть и покорить»

(Ф. Жолио - Кюри, физик, лауреат

Нобелевской премии.)

Загрязнение окружающей среды имеет почти такую же долгую историю, что и история самого человечества. Долгое время первобытный человек мало, чем отличался от других видов животных и в экологическом смысле находился в равновесии с окружающей средой. К тому же численность человечества была невелика. С течением времени в результате развития биологической организации людей, их умственных способностей, человеческий род выделился среди других видов: возник первый вид живых существ, воздействие которых на все живое представляет собой потенциальную угрозу равновесию в природе. Можно считать, что «вмешательство человека в природные процессы за это время выросло не менее чем в 5000 раз, если это вмешательство вообще можно оценить».

Выбросы вредных веществ от автотранспорта характеризуются количеством основных загрязнителей воздуха, попавших в атмосферу из выхлопных (отработанных газов) газов, за определенный промежуток времени. Исходными данными для расчета количества выбросов является:

1. количество единиц автотранспорта разных типов, проезжающих по выделенному участку автотрассы в единицу времени;

2. норма расхода топлива автотранспорта (средние нормы топлива автотранспорта).

Сделав расчеты, я получил следующее:(см приложение табл 4 «Норма расхода топлива автотранспортом при движении», табл 5 « Выброс вредных веществ от автотранспорта в зависимости от вида горючего»)

Рассчитал количество топлива (Qi, л) разного вида, сжигаемого при движении двигателями автомашин, по формуле Qi= Li x Yi, значение Yi взял в таблице 4. Полученные результаты занес в таблицу 6.(см приложение табл 6 «Определение общего количества сожженного топлива каждого вида»)

Вывод: определил общее количество сожженного топлива каждого вида получилось, что бензина сжигается больше чем дизтоплива.

Беседуя с работниками АЗС «Роснефть» с Никольска я узнал, что в день израсходуется бензина - 3 тонны, дизтоплива-2 тонны. В месяц получается 94 тонны бензина и 67 тон саляры.

Следующим шагом своей работы я рассчитал количество выделившихся вредных веществ в литрах при нормальных условиях по каждому виду топлива и всего. Вот что у меня получилось(см приложение табл 7 «Количество выброшенных вредных вешеств на участке федеральной трассы с Никольск»):

Вывод: анализ таблицы 7 показывает, что на участке федеральной автотрассы «Москва - Владивосток» основными загрязнителями атмосферы являются автомобили с бензинном двигателем.

2.Обработка результатов и выводов.

Обрабатывая результаты:

1. рассчитал массу выделившихся вредных веществ по формуле: m=V*M: 22,4

2. рассчитал количество чистого воздуха необходимого для разбавления выделившихся вредных веществ. Результаты записал в таблицу №8 (см приложение табл 8)

1. Уменьшить содержание вредных веществ в выхлопных газах.

Экологически чище заправка автомобилей не бензином, а сжиженным газом или спиртом, выхлопы от таких автомобилей менее опасны. В перспективе можно будет использовать водород , получаемого при разложении воды.

В будущем на смену современного автомобилю придёт электромобиль и конечно, человек будет чаще пользоваться велосипедом и ходить пешком.

2. Рационально использовать движение транспорта.

3. Разработка наиболее эффективного движения маршрута городского транспорта;

4. Полная реализация экологических и экономических законов, принятых в России и других странах.

4. Заключение:

Быть автомобилю или не быть? Ответ однозначен – быть! В настоящее время идёт борьба с автомобильной опасностью. Конструируются новые фильтры, разрабатываются новые виды горючего. Остаётся надеяться, что в ближайшее время человечество сумеет найти способы эксплуатации автомобильного транспорта без причинения вреда окружающей среде и здоровью человека. Человек должен изменить свою жизненную позицию во взаимоотношениях с природой. Из её покорителя и потребителя человечество должно превратиться в партнёра окружающей его среды. Насущной необходимостью современности является экологическая грамотность, экологическая культура и этика всего человечества, и в первую очередь –граждан России.

Чтобы уменьшить пагубное влияние автомобилей на природу, следует:

1. Уменьшить содержание вредных веществ в выхлопных газах.

Экологически чище заправка автомобилей не бензином, а сжиженным газом или спиртом, выхлопы от таких автомобилей менее опасны. В перспективе можно будет использовать водород, получаемого при разложении воды.

2. Рационально использовать движение транспорта.

Наибольшее количество загрязняющих веществ выбрасывается при разгоне автомобиля, особенно при быстром, а также при движении с малой скоростью (из диапазона наиболее экономичных) . 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, поэтому чтобы уменьшить количество выбросов, движение по улицам следует делать безостановочным.

3. Разработка наиболее эффективного движения маршрута городского транспорта;

Маршруты грузового автотранспорта следует выносить за город на объездные дороги, а в центр города заезжать только по необходимости – для обслуживания магазинов, предприятий, перевозки вещей населения. Можно создать специальные пешеходные зоны, где движение автотранспорта запрещено.

4. Полная реализация экологических и экономических законов, принятых в России и других странах.

Экологические законы, относящиеся к автотранспорту, действующие в России, описаны в главе 26 Уголовного кодекса РФ «Экологические преступления».

Законы есть, но придерживаются ли их автовладельцы и производители? Ответ напрашивается сам, т. к. используемые в стране автомобили не соответствуют современным европейским ограничениям по токсичности и выбрасывают вредных веществ существенно больше, чем зарубежные аналоги.

Отсутствие жёстких законодательных требований по токсичности выбросов приводит к тому, что потребитель не заинтересован покупать экологически более чистые, но при этом более дорогие автомобили, а производитель не склонен их выпускать.

Заключение:

Быть автомобилю или не быть? Ответ однозначен – быть! В настоящее время идёт борьба с автомобильной опасностью.

1. Используемая литература:

2. , Тагасов безопасность автомобильного транспорта-М, Издательство «Научтехлитиздат»,1999.

3. Аксёнов И. Я.,Аксёнов и охрана окружающей среды-М . «Транспорт»,1986

4. .Ашихмина зкологический мониторинг. М., «Агар», «Рандеву-АМ», 2000.

5. , и др. Автотранспортные потоки и окружающая среда: Учебное пособие для вузов-М. ИНФРА-М,1998

6. Валова экологии: Учебное пособие. 2-е издание переработанное и дополненное, «Издательский дом Дашков и Ко»,2001

7. Куров уменьшить загрязнение окружающей среды автотранспортом?// Россия в окружающем мире - Аналитический ежегодник,2000.

8. Эйхлер В. Яды в нашей пище (пер. с нем.)- М., «Мир»,1993.

9. Энциклопедия для детей. Экология. М.: «Аванта +», 2004 г.

10. Энциклопедия для детей. Химия. М.: «Аванта +», 2004 г.

11. , «Основы экологии», М.: «Просвещение», 1997 г.

12. , Химия – 10, М.: «Просвещение», 2008 г.

13. , Химия – 9, М.: «Просвещение», 2008 г.

14. ИД «Первое сентября», Химия, №14, №19, №22, №23, 2009г.

15. , «Начала химии», М.: «Экзамен», 2000г.

Шишков экологические проблемы. - М.: Знание, 1991. -с. 3

Министерство общего и профессионального образования Свердловской области

филиал государственного автономного профессионального образовательного учреждения Свердловской области « Карпинский машиностроительный техникум»

«Автомобиль-как источник химического загрязнения атмосферы»

Введение……………… …….. 3

1.Автотранспорт как источник загрязнения…

1.1Элементы загрязнения…… ………………………

1.2 Характеристика автомобильно-дорожного

комплекса в России……… …………………………………

2.Загрязняющие вещества, выбрасываемые в атмосферу ……….

2.1Отработанные газы двигателей, характеристика групп…..

2.2 Характеристика смогов…… …………….

3. Автомобиль как причина болезни человека… ………… .

4. Снижение воздействия автомобильного транспорта на

окружающую среду…… ……………………………………………….

4.1 Основные направления и пути снижения вредных выбросов автотранспорта…….

4.2 Обращение с отходами автотранспортных средств…

4.2.1 Обращение с отходами в зарубежных странах….

4.2.2 Организационно-технологическая схема

утилизации отходов……. ………………………………………

4.2.3 Разборка автотранспортных средств подлежащих утилизации………………………………………………………

4.2.4 Сортировка и утилизация резинотехнических изделий…………………………………………………………….

Заключение………………………………………………....

Список литературы……………………………………………….... 33

Введение

Человечество приходит к осознанию необходимости коренной трансформации отношения к природной среде и своей роли в окружающем мире. Решение экологических проблем современного общества связано с сохранением и созданием на Земле благоприятных природных условий жизни для людей, гармонизацией развития общества и природы.

Транспорт - один из важнейших элементов материально-технической базы общественного производства и необходимое условие функционирования современного индустриального общества, так как с его помощью осуществляется перемещение грузов и пассажиров. Различают гужевой, автомобильный, сельскохозяйственный (трактора и комбайны), железнодорожный, водный, воздушный и трубопроводный транспорт. В настоящее время земной шар покрыт сетью путей сообщения. Протяжённость магистральных автомобильных дорог мира с твёрдым 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. Наряду с преимуществами, которые обеспечивает обществу развитая транспортная сеть, её прогресс сопровождается также негативными последствиями - отрицательным воздействием транспорта на окружающую среду, и прежде всего на тропосферу, почвенный покров и водные объекты. Все транспортные средства с автономными первичными двигателями в той или иной степени загрязняют атмосферу химическими соединениями, содержащимися в отработанных газах. Самый большой урон окружающей среде наносит автомобильный транспорт. 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. Транспорт относится к главным загрязнителям атмосферного воздуха, водоемов и почвы. Происходят деградация и гибель экосистем под действием транспортных загрязнений, особенно интенсивно на урбанизированных территориях. Остро стоит проблема утилизации и переработки отходов, возникающих при эксплуатации транспортных средств, в том числе и при завершении срока их службы. Для нужд транспорта в большом количестве потребляются природные ресурсы. Снижается качество окружающей среды из-за повышения уровня шумового воздействия транспорта. Это предопределяет необходимость разработки теоретических основ и методических подходов к решению экологических проблем в транспортном комплексе.

Современный автомобиль - пример неэкологичного транспортного средства. Поэтому проблемы и пути повышения экологичности транспорта различных видов наиболее целесообразно рассмотреть на примере автомобильного транспорта.

1. Автотранспорт как источник загрязнения атмосферы

1.1 Элементы загрязнения

Транспортно-дорожный комплекс - один из мощнейших источников загрязнения окружающей среды. Кроме того, транспорт - основной источник шума в городах, а также источник теплового загрязнения. Общий мировой парк автомобилей насчитывает 800 млн единиц, из которых 83…85 % составляют легковые автомобили, а 15…17% - грузовые и автобусы. Выставленные бампер к бамперу они составили бы цепочку длиной в 4 млн километров, которой 100 раз можно обернуть земной шар по экватору. Если тенденции роста выпуска автотранспортных систем останутся неизменными, то к 2020 г. Число автомобилей может вырасти до 1.5 млрд штук.

Автомобильный транспорт, с одной стороны, потребляет из атмосферы кислород, а с другой - выбрасывает в неё 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 ресурс-энергетические 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 тонн твёрдых и от 7 до 8 тонн 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 предельно допустимым количеством по диоксиду азота и оксиду углерода охватывает до 90% городской территории.

Автомобиль - самый активный потребитель кислорода воздуха. Если человек потребляет в сутки до 20 кг (15.5 м3) в сутки и до 7.5 тонн в год, то современный автомобиль для сгорания 1 кг бензина расходует около 12 м3 воздуха, или в кислородном эквиваленте около 250 л кислорода. Таким образом в крупных мегаполисах автомобильный транспорт поглощает кислорода в десятки раз больше, чем всё их население. Исследования, проведённые на автомагистралях Москвы, показали, что при тихой безветренной погоде и низком атмосферном давлении на оживлённых автомобильных трассах сжигание кислорода в воздухе не редко повышается до 15% его общего объёма. Известно, что при концентрации кислорода в воздухе ниже 17% у людей появляются симптомы недомогания, при 12% и меньше возникает опасность для жизни, при концентрации ниже 11% наступает потеря сознания, а при 6% прекращается дыхание. С другой стороны, на этих магистралях не просто мало кислорода, но воздух ещё насыщен вредными веществами автомобильного выхлопа. Исследования НИИ нормальной физиологии показывают, что в Москве 92…95% загрязнения воздуха даёт автомобильный транспорт. Дым, выбрасываемый заводскими трубами, испарения химических производств, гарь от котельных и все прочие отходы деятельности большего города составляют примерно всего 7% от общей массы загрязнений. Особенностью автомобильных выбросов является также то, что они загрязняют воздух на высоте человеческого роста, и люди дышат этими выбросами. Газы, выделяемые в результате сжигания топлива в двигателях внутреннего сгорания, содержат более 200 наименований вредных веществ, в том числе канцерогены. Нефтепродукты, остатки от стертых шин и тормозных колодок, сыпучие и пыльные грузы, хлориды, которые используют для посыпания дорог зимой, загрязняют придорожные полосы и водные объекты. Трудно представить современного человека без автомобиля. В развитых странах автомобиль уже давно стал самой необходимой бытовой вещью. Уровень так называемой "автомобилизации" населения стал одним из основных экономических показателей развития страны и качества жизни населения. Но мы забываем, что понятие "автомобилизации" включает в себя комплекс технических средств, обеспечивающих движение: автомобиль и дорогу. В наше время автотранспорт является основным источником загрязнения воздуха в крупных городах. Вредные вещества, при эксплуатации автотранспорта, попадают в воздух с выхлопными газами, испарениями из топливных систем, а также во время заправки автомобиля топливом. На выбросы оксидов углерода (углекислый газ и угарный газ) влияет также рельеф дороги, режим и скорость движения автомобиля. Например, если увеличивать скорость авто и резко уменьшать ее во время торможения, то в выхлопных газах количество оксидов углерода увеличивается в 8 раз. Минимальное количество оксидов углерода выделяется при равномерной скорости автомобиля 60 км/ч. Таким образом, содержание вредных веществ в выхлопных газах зависит от ряда условий: режима движения автотранспорта, рельефа дороги, технического состояния автомобиля и др. Теперь опровергнем один миф: дизельный двигатель считается более экологически чистым, чем карбюраторный. Но дизельные двигатели выбрасывают очень много сажи, которая образуется как продукт сгорания топлива. Эта сажа содержит в себе канцерогенные вещества и микроэлементы, выброс которых в атмосферу просто недопустим. А теперь представьте, сколько этих веществ попадает в нашу атмосферу, если большинство наших поездов оснащены именно такими двигателями, потому достались нам в наследство от Советского Союза.

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

Различные химические элементы, особенно металлы, накапливающиеся в почве, усваивают растения и через них по пищевой цепи переходят в организм животных и человека. Часть из них растворяется и выносится грунтовыми водами, затем попадает в реки, водоемы и уже через питьевую воду может попасть в человеческий организм. Наиболее распространенным и токсичным из транспортных выбросов является свинец. Санитарная норма содержания свинца в почве - 32 мг/кг. По данным экологов содержание свинца на поверхности почвы возле трассы Киев-Одесса в Украине приближается к 1000 мг/кг, но в городе, где движение транспорта очень интенсивное, этот показатель может быть больше в 5 раз. Большинство растений легко переносит повышение содержания тяжелых металлов в почве, лишь при содержании свинца более 3000 мг/кг начинается угнетение растительного мира вокруг дороги. Для животных опасно содержание 150 мг/кг свинца в пище.

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

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

Наряду с загрязнением 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. Уровень шума измеряют в децибелах (дБА). Для человека предел равен 90 дБА, если звук превышает этот предел, то это может вызвать у человека нервные расстройства и постоянный стресс. В последнее время транспортный шум стал очень острой проблемой для населения. Основным источником акустического загрязнения окружающей среды является автомобильный транспорт: его вклад в акустическое загрязнение в городах составляет от 75 до 90%. Считается, что в городе 60-80% шума создает движение транспортных средств. В крупных городах уровень шума достигает 70…75 дБА, что в несколько раз достигает допустимые нормы. Общий уровень шума на наших дорогах выше, чем на Западе. Это следствие того, что в транспортном потоке слишком много грузовых автомобилей, уровень шума которых равняется 8-10 дБА, т.е. в два раза выше, чем у легковых. Но главная причина в отсутствии контроля уровня шума на дорогах. Требования по ограничению шума отсутствуют даже в Правилах дорожного движения. Неудивительно, что неправильное оборудование грузовиков и плохое фиксирование грузов стало массовым явлением на дорогах. Иногда грузовик, который перевозит около двух десятков газовых труб, создает больше шума, чем поп-оркестр.

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

1.2 Характеристика автомобильно-дорожного комплекса в России

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

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

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

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

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

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

Основная масса (80%) вредных веществ выбрасывается автотранспортом на территориях населенных пунктов. Он по-прежнему сохраняет лидерство в загрязнении атмосферы городов. В середине 00-х годов на долю автотранспорта в России приходилось 80% выбросов свинца, 59% оксида углерода, 32% оксидов азота.

2. Загрязняющие вещества, выбрасываемые в атмосферу

2.1 Отработанные газы двигателей, характеристика групп

В состав выбросов от автомобилей входит около 200 химических соединений, которые в зависимости от особенностей воздействия на организм подразделяют на 7 групп. Период их существования длится от нескольких минут до 4 - 5 лет.

В первую группу входят химические нетоксичные вещества, содержащиеся в естественном составе атмосферного воздуха: азот, кислород, водород, водяной пар, углекислый газ и другие естественные компоненты атмосферного воздуха. Автотранспорт выбрасывает в атмосферу такое огромное количество пара, что в Европе и Европейской части России оно превышает по массе испарения всех водоёмов и рек. Из-за этого растёт облачность, а число солнечных дней заметно снижается. Серые, без солнца, дни, непрогретая почва, постоянно повышенная влажность воздуха - всё это способствует росту вирусных заболеваний, снижению урожайности сельскохозяйственных культур.

Ко второй группе относят только одно вещество - оксид углерода, или угарный газ (СО). Это бесцветный газ без вкуса и запаха, является продуктом неполного сгорания нефтяных видов топлива, очень слабо растворимый в воде, легче воздуха. Оксид углерода обладает выраженным отравляющим действием. 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 час появляются признаки слабого отравления, а при 1% наступает потеря сознания после нескольких вдохов. Отравлению угарным газом часто подвержены водители автотранспортных средств при ночевках в кабине с работающим двигателем или при прогреве двигателя в закрытом гараже.

В 3-ю группу входят оксид азота (ПДК 5 мг/м3, 3кл.) - бесцветный газ и диоксид азота (ПДК 2 мг/м3, 3кл.) - газ красновато бурого-цвета с характерным запахом. Эти газы, образуются в камере сгорания ДВС при температуре 2800. Они являются примесями, способствующими образованию смога. Для человеческого организма оксиды азота еще более вредны, чем угарный газ. Попадая в организм человека, они, взаимодействуя с влагой, образуют азотистую и азотную кислоты (ПДК 2мг/м3, 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 мета-гемоглобина, при 0,008 - отёк лёгких, при высоких концентрациях оксидов азота возникают астматические проявления. Вдыхая воздух, содержащий оксиды азота в высоких концентрациях, человек не имеет неприятных ощущений и не предполагает отрицательных последствий.

Четвертая группа. В эту группу входят различные углеводороды, то есть соединения типа СХНУ. Они образуются в результате неполного сгорания топлива в двигателе. Углеводороды токсичны и оказывают неблагоприятное воздействие на сердечно-сосудистую систему человека. Углеводородные соединения отработавших газов, наряду с токсическими свойствами, обладают канцерогенным действием. Наиболее опасным из них является 3,4 - бенз(а)пирен (ПДК 0,00015 мг/м3, 1кл.) - мощный канцероген. При нормальных условиях это соединение представляет собой иглообразные кристаллы жёлтого цвета, плохо растворимые в воде и хорошо - в органических растворителях. В сыворотке человека растворимость бенз(а)пирена достигает 50 мг/мл.

В пятую группу входят альдегиды, органические соединения содержащие альдегидную группу, связанную с углеводородным радикалом. Наибольшее количество альдегидов образуется на режимах холостого хода и малых нагрузок, когда температуры сгорания в двигателе невысокие. Наиболее опасны из них акролеин и формальдегид. Акролеин - альдегид акриловой кислоты (ПДК 0,2 мг/мл3, 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% запах трудно переносим, а при 0,014% через 10 минут наступает смерть. Формальдегид (ПДК 0,5 мг/м3, 2кл.) - бесцветный, с резким запахом газ, легко растворяющийся в воде. При концентрации 0,007% вызывает лёгкое раздражение слизистых оболочек глаз и носа, а также верхних органов дыхания, при концентрации 0,018% осложняется процесс дыхания.

В шестую группу входят сажа (ПДК 4 мг/м3, 3 кл.), которая оказывает раздражающее воздействие на органы дыхания, и другие дисперсные частицы (продукты износа двигателей, аэрозоли, масла, нагар и др.). Сажа - частицы твердого углерода черного цвета, образующиеся при неполном сгорании и термическом разложении углеводородов топлива. Создавая дымный шлейф за транспортным средством, сажа ухудшает видимость на дорогах. Исследования, проведённые в США, выявили, что 50…60 тыс. человек умирают ежегодно от загрязнения воздуха сажей. Было выяснено, что частички сажи активно абсорбируют на своей поверхности бенз(а)пирен, вследствие этого ухудшается здоровье детей, страдающих респираторными заболеваниями, а также людей престарелого возраста.

В седьмую группу входят сернистые соединения - такие неорганические газы, как сернистый ангидрид, сероводород, которые появляются в составе отработавших газов двигателей, если используется топливо с повышенным содержанием серы. Значительно больше серы присутствует в дизельных топливах по сравнению - с другими видами топлив, используемых на транспорте. Сернистые соединения оказывают раздражающее действие на слизистые оболочки горла, носа, глаз человека, могут привести к нарушению углеводного и белкового обмена и угнетению окислительных процессов, при высокой концентрации (свыше 0,01%) - к отравлению организма.

В восьмую группу входят свинец и его соединения - встречаются в отработавших газах карбюраторных автомобилей только при использовании этилированного бензина. В бензин в качестве антидетонационной присадки вводят тетраэтилсвинец (ПДК 0,005 мг/ м3, 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 ребёнка остаётся до 40% попавших в него соединений. В придорожном пространстве примерно 50% выбросов свинца в виде микрочастиц сразу распределяются на прилегающей поверхности. Остальное количество в течение нескольких часов находится в воздухе в виде аэрозолей, а затем также осаждается на землю вблизи дорог. Накопление свинца в придорожной полосе приводит к загрязнению экосистем и делает близлежащие почвы непригодными к сельскохозяйственному использованию. Добавление к бензину присадки Р-9 делает его высокотоксичным. В развитых странах мира применение этилированного бензина ограничивается или уже полностью прекращено. Например, в США применение этилированного бензина запрещено повсеместно, а в России только в Москве, в Санкт - Петербурге и ряде других крупных городов. Однако ставится задача отказаться от его использования. Крупные промышленные центры и курортные местности переходят на использование неэтилированных бензинов. Негативное воздействие на экосистемы оказывают не только рассмотренные компоненты отработавших газов двигателей, выделенные в восемь групп, но и сами углеводородные топлива, масла и смазки. В местах заправки транспортных средств топливом и маслом происходят случайные разливы и намеренные сливы отработанного масла прямо на землю или в водоемы. На месте масляного пятна длительное время не произрастает растительность.

2.2 Характеристика смогов

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

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

Такой смог формируется в атмосфере под действием солнечного света при отсутствии ветра и низкой влажности из компонентов, характерных для выхлопных газов автомобилей. Впервые смог зафиксирован в 1944 г. в Лос-Анджелесе, когда в результате большого скопления автомобилей была парализована жизнь одного из крупнейших городов США. В результате фотохимических реакций образуются соединения, вызывающие увядание и гибель растений, сильно раздражающие слизистые оболочки дыхательных путей и глаз. Смог Лос-Анджелесского типа усиливает коррозию металлов, разрушение строительных конструкций, резины и других материалов. Окислительный характер такому смогу придают озон и другие, образующиеся в нем вещества. Исследования, проведенные в 50-х годах в Лос-Анджелесе, показали, что увеличение концентрации озона связано с характерным изменением относительного содержания NO2 и NO.

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

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

Английские специалисты зафиксировали, что концентрация диоксида серы SO2 в те дни достигала 5-10 мг/м3 и выше при предельно допустимой концентрации этого вещества в воздухе населенных мест 0,5 мг/м3. Смертность в Лондоне резко возросла в первый же день катастрофы, а по прошествии тумана она снизилась до обычного уровня. Также было установлено, что прежде других умирали горожане старше 50 лет, люди, страдающие заболеваниями легких и сердца, а также дети в возрасте до одного года.

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

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

Впоследствии смог периодически появлялся во многих крупнейших городах мира.

3. Автомобиль как причина болезни человека

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

4. Снижение воздействия автомобильного транспорта на окружающую среду

4.1 Основные направления и пути снижения вредных выбросов автотранспорта

Приоритетными направлениями снижения загрязнения окружающей среды автомобильным транспортом являются:

Применение новых видов автотранспорта, минимально загрязняющих окружающую среду (например, электромобили);

Рациональная организация и управление транспортными потоками;

Использование более качественных или экологически чистых видов топлива (например, газ);

Применение совершенных систем - катализаторов топлива и систем шумоглушения - глушителей шума.

Все мероприятия по снижению выбросов автотранспортом подразделяют на технологические, санитарно-технические, планировочные, административные. К технологическим мероприятиям относятся: замена топлива, замена двигателя, совершенствование рабочего процесса двигателя, современное техническое обслуживание. К санитарно-техническим: рециркуляция отработавших газов, нейтрализация ОГ. Планировочные включают в себя организацию пересечения улиц на разных дорогах, организацию подземных(надземных) пешеходных переходов, а также озеленение магистралей и улиц. Административными являются мероприятия по установлению нормативов качества топлива и допускаемых региональных выбросов, выводу из города транзитного транспорта, складских баз и терминалов, выделению полос движения общественного автотранспорта и скоростных дорог безостановочного движения.

Можно выделить два основных направления повышения экологичности автомобильного транспорта. Первое связано с техническим совершенствованием двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и организацией рационального дорожного движения, а второе - с разработкой гибридных транспортных средств, электромобилей, оснащённых инерционными накопителями.

Техническое совершенствование ДВС двигателей идёт по следующим направлениям: экономия топлива, введение присадок в топливо, использование комбинированных и новых типов топлива, очистка отработавших газов.

В комплексе технологических мер по снижению вредных выбросов от автотранспорта важное место занимает разработка технологий глубокой очистки бензина и дизельного топлива от серы и некоторых тяжёлых металлов, в частности ванадия, непосредственно на предприятиях нефтеперерабатывающей промышленности. Следующей самостоятельной задачей является регулировка двигателей. Известно, что хорошо отрегулированный двигатель на 30…40% улучшает характеристики сгорания топлива, что приводит к сокращению выбросов вредных веществ. Регулировка двигателей выполняется в процессе специализированных работ в стационарных условиях.

Исходя из изложенного, следует подчеркнуть, что суть экологической безопасности автотранспорта - в экологически безопасном топливе, высоком КПД его использования на всех режимах работы двигателя, качестве дорожного покрытия, опыте водителя и оптимальное регулирование дорожного движения.

Важную роль в системе снижения вредных выбросов играют нейтрализаторы. В комплексе с бензином с улучшенными экологическими характеристиками, системами диагностики и регулировки двигателей, нейтрализаторы завершают набор необходимых технических систем экологической безопасности автотранспортных средств.

К другому важному аспекту (с эколого-экономической точки зрения) рассматриваемой проблемы относится переработка отходов автотранспортных средств, так как, нанося ущерб окружающей среде, они одновременно являются ценным вторичным продуктом.

4.2 Обращение с отходами автотранспортных средств

4.2.1 Обращение с отходами в зарубежных странах

К числу объектов, отрицательно влияющих на окружающую среду, относятся отходы автотранспортных средств (ОАТС): изношенные автомобили и их заменяемые детали (шины, аккумуляторы, корпуса, рамы, агрегатные узлы и др.). Известно, что основу отходов легкового автомобиля, например, массой 800 кг составляют чёрные и цветные металлы в количестве, равном соответственно 71,1 и 3,4%, полимерные материалы - 8,5%, каучук - 4,7%, стекло- 4%, бумага и картон - 0,5%, прочие материалы, в том числе и опасные химические соединения - 7,8%.

Проблема переработки ОАТС стоит остро для многих стран. В странах Евросоюза отходы автотранспортных средств формируются в самостоятельный поток. Обращение с ними чётко регламентируется нормативно-правовыми актами и контролируется государственными органами, регулируется экономически - предприятия несут ответственность за переработку выпущенной ими продукции. Необходимые средства на переработку отходов выделяются государством (за счёт сбора налогов с владельцев автомобилей и фирм импортёров) и аккумулируются в специальных экологических фондах на местном федеральном уровне.

Среди экономически развитых стран не существует единства мнений в выборе путей решения этой проблемы. Одни, например, Швейцария, считают экономически целесообразной схему ОАТС, основанную на селективном сборе и переработке легко утилизируемых материалов. Это позволяет перерабатывать до 75% ОАТС, оставшиеся 25% отходов размещаются на свалках или сжигаются вместе с твёрдыми бытовыми отходами. Другие страны (Германия, Италия) добиваются максимальной переработки ОАТС (по отдельным материалам до 99%), используя рециклинг, внедрение новых безотходных технологий и стандартизации производственной продукции.

По международным нормам допустимым сроком эксплуатации легковых автомобилей считается 10 лет, после чего они должны отправляться на переработку. В Швейцарии, где ежегодно образуется порядка 250 тыс. старых легковых автомобилей, схема организации потоков ОАТС, как правило, начинается с площадок сбора отходов.

Демонтаж автомобилей и селективный сбор материалов с выделением опасных отходов производят ремонтные мастерские, имеющие государственную лицензию на выполнение работ данных видов. Из общего потока ОАТС отбираются кондиционные узлы и детали (для рециклинга или продажи), аккумуляторы, изношенные шины. Остальные отходы (кузова, рамы и другие крупногабаритные части автомобиля) последовательно обрабатываются с помощью прессования, резки, дробления, получаемая при этом измельчённая фракция подвергается сепарации магнитными улавливателями для отделения металлолома. Далее собранные в отдельные потоки ОАТС направляются на переработку.

Металлолом сортируется на черные и цветные металлы, которые в дальнейшем поступают на переплавку. Таким образом перерабатывается 114 тыс. тонн чёрных и 12 тыс. тонн цветных металлов в Швейцарии.

Ежегодно на внутренний рынок Швейцарии поступает 3,5 млн новых шин. Ресурс пробега каждой шины составляет 40 тыс. км, после чего она изымается из дальнейшей эксплуатации. Такая ситуация способствует накоплению 50…60 тыс. тонн изношенных шин, из которых 21 тыс. тонн экспортируется для переработки в другие страны, 17 тыс. тонн сжигается на асфальтобетонных заводах, 12 тыс. тонн после измельчения используется в качестве шума-поглощающего материала при строительстве автодорог, укладке железнодорожных и трамвайных путей и только небольшая часть из них рециклизируется.

В Швейцарии ежегодно образуются около 700 тыс. тонн отработанных аккумуляторов. Содержащиеся в них кислоты (4 тыс. тонн) подвергаются нейтрализации. Свинец, связанный с сурьмой (8 тыс. тонн), вывозиться для переработки в другие страны, а полимерные отходы (1,4 тыс. тонн) уничтожаются путём их высокотемпературного сжигания.

4.2.2 Организационно-технологическая схема утилизации отходов

Движение ОАТС начинается с площадок сбора данных отходов. Часть этих площадок, оснащённых резательным и прессовым оборудованием для предварительной обработки отходов (для повышения эффективности их хранения и транспортировки), может быть преобразована в сортировочно - накопительные склады. Последние необходимы как для квалифицированной сортировки отходов, зачастую обусловливающей эффективность их дальнейшей переработки, так и для исключения экологически опасных компонентов ОАТС.

Продуктивно и взаимовыгодное функционирование площадок сбора отходов и соответствующих сортировочно - накопительных складов предполагает развёртывание информационно - экспертной системы (ИЭС), определяющей структуру, характеристики и объёмы вторичного сырья, необходимого переработчикам и другим потребителям.

Далее с помощью региональной биржевой системы инвентаризации и перераспределения вторичных ресурсов на базе ИЭС производиться управление потоками собранных отходов по направлениям их технологической обработки.

4.2.3 Разборка автотранспортных средств подлежащих утилизации

Разборка автотранспортных средств может рассматриваться как самостоятельное направление переработки ОАТС, особенно тогда, когда имеются постоянные потоки изношенных или некондиционных АТС. Все работы по разборке АТС на составные части (раму, кабину, двигатель, колёса и др.) должны проводиться на специализированных предприятиях.

Перед разборкой АТС целесообразно разделять на 4 технологических потока, различающиеся конструктивным исполнением и возможностью использования специализированных постов их разборки: легковые автомобили, автобусы, грузовые автомобили, прицепы и полуприцепы. Указанные потоки неодинаковы по количеству, поэтому участки разборки наряду со специализацией должны обладать и определённой универсальностью. Достаточная универсальность должна быть главным принципом организации работ и оснащения технологическим оборудованием всех разборочных участков предприятия. Например, на участке разборки прицепов и полуприцепов при незначительном его дооснащении можно разбирать и грузовые автомобили. Дооснащение касается лишь вспомогательного оборудования, и прежде всего дополнительного комплектования подъёмно - транспортными средствами со специальными захватами для снятия двигателя, кабины и др.

Разбираемые изделия можно подавать на участки и перемещать по ним пластинчатыми конвейерами, наиболее удобными для данного вида работ. Конвейеры разборочных цехов целесообразно оборудовать приводом с периодическим действием (перемещением). Это связано с возможностью достаточно широкого разброса трудоёмкостей операций демонтажа.

Рабочие посты разборочных участков должны быть оснащены опрокидывателями, консольными поворотными кранами, гайковёртами различных мощностей и размеров, аппаратами резки металла. Последние используются, если резьбовые не поддаются разборке с помощью гайковёртов. Опрокидыватели необходимы для обеспечения доступа к АТС при снятии с них мостов, коробок передач, рулевых управлений и др.

4.2.4 Сортировка и утилизация резинотехнических изделий

Восстановление изношенных шин.

В настоящее время в большинстве развитых стран проблемы рециклинга изношенных шин привлекают всё большее внимание.


	Годовое количество изношенных шин, тыс. т


Германия

Годовое количество изношенных шин в высокоразвитых странах.

Так, в странах ЕС восстанавливается около 15% использованных шин для легковых машин и более 50% грузовых покрышек, что на 20% дешевле производства новых шин, без ухудшения их эксплуатационных характеристик. Особенно эффективно многократное восстановление крупногабаритных шин, поскольку эксплуатационные затраты на них часто превышают начальную стоимость автотранспорта.

Использование целых использованных шин и их кусков.

Зарубежные исследования показали, что шины практически не загрязняют воду и их прогнозируемая долговечность в спокойной воде достигает сотен лет, потому их применяют даже при создании искусственных нерестилищ для рыбы, а во Франции и для усиления грунта (успешно функционируют несколько сотен таких инженерных сооружений). При эколого-экономической экспертизе проектов следует рекомендовать проектировщикам использовать изношенные шины и их куски, что позволит добиться экономии финансовых средств в несколько раз, а первичных стройматериалов (цемента, щебня и др.) - в десятки раз. Особенно перспективны изношенные шины:

Для защиты от эрозии почвы и берегов (рекультивация оврагов, строительство дамб и других ограждающих сооружений);

При строительстве мостов и водопропускных коллекторов в дорожной индустрии;

При создании звукоизолирующих ограждений - экранах на автодорогах;

Для усиления “слабых” грунтов в инженерных сооружениях широкого профиля.

В комбинации с пластмассами из кусков изношенных шин можно изготавливать специальные маты и рукава для подпочвенных оросительных систем и сельскохозяйственного дренажа.

Использование измельчённых вулканизаторов.

Измельчённые вулканизаторы используются в полимерных смесях для производства строительных и технических материалов как добавки в дорожных покрытиях и в различных технологических процессах.

Измельчительные вулканизаторы дисперсностью 0,007 до 1,5 мм широко используются при изготовлении обуви, шин, резиновых покрытий, матов и дорожек, линолеумов, плиточных материалов, композитных материалов с термопластами, бикомпонентных наполнителей резинотехнических изделий и в качестве адсорбентов. В России потребляется около 74 тыс. т./год измельчённых вулканизаторов, при расширении работ по их поверхностной модификации объёмы применения значительно увеличатся.

Несмотря на увеличение стоимости работ от 10 до 100% резиноасфальт имеет большую износо- и морозостойкость, снижает шум и тормозной путь автомобиля. Биль о транспорте (США) поддержал применение резиноасфальта, что позволило использовать до 30% изношенных шин из накапливаемых ежегодно в США.

Крупнодисперсные и смешанные измельчённые вулканизаторы могут широко применяться в качестве мульчи для сельского хозяйства, поскольку лучше, чем органика, сохраняет влагу, и как добавка к компосту. Добавки измельчённых вулканизаторов перспективны при формировании поверхности искусственных и травяных спортивных полей с заданной эластичностью. Расширяется использование измельчённых вулканизаторов как сорбентов для химических и горюче-смазочных отходов и загрязнителей.

Температурная деструкция изношенных шин и резино - технических изделий.

Температурная деструкция имеет применение, к её основным видам относятся пиролиз (высокотемпературный процесс деструкции молекул исходных веществ) и деструктивная гидрогенерация (переработка в присутствии катализаторов при реакции гидрирования - расщепление молекул сырья с присоединением к ним водорода).

Использование отходов резино - технических изделий и шин в качестве энергоносителей.

Сжигание изношенных шин энергетически неперспективно, так как для изготовления легковой шины требуется энергия, содержащаяся в 35 литрах нефти, а при её сжигании возвращается энергия, эквивалентная лишь 8 литрам нефти, т.е. затраты на полимеризацию не восполняются. Однако сжигание шин в цементных печах снижает загрязнение окружающей среды и в ряде случаев экономически выгодно.

Заключение

В своём реферате я рассказала о том, что автотранспорт является самым мощным источником загрязнения окружающей среды, в конце я хочу подвести итоги моей работы. Итак, численность автомобилей в России увеличивается, хотя треть автопарка сильно изношены, и подлежат списанию. Транспортно-дорожный комплекс является важнейшим составным элементом экономики России. Но его функционирование сопровождается мощным негативным воздействием на природу.

Транспорт - один из основных загрязнителей атмосферного воздуха. Его доля в общем объеме выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных и подвижных источников по России составляет около 70%, что выше, чем доля любой из отраслей промышленности. Автотранспорт выбрасывает 280 тыс. тонн загрязнений в год, что в четыре раза больше допустимых в России норм. В окружающую среду в ходе работы двигателей выбрасывается большое количество вредных веществ, таких как: азот, оксид углерода, углеводороды, альдегиды, сажа, сернистые соединения, свинец.

Список литературы

1) Луканин В.Н., Буслаев А.П., Трофименко Ю.В и др. Автотранспортные потоки и окружающая среда: Учебное пособие для вузов. М.: ИНФРА-М, 1998 - 408 с.

2) Аксенов И.Я. Аксенов В. И. Транспорт и охрана окружающей среды. - М.: Транспорт, 1986. - 176с.

3) Григорьев А.А. Города и окружающая Среда. Космические исследования. - М.: Мысль, 1982.

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

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

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

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

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

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

Выхлопные газы накапливаются в нижних слоях атмосферы, то есть вредные вещества находятся в зоне дыхания человека. Поэтому автомобильный транспорт следует отнести к категории опасных источников загрязнения воздуха вблизи автомагистралей.

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

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

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

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

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

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

Экологические проблемы автотранспорта

Увеличивающийся за последние годы парк автомобилей в нашей стране постоянно напоминает каждому, особенно в крупных населенных пунктах, что автотранспорт является одним из наиболее значимых загрязнителей окружающей среды. В РУз такая ситуация сложилась из-за отсутствия единой государственной политики, направленной на стимулирование разработки и внедрения передовых технологий, позволяющих снизить токсичность двигателей и моторных топлив. Отечественные автомобили морально устарели, однако промышленность продолжает производить чрезвычайно токсичные карбюраторные двигатели, тогда как фирмы промышленно развитых стран освоили производство более экономичных и менее токсичных бензиновых моторов с непосредственным впрыском и электронным регулированием процесса образования топливовоздушной смеси. В комплекс проблем, связанных с загрязнением окружающей среды автотранспортом, входит и топливная. Кроме того, производимое в РУз дизельное топливо не подвергается глубокому обессериванию, что значительно повышает дымность и эмиссию оксидов азота. Экологические проблемы, обусловленные конструкционными характеристиками двигателей и используемым топливом, усугубляются существующими условиями эксплуатации, слабо развитой сетью пунктов диагностики токсичности и регулирования двигателей для достижения оптимального режима. К тому же состояние дорог и организация дорожного движения не позволяют выдерживать режимы эксплуатации двигателей с минимальной токсичностью.

Решение экологических проблем - это комплекс мероприятий, направленных на снижение токсичности автотранспорта. Реализация многих из них в цивилизованных странах значительно улучшила экологическую обстановку

Автомобильный транспорт как источник загрязнения окружающей среды

Исследования, проведенные в различных регионах, свидетельствуют о значительном загрязнении воздуха населенных мест. Огромную роль в формировании загрязнения атмосферного воздуха играют выбросы примесей, образующихся в процессе сгорания топлива. При этом особую остроту приобретает загрязнение воздуха свинцом, кадмием, бенз(а)пиреном и другими химическими веществами.

В современном городе бесспорное лидерство в деле ухудшения экологической ситуации - за автомобильным транспортом. Это наглядно отражено в приведенном здесь материале. Вот несколько причин, которые обуславливают неблагоприятное воздействие транспорта на окружающую среду:

1) отсутствие четких экологических ориентиров при принятии решений в области развития и обеспечения функционирования транспорта;

2) неудовлетворительные экологические характеристики производимой транспортной техники;

3) недостаточный уровень технического содержания парка машин;

4) недостаточное развитие дорог и их низкое качество, а также недостатки в организации перевозок и движения транспортных средств.

Рядом исследователей показана высокая корреляция между величиной транспортного потока и содержанием в воздухе пыли, органических веществ и тяжелых металлов. Отмечено, что при интенсивности движения 314 единиц/час запыленность воздуха на тротуарах превышает ПДК. Причем влияние выбросов транспортных средств проявляется на расстоянии 1-2 км от автотрассы и распространяется на высоту 300 м и более.

При обсуждении негативных последствий автомобилизации чаще затрагивают наиболее явную проблему - дорожно-транспортные происшествия (ДТП), представляющие непосредственную опасность для жизни людей.

Автомобильный транспорт вносит значительный вклад в постоянно ухудшающуюся экологическую ситуацию во многих странах мира. Интенсивность загрязнения атмосферного воздуха отработавшими газами (ОГ) двигателей внутреннего сгорания (ДВС) связана с соответствующей широкой и повсеместной эксплуатацией автомобильного транспорта, особенно в крупных промышленных центрах, где объем и количество выделяющихся загрязняющих веществ стали настоящим экологическим бедствием. Так, если в начале 70-х годов доля загрязнений, вносимых автотранспортом в атмосферный воздух, составляла 13%, то в настоящее время эта величина достигла 50% (в промышленных городах 60%) и продолжает расти.

В перечне источников первичных загрязнений атмосферы США наглядно представлена доля антропогенных загрязнений.

В то же время среди транспортных средств по выбросам выделяются автомобили. По данным, в 1988 г. из суммарного объема выбросов загрязняющих веществ в воздушный бассейн Москвы, составившего более 1 млн. 130 тыс.т, 70% пришлось на автотранспорт, в том числе 633 тыс.т оксида углерода, 126 тыс.т углеводородов, 42 тыс.т оксидов азота (NOx). Это означает, что на каждого жителя Москвы ежедневно выбрасывается в воздух с ОГ более 0,4 кг токсичных веществ.

Аналогичная ситуация по выбросам ОГ ДВС наблюдается в развитых странах мира. Например, в Германии выброс в атмосферу вредных химических соединений с ОГ ДВС за год составляет 156,7 млн. т, причем в общих выбросах автотранспорт является источником 70% СО, 52% NOx и 50% всех углеводородов. В Мехико 2 млн. автомобилей расходуют 20 млн. л горючего в сутки и выделяют 10300 т загрязняющих веществ, в том числе до 300 т СО. Концентрация СО в воздушной среде Лос-Анжелеса составляет 88 мкг/м 3 , Парижа - 200, Лондона - 300, Рима - 565 мкг/м 3 . В наших городах загазованность меньше, однако, отмечена тенденция ее увеличения вместе с автомобильным парком.

Таким образом, автотранспорт - источник эмиссии в атмосферу сложной смеси химических соединений, состав которой зависит не только от вида топлива, типа двигателя и условий его эксплуатации, но и от эффективности контроля выбросов. Последнее особенно стимулирует мероприятия по сокращению или обезвреживанию токсичных компонентов ОГ.

Автомобильный транспорт наиболее агрессивен в сравнении с другими видами транспорта по отношению к окружающей среде. Он является мощным источником ее химического (поставляет в окружающую среду громадное количество ядовитых веществ), шумового и механического загрязнения. Следует подчеркнуть, что с увеличением автомобильного парка уровень вредного воздействия автотранспорта на окружающую среду интенсивно возрастает. Так, если в начале 70-х годов ученые-гигиенисты определили долю загрязнений, вносимых в атмосферу автомобильным транспортом, в среднем равной 13%, то в настоящее время она достигла уже 50% и продолжает расти. А для городов и промышленных центров доля автотранспорта в общем объеме загрязнений значительно выше и доходит до 70% и более, что создает серьезную экологическую проблему, сопровождающую урбанизацию.

В автомобилях имеется несколько источников токсичных веществ, основными из которых являются три:

отработавшие газы
картерные газы
топливные испарения

Рис. Источники образования токсичных выбросов

Наибольшая доля химического загрязнения окружающей среды автомобильным транспортом приходится на отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания.

Теоретически предполагается, что при полном сгорании топлива в результате взаимодействия углерода и водорода (входят в состав топлива) с кислородом воздуха образуется углекислый газ и водяной пар. Реакции окисления при этом имеют вид:

С+О2=СО2,
2Н2+О2=2Н2.

Практически же вследствие физико-механических процессов в цилиндрах двигателя действительный состав отработавших газов очень сложный и включает более 200 компонентов, значительная часть которых токсична.

Таблица. Ориентировочный состав отработавших газов автомобильных двигателей

Компоненты	Размерность	Пределы концентраций компонентов Бензиновый, с искр. зажигание Дизельный
Компоненты	Размерность	Бензиновые	Дизельные

Кислород, O2
Пары воды, Н2О			0,5…10,0
Двуокид углерода, СО2
Углеводороды, СН (суммарно)
Оксид углерода, СО
Оксид азота, NOx
Альдегиды
Оксиды серы (сумм.)

Бенз(а)пирен
Соединения свинца

Состав отработавших газов двигателей на примере легковых автомобилей без их нейтрализации можно представить в виде диаграммы.

Рис. Составные части отработавших газов без применения нейтрализации

Как видно из таблицы и рисунка, состав отработавших газов рассматриваемых типов двигателей существенно различается прежде всего по концентрации продуктов неполного сгорания – оксида углерода, углеводородов, оксидов азота и сажи.

К токсичным компонентам отработавших газов относятся:

оксид углерода
углеводороды
оксиды азота
оксиды серы
альдегиды
бенз(а)пирен
соединения свинца

Различие в составе отработавших газов бензиновых и дизельных двигателей объясняется большим коэффициентом избытка воздуха α (отношение действительного количества воздуха, поступающего в цилиндры двигателя, к количеству воздуха, теоретически необходимому для сгорания 1 кг топлива) у дизельных двигателей и лучшим распыливанием топлива (впрыск топлива). Кроме того, у бензинового карбюраторного двигателя смесь для различных цилиндров неодинакова: для цилиндров, расположенных ближе к карбюратору, – богатая, а для удаленных от него – беднее, что является недостатком бензиновых карбюраторных двигателей. Часть топливовоздушной смеси у карбюраторных двигателей поступает в цилиндры не в парообразном состоянии, а в виде пленки, что также увеличивает содержание токсичных веществ вследствие плохого сгорания топлива. Этот недостаток не характерен для бензиновых двигателей с впрыском топлива, так как подача топлива осуществляется непосредственно к впускным клапанам.

Причиной образования оксида углерода и частично углеводородов является неполное сгорание углерода (массовая доля которого в бензинах достигает 85%) из-за недостаточного количества кислорода. Поэтому концентрации оксида углерода и углеводородов в отработавших газах возрастают при обогащении смеси (α 1, вероятность указанных превращений во фронте пламени мала и в отработавших газах содержится меньше СО, но в цилиндрах находятся дополнительные источники его появления:

низкотемпературные участки пламени стадии воспламенения топлива
капли топлива, поступающие в камеру на поздних стадиях впрыска и сгорающие в диффузионном пламени при недостатке кислорода
частицы сажи, образовавшейся в период распространения турбулентного пламени по гетерогенному заряду, в котором, при общем избытке кислорода могут создаваться зоны с его дефицитом и осуществляться реакции типа:

2С+О2 → 2СО.

Диоксид углерода СО2 является не токсичным, но вредным веществом в связи с фиксируемым повышением его концентрации в атмосфере планеты и его влиянием на изменение климата. Основная доля образовавшихся в камере сгорания СО окисляется до СО2, не выходя за пределы камеры, ибо замеренная объемная доля диоксида углерода в отработавших газах составляет 10-15%, т. е. в 300…450 раз больше, чем в атмосферном воздухе. Наибольший вклад в образование СО2 вносит необратимая реакция:

СО + ОН → СО2 + Н

Окисление СО в СО2 происходит в выпускной трубе, а также в нейтрализаторах отработавших газов, которые устанавливаются на современных автомобилях для принудительного окисления СО и несгоревших углеводородов до СО2 в связи с необходимостью выполнения норм токсичности.

Углеводороды

Углеводороды – многочисленные соединения различного типа (например, C6H6 или C8H18) состоят из исходных или распавшихся молекул топлива, и их содержание увеличивается не только при обогащении, но и при обеднении смеси (а > 1,15), что объясняется повышенным количеством непрореагировавшего (несгоревшего) топлива из-за избытка воздуха и пропусков воспламенения в отдельных цилиндрах. Образование углеводородов происходит также из-за того, что у стенок камеры сгорания температура газов недостаточно высока для сгорания топлива, поэтому здесь пламя гасится и полного сгорания не происходит. Наиболее токсичны полициклические ароматические углеводороды.

В дизельных двигателях легкие газообразные углеводороды образуются при термическом распаде топлива в зоне срыва пламени, в ядре и в переднем фронте факела, на стенке на стенках камеры сгорания и в результате вторичного впрыскивания (подвпрыскивания).

Твердые частицы включают нерастворимые (твердый углерод, оксиды металлов, диоксид кремния, сульфаты, нитраты, асфальты, соединения свинца) и растворимые в органическом растворителе (смолы, фенолы, альдегиды, лак, нагар, тяжелые фракции, содержащиеся в топливе и масле) вещества.

Твердые частицы в отработавших газах дизелей с наддувом состоят на 68…75% из нерастворимых веществ, на 25…32% – из растворимых.

Сажа

Сажа (твердый углерод) является основным компонентом нерастворимых твердых частиц. Образуется при объемном пиролизе (термическом разложении углеводородов в газовой или паровой фазе при недостатке кислорода). Механизм образования сажи включает несколько стадий:

образование зародышей
рост зародышей до первичных частиц (шестиугольных пластинок графита)
увеличение размеров частиц (коагуляция) до сложных образований–конгломератов, включающих 100… 150 атомов углерода
выгорание

Выделение сажи из пламени происходит при α = 0,33…0,70. В отрегулированных двигателях с внешним смесеобразованием и искровым зажиганием (бензиновых, газовых) вероятность появления таких зон незначительна. У дизелей локальные переобогащенные топливом зоны образуются чаще и в полной мере реализуются перечисленные процессы сажеобразования. Поэтому выбросы сажи с отработавшими газами у дизелей больше, чем, у двигателей с искровым зажиганием. Образование сажи зависит от свойств топлива: чем больше отношение С/Н в топливе, тем выход сажи выше.

В состав твердых частиц кроме сажи входят соединения серы, свинца. Оксиды азота NOx представляют набор следующих соединений: N2О, NO, N2О3, NО2, N2О4 и N2O5. В отработавших газах автомобильных двигателей преобладает NO (99% в бензиновых двигателях и более 90% в дизелях). В камере сгорания N0 может образовываться:

при высокотемпературном окислении азота воздуха (термический NО)
в результате низкотемпературного окисления азотсодержащих соединений топлива (топливный NO)
из-за столкновения углеводородных радикалов с молекулами азота в зоне реакций горения при наличии пульсации температуры (быстрый NO)

В камерах сгорания доминирует термический NO, образующийся из молекулярного азота во время горения бедной топливовоздушной смеси и смеси, близкой к стехиометрической, за фронтом пламени в зоне продуктов сгорания. Преимущественно при сгорании бедных и умеренно богатых смесей (α > 0,8) реакции происходят по цепному механизму:

О + N2 → NO + N
N + О2 → NO+О
N+OH → NO+H.

В богатых смесях (а < 0,8) осуществляются также реакции:

N2 + ОН → NO + NH
NH + О → NО + ОН.

В бедных смесях выход NО определяется максимальной температурой цепочно-теплового взрыва (максимальная температура 2800…2900° К), т. е. кинетикой образования. В богатых смесях выход NО перестает зависеть от максимальной температуры взрыва и определяется кинетикой разложения и содержание NО уменьшается. При горении бедных смесей значительно влияние на образование NО оказывает неравномерность температурного поля в зоне продуктов сгорания и присутствие паров воды, которая в цепной реакции окисления NOx является ингибитором.

Высокая интенсивность процесса нагревания, а затем охлаждения смеси газов в цилиндре ДВС приводит к образованию существенно неравновесных концентраций реагирующих веществ. Происходит замораживание (закалка) образовавшегося NО на уровне максимальной концентрации, который обнаруживается в отработавших газах из-за резкого замедления скорости разложения NО.

Основными соединениями свинца в отработавших газах автомобилей являются хлориды и бромиды, а также (в меньших количествах) оксиды, сульфаты, фториды, фосфаты и некоторые их промежуточные соединения, которые при температуре ниже 370°С находятся в виде аэрозолей или твердых частиц. Около 50% свинца остается в виде нагара на деталях двигателя и в выхлопной трубе, остаток уходит в атмосферу с отработавшими газами.

Большое количество соединений свинца выбрасывается в воздух при использовании этого металла в качестве антидетонатора. В настоящее время соединения свинца в качестве антидетонаторов не применяются.

Оксиды серы

Оксиды серы образуются при сгорании серы, содержащейся в топливе по механизму схожему с образованием СО.

Концентрацию токсичных компонентов в отработавших газах оценивают в объемных процентах, миллионных долях по объему – млн -1, (частей на миллион, 10000 ррm = 1% по объему) и реже в миллиграммах на 1 л отработавших газов.

Кроме отработавших газов, источниками загрязнения окружающей среды автомобилями с карбюраторными двигателями являются картерные газы (при отсутствии замкнутой вентиляции картера двигателя, а также испарение топлива из топливной системы.

Давление в картере бензинового двигателя, за исключением такта впуска, значительно меньше, чем в цилиндрах, поэтому часть топливовоздушной смеси и отработавших газов прорывается через неплотности цилиндропоршневой группы из камеры сгорания в картер. Здесь они смешиваются с парами масла и топлива, смываемого со стенок цилиндра холодного двигателя. Картерные газы разжижают масло, способствуют конденсации воды, старению и загрязнению масла, повышают его кислотность.

В дизельном двигателе во время такта сжатия в картер прорывается чистый воздух, а при сгорании и расширении – отработавшие газы с концентрациями токсичных веществ, пропорциональными их концентрациям в цилиндре. В картерных газах дизеля основные токсичные компоненты – оксиды азота (45…80%) и альдегиды (до 30%). Максимальная токсичность картерных газов дизелей в 10 раз ниже, чем отработавших газов, поэтому доля картерных газов у дизеля не превышает 0,2…0,3% суммарного выброса токсичных веществ. Учитывая это, в автомобильных дизелях принудительную вентиляцию картера обычно не применяют.

Основные источники топливных испарений – топливный бак и система питания. Более высокие температуры подкапотного пространства, обусловленные более нагруженными режимами работы двигателя и относительной стесненностью моторного отсека автомобиля, вызывают значительные топливные испарения из топливной системы при остановке горячего двигателя. Учитывая большой выброс углеводородный соединений в результате топливных испарений все производители автомобилей в настоящее время применяют специальные системы их улавливания.

Кроме углеводородов, поступающих из системы питания автомобилей, значительное загрязнение атмосферы летучими углеводородами автомобильного топлива происходит при заправке автомобилей (в среднем 1,4 г СН на 1 л заливаемого топлива). Испарения вызывают также физические изменения в самих бензинах: вследствие изменения фракционного состава повышается их плотность, ухудшаются пусковые качества, снижается октановое число бензинов термического крекинга и прямой перегонки нефти. У дизельных автомобилей топливные испарения практически отсутствуют вследствие малой испаряемости дизельного топлива и герметичности топливной системы дизеля.

Оценка уровня загрязнения атмосферы производится сопоставлением измеренной и предельно допустимой концентрации (ПДК). Значения ПДК устанавливаются для различных токсичных веществ при постоянном, среднесуточном и разовом действиях. В таблице приведены среднесуточные значения ПДК для некоторых токсичных веществ.

Таблица. Допустимые концентрации токсичных веществ

По данным исследований, легковой автомобиль при среднегодовом пробеге 15 тыс. км «вдыхает» 4,35 т кислорода и «выдыхает» 3,25 т углекислого газа, 0,8 т оксида углерода, 0,2 т углеводородов, 0,04 т оксидов азота. В отличие от промышленных предприятий, выброс которых концентрируется в определенной зоне, автомобиль рассеивает продукты неполного сгорания топлива практически по всей территории городов, причем непосредственно в приземном слое атмосферы.

Удельный вес загрязнений автомобилями в крупных городах достигает больших значений.

Таблица. Доля автомобильного транспорта в общем загрязнении атмосферы в крупнейших городах мира, %

Токсичные компоненты отработавших газов и испарения из топливной системы отрицательно воздействуют на организм человека. Степень воздействия зависит от их концентраций в атмосфере, состояния человека и его индивидуальных особенностей.

Оксид углерода

Оксид углерода (СО) – бесцветный, не имеющий запаха газ. Плотность СО меньше, чем воздуха, и поэтому он легко может распространятся в атмосфере. Поступая в организм человека с вдыхаемым воздухом, СО снижает функцию кислородного питания, вытесняя кислород из крови. Это объясняется тем, что поглощаемость СО кровью в 240 раз выше поглощаемости кислорода. Прямое влияние оказывает СО на тканевые биохимические процессы, влекущие за собой нарушение жирового и углеводного обмена, витаминного баланса и т.д. В результате кислородного голодания токсический эффект СО связан с непосредственным влиянием на клетки центральной нервной системы. Повышение концентрации окиси углерода опасны и тем, что в результате кислородного голодания организма ослабляется внимание, замедляется реакция, падает работоспособность водителей, что влияет на безопасность дорожного движения.

Характер токсического воздействия СО можно проследить по диаграмме, представленной на рисунок.

Рис. Диаграмма воздействия СО на организм человека:
1 – смертельный исход; 2 – смертельная опасность; 3 – головная боль, тошнота; 4 – начало токсического действия; 5 – начало заметного действия; 6 – незаметное действие; Т,ч - время воздействия

Из диаграммы следует, что даже при незначительной концентрации СО в воздухе (до 0,01%) длительное воздействие его вызывает головную боль и приводит к снижению работоспособности. Более высокая концентрация СО (0,02…0,033%) приводит к развитию атеросклероза, возникновению инфаркта миокарда и развитию хронических легочных заболеваний. Причем особенно вредно воздействие СО на людей, страдающих коронарной недостаточностью. При концентрации СО около 1% наступает потеря сознания уже через несколько вздохов. СО оказывает негативное влияние и на нервную систему человека, вызывая обмороки, а также изменения цветовой и световой чувствительности глаз. Симптомы отравления СО – головная боль, сердцебиение, затрудненное дыхание и тошнота. Следует отметить, что при сравнительно небольших концентрациях в атмосфере (до 0,002%), СО связанный с гемоглобином, постепенно выделяется и кровь человека очищается от него на 50% каждые 3-4 ч.

Углеводородные соединения

Углеводородные соединения по их биологическому действию изучены пока еще недостаточно. Однако экспериментальные исследования показали, что полициклические ароматические соединения вызывали раку животных. При наличие определенных атмосферных условий (безветрие, напряженная солнечная радиация, значительная температурная инверсия) углеводороды служат исходными продуктами для образования чрезвычайно токсичных продуктов – фотооксидантов, обладающих сильными раздражающим и общетоксичным действием на органы человека, и образуют фотохимический смог. Особенно опасными из группы углеводородов являются канцерогенные вещества. Наиболее изученным является многоядерный ароматический углеводород бенз(а)пирен, известный еще под названием 3,4 бенз(а)пирен, – вещество, представляющее собой кристаллы желтого цвета. Установлено, что в местах непосредственного контакта канцерогенных веществ с тканью появляются злокачественные опухоли. В случае попадания канцерогенных веществ, осевших на пылевидных частицах, через дыхательные пути в легкие они задерживаются в организме. Токсичными углеводородами являются также и пары бензина, попадающие в атмосферу из топливной системы, и картерные газы, выходящие через вентиляционные устройства и неплотности в соединениях отдельных узлов и систем двигателя.

Оксид азота

Оксид азота – бесцветный газ, а диоксид азота – газ красно-бурого цвета с характерным запахом. Оксиды азота при попадании в организм человека соединяются с водой. При этом они образуют в дыхательных путях соединения азотной и азотистой кислот, раздражающе действуя на слизистые оболочки глаз, носа и рта. Оксиды азота участвуют в процессах, ведущих к образованию смога. Опасность их воздействия заключается в том, что отравление организма проявляется не сразу, а постепенно, причем нет каких-либо нейтрализующих средств.

Сажа

Сажа при попадании в организм человека вызывает негативные последствия в дыхательных органах. Если относительно крупные частицы сажи размером 2…10 мкм легко выводятся из организма, то мелкие размером 0,5…2 мкм задерживаются в легких, дыхательных путях, вызывают аллергию. Как любая аэрозоль, сажа загрязняет воздух, ухудшает видимость на дорогах, но, самое главное, на ней адсорбируются тяжелые ароматические-углеводороды, в том числе бенз(а)пирен.

Сернистый ангидрид SО2

Сернистый ангидрид SО2 – бесцветный газ с острым запахом. Раздражающее действие на верхние дыхательные пути объясняется поглощение SO2 влажной поверхностью слизистых оболочек и образованием в них кислот. Он нарушает белковый обмен и ферментативные процессы, вызывает раздражение глаз, кашель.

Диоксид углерода СО2

Диоксид углерода СО2 (углекислый газ) – не оказывает токсического действия на организм человека. Он хорошо поглощается растениями с выделением кислорода. Но при наличии в атмосфере земли значительного количества углекислого газа, поглощающего солнечные лучи, создается парниковый эффект, приводящий к так называемому «тепловому загрязнению». Вследствие этого явления повышается температура воздуха в нижних слоях атмосферы, происходит потепление, наблюдаются различные климатические аномалии. Кроме того, повышение содержания в атмосфере СО2 способствует образованию «озоновых» дыр. При снижении концентрации озона в атмосфере земли повышается отрицательное воздействие жесткого ультрафиолетового излучения ни организм человека.

Автомобиль является источником загрязнения воздуха также пылью. Во время езды, особенно при торможении, в результате трения покрышек о поверхность дороги образуется резиновая пыль, которая постоянно присутствует в воздухе на магистралях с интенсивным движением. Но покрышки не являются единственным источником пыли. Твердые частицы в виде пыли выделяются с отработавшими газами, завозятся в город в виде грязи на кузовах автомобилей, образуются от истирания дорожного покрытия, поднимаются в воздух вихревыми потоками, возникающими при движении автомобиля, и т.д. Пыль отрицательно сказывается на здоровье человека, губительно действует на растительный мир.

В городских условиях автомобиль является источником согревания окружающего воздуха. Если в городе одновременно движется 100 тыс. автомашин, то это равно эффекту, производимому 1 млн. л горячей воды. Отработавшие газы автомобилей, содержащие теплый водяной пар, вносят свой вклад в изменение климата города. Более высокие температуры пара усиливают перенос тепла движущейся средой (термическая конвекция), в результате чего количество осадков над городом возрастает. Влияние города на количество осадков особенно отчетливо видно по их закономерному увеличению, происходящему параллельно с ростом города. За десятилетний период наблюдений в Москве, например, выпадало 668 мм осадков в год, в ее окрестностях – 572 мм, в Чикаго – 841 и 500 мм соответственно.

К числу побочных проявлений деятельности человека относятся и кислотные дожди – растворенные в атмосферной влаге продукты сгорания – оксиды азота и серы. В основном это относится к промышленным предприятиям, выбросы которых отводятся высоко над уровнем поверхности и в составе которых много оксидов серы. Вредное воздействие кислотных дождей проявляется в уничтожении растительности и ускорении коррозии металлических конструкций. Важным фактором здесь является и то, что кислотные дожди способны вместе с движением атмосферных воздушных масс преодолевать расстояния в сотни и тысячи километров, пересекая границы государств. В периодической печати появляются сообщения о кислотных дождях, выпадающих в разных странах Европы, в США, Канаде и замеченных даже в таких заповедных зонах, как бассейн Амазонки.

Неблагоприятное воздействие на окружающую среду оказывают температурные инверсии – особое состояние атмосферы, при котором температура воздуха с высотой увеличивается, а не уменьшается. Приземные температурные инверсии являются результатом интенсивного излучения тепла поверхностью почвы, вследствие чего охлаждаются и поверхность, и прилегающие слои воздуха. Подобное состояние атмосферы препятствует развитию вертикальных движений воздуха, поэтому в нижних слоях накапливаются водяной пар, пыль, газообразные вещества, способствуя образованию слоев дымки и тумана, в том числе – смога.

Широкое применение соли для борьбы с гололедом на автомобильных дорогах ведет к сокращению срока службы автомобилей, вызывает неожиданные изменения в придорожной флоре. Так, в Англии отмечено появление вдоль дорог растений, характерных для морских побережий.

Автомобиль – сильный загрязнитель водоемов, подземных водных источников. Определено, что 1 л нефти может сделать непригодным для питья несколько тысяч литров воды.

Большой вклад в загрязнение окружающей среды вносят процессы технического обслуживания и ремонта подвижного состава которые требуют энергетических затрат и связаны с большим водопотреблением, выбросом загрязняющих веществ в атмосферу, образованием отходов, в том числе токсичных.

При выполнении технического обслуживания транспортных средств задействованы подразделения, зоны периодических и оперативных форм технического обслуживания. Выполнение ремонтных работ ведется на производственных участках. Используемые в процессах ТО и ремонта технологическое оборудование, станки, средства механизации и котельные установки являются стационарными источниками загрязняющих веществ.

Таблица. Источники выделения и состав вредных веществ в производственных процессах на эксплуатационных и ремонтных предприятиях транспорта

Название зоны, участка, отделения	Производственный процесс	Используемое оборудование	Выделяющиеся вредные вещества
Участок мойки подвижного состава	Омывка наружных поверхностей	Механическая мойка (моечные машины), шланговая мойка	Пыль, щелочи, поверхностно-активные синтетические вещества, нефтепродукты, растворяемые кислоты, фенолы
Зоны технического обслуживания, участок диагностики	Техническое обслуживание	Подъемно-транспортирующие устройства, смотровые канавы, стенды, оборудование для замены смазки, комплектующих, система вытяжной вентиляции	Оксид углерода, углеводороды, оксиды азота, масляный туман, сажа, пыль
Слесарно-механическое отделение	Слесарные, расточные, сверлильные, строгальные работы	Токарный, вертикально-сверлильный, строгальный, фрезерный, шлифовальный и др. станки	Пыль абразивная, металлическая стружка, масляный туман, эмульсии
Элсктротехничсское отделение	Заточные, изолировочные, обмоточные работы	Заточной станок, электролудильные ванны, оборудование для пайки, стенды испытаний	Абразивная и асбестовая пыль, канифоль, пары кислот, третник
Аккумуляторный участок	Сборочно-разборочные и зарядные работы	Ванны для промывки и очистки, сварочное оборудование, стел- лажи, система вытяжной вентиляции	Промывочные растворы, пары кислот, электролит, шламы, промывочные аэрозоли
Отделение топливной аппаратуры	Регулировочные и ремонтные работы по топливной аппаратуре	Проверочные стенды, специальная оснастка, система вентиляции	Бензин, керосин, дизельное топливо. ацетон, бензол, ветошь
Кузнечно-рессорное отделение	Ковка, закалка, отпуск металлических изделий	Кузнечный горн, термические ванны, система вытяжной вентиляции	Угольная пыль, сажа, оксиды углерода, азота, серы, загрязненные сточные воды
Медницко-жестяницкое отделение	Резка, пайка, правка, формовка по шаблонам	Ножницы по металлу, оборудование для пайки, шаблоны, система вентиляции	Пары кислот, третник, наждачная и металлическая пыль и отходы
Сварочное отделение	Электродуговая и газовая сварка	Оборудование для дуговой сварки, ацетилена — кислородный генератор, система вытяжной вентиляции	Минеральная пыль, сварочный аэрозоль, оксиды марганца, азота, хрома, хлористый водород, фториды
Арматурное отделение	Резка стекол, ремонт дверей, полов, сидений, внутренней отделки	Электрический и ручной инструмент, сварочное оборудование	Пыль, сварочный аэрозоль, древесная и металлическая стружка, металлические и пластмассовые отходы
Обойное отделение	Ремонт и замена изношенных, поврежденных сидений, полок, кресел, диванов	Швейные машины, раскройные столы, ножи для кройки и резки поролона	Пыль минеральная и органическая, отходы тканей и синтетических материалов
Участок шиномонтажа и ремонта шин	Разборка и сборка шин, ремонт покрышек и камер, балансировочные работы	Стенды для разборки и сборки шин, оборудование для вулканизации, станки для динамической и статической балансировки	Минеральная и резиновая пыль, сернистый ангидрид, пары бензина
Участок лакокрасочных покрытий	Удаление старой краски, обезжиривание, нанесение лакокрасочных покрытий	Оборудование для пневматического или безвоздушного распыления, ванны, сушильные камеры, система вентиляции	Пыль минеральная и органическая, пар-растворителей и аэг золи красок, загрязненные сточные в^ я
Участок обкатки двигателей (для ремонтных предприятий)	Холодная и горячая обкатка двигателя	Стенд для обкатки, система вытяжной вентиляции	Оксиды углерода, азота, углеводорода, сажа, сернистый ангидрид
Стоянки и места отстоя подвижного состава	Перемещение единиц подвижного состава, ожидание	Оборудованная площадка открытого или закрытого хранения	Тоже

Сточные воды

При эксплуатации автомобилей образуются сточные воды. Состав и количество этих вод различны. Сточные воды возвращаются обратно в окружающую среду, главным образом в объекты гидросферы (река, канал, озеро, водохранилище) и суши (поля, накопители, подземные горизонты и др.). В зависимости от вида производства сточными водами на предприятиях транспорта могут являться:

сточные воды от мойки автомобилей
нефтесодержащие стоки от производственных участков (моющие растворы)
сточные воды, содержащие тяжелые металлы, кислоты, щелочи
сточные воды, содержащие краску, растворители

Сточные воды от мойки автомобилей составляют от 80 до 85% от объема производственных стоков автотранспортных организаций. Основными загрязнителями являются взвешенные вещества и нефтепродукты. Их содержание зависит от типа автомобиля, характера дорожного покрытия, погодных условий, характера перевозимого груза и др.

Сточные воды от мойки агрегатов, узлов и деталей (отработанные моющие растворы) отличаются наличием в них значительного количества нефтепродуктов, взвешенных веществ, щелочных компонентов и поверхностно-активных веществ.

Сточные воды, содержащие тяжелые металлы (хром, медь, никель, цинк), кислоты и щелочи наиболее характерны для авторемонтных производств, использующих гальванические процессы. Они образуются в процессе приготовления электролитов, подготовки поверхностей (электрохимическое обезжиривание, травление) гальванопокрытий и промывки деталей.

В процессе проведения малярных работ (методом пневматического распыления) 40% лакокрасочных материалов поступает в воздух рабочей зоны. При проведении этих операций в окрасочных камерах, оборудованных гидрофильтрами, 90% этого количества оседает на элементах самих гидрофильтров, 10% уносится с водой. Таким образом, в сточные воды окрасочных участков попадает до 4% израсходованных лакокрасочных материалов.

Основным направлением в области снижения загрязнения водных объектов, грунтовых и подземных вод промышленными стоками, является создание систем оборотного водоснабжения производства.

Ремонтные работы сопровождаются также загрязнением почвы, накоплением металлических, пластмассовых и резиновых отходов вблизи производственных участков и отделений.

При строительстве и ремонте путей сообщения, а также производственно-бытовых объектов предприятий транспорта происходит изъятие из экосистем воды, грунта, плодородных почв, минеральных ресурсов недр, разрушение природных ландшафтов, вмешательство в животный и растительный мир.

Шум

Наряду с другими видами транспорта, промышленным оборудованием, бытовыми приборами автомобиль является источником искусственного шумового фона города, как правило, отрицательно воздействующего на человека. Следует отметить, что и без шума, если он не превышает допустимых пределов, человек чувствует дискомфорт. Не случайно исследователи Арктики не раз писали о «белом безмолвии», которое угнетающе действует на человека, тогда как «шумовое оформление» природы положительно влияет на психику. Однако шум искусственного происхождения, особенно сильный шум, отрицательно влияет на нервную систему. Перед населением современных городов возникает серьезная проблема борьбы с шумом, так как сильный шум не только ведет к потере слуха, но и вызывает психические расстройства. Опасность шумового воздействия усугубляется свойством человеческого организма накапливать акустические раздражения. Под действием шума определенной интенсивности возникают изменения в циркуляции крови, работе сердца и желез внутренней секреции, снижается мышечная выносливость. Статистические данные свидетельствуют о том, что процент нервно-психических заболеваний выше среди лиц, работающих в условиях повышенного уровня шума. Реакция на шум зачастую выражается в повышенной возбудимости и раздражительности, охватывающих всю сферу чувствительных восприятий. Люди, подвергающиеся постоянному воздействию шума, часто становятся трудными в общении.

Шум оказывает вредное влияние на зрительный и вестибулярный анализаторы, снижает устойчивость ясного видения и рефлекторную деятельность. Чувствительность сумеречного зрения ослабевает, снижается чувствительность дневного зрения к оранжево-красным лучам. В этом смысле шум является косвенным убийцей многих людей на автотранспортных магистралях мира. Это относится как к водителям автотранспорта, работающим в условиях интенсивного шума и вибрации, так и к жителям крупных городов с высоким уровнем шума.

Особенно вреден шум в сочетании с вибрацией. Если кратковременная вибрация тонизирует организм, то постоянная вызывает так называемую вибрационную болезнь, т.е. целый комплекс нарушений в организме. У водителя снижается острота зрения, сужается поле видимости, может изменится восприятие цвета или способность оценивать расстояние до встречного автомобиля. Нарушения эти, конечно, индивидуальны, однако для профессионального водителя они всегда нежелательны.

Опасным является также инфразвук, т.е. звук с частотой менее 17 Гц. Этот индивидуальный и неслышный враг вызывает реакции, противопоказанные человеку за рулем. Воздействие инфразвука на организм вызывает сонливость, ухудшение остроты зрения и замедленную реакцию на опасность.

Из источников шума и вибрации в автомобиле (коробка передач, задний мост, карданный вал, кузов, кабина, подвеска, а также колеса, шины) основным является двигатель с его системами впуска и выпуска, охлаждения и питания.

Рис. Анализ источников шума грузового автомобиля:
1 – суммарный шум; 2 – двигатель; 3 – система выпуска отработавших газов; 4 – вентилятор; 5 – впуск воздуха; 6 – остальное

Тем не менее, при скорости движения автомобиля более 50 км/ ч преобладающим является шум создаваемый шинами автомобиля, который увеличивается пропорционально скорости движения.

Рис. Зависимость шума автомобиля от скорости движения:
1 – диапазон рассеивания шума из-за разных сочетаний дорожных покрытий и шин

Совокупное действие всех источников акустического излучения и приводит к тем высоким уровням шума, которыми характеризуется современный автомобиль. Эти уровни зависят и от других причин:

состояния дорожного покрытия
скорости и изменения направления движения
изменения частоты вращения коленчатого вала двигателя
нагрузки
и т.д.