магистр техники и технологии, старший преподаватель Мырзабекова Д.М.

 Восточно-Казахстанский государственный технический университет

им. Д.Серикбаева, Казахстан

Транспортные средства – источник загрязнения окружающей среды

 

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.

Наряду с преимуществами, которые обеспечивает обществу раз­витая транспортная сеть, ее 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. В среднем вклад отдельных видов транспортных средств в загрязне­ние атмосферы следующий:

•   автомобильный - 85%,

•   морской и речной - 5,3%,

•   воздушный - 3,7%,

•   железнодорожный - 3,5%,

•   сельскохозяйственный - 2,5%.

Наряду с загрязнениями окружающей среды вредными вы­бросами следует отметить физическое воздействие на атмосферу в виде образования антропогенных физических полей (повышенный шум, инфразвук, электромагнитные излучения). Из этих факторов наибольшее воздействие оказывает шум. Транспорт -основной источник акустического загрязнения окружающей среды. В крупных городах уровень шума достигает 70...75 дБА, что в несколько раз превышает допустимые нормы. Основными источ­ником акустического загрязнения окружающей среды является автомобильный транспорт: его вклад в акустическое загрязнение в городах составляет от 75 до 90%.

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

Общий мировой парк автомобилей насчитывает 800 млн единиц, из которых 83...85% составляют легковые автомобили, а 15...17% - грузовые и автобусы. Если тенденции роста выпуска автотранспортных средств останутся неизменными, то к 2015 г. число автомобилей может возрасти до 1,5 млрд ед. Автомобильный транспорт, с одной стороны, потребляет из атмосферы кислород, а с другой - выбрасывает в нее отрабо­тавшие газы, картерные газы и углеводороды из-за испарения их из топливных баков и негерметичности систем подачи топ­лива.

Автомобиль отрицательно воздействует практически на все составляющие биосферы: атмосферу, водные, земельные ресур­сы, литосферу и человека.

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

Автомобиль самый активный потребитель кислорода воздуха. Если человек потребляет до 20 кг (15,5 м3) воздуха в сутки и до 7,3 т 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 вес их население. Раннее приведенные исследования  показали, что при тихой, безветренной погоде и низ­ком атмосферном давлении на оживленных автомобильных трассах объемная концентрация кислорода в воздухе нередко понижается до 15%. Известно, что при концентрации кислорода в воздухе ниже 17% у людей появляются симптомы недомога­ния, при 12% и меньше возникает опасность для жизни, при концентрация ниже 11% наступает потеря сознания, а при 6% прекращается дыхание [2].

Проблема защиты воздуха от загрязнения его ток­сичными компонентами отработавших газов является сложной, а ее успешное решение обусловлено тесным сотрудничеством заводов-изготовителей автомобилей и автотранспортных организаций, а также зависит от зна­ний и опыта работника, станций технического обслужи­вания и водителей автомобилей.

При оценке последствий загрязнения воздуха на тер­ритории различных городов и районов следует учиты­вать не только степень промышленного развития и раз­вития автомобильного транспорта, но также степень кон­центрации промышленных предприятий, географические и климатические условия, степень инсоляции (освеще­ния солнечным светом), а также вопросы организации движения автомобильного транспорта.

При сгорании топлива в ци­линдрах двигателей образуются нетоксичные (водяной пар, угле­кислый газ) и токсичные вещества. Последние являются продук­тами сгорания или побочных реакций, протекающих при высоких температурах. К ним относятся окись углерода СО, углеводороды CmHn, окислы азота (N0 и N02) обычно обозначаемые NOX. Кроме перечисленных веществ вредное воздействие на организм челове­ка оказывают выделяемые при работе двигателей соединения свинца, канцерогенные вещества (бенз(а)пирен), сажа и альдеги­ды. Ниже приведено содержание основных токсичных веществ в отработавших газах бензиновых двигателей [2].

Токсичные вещества           Содержание

Окись углерода, %.................... до 10,0

Углеводороды, %..............         до 3,0

Окислы азота, % ...................... до 0,5

Альдегиды, %....................        0,03

Сажа, г/м3.................................................... до 0,04

Бенз(а)пирен, мкг / м3............................ до 20

Двуокись серы, %..............        0,008

Основным токсичным компонентом отработавших газов, выделяющихся при работе бензиновых двигателей, является окись углерода. Она образуется при неполном окислении углеро­да топлива из-за недостатка кислорода во всем объеме цилиндра двигателя или в отдельных его частях.

Основным источником токсичных веществ, выделяющихся при работе дизелей, являются отработавшие газы. Картерные газы дизеля содержат значительно меньшее количество углеводородов по сравнению с бензиновым двигателем в связи с тем, что в дизе­ле сжимается чистый воздух, а прорвавшиеся в процессе расши­рения газы содержат небольшое количество углеводородных со­единений, являющихся источником загрязнений атмосферы.

Примерное содержание токсичных компонентов в отрабо­тавших газах дизеля приведено ниже [2].

Токсичные вещества       Содержание

Окись углерода, %...........          0,2

Углеводороды, %..................... 0,01

Окислы азота, % ...................... 0,25

Альдегиды, %.......................... 0,002

Сажа,г/м3.................................................. 0,01 -1,1

Бенз(а)пирен, мкг/м3............................. до 10

Двуокись серы, %..................... 0,03

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

Ежегодный объем атмосферных загрязнений, производимых в Казахстане, колеблется в пределах 5-7 миллионов тонн, из которых на долю транспортного сектора (в основном, автомобильного транс­порта) приходится более трети. По данным национальных природоохранных органов, практически все областные и крупные промышленные центры республики имеют повышенный уровень загрязнения ат­мосферного воздуха. В таких городах, как Алматы, Балхаш, Тараз, Зыряновск, Риддер, Темиртау, Усть-Каменогорск и Шымкент индекс загрязнения атмосферы регулярно превышает допустимый по­казатель. Из этих же источников следует, что доля автомобильного транспорта в загрязнении атмосферного воздуха городов Казахстана является существенной, для двенадцати городов она значительна. В Астане, Таразе, Караганде, Павло­даре, Петропавловске, Усть-Каменогорске и Шымкенте вклад автомобильного транспорта в загрязнение атмосферного воздуха составляет 20-40%, а в городах Актюбинске, Алматы, Атырау, Костанае и Семей превышает 50% от общего.

Влияние автомобильного транспорта в загрязнении окружающей среды и негативном воздейст­вии на население (очевидно) еще более существенно, чем это может казаться из приведенных выше официальных количественных оценок. Дело в том, что, во-первых, основная деятельность автомобиль­ного транспорта сосредоточена в местах с высокой плотностью населения - городах, промышленных центрах. Во-вторых, вредные выбросы от автомобилей производятся в самых нижних, приземных слоях атмосферы, там, где протекает основная жизнедеятельность человека и где условия для их рассеивания являются наихудшими. В-третьих, отработавшие газы двигателей автомобилей содержат высококон­центрированные токсичные компоненты, являющиеся основными загрязнителями атмосферы. Время, в течение которого вредные вещества естественным образом сохраняются в атмосфере, оценивается от десятка суток до полугода.

В отработавших газах двигателей автомобилей содержится более 200 токсичных химических со­единений, большую часть из которых представляют различные углеводороды. Ввиду такого многообра­зия и сложности идентификации отдельных соединений к рассмотрению обычно принимаются наиболее представительные компоненты или их группы.

Помимо прямого негативного воздействия на человека выбросы от автотранспорта наносят и косвенный ущерб. Так, повышение концентрации конечного продукта сгорания автомоторного топлива - диоксида углерода, кстати говоря, естественного атмосферного компонента, приводят к глобальному повышению температуры земной атмосферы (так называемый парниковый эффект). По мнению многих экспертов, следствием этого являются такие природные катаклизмы последнего времени, как масштаб­ные пожары в Юго-Восточной Азии, Америке, Сибири, наводнения в Европе и Азии.

Реальные количественные оценки вредных выбросов от автомобильного транспорта в Казахстане крайне затруднены. Это связано с тем, что автомобиль является мобильным источником с неустано­вившимся процессом выделения вредных веществ, а в республике отсутствует какое-либо оборудова­ние, позволяющее проводить экологические исследования подобных объектов.

Главными причинами повышенного загрязнения атмосферного воздуха автомобильным транс­портом являются:

•           неудовлетворительное качество автомоторного топлива;

•           низкие технико-эксплуатационные показатели парка автотранспортных средств.

Оба этих фактора влияют на загрязнение атмосферы как непосредственно (например, из-за не­эффективного сжигания топлива), так и косвенно (например, из-за неоправданно высокого расхода топ­лива).

Приоритетными направлениями снижения загрязнения окру­жающей среды автомобильным транспортом являются:

· применение новых видов автотранспорта, минимально за­грязняющих окружающую среду (например, электромобиль);

· рациональная организация  и управление транспортными потоками;

· использование более качественных или экологически чис­тых видов топлива (например, газ).

Литература:

1.     Бекмуханов М. Автомобильный транспорт Казахстана. Алматы, 2005

2.     Денисов В.И., Рогалев В.А. Проблемы экологизации автомобильного транспорта. СПб.: МАПЭБ, 2005, с 312