1.1.4 Автотранспорт как 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. Различают грузовой, автомобильный, сельскохозяйственный (трактора и комбайны), железнодорожный, водный, воздушный и трубопроводный транспорт.
В настоящее время земной шар покрыт густой сетью путей сообщения. Протяженность магистральных автомобильных дорог мира с твердым покрытием превышает 12 млн. км, воздушных линий — 5,6 млн. км, железных дорог — 1,5 млн. км, магистральных трубопроводов — около 1,1 млн. км, внутренних водных путей — более 600 тыс. км. Морские линии составляют многие миллионы километров.
Наряду с преимуществами, которые обеспечивает обществу развития транспортная сеть, её прогресс сопровождается также негативными последствиями — отрицательными воздействием транспорта на окружающую среду, и, прежде всего на тропосферу, почвенный покров и водные объекты.
Все транспортные средства с автомобилями первичными двигателями в той или иной степени загрязняют атмосферу химическими соединениями, содержащимися в отработанных газах. В среднем вклад отдельных видов транспортных средств в загрязнение атмосферы следующий:
§ автомобильный — 85%;
§ морской и речной — 5,3%;
§ воздушный — 3,7%;
§ железнодорожный — 3,5%;
§ сельскохозяйственный — 2,5%;
Во многих больших городах, таких, как Берлин, Мехико, Токио, Москва, Петербург, Киев, загрязнение воздуха автомобильными выхлопами составляет по разным оценкам от 80 до 95% всех загрязнений.
Что касается загрязнения атмосферы другими видами транспорта, то здесь проблема имеет меньшую остроту, поскольку транспортные средства этих видов не концентрируются непосредственно в городах. Так, в крупнейших железнодорожных узлах все движение переведено на электротягу и лишь на маневровой работе используют тепловозы. Речные и морские порты, как правило, размещены за пределами жилых кварталов городов, а движение судов в районах портов практически незначительно. Аэропорты, как правило, относят от городов на 20...40 км. Кроме того, большие открытые пространства над аэродромами, как и над речными и морскими портами, не создают опасности высоких концентраций токсичных примесей, выделяемых двигателями. Следует отметить, что на железнодорожном, морском, речном и современном воздушном транспорте почти не используют карбюраторных бензиновых двигателей
Наряду с загрязнениями окружающей среды вредными выбросами следует отметить физическое воздействие на атмосферу в виде образования антропогенных физических полей (повышенный шум, инфразвук, электромагнитные излученияизических полей ()еды вредными выбросами следует отметить физическое воздействие на атмосферу в виде образования антропогенных). Из этих факторов наиболее массовое воздействие оказывает повышенный шум. Транспорт — основной источник акустического загрязнения окружающей среды. В крупных городах уровень шума достигает 70...75 дБА, что в несколько раз превышает допустимые нормы. Основными источниками акустического загрязнения окружающей среды является автомобильный транспорт: его вклад в акустическое загрязнения в городах составляет от 75 до 90%.
Общий мировой парк автомобилей насчитывает 800 млн единиц, из которых 83...85% составляет легковые автомобили, а 15...17% — грузовые и автобусы. Выставленные бампер к бамперу, они составляли бы цепочку длиной в 4 млн км, которой 100 раз можно обернуть земной шар по экватору. Если тенденция роста выпуска автотранспортных средств останутся неизменёнными, то к 2015 г. Число автомобилей может возрасти до 1,5 млрд шт.
Автомобильный транспорт, с одной стороны, потребляет из атмосферы кислород, а с другой — выбрасывает в неё 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 ресурсы, земельные ресурсы, литосферу и человека. Масштабы этого воздействия схематично представлены на рис. 1.2. Оценка экологической опасности через ресурсоэнергетические переменные всего цикла жизни автомобиля с момента добычи минеральных ресурсов, нужных для его производства, до рециклирования отходов после окончания его службы показала, что экологическая «стоимость»
Выхлопы от автотранспорта распространяются непосредственно на улицах города вдоль дорог, оказывая непосредственное вредное воздействие на пешеходов, жителей расположенных рядом домов и растительность. Выявлено, что зоны с превышением ПДК по диоксиду азота и оксиду углерода охватывают до 90% городской территории.
Автомобиль — самый активный потребитель кислорода воздуха. Если человек потребляет воздуха до 20 кг (15,5 м³) в сутки и до 7,5 т в год, то современный автомобиль для сгорания 1 кг бензина расходует около 250 л кислорода.
Таким образом, в крупных мегаполисах автомобильный транспорт поглощает кислорода в десятки раз больше, чем все их население. Известно, что при концентрации кислорода в воздухе ниже 17% у людей появляются симптомы недомогания, при 12% и меньше возникает опасность для жизни, а при 6% прекращается дыхание.
С другой стороны, на этих магистралях не просто мало кислорода, но воздух ещё насыщен вредными веществами автомобильного выхлопа. Дым, выбрасываемый заводскими трубами, испарения химических производств, гарь от котельных и все прочие отходы деятельности большого города составляет примерно всего 7% общей массы загрязнений. Особенностью автомобильных выбросов является также то, что они загрязняют воздух на высоте человеческого роста, и люди дышат этими выбросами.
В табл. 1.2 приведён состав основных примесей в выхлопных газах бензиновых и дизельных двигателей внутреннего сгорания (ДВС).[4]
Таблица 1.2 Состав основных примесей в выбросах автотранспорта
(в кг на тонну топлива)
Компонент выбросов |
Двигатель |
|
бензиновый |
дизельный |
|
Оксиды: углерода азота серы |
395,0 20,0 1,6 |
9,0 33,0 6,0 |
Углеводороды |
34,0 |
20,0 |
Альдегиды, органические кислоты |
1,4 |
6,0 |
Твердые частицы (сажа) |
2,0 |
16,0 |