Екологічний вплив міського транспорту на навколишнє середовище

МІНІСТЕРСТВО НАУКИ І ОСВІТИ УКРАЇНИ

Вінницький національний технічний університет

Кафедра хімії та екологічної безпеки

Реферат на тему:

Екологічний вплив міського транспорту на навколишнє середовище

Виконали

студенти гр. АЕ-01

Ходжаніязова Тамара

Баковська Тетяна

Перевірив

Паламарчук

Ігор Анатолійович

Вінниця 2004

Зміст

1.  Екологія автомобільного транспорту

1.1 Забруднення атмосферного повітря

1.2 Шумове забруднення автотранспортом

1.3 Загибель міської зелені

1.4 Вплив на здоров’я населення

2.  Міський громадський транспорт

3.  Транспорт з альтернативними джерелами живлення

3.1 Розвиток електромобілів

3.2 Сонце – джерело екологічно чистої енергії

1. Екологія автомобільного транспорту

Усі види сучасного транспорту завдають великої шкоди біосфері, але найбільш небезпечний для неї – автомобільний транспорт. Сьогодні у світі приблизно 600 млн. автомобілів. У середньому кожний з них викидає в добу 3,5 – 4 кг чадних газів, значну кількість оксидів азоту, сірки, сажу. При використанні етильованого (з додаванням свинцю) бензину цей високотоксичний елемент потрапляє у вихлопи. "Внесок" автомобільного транспорту в забруднення атмосфери складає сьогодні в більшості міст України не менше 30%. Автомобілі використовують кисень атмосфери, для них щорічно розширюють мережу доріг із твердим покриттям, що густою сіткою обплутують планету. Зміст таких доріг вимагає дуже великих витрат енергії.

Автомобілі витрачають величезну кількість палива. А його джерела вичерпні, і їх залишилося на землі не так вже багато. Особливо швидко тануть запаси нафти, з якої одержують бензин. Крім того, при видобутку нафти, її транспортуванні і переробці на нафтопереробних підприємствах забруднюються ґрунти, води й атмосфера. Нарешті, в автомобільних катастрофах на дорогах гине багато людей.

1.1 Забруднення атмосферного повітря

У глобальному балансі забруднення атмосфери частка автотранспорту складає 13,3%, але в містах вона зростає до 80%. У світі близько 600 млн. автомобілів (а в Китаї й Індії – 600 млн. велосипедів). У США автомобіль є в кожного другого жителя, а в Африці на 1000 чоловік відводиться 9 автомобілів, в Індії – 2, у Китаї – 2, у Росії – 79.

Навіть легковому автомобілю для згоряння 1 кг бензину потрібно 2,5 кг кисню. У середньому автолюбитель проїжджає в рік 10 тис. км і спалює 10 т бензину, витрачаючи 35 т кисню і викидаючи в атмосферу 160 т вихлопних газів, у яких виявлені близько 200 різних речовин, у тому числі 800 кг оксиду вуглецю, 40 кг оксидів азоту, 200 кг вуглеводнів. Якщо бензин етильований, то ще і 3,5 кг отрутного свинцю. Крім того, кожен автомобіль, стираючи шини, поставляє в атмосферу 5-8 кг гумового пилу щорічно.

Кількість автомобілів у США в 10 разів більше, ніж у країнах СНД і досягла 170 млн. (при населенні близько 250 млн. чоловік). Однак ці автомобілі викидають в атмосферу забруднюючих речовин тільки в 2 рази більше: американські автомобілі в 5 разів чистіше наших. Проте, американці стурбовані цим "автобезумством", адже 25% діоксиду і 67% оксиду вуглецю, що надходять в атмосферу США при згорянні палива, відводиться на частку автомобілів (інше – на інші види транспорту і промислові підприємства). Уряд штатів намагається зменшити екологічну шкоду від автомобіля. У Південній Каліфорнії прийнятий закон, згідно якого, власники підприємств, де працює понад 100 чоловік, повинні скласти спеціальний графік роботи, щоб зменшити число поїздок автомобілів працівників; практикувати роботу вдома кілька разів у тиждень; зменшувати число робочих днів, збільшуючи їхню тривалість, заохочувати почергове використання групою співробітників одного автомобіля. З водіїв, що з'явилися в час "пік" на завантажених магістралях, стягують особливу плату, підвищують податки на бензин і ін. На більшій частині магістралей створюють велодорожки.

Токсичними викидами ДВЗ є відпрацьовані і картерні гази, пари палива з карбюратора і паливного бака. Основна частка токсичних домішок надходить в атмосферу з газами, що відробили, ДВЗ. З картерними газами і парами палива в атмосферу надходить ~45% С_nH_n від їхнього загального викиду.

Дослідження складу газів, що відпрацьовані, ДВЗ показують, що в них утримується кілька десятків компонентів, основні з яких наведені в табл. 1.1. Діоксид сірки утворюється в відпрацьованих газах, у тому випадку, коли сірка утримується у вихідному паливі (дизельне паливо).

Аналіз даних приведених у таблиці 1.1, показує, що найбільшою токсичністю володіє вихлоп карбюраторних ДВЗ за рахунок більшого викиду С, No_x, C_nH_m і ін. Дизельні ДВЗ викидають у великих кількостях сажу, що у чистому виді не токсична. Однак частки сажі несуть на своїй поверхні частки токсичних речовин, у тому числі і канцерогенних. саж може тривалий час знаходитися в зваженому стані в повітрі, збільшуючи тим самим час впливу токсичних речовин на людину.

Таблиця 1.1

Компоненти	Зміст компоненту, про. частки, %		Примітка
	Карбюраторні ДВЗ	Дизельні ДВЗ
N2 O2 H2O (пари) CO2 H2 CO NOx CnHm Альдегіди Сажа Бензапірен	74 – 77 0,3 – 8 3,0 – 5,5 5,0 - 12,0 0 - 5,0 0,5 - 12,0 До 0,8 0,2 - 3,0 До 0,2 мг/л 0-0,04 г/м3 10-20 мкг/м3	76 – 78 2-18 0,5-4,0 1,0-10,0 - 0,01-0,50 0,0002-0,5 0,009-0,5 0,001-0,09 мг/л 0,01-1,1 г/м3 до 10 мкг/м3	Нетоксичний Токсичний

Кількість шкідливих речовин, що надходять в атмосферу в складі відпрацьованих газів, залежить від загального технічного стану автомобілів і особливо від двигуна - джерела найбільшого забруднення. Так, при порушенні регулювання карбюратора викиди збільшуються в 4 – 5 разів.

Застосування етильованого бензину, що має у своєму складі сполуки свинцю, викликає забруднення атмосферного повітря досить токсичними сполуками свинцю. Близько 70% свинцю, доданого до бензину з етиловою рідиною, потрапляє в атмосферу з відпрацьованими газами, з них 30% осідає на землі відразу, а 40% залишається в атмосфері. Один вантажний автомобіль середньої вантажопідйомності виділяє 2,5 – 3 кг свинці в рік. Концентрація свинцю в повітрі залежить від змісту свинцю в бензині:

Виключити надходження високотоксичних сполук свинцю в атмосферу можна заміною етильованого бензину на неетильований, що давно практикується у великих містах ряду країн Західної Європи.

Валові викиди шкідливих речовин автомобільним транспортом Росії (тоді ще СРСР) складають, млн. т/рік:

Світовим парком автомобілів із ДВЗ щорічно викидається, млн. т:

оксиду вуглецю – 260

летучих вуглеводнів – 40

оксидів азоту – 20.

Частка участі автомобільного транспорту в забрудненні атмосферного повітря великих міст світу складає, %:

У деяких місцях концентрація С у час коротких періодів досягає 200 мг/м³ і більш, при нормативних значеннях максимально припустимих разових концентрацій 40 мг/м³ (США) і 10 мг/м³ (Росія).

Вихлопні гази автомобіля тяжче за повітря, тому усі вони накопичуються в землі. Дитина, що сидить у колясці на тротуарі вулиці з великим рухом транспорту, вдихає набагато більше токсичного повітря, чим гуляючі з ним дорослі.

Ранок багатьох городян починається зі звуку двигунів, що включаються, і запаху відпрацьованих газів. Викид забруднювачів при прогріві машини, особливо узимку, значно вище, ніж при її русі по дворі. У цілому, відпрацьовані гази в небезпечних концентраціях поширюються до третього-четвертого поверху. Якщо запах газів відчувається в квартирі, Ви можете бути упевнені, що їхній вміст перевищує норму.

Сучасний автомобіль робить коктейль, що включає в себе більш ніж 200 забруднюючих речовин. У їхньому числі:

Вуглеводні: утворяться при неповному згорянні палива. Автотранспорт відповідальний приблизно за 39 відсотків викидів вуглеводнів в індустріально розвинутих країнах. Бензинові двигуни викидають вуглеводнів більше, ніж аналогічні дизельні двигуни.

Одним з найбільш небезпечних вуглеводнів є бензапірен - він природно зустрічається в сирій нафті. Високі концентрації бензапірену спостерігаються на міських магістралях, а також поблизу заправних станцій. Доведено, що бензапірен є сильним канцерогеном, зокрема, викликає лейкемію, уроджені каліцтва. Для бензапірену не існує граничних концентрацій - він являє загрозу для здоров'я в будь-якій кількості.

Реальну небезпеку представляє забруднення бензапіреном піску ігрових площадок і ґрунту газонів. Надходження токсичних речовин в організм дитини відбувається через рот із брудними руками й іграшками. За деякими оцінками, на долю брудних рук відводиться до 63% щодобового надходження токсичних речовин в організм дитини.

У 2001 році В Москві для аналізу були відібрані проби піску у всіх дитячих площадках Бульварного кільця, а там, де обладнаних дитячих площадок не було - з верхнього горизонту ґрунтів газонів.

Результати аналізів показали, що ступінь забруднення бульварів бензапіреном відбиває інтенсивність транспортного руху уздовж різних ділянок Бульварного кільця. По інтенсивності транспортного руху і рівневі забруднення бензапіреном чітко виділяються західна і північна ділянки Бульварного кільця. Пік забруднення приходиться на транспортну розв'язку в районі Пушкінської площі. У ґрунтах газону тут відзначений максимальний вміст бензапірену - у 17 разів перевищуюче ГДК (гранично допустимі концентрації).

Чадний газ (З): автомобілі - основне джерело чадного газу. Чадний газ - одна з найбільш токсичних сполук, негативно впливає на здоров'я людей. Він впливає на організм людини, зменшуючи насичуваність крові киснем, і тим самим, послабляє сприйняття, викликає сповільнення рефлексів і сонливість. Це збільшує частоту головних болів і негативно впливає на всю нервову систему, а також на серце і кровообіг. У великих дозах смертельний.

Окиси азоту (NO і N₂O). Двоокис азоту негативно впливає і на людину, і на рослини. Припиняє ріст зернових. У людини викликає захворювання дихальних шляхів, негативно впливає на функції легень, підвищує імовірність вірусних захворювань. Окис азоту і двоокис азоту відіграють основну роль у формуванні кислотних дощів (у Європі вони утворюють до 50% кислот, що випадають з дощами). Кислотні дощі викликали усихання великих лісових масивів у Північній Європі. Вони також є причиною змін у ґрунтовій флорі - відбувається розвиток азотолюбних видів, замість інших видів - і надмірного розвитку мікрофлори в морях і озерах, що створює недостачу кисню у воді, і негативно діє на живі організми.

В індустріально розвинутих країнах, 47% окису азоту в атмосфері - це викиди автомобілів.

Приземний озон.

У верхніх шарах атмосфери озон присутній природньо (озоновий шар), і це - перевага, що захищає землю від небезпечного космічного випромінювання. Нижче озон є забруднювачем, він шкодить здоров'ю людей, природі, природним і штучним будівельним матеріалам.

Формування приземного озону - непрямий наслідок забруднення, що викликають машини. Він отримується у результаті фотохімічних реакцій, у яких беруть участь оксиди азоту і вуглеводні, що викидаються автомобілями. Озон - один з основних складових фотохімічного смогу, що викликає захворювання очей, головні болі, кашель, легеневі захворювання та ін. Найбільш піддані негативному впливу астматики і діти.

Кількість тропосферного (приземного) озону збільшилася в 2 рази в північній півкулі в порівнянні з минулим сторіччям.

Сполуки сірки (SO, SO₂ та інші): викликають окислювання ґрунтів і вод, негативно впливають на здоров'я людини і природного середовища.

Альдегіди: група речовин, що з'являються у вихлопах машини в результаті неповного згоряння палива. Вони звичайно мають їдкий запах і відповідальні за велику частину запаху, асоційованого з дорожнім рухом. Альдегіди негативно впливають на здоров'я людини. Один з найпоширеніших - формальдегід - викликає роздратування очей, носоглотки, нежить, кашель, утруднення подиху. Діти до нього найбільш чутливі. Є докази, що підтверджують канцерогенність формальдегіду для тварин, але в даний час це не підтверджено вірогідно для людей.

Дизельні двигуни викидають більше альдегідів, ніж бензинові, найгіршими є двигуни на метанолі. У середньому викиди альдегідів від метанольних машин у 2-6 разів більше, ніж від бензинових.

Сажа. Це в основному маленькі частки вугілля, що абсорбують потенційно небезпечні речовини (зокрема, поліароматичні вуглеводні, що викликають рак). Частки досить малі, щоб проникати глибоко в легені при подиху. Дизельні мотори продиціюють значно більше часток, ніж бензинові. Частки в повітрі можуть загострювати респіраторні захворювання, такі, як бронхіт і астма.

Важкі метали. Машинами викидаються такі важкі метали як нікель, ртуть, хром, кадмій, цинк, залізо, миш'як, марганець і берилій.

Деякі з них - миш'як, ртуть, кадмій і свинець - можуть бути високотоксичними в дуже малих концентраціях. Нагромадження важких металів у ґрунтах змінює їх хімічні і біологічні властивості. Метали акумулюються в живих організмах і потрапляють у харчові ланцюги. Зокрема, через коров'яче молоко і рибу вони потрапляють у людський організм і спричиняють ряд важких захворювань. Основні джерела викидів важких металів - це металургія, електростанції, сміттєспалювальні заводи й автомобільний потік.

Важкі метали можуть залишатися в атмосферному повітрі до 10 днів і переноситися на відстань до 2000 км.

Величезну втрату здоров'ю людей наніс тетраетилсвинець, речовина яких додається в паливо для збільшення вироблюваної потужності мотора (етильований бензин). Дженерал Моторз упровадила паливо зі свинцевою присадкою в 1923р. Але в жовтні 1924 року 5 з 49 робітників заводу в Нью-Джерсі, що робили свинцеву присадку, померли. Інші 35 занедужали серйозними неврологічними розладами. Журналісти досліджували смертні випадки на інших заводах.

Тетраетилсвинець дуже токсичний і може вразити практично всі органи і системи людського організму. Постійний вплив невеликих доз протягом довгого часу негативно впливає на нервову і кров'яну системи, послабляє розумові здібності в дітей. У 7 з 10 дітей у Мехіко, по дослідженнях медиків, спостерігається затримка в розвитку, викликана отруєннями свинцем, джерелом якого є машини.

Дослідження мікроелементного вмісту організму дітей у місті Нижній Новгород показали, що в 10% молодших школярів і 26% дошкільників виявлений вміст свинцю у волоссі, що перевищує його припустимі рівні. Наявність підвищених і високих концентрацій свинцю зумовлено забрудненням атмосферного повітря і ґрунту мікротериторій постійного перебування дітей, основним джерелом забруднення яких і є автотранспорт.

Деякі суб'єкти Російської Федерації починали спроби заборонити використання етильованого бензину на своїй території (Москва, Нижегородська область і ін.) протягом останніх років. Але остаточна заборона на використання етильованого бензину на всій території Росії набрав сили тільки в 2002 році.

У різних країнах світу ситуація різна. Латинська Америка, велика частина Азії, і Африка продовжують використовувати етильований бензин. При цьому свинець не є необхідною паливною присадкою: Європа, Північна Америка і Японія заборонили етильований бензин на своїй території.