Воздействие транспорта на человека и природную среду

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

РОССИЙСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. И.КАНТА 

ФАКУЛЬТЕТ СЕРВИСА

КАФЕДРА СОЦИАЛЬНО-КУЛЬТУРНОГО СЕРВИСА И  ТУРИЗМА. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Контрольная работа. 
 

Воздействие транспорта

на  человека и природную  среду.  
 
 
 
 
 
 

Работу  выполнила:

студентка 2 курса

заочной формы обучения

Федотова  К.В.

Преподаватель:

Ваколюк И.А. 
 
 

Калининград

                                            2008 

     Введение. 

     Человечество  создало много способов и устройств  для перемещения: различают гужевой, автомобильный, сельскохозяйственный (трактора и комбайны), железнодорожный, водный (речной и морской), воздушный и трубопроводный транспорт.

     Транспорт играет уникальную роль, связывая все  важнейшие сферы материального  производства в единую систему хозяйственной  деятельности. Ни одна из них не может развиваться без тех или иных видов транспорта.

     В настоящее время роль транспорта стала сопоставима с природными процессами перемещения веществ. Для  примера, годовой сток взвешенных наносов  Волги составляет в среднем 18 млн т, а перевозки грузов по этой реке достигли в конце XX в. 300 млн т.

     Густой  сетью путей сообщения покрыт весь земной шар. Протяженность магистральных  автомобильных дорог мира с твердым  покрытием превышает 1 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.

     Несомненны  и неоспоримы блага, обеспечиваемые обществу развитой транспортной сетью, но функционирование последней сопровождается ярко выраженными и осязаемыми последствиями – отрицательным воздействием транспорта на окружающую среду (ОС), прежде всего ее живые компоненты и, конечно, самого человека – создателя этого транспорта.

     По  оценке специалистов в среднем вклад отдельных видов транспортных средств, например, в загрязнение атмосферы, следующий: автомобильный – 85%; морской и речной – 5,3 %; воздушный – 3,7%; железнодорожный – 3,5%; сельскохозяйственный – 2,5%.

     Развитие  различных видов транспорта, особенно автомобильного, прокладка автотрасс привели к многократному увеличению прямого и косвенного воздействия на людей. Обусловленные функционированием транспорта неблагоприятные экологические факторы (вредные газы, шум, вибрация и др.), ныне воздействуют не только на пассажиров, но и на множество людей, которые находятся вне транспортных средств и коммуникаций.

     Характерным обстоятельством является то, что  одновременно с усилением влияния  современного транспорта на природную  среду, измененные в результате этого природные факторы весьма заметно и все в большей степени прямо или косвенно воздействуют, «мешают» функционированию и самого транспорта. При загрязнении воздуха, например, когда резко увеличивается густота туманов, прекращается работа аэропортов, замедляется движение на автотрассах. Даже птицы нередко являются причиной гибели летательных аппаратов.

     При всем многообразии форм воздействия  транспорта на природную среду их источники можно объединить в  две основные группы: 1) транспортные коммуникации (автодороги, железные дороги, аэродромы, трубопроводы и т.д.); они воздействуют на природную среду прямо, постоянно и длительно; 2) транспортные средства (автомобили, самолеты, суда и т.д.), которые оказывают кратковременное влияние на окружающую среду; они вызывают экологические последствия, способные со временем исчезнуть, но могут сохраняться и относительно долго. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Негативное  воздействие транспортных коммуникаций на природную  среду и человека. 

     Отчуждение  земель. Для размещения транспортных коммуникаций нужны вода, земля, воздух, подчас огромных площадей и объемов. Подсчитано, что в США площадь земель, на которых размещены автомагистрали, железные дороги и аэродромы, составляет 101 тыс. км², а площадь городов – 109 тыс. км². Автодороги занимают около 2% территории Великобритании, 6% - Японии и Бельгии. В России протяженность автодорог превысила 0,5 млн км. Под железные дороги страны отведено около 10 тыс. км².

     Почворазрушающие  процессы и деградация природных экосистем. При строительстве и эксплуатации дорог, трубопроводов, аэродромов происходят почворазрушающие процессы: оползни, просадки и эрозия. Причем часто развивается особый вид последней – дорожная эрозия, происходящая в результате размыва и разрушения почв. Из-за этого возникают группы оврагов по колеям грунтовых дорог. Чтобы избежать размыва в кюветах, необходимо сохранять в них травянистый покров, а также сооружать бетонные лотки.

     Наиболее  опасны дороги, проложенные в тундре с ранимым и трудно восстанавливаемым растительным покровом. Колея летом заполняется водой и при наличии уклонов превращается в промоины, которые в конце концов трансформируются в овраги. Этот вид термокарста называется дорожно-колейным.

     Природные комплексы, расположенные вблизи насыпей  железных и шоссейных дорог, постепенно трансформируются и деградируют. Например, вдоль дорог возникают заболоченные участки, достигающие сотен метров в ширину. В них в определенное время года развиваются болезнетворные микроорганизмы и, в перспективе, очаги массовых инфекций.

     Ухудшение агрохимического  качества почвы и  приземного слоя воздуха. Известно, что вдоль автотрасс, железных дорог и выходящих на поверхность нефте-газотрубопроводов земля на большой площади загрязняется соединениями свинца, серы, нефтепродуктами и другими веществами. Особенно опасна придорожная полоса шириной до 200 м по обе стороны вдоль наиболее напряженных магистралей. Замечено, например, что вдоль кольцевой автомагистрали вокруг Москвы быстро погибают посаженные деревья. Категорически запрещается выращивать сельхозпродукцию вдоль дорог, собирать грибы, ягоды, пасти скот, особенно молочный (известны случаи отравления детей молоком коров, пасшихся вдоль дорог).

     Приземный слой воздуха вблизи автодорог загрязнен  пылью, состоящей из частиц асфальта, резины, металла, свинца и другими веществами, часть которых обладает канцерогенным и мутагенным действием. Любителям гулять или бегать по обочинам дорог особенно следует об этом помнить при прогулке с маленькими детьми: наиболее высоки концентрации вредных веществ в слое воздуха ниже 1 м от поверхности.

     Гибель  животных. Много зверей, в том числе и крупных, погибают под колесами автомобилей. Особенно это имеет место, когда автотрасса пересекает традиционные пути миграции животных. Так как подобные столкновения происходят ночью, в ряде густонаселенных стран вдоль дорог устанавливают специальные зеркала. Отражая свет фар, они создают перемещающиеся блики на темном фоне (например, леса), которые отпугивают зверей.

     Физические  излучения. Фактором ухудшения качества среды обитания городов стало шумовое воздействие железнодорожных и шоссейных автомагистралей, особенно с высокой густотой движения. Вдоль, например, автомагистралей, на которых частота движения составляет несколько тысяч транспортных единиц в час, шумовое давление достигает 80-85 децибел (дБ), в то время как санитарной нормой являются 55дБ. Поэтому в ряде стран мира, в том числе и России (Московская кольцевая автодорога), вдоль наиболее оживленных магистралей для защиты населения устанавливают специальные щиты или устраивают придорожные лесополосы.

     Отрицательное воздействие на людей и других живых организмов оказывают электромагнитные поля, возникающие вдоль магистральных  линий электропередач, особенно высоковольтных. Установлено, что у людей возникает головная боль, возрастает утомляемость, слабеет оперативная память, повышается раздражимость, ухудшается деятельность сердечно-сосудистой системы. Многие птицы и насекомые вблизи таких линий теряют ориентацию в пространстве и, налетая на провода, гибнут. В целях защиты людей от опасного воздействия электромагнитного поля высоковольтных линий электропередач (ЛЭП) устанавливают вдоль них санитарно-защитные зоны (СЗЗ). Так, для линий с напряжением 330 кВ ширина такой зоны достигает 20 м по обе стороны, для ЛЭП-500 (500 кВ) – 30 м, ЛЭП-750 (750 кВ) – 60 м. При этом ограничивается число видов сельскохозяйственной продукции, которые можно выращивать для употребления в пищу на территории СЗЗ.

     Влияние автотранспорта на природную  среду и человека. 

     Общий мировой парк автомобилей ныне превышает 800 млн единиц и быстро приближается к миллиарду. Его рост является одним  из немногих показателей развития цивилизации, который заметно опережает прирост  населения планеты и даже энергии. Подсчитано, что выставленные бампер к бамперу автомобили (со средней длиной 5 м и шириной 2 м) составили бы цепочку длиной более 4 млн км (сто экваторов Земли и более чем 10-кратное расстояние до Луны), а суммарная площадь, занятая автомобилями, превысила бы 8 тыс. км². Прогнозируется, что при сохранении тенденции роста автомобилей, их число к 2015 г. может возрасти до 1,5 млрд штук.

     В автомобильных двигателях внутреннего  сгорания в мире ежегодно сжигается  более 2 млрд т нефтяного топлива. При этом коэффициент полезного действия в среднем составляет 23%,остальные 77% уходят на обогрев окружающей среды.

     В наиболее развитой автомобильной стране мира США на их производство расходуется  пятая часть производимой в стране стали. Таким образом, автомобильная  промышленность является одной из наиболее ресурсопотребляющей отраслью экономики. Автомобиль забирает из атмосферного воздуха его самый ценный для живых организмов компонент – кислород, а взамен выбрасывает в него ядовитые выхлопные газы, а также углеводороды (из-за испарения их топливных баков). Так, современный автомобиль для сжигания 1 кг бензина расходует 12 м³ воздуха (~2,5 м³ кислорода). Для сравнения: взрослый человек потребляет в сутки 15,5 м³ воздуха, в котором содержится около 3м³ кислорода. Подсчитано, что автомобильный транспорт США поглощает кислорода больше, чем его генерирует растительность на всей территории страны. В городах, особенно крупных и насыщенных автотранспортом (в одной Москве автомобилей около 3 млн единиц), кислорода сжигается намного больше, чем потребляет их население.

     Повсюду, где эксплуатируется автомобиль, в воздух поступает большое количество вредных веществ. Согласно исследованиям  НИИ нормальной физиологии, в Москве 92-95% загрязнения воздуха дает автомобильный  транспорт, а прочие отходы хозяйственной деятельности составляют лишь 7%. Согласно экспертным оценкам, более чем в 150 городах России именно автотранспорт оказывает преобладающее влияние на загрязнение воздушного бассейна. К их числу относятся курорты и зоны массового отдыха: Сочи, Анапа, Ессентуки, Кисловодск, Нальчик, Пятигорск, Минеральные Воды, а также ряд крупных центров с населением более 500 тыс. человек (Москва, С.-Петербург, Ростов-на-Дону, Воронеж, Краснодар, Пенза, Тюмень и др.). Кстати Тюменской области принадлежит рекорд выбросов автотранспортом вредных веществ: свыше 1,95 млн т.

     Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания (ДВС), особенно карбюраторных, содержат огромное количество токсичных соединений – бенз(а)пирена, альдегидов, оксидов  азота и углерода и особо опасных соединений свинца  (в случае применения этилированного бензина).

     Наибольшее  количество вредных веществ в  составе отработавших газов образуется при неотрегулированной топливной системе автомобиля. Так, при нарушении регулировки карбюратора выбросы СО увеличиваются в 4-5 раза.

     Компонентный  состав и удельные выбросы ЗВ зависят  от вида потребляемого топлива.

     Экологически  менее опасными являются дизельные  двигатели. Несмотря на большой выброс последними оксидов азота и серы, общая масса поступающих в  атмосферу загрязняющих веществ с учетом класса их опасности для здоровья оказывается примерно в  2,5 раза меньше.

     Автомобиль  загрязняет атмосферный воздух не только токсичными компонентами отработанных газов, парами топлива, но и продуктами износа шин, тормозных накладок. В городские водоемы и почву попадают топливо и масла, моющие средства и вода после мойки, сажа. Наибольший ущерб здоровью наносят машины, стоящие в непосредственной близости от жилых зданий.

     На  состав отработанных газов двигателя  большое влияние оказывает режим работы автомобиля в городских условиях. Низкая скорость движения и частые ее изменения, многократные торможения и разгоны способствуют повышенному выделению вредных веществ.   

                                                                                                            Таблица 1.

     Концентрация  оксида углерода и  бенз(а)пирена

     в выхлопных газах  бензинового двигателя. 

     Максимальный  выброс бенз(а)пирена у карбюраторных  ДВС происходит на холостом ходу, неустановившихся режимах, при работе на переобогащенных смесях и на режиме больших нагрузок.

     Автомобиль  отрицательно воздействует практически на все составляющие биосферы: атмосферу, водные ресурсы, земельные ресурсы, литосферу и человека. 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» 1-тонного автомобиля, в котором примерно 2/3 массы составляет металл, равна от 15 до 18 т твердых и от 7 до 8 т жидких отходов, размещаемых в окружающей среде.

     Выхлопы автотранспорта распространяются непосредственно  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.

     Сами  автомобили представляют прямую угрозу для здоровья и жизни людей. В  результате автотранспортных происшествий в мире ежегодно погибают около 300 тыс. человек, в том числе в России – свыше 30 тыс. Автомобиль служит причиной разнообразных заболеваний, обусловленных малоподвижным образом жизни водителей, их психическими стрессами. Постоянная напряженность за рулем вызывает боли в области спины, шеи, повышение кровяного давления, язвенную болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки.

     Автомобили  наносят значительный экологический  ущерб поверхностным водоемам: часто  машины моют в открытых водоемах, ставят их в непосредственной близости от воды. При этом в воду попадают нефтепродукты: бензин, технические масла и т.п. Даже небольшое их количество может резко сократить или полностью ликвидировать способность водоемов к самоочищению, делает большие объемы воды непригодными для питья и хозяйственных целей. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Загрязняющие  вещества в выхлопных газах автотранспорта. 

     Выхлопные газы автомобилей, а также газы, образующиеся при испарении топлива, масла, содержат около 200 химических соединений. В зависимости  от особенностей их воздействия на организм человека указанные ЗВ подразделяют на 7 групп.

     В 1-ю группу входят химические соединения, содержащиеся в естественном составе атмосферного воздуха: вода (в виде пара), водород, азот, кислород и диоксид углерода. Автотранспорт выбрасывает в атмосферу такое огромное количество пара, что в Европе и Европейской части России оно превышает по массе испарения всех водоемов и рек. Из-за этого растет облачность, а число солнечных дней заметно снижается. Все это способствует росту вирусных заболеваний, снижению урожайности сельскохозяйственных культур.

     Во  2-ю группу включен оксид углерода (ПДК 20 мг/м³; IV класс опасности). Этот бесцветный газ без вкуса и запаха, вдыхаемый человеком, соединяется с гемоглобином крови и подавляет его способность снабжать ткани организма кислородом. В результате наступает кислородное голодание организма, и возникают нарушения 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 вздохов. Оксид углерода может быть косвенной причиной многочисленных аварий на дорогах. Его действие на водителя автомашины в небольших концентрациях сходно с действием алкоголя или состоянием утомления. В гаражах, в тоннелях и даже на  напряженных магистралях содержание оксида углерода часто достигает токсичных для человека уровней.

     В 3-ю группу входят оксид азота NO (ПДК 5 мг/м³, III кл.) – бесцветный газ и диоксид азота NO₂ (ПДК 2 мг/м³, III кл.) – газ красновато-бурого цвета с характерным запахом. Попадая в организм человека, они образуют азотистую и азотную кислоты (ПДК 2 мг/м³, III кл.). Последствия зависят от концентрации в воздухе; так, при концентрации 0,0013% происходит слабое раздражение слизистых оболочек глаз и носа, при 0,002% - образование метагемоглобина, при 0,008% - отек легких.

     В 4-ю группу входят углеводороды. К наиболее опасным из них относится 3,4-бенз(а)пирен (ПДК 0,00015 мг/м³, I кл.) – мощный канцероген.

     В 5-ю группу входят альдегиды. Наиболее опасны для человека акролеин и формальдегид. Акролеин – альдегид акриловой кислоты (ПДК 0,2 мг/м³, II кл.). Концентрация 0,00016% является порогом восприятия запаха, при 0,002% запах трудно переносим, при 0,005% непереносим, а при 0,014% через 10 минут наступает смерть. Формальдегид (ПДК 0,5 мг/м³, II кл.) – бесцветный с резким запахом газ, при концентрации 0,007% вызывает легкое раздражение слизистых оболочек глаз и носа, а также верхних органов дыхания, при концентрации 0,018% осложняется процесс дыхания.

     В 6-ю группу входит сажа (ПДК 4 мг/м³, III кл.), оказывающая раздражающее действие на органы дыхания. Частицы сажи активно адсорбируют на своей поверхности бенз(а)пирен, из-за чего резко ухудшается здоровье детей, страдающих респираторными заболеваниями (их частота у детей Москвы на 48% превышает среднюю величину по России), лиц, больных астмой, бронхитом, воспалением легких, а также престарелых людей. Исследования, проведенные в США, показали, что 50-60 тыс. человек умирают ежегодно от загрязнения воздуха сажей.

     В 7-ю группу свинец и его соединения. В бензин в качестве антидетонационной присадки вводят тетраэтилсвинец (ПДК 0,005 мг/м³, I кл.). Поэтому около 80% свинца и его соединений, загрязняющих воздух, попадают в него при использовании этилированного бензина: при сжигании 1 л указанного бензина в воздух поступает 0,2-0,4 г синца.

     В результате сжигания жидкого топлива  в воздух ежегодно выбрасывается, по разным оценкам, от 180 тыс. до 260 тыс. т  свинцовых частиц, что в 60-130 раз  превосходит естественное поступление свинца в атмосферу при вулканических извержениях (2-3 тыс. т/год).

     При вдыхании городского воздуха крупные  свинцовые аэрозоли задерживаются  в бронхах и носоглотке, а те, что имеют размер менее 1мкм (их примерно 70-80%), попадают в легкие, а затем проникают в капилляры и, соединяясь с эритроцитами, отравляют кровь. Анемия, постоянные головные боли, мышечная боль – признаки свинцового отравления – проявляются при содержании в крови свинца 80 мкг/100 мл. Соединения свинца особенно вредны для интеллектуальных способностей детей. В организме ребенка остается до 40% попавших в него соединений.

     В почвах вокруг дорог накапливаются  валовые и подвижные формы  свинца и других тяжелых металлов. Анализ полученных зависимостей выявил проявление двух зон транспортного засоления почв: первая расположена на расстоянии r₀ ≤ 30 м от полотна дороги, а вторая находится на удалении 30-100 м.

     На  московской кольцевой дороге крупные  частицы свинца оседают на обочинах на расстоянии до 30 м, а при отсутствии зеленых насаждений – до 400 м.

     Свинец  и его соединения снижают активность ферментов, нарушают обмен веществ, способствуя тем самым снижению урожаев, потерям в животноводстве, постоянной гибели деревьев. Поскольку  в растениях может аккумулироваться значительное количество свинца, употреблять в пищу злаки и фрукты, выращенные вдоль автодорог, опасно.

     Фотохимический  смог:

     образование и последствия. 

     Отдельные компоненты выхлопных газов автотранспорта в атмосфере могут вступать в  дальнейшие реакции, давая вторичные продукты.

     Озон  и многочисленные активные органические соединения образуются в результате химических взаимодействий между оксидами азота и летучими углеводородами, стимулируемых солнечным светом. Так как последний сообщает энергию для этих растений, их продукты называют фотохимическими окислителями.

     Под действием световой энергии диоксид азота распадается на монооксид NO и атом кислорода, а тот соединяется с О₂, образуя озон О₃. Процесс спонтанно (самопроизвольно) обратим. Если отсутствуют другие факторы, озон и монооксид азота вновь реагируют с образованием NO₂ и О₂, поэтому заметного накопления озона не происходит. Однако в присутствии углеводородов NO реагирует с ними, в результате чего образуются очень агрессивные и вредные соединения, известные под названием пероксиацилнитратов (ПАН); кроме того, монооксид азота, таким образом, связывается и происходит накопление озона.

     Следует указать, что химические вещества, которые  содержатся в выхлопных газах, обладают подчас значительным временем «жизни» в атмосферном воздухе, поэтому процесс самоочищения последнего от различных ингредиентов может колебаться от 1 часа до нескольких тысяч лет (табл. 2). 

                                                                                                              Таблица 2.

     Время «жизни» компонентов  выхлопных газов  ДВС

     при взаимодействии атмосферными составляющими

     до  разложения 60% исходного  количества примеси

     (по  данным ЕРА, США)