Загрязнение автомобилями атмосферного воздуха
Введение
Проблемы экологической
безопасности автомобильного транспорта
являются составной частью экологической
безопасности страны. Значимость и
острота этой проблемы растет с каждым
годом. Рост автопарка, изменение форм
собственности и видов
Необходимо отметить, что остро стоит проблема загрязнения не только атмосферного воздуха, но и воздуха салона автотранспортного средства (АТС).
Под воздействием автотранспорта на окружающую среду следует понимать влияние его на гидросферу, атмосферу, здоровье населения.
Согласно ФЗ № 7 "Об охране окружающей среды" от 10 января 2002 года, каждый гражданин имеет право на благоприятную окружающую среду, каждый обязан сохранять природу и окружающую среду, бережно относиться к природным богатствам, которые являются основой устойчивого развития, жизни и деятельности народов, проживающих на территории Российской Федерации.
Среди отраслей экономики России транспортный комплекс является крупнейшим загрязнителем окружающей среды. В масштабах страны доля транспорта в суммарных выбросах загрязняющих веществ в атмосферу от всех источников достигает 45%, в выбросах парниковых газов - примерно 10%, в массе промышленных отходов - 2%, в сбросах вредных веществ со сточными водами - около 3%, в потреблении озоноразрушающих веществ - не более 5%.
Основная причина загрязнения воздуха от автотранспорта заключается в неполном и неравномерном сгорании топлива. Объемы загрязнений зависят от вида применяемых топлив, режимов работы двигателя, его технического состояния и условий движения автомобиля.
По оценке специалистов, автомобили в России за год выбрасывают в окружающую среду почти 17 млн. т вредных веществ, что представляет серьезную угрозу для населения и природы.
В среднем один автомобиль за год эксплуатации выделяет в атмосферу около 200 кг CO, 60 кг NOx, 40 кг CxHy, 3 кг металлической и резиновой пыли, 2 кг SO2, 0,5 кг Pb, а также до 2 г бенз (а) пирена. Все это сопровождается выделением большого количества теплоты (до 60 ГДж) и акустическим загрязнением.
На окружающую среду все увеличивающееся отрицательное влияние транспортный комплекс оказывает как на локальном и региональном, так и на глобальном уровне. На локальном уровне - токсичные выбросы и сбросы в атмосферу и гидросферу, в первую очередь, крупных городов, в которых сосредоточена большая часть автотранспорта, акустические и вибрационные воздействия легкового и грузового автотранспорта на прилегающие к автотрассам населенные пункты, загрязнение акваторий и подземных вод, загрязнение почв, особенно вдоль автомобильных дорог. На региональном уровне - выпадение кислотных дождей из-за выбросов оксидов азота и серы двигателями транспортных машин, вывод из сельскохозяйственного оборота земель вдоль автомобильных трасс, а также земель под объектами добычи полезных ископаемых, используемых при производстве и эксплуатации объектов автотранспортного комплекса. Влияние на глобальном уровне также связано с воздействием автотранспорта на озоновый слой, с парниковым эффектом. Кроме того, обеспечение производства и эксплуатации транспортных машин связано с ежегодным перемещением миллиардов тонн горных пород.
Объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от автомобильного транспорта превышает таковой от всех других источников, особенно в крупных городах. Данное обстоятельство отрицательно сказывается на здоровье городского населения.
Наибольший вред наносят личные автомобили, так как загрязнение среды при поездке на автобусе в пересчете на одного пассажира примерно в 4 раза меньше.
Вредное воздействие автотранспортного
средства на человека следует оценивать
не только по фоновому загрязнению
воздуха, загрязнению воздушной
среды над проезжей частью дорог,
но и как оказалось в салонах
автомобильно-транспортных средств, так
как загрязнение воздушной
1.1 Анализ загрязнения окружающей среды автотранспортом в мире
В последние годы проблема
загрязнения воздуха
Одним из элементов автотранспортного
комплекса (АТК) является непрерывно растущий
автомобильный парк: в настоящее
время в мире эксплуатируется
более 800 млн. автомобилей, в Европе
- свыше 100 млн., в России - 33,4 млн. Из них
83-85 % составляют легковые автомобили и
15-17 % - грузовые и автобусы. Ежегодное
производство легковых автомобилей
в мире за последние 50 лет увеличилось
в 5,5 раза и, например, в 2002 г. составило
60 млн. ед., в том числе в странах
ЕС - 16,9 млн. При этом рост объемов
выпуска АТС продолжается. В результате
они ежегодно потребляют 2,1 млрд. т
топлива и выбрасывают в
Россия присоединилась к
Женевскому соглашению и обязана
выполнять Европейские
В Европе в рамках Женевского соглашения в 1970 г. приняты правила 15 и 40 Европейской экономической комиссии ООН, в которых нормировались выбросы оксида углерода и углеводородов с отработавшими газами (ОГ) автомобилей массой до 3,5 т соответственно.
Автомобильный транспорт
эксплуатируется в различных
климатических условиях, оказывающих
большое влияние на его экологические
показатели. Исследования, проведенные
в США и европейских странах,
показали, что выброс оксида углерода
и углеводородов при
Благодаря улучшению экологических
показателей автомобильных
Без применения специальных устройств очистки (фильтров, нейтрализаторов и др.) при использовании EURO топлива можно достичь значительного снижения выбросов твердых частиц и СО. Существенно снижаются выбросы СО2 (почти в 2 раза). Очевидно, что снижение выбросов сажи может снизить выбросы и наиболее токсичных компонентов, таких, как бенз (а) пирен, количественный выход которого связывают с повышенным содержанием сажи в ОГ транспортных дизелей.
В России расчет выбросов загрязняющих веществ транспортными потоками при движении автомобилей по городским магистралям проводится в соответствии с требованиями "Методики расчетов выбросов в атмосферу загрязняющих веществ автотранспортом на городских магистралях.М., 1996", утвержденной Министерством охраны окружающей среды и природных ресурсов РФ и Министерством транспорта РФ. Методика основана на требованиях ОНД – 86.
Выбросы углеводородов, поступающие в атмосферный воздух от дизельных автомобилей, нормируются по керосину, от карбюраторных автомобилей - по бензину, от газобаллонных автомобилей, работающих на сжатом природном газе, - по метану.
Согласно ст.22 Федерального закона № 96 "Об охране атмосферного воздуха" установлена обязательность инвентаризации выбросов вредных веществ и их источников, результаты которой являются базовой основой работ и по нормированию выбросов, и по всей воздухоохранной деятельности.
Истощение мировых запасов
нефти и повышение цен на традиционные
моторные топлива вынуждают
Для описания истории топлива применяется концепция "от источника до колеса" (well-to-wheel). Топливная цепь состоит из пяти стадий: выращивание сырья, его транспортировка, производство топлива, его распространение и, наконец, использование в автомобиле.
Загрязнение окружающей среды выбросами энергетических установок и транспорта диктует необходимость перехода на новый вид теплоносителя - водород. Одно из направлений развития экологичной водородной энергетики - комбинированное производство водорода на пылеугольных ТЭС. При этом в топливно-энергетический баланс дополнительно вводится уголь. В качестве топлива может применяться неочищенный водород, например, из коксовых печей, где водород содержит примеси метана. Предполагается в будущем устанавливать водородные двигатели на судах, грузовых автомобилях, автобусах.
Биотопливо в настоящее время разделяется на две категории: этанол, который совместим с бензиновыми двигателями, и биодизельное топливо, которое совместимо с дизельными двигателями на нефтяной основе. Многие виды растений могут давать подходящие для биотоплива урожаи. Этанол в настоящее время изготовляется из двух основных видов исходного сырья: исходного сырья на основе крахмала, такого как кукуруза, зерновые, пшеница, ячмень и сорго обыкновенное; и исходного сырья на основе сахара, такого как сахарный тростник, сахарная свекла, фрукты, цитрусовая меласса и сорго сахарное. Биодизельное топливо имеет более разнообразные виды исходного сырья, чем этанол. Оно получается из масличных культур, главным образом рапса, подсолнечника, сои и пальмового масла, а также животных жиров и отходов растительного происхождения.
Экологически благоприятным свойством биодизеля является его высокая биоразлагаемость. С экологической точки зрения, самое большое препятствие для использования биодизеля - это заметное увеличение выхлопов NOx при не очень существенном сокращении выбросов других компонентов. Исключением является CO2, по отношению к которому биотопливо считается нейтральным, то есть эти газы находятся на балансе природных процессов: они поглотятся растениями и снова превратятся в растительное сырье.
Этанол несовместим с некоторыми материалами (пластики, эластомеры, металлы, например, сталь, алюминий и магний), используемыми в двигателях. Его агрессивность по отношению к металлам значительно возрастает в присутствии примеси воды.
Этанол подвергается биоразложению, поэтому не представляет особой опасности с точки зрения загрязнения воды и почвы в случае проливов.
Достижение поставленных
целей по снижению выброса диоксида
углерода требует совершенствования
конструкции автомобиля с целью
снижения расхода топлива, а также
применения альтернативных топлив. Основная
роль в снижении выбросов CO2 отводится
повышению топливной
Таким образом, примерно 80-90 % топлива в мире используется в коммерческих целях на основе близких технологий. Тем не менее, экологические показатели процесса использования топлива для разных стран могут различаться более чем на порядок.
Проблема утилизации изношенной
автомобильной техники имеет
неодинаковую приоритетность в промышленно-экологической
политике различных стран мира. Если,
скажем, Россия на переходном этапе
к рыночным отношениям склонна эту
проблему не признавать в качестве
первоочередной, то, к примеру, Япония
уже не может пренебрежительно относиться
к ней и должна придать (и придает)
ей надлежащую приоритетность. Но наиболее
серьезно решают ее в странах ЕС
и, в частности, в Германии, где
практически каждая семья имеет
один или несколько автомобилей
и меняет их в среднем через 5-12
лет. В итоге из эксплуатации ежегодно
выводится 2,5 млн. только легковых АТС,
которые дают 5 млн. т отходов, реализуемых
в соответствии с решением властей,
принятым в 1998г., в формах, не вредящих
окружающей среде и подлежащих повторному
полезному использованию. Одновременно
здесь действует и
Воздействия, оказываемые на окружающую среду автомобилями, вышедшими из эксплуатации и неутилизированными, очень разнообразны и разнородны по своей природе (Грачев, 2006). Составляющие автомобиль материалы загрязняют атмосферный воздух, почву и воду. Это, в свою очередь, приводит к токсическому воздействию на человека и экосистемы, изменению климата, эвтрофикации (загрязнению водоёмов водорослями), неприятному запаху и т.д. С другой стороны, автомобиль, вышедший из эксплуатации, а также отходы от автотранспортного комплекса являются источником вторичных ресурсов. Неиспользование этих материалов ведет к истощению абиотических ресурсов (руды, нефти, природного газа, других полезных ископаемых), истощению биотических ресурсов (ресурсов растительного и животного происхождения - дерево, бумага, картон, натуральная кожа), истощению почвы, а также к выводу почвы из сельскохозяйственного обращения из-за организации свалок.
1.1 Классификация автомобилей
Автомобильная промышленность в зависимости от назначения и приспособленности к дорожным условиям выпускает автомобили различных типов. По назначению автомобили делятся на пассажирские, грузовые и специальные. К пассажирским автомобилям, предназначенным для перевозки людей, относятся легковые автомобили и автобусы. Грузовые автомобили служат для перевозки различных грузов.
Пассажирские автомобили, вмещающие не более 8 человек, называют легковыми, а вмещающие более 8 человек - автобусами.
Легковые автомобили по рабочему объему двигателя и сухой массе разделены на следующие классы: особо малый (1.2 дм3; 850 кг); малый (1.2- 1.8 дм3; 850 - 1150 кг); средний (1.8 - 3.5дм3 ; 1150 - 1500 кг); большой (свыше 3.5 дм3; до 1700 кг).
Автобусы предназначенные для внутри городского и пригородного общественного транспорта, называют городскими, а предназначенные для междугородних перевозок - междугородными. Число мест в автобусах в зависимости от назначения составляет 10 - 80.
По длине автобусы разделены на следующие классы: особо малый до 5м; малый 6 - 7.5м; средний 8 - 9.5м; большой 10.5 - 12м.
Грузовые автомобили делят по грузоподъемности, т. е. по массе груза (т), который можно перевести в кузове. По грузоподъемности они делятся на классы: особо малый 0.3 - 1т; малый 1 - 3т; средний 3 -5т ; большой 5 - 8т; особо большой 8т и более.
Автомобили специального назначения выполняют не транспортные работы. К ним относятся коммунальные автомобили для очистки и поливки улиц, пожарные, автокраны и т.д.
По приспособленности к дорожным условиям различают автомобили нормальной и повышенной проходимости. Первые имеют один, а вторые два или три ведущих моста, что позволяет им преодолевать бездорожье или плохие участки дороги.
По типу двигателя автомобили делят на имеющие карбюраторные двигатели, газовые, дизели, электродвигатели.
1.2 Основные виды
топлива, используемые в
Автомобильные бензины
Автомобильные двигатели работают на бензине. По ГОСТу 20.84 - 77 выпускаются бензины следующих марок : А - 80, АИ - 92, АИ - 95, АИ - 98. Буква А означает, что бензин автомобильный, цифра - наименьшее октановое число, определенное по моторному методу; наличие буквы И указывает на то, что октановое число определено по исследовательскому методу. Автомобильные бензины, за исключением бензина АИ-98, разделены на летние и зимние. Зимние бензины содержат увеличенное количество легкоиспаряющихся фракций, что улучшает условие пуска двигателя.
В автомобильные бензины А - 80, АИ - 92, АИ - 98 добавляют антидетонатор - тетраэтилсвинец (ТЭС) для повышения их антидетонационной стойкости. Для отличия обыкновенного бензина от этилированных, последние окрашивают в зеленый (А - 80), синий (АИ - 92) и желтый ( АИ-98) цвета.
Этилированные бензины очень ядовиты и попав в жидком виде и в виде паров на кожу или в дыхательные пути человека, могут вызвать тяжелые заболевания.
Дизельное топливо
Топливо, применяемое для
автомобильных дизельных
В настоящее время по ГОСТу 305 - 73 выпускаются сорта дизельного топлива: Л - летнее, З - зимнее, ЗС - зимнее северное, А - арктическое. Каждое из названных топлив делится на две подгруппы: 1. с содержанием серы не более 0.2 % и вторая содержание не превышает 0.5%.
По ГОСТу 4749 - 73 для автомобильных дизельных двигателей предназначается топливо трех сортов: ДЛ - летнее, ДЗ - зимнее, А - арктическое.
Летнее дизельное топливо
ДЛ можно применять только при
температуре окружающего
Топливо для газобаллонных автомобилей
Горючие газы, используемые
в газобаллонных автомобилях, могут
быть естественными и
Установлены следующие марки газов: СПБТЗ - смесь пропана и бутана техническое зимнее; СПБТЛ - смесь пропана и бутана техническое летнее; БТ - бутан технический.
Сжиженный пропан - бутановый газ согласно стандарту должен содержать пропана зимой не менее 90%, а летом не менее 70%. Газ не должен содержать механических примесей, воды, водорасстворимых кислот, щелочей и других загрязняющих веществ.
Сжатыми называют газы, которые
при обычной температуре
Сжиженными газами называют
такие, которые переходят из газообразного
состояния в жидкое при нормальной
температуре и небольшом
Для газобаллонных автомобилей использование сжиженных газов предпочтительнее, чем сжатых.
Влияние отработанных газов здоровье населения
Транспорт оказывает на окружающую
среду, отдельные экосистемы как
положительное, так и отрицательное
влияние. С одной стороны, нарушаются
принципы функционирования экосистем,
они могут деградировать и
потерять устойчивость, но с другой
транспорт обеспечивает комфортабельные
условия жизнедеятельности
Позитивные аспекты:
- Развитие торговли, политических, культурных связей, расширение контактов
- Стимулирование научно-технического прогресса, предоставление рабочих мест
- Включение транспорта в производственные процессы и сокращение
- Инновационных циклов при производстве товаров
- Ощущение свободы и независимости индивида
- Расширение возможностей для проживания в благоприятных условиях
- Расширение жизненного пространства для отдельного индивида
- Повышение доступности социально-бытовых услуг для потребителей
- Удовлетворение потребности на широкий ассортимент товаров, свежие
продукты
- Ощущение радости от быстрой езды, комфорта и удобства в неблагоприятных
погодных условиях
Негативные аспекты:
- Нарушение газового и энергетического равновесия в атмосфере
- Истощение ресурсов атмосферы, полезных ископаемых, пресной воды
- Уничтожение живых организмов в дорожно-транспортных происшествиях
- Отравление биологических ресурсов, в том числе растений, животных, человека
- Усиление стрессовых нагрузок участников движения
- Уменьшение жизненного пространства за счет отчуждения площадей
территорий
- Сокращение биологической продуктивности ландшафта
- Нарушение гармонии городских застроек и сельских ландшафтов
- Рост налогов и затрат, связанных с автотранспортом. Изменение структуры
семейного бюджета
Одиночный автомобиль, движущийся
по дороге, не в состоянии оказать
сколько-нибудь заметного влияния
на окружающую среду. Иное дело - совокупность
машин, движущихся в составе транспортных
потоков по автомобильным дорогам
и перевозящих грузы и
Объем транспортных выбросов вредных веществ в атмосферу на дорогах общего пользования почти в два раза больше объема технологических выбросов.
Транспортные потоки оказывают наибольшее влияние на уровень загрязнения окружающей природной среды. Основные влияющие факторы: состав, интенсивность, скорость и ускорение движения транспортного потока; технический уровень и эксплуатационное состояние автомобилей; объем и номенклатура перевозимых грузов.
Через выхлопные трубы
автомобилей в атмосферу
Недавно американские
исследователи высказали
Эксперты американской Ассоциации легочных заболеваний объявили смог одной из основных причин многочисленных приступов астмы (400 тыс. случаев в год) и других респираторных заболеваний (1 млн случаев) у жителей США. Врачи считают, что 15 тыс. пожилых американцев умирают преждевременно именно из-за воздействия выхлопных газов.
Самый загрязненный
город России, "естественно", Москва.
Заболеваемость москвичей в
Санкт-Петербург если в чем-то и отстал от столицы, то только не в темпах загрязнения атмосферы. В Северной Пальмире автомобильный транспорт ежегодно выбрасывает в атмосферу около двухсот тонн загрязняющих веществ. По официальным данным, вклад машин в насыщение воздуха вредными примесями превышает 70%. Естественно, это не может не сказываться на здоровье населения. Только за пять лет, с 1992 по 1997 год, страдающих бронхиальной астмой среди маленьких петербуржцев стало больше на 20%, болезнями эндокринной системы - на 15%, онкологическими заболеваниями - на 67%. По данным санитарных врачей, в 12 районах города каждый второй житель испытывает на себе негативное воздействие загрязненного воздуха. Это выражается в кашле, затрудненном дыхании, общем ухудшении самочувствия. В некоторых наиболее неблагоприятных местах страдают до 88% населения.
Во всех странах существует
подробнейшая статистика, показывающая
влияние автотранспорта на здоровье
людей. В России такие данные тоже
есть, но они не систематического характера,
и по ним трудно судить о состоянии
дел в целом. Но даже те отрывочные
сведения, которые становятся достоянием
общественности, однозначно свидетельствуют
о приближающейся катастрофе, то есть
о таких последствиях, которые
необратимы. Удар в первую очередь
наносится по генофонду нации, по
самым маленьким россиянам. Значительная
часть вредных компонентов
Более 100 крупных городов и регионов России характеризуются неблагоприятной для здоровья человека экологической обстановкой. Стоит отметить, что Республика Татарстан находится на 16 месте по основным показателям загрязнения окружающей среды.
1.4 Химический
состав отработавших газов
Основными источниками загрязнения
воздушного бассейна при эксплуатации
автотранспорта являются двигатели
внутреннего сгорания (ДВС), которые
выбрасывают в атмосферу

- Загрязнение атмосферного воздуха
- Загрязнение атмосферного воздуха при горении топлива в двигателях внутреннего сгорания
- Загрязнение атмосферы
- Загрязнение атмосферы
- Загрязнение атмосферы
- Загрязнение атмосферы вредными выбросами
- Загрязнение атмосферы вредными выбросами
- Заготовки – одна из важнейших отраслей потребительской кооперации
- Заготовления материально-производственных запасов
- Загпльна характкристика логістики
- Загрезнение водоемов
- Загрузка производственной мощности для выполнения производственной программы предприятия на примере СПК "Успенский"
- Загрузка производственных мощностей
- Загрузчик операционной системы