Автотранспорт и природа
Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Кузбасский государственный технический университет
имени Т.Ф. Горбачева»
Кафедра химической технологии твердого топлива
Реферат по дисциплине «Экология»
на тему:
«Автотранспорт и природа»
ст-т гр. ВВбт-131
Плотникова В.А.
Проверил:
Канд.техн.наук
Ушаков А.Г.
Кемерово 2014
Содержание
Введение 3
1 Характеристика автотранспорта с точки зрения экологии и
отличительные особенности автотранспорта
как источника загрязнения
2 Основные загрязняющие компоненты автотранспорта и
причины их появления
3 Механизмы воздействия на окружающую среду и
пути реализации загрязняющих
компонентов
Заключение
Список использованной литературы
Введение
К главным источникам загрязнения окружающей среды и потребителям энергоресурсов относятся автомобильный транспорт и инфраструктура автотранспортного комплекса.
Загрязняющие выбросы в атмосферу от автомобилей по объему намного больше превосходят выбросы от железнодорожных транспортных средств.
Автотранспорт по сравнение с другими видами транспорта приносит наибольший вред окружающей среде.
Известно, что загрязнение атмосферного воздуха воздействует на здоровье человека и на окружающую природу различными способами – от прямой и немедленной угрозы до медленного и постепенного разрушения различных систем жизнеобеспечения организма человека.
Во многих случаях загрязнение воздушной среды приводит к тому, что нарушает структурные компоненты экосистемы до такой степени, что регуляторные процессы не в состоянии вернуть их в первоначальное состояние.
Загрязнение воздуха оказывает вредное воздействие на человека и окружающую среду.
Трудно оценить материальный ущерб, вызываемый загрязнением воздуха.
В настоящее время проблема состава атмосферного воздуха и его загрязнения от выбросов автотранспорта становится все более актуальной.
1 Характеристика автотранспорта с точки зрения экологии и отличительные особенности автотранспорта
как источника загрязнения
В мире насчитывается несколько миллионов автомобилей, которые сжигают огромное количество нефтепродуктов, существенно загрязняя атмосферный воздух, прежде всего в крупных городах.
Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания содержат огромное количество токсичных соединений – бензапирена, альдегидов, оксидов азота и углерода и особо опасных соединений свинца.
В настоящее время уменьшение загрязнения атмосферного воздуха токсичными веществами, выделяемыми промышленными предприятиями и автомобильным транспортом, является одной из важнейших проблем, стоящих перед человечеством.
Материальный ущерб, вызываемый загрязнением воздуха, трудно оценить, однако смело можно утверждать, что он достаточно велик.
Автомобиль не роскошь, а средство передвижения.
Без автомобиля в настоящее время немыслимо существование человечества.
При интенсивной урбанизации и росте мегаполисов автомобильный транспорт стал самым неблагоприятным экологическим фактором в охране здоровья человека и природной среды в городе.
Таким образом, автомобиль становится конкурентом человека за жизненное пространство.
Автомобиль, поглощая столь необходимый для протекания жизни кислород, вместе с тем интенсивно загрязняет воздушную среду токсичными компонентами, наносящими ощутимый вред всему живому и неживому.
В настоящее время можно смело утверждать, что один из основных источников загрязнения атмосферного воздуха является автотранспорт.
По данным статистики вклад в загрязнение окружающей среды, в основном атмосферы, составляет от 60 до 90 %.
Автомобиль – сильный загрязнитель водоемов, подземных водных источников.
Определено, что 1 л нефти может сделать непригодным для питья несколько тысяч литров воды.
Большой вклад в загрязнение окружающей среды вносят процессы технического обслуживания и ремонта подвижного состава которые требуют энергетических затрат и связаны с большим водопотреблением, выбросом загрязняющих веществ в атмосферу, образованием отходов, в том числе токсичных.
Под выбросами автотранспорта подразумеваются отработавшие газы (выхлопные газы) — это продукты окисления и неполного сгорания углеводородного топлива.
Выбросы отработавших газов – это основная причина превышения допустимых концентраций токсичных веществ и канцерогенов.
Один легковой автомобиль в среднем поглощает ежегодно из атмосферы больше 4 тонн кислорода, выбрасывая с отработавших газов примерно 800 кг оксида углерода, около 40 кг оксидов азота и почти 200 кг различных углеводородов.
При дальнейшем окислении углеводороды образуют токсичные кислородсодержащие соединения.
По всему миру количество автомобилей с каждым днем увеличивается в геометрической прогрессии.
Все больше и больше людей имеют свою собственную машину.
Но многие совсем не задумываются о том, к чему все это, в конце концов, приведет.
Для того чтобы сохранить человечеству автомобиль, необходимо если не исключить, то свести к минимуму вредные выбросы.
Работы в этом направлении ведутся во всем мире и дают определенные результаты.
Проблема негативного влияния автотранспорта на экологическую ситуацию изучается в основном в прикладной экологии, а еще точнее, в инженерной экологии.
Прикладная экология – это большой комплекс дисциплин, связанных разными областями человеческой деятельности и взаимоотношений между человеческим обществом и природой.
Инженерная экология изучает и разрабатывает инженерные нормы и средства, отвечающие экологическим требованиям производства в транспорте, а также в строительстве, добывающей и перерабатывающей промышленности, в энергетике [2].
Загрязнение атмосферы подвижными источниками автотранспорта происходит в большей степени отработавшими газами через выпускную систему двигателя автомобиля, а также, в меньшей степени, картерными газами через систему вентиляции картера двигателя и углеводородными испарениями бензина из системы питания двигателя (бака, карбюратора, фильтров, трубопроводов) при заправке и в процессе эксплуатации.
Отработавшие газы автомобилей с карбюраторными двигателями в числе наиболее токсичных компонентов содержат оксид углерода, оксиды азота и углеводороды, а газы дизелей – оксиды азота, углеводороды, сажу и сернистые соединения.
Снижению токсичности и нейтрализации отработавших газов уделяется основное внимание, и в этом направлении ведется постоянный поиск эффективных технических решений.
Картерные газы вносят свою долю в загрязнение атмосферного воздуха.
Их количество в двигателе возрастает с увеличением износа.
Кроме того, оно зависит от условий движения и режимов работы двигателя.
На холостом ходу система вентиляции картерных газов, которой снабжены практически все современные двигатели, работает менее эффективно, что ухудшает экологические показатели автомобилей.
Испарения бензина имеют место при работе двигателя и в нерабочем состоянии.
Внутренняя полость бензобака автомобиля всегда сообщается с атмосферой для поддержания давления внутри бака на уровне атмосферного по мере выработки бензина, что является необходимым условием нормальной работы всей системы питания двигателя, но в то же время создает условия для испарения легких фракций бензина и загрязнения ими воздуха.
Для уменьшения загрязнения атмосферного воздуха отработанными газами необходим повседневный технический контроль состояния автомобилей.
Низкий уровень технического обслуживания, отсутствие контроля приводят к расстройству систем автомобиля, а выбросы вредных веществ в атмосферный воздух возрастают.
В результате усилия автомобильной промышленности по совершенствованию двигателей для обеспечения требований экологических стандартов, высокое качество топлива, применение нейтрализаторов сводятся на нет [4].
Поэтому сегодня особенно актуальной становится задача не только совершенствовать конструкцию автомобиля с точки зрения ограничения токсичности, но и повышать уровень технического обслуживания и совершенствовать контроль над их техническим состоянием.
Одна из основных проблем заключается в том, что региональные органы экологического контроля контролируют лишь состояние муниципального транспорта, автобусных парков.
А ведь более 90 % автомобильного парка находится в личной, частной и смешанной собственности.
Это уже сфера федеральных полномочий, а именно органов Госавтоинспекции, у которых, так полагать, нет соответствующей приоритетной задачи оценки уровня выбросов автотранспорта.
2 Основные загрязняющие компоненты автотранспорта и причины их появления
Основные загрязняющие компоненты, выделяемые автотранспортом – это угарный газ и окислы азота.
По расчетам специалистов, «вклад» автомобильного транспорта в атмосферу составляет до 90 % по окиси углерода и 70 % по окиси азота.
Автомобиль также добавляет в почву и воздух тяжелые металлы и другие вредные вещества.
Основная причина загрязнения воздуха заключается в неполном и неравномерном сгорании топлива.
Всего 15 % его расходуется на движение автомобиля, а 85 % – в воздух.
К тому же камеры сгорания автомобильного двигателя – это своеобразный химический реактор, синтезирующий ядовитые вещества и выбрасывающий их в атмосферу.
Например, двигаясь со скоростью 80-90 км/ч, в среднем автомобиль превращает в углекислоту столько же кислорода, сколько 300-350 человек.
Годовой выхлоп одного автомобиля – это 800 кг окиси углерода, 40 кг окислов азота и более 200 кг различных углеводородов.
Из соединений металлов, входящих в состав твёрдых выбросов автомобилей, наиболее изученными являются соединения свинца.
Это обусловлено тем, что соединения свинца, поступая в организм человека с водой, воздухом и пищей, оказывают на него наиболее вредное действие.
До 50 % дневного поступления свинца в организм приходится на воздух, в котором значительную долю составляют отработавшие газы автомобилей [3].
Можно выделить группы, сходные по характеру воздействия на организмы и свойствам следующие:
1) нетоксичные вещества (азот, кислород, водород, водяной пар и углекислый газ, содержание которых в атмосфере обычно не достигает уровня, вредного для человека);
2) моноксид углерода (характерно
для выхлопов бензиновых
3) оксиды азота, которые
по мере пребывания в
Для человеческого организма оксиды азота еще более вредны, чем угарный газ.
При высоких концентрациях оксидов азота возникают астматические проявления и отек легких.
Вдыхая воздух, содержащий оксиды азота, в высоких концентрациях, человек не имеет неприятных ощущений, и не предполагает отрицательных последствий.
4) углеводороды (алкаин, алкены, алкадиены, цикланы, ароматические соединения).
Углеводороды токсичны и оказывают неблагоприятное воздействие на сердечнососудистую систему человека.
Углеводородные соединения отработавших газов, наряду с токсическими свойствами, обладают канцерогенным действием.
5) альдегиды (органические соединения, содержащие альдегидную группу, связанную с углеводородным радикалом).
Наибольшее количество альдегидов образуется на режимах холостого хода и малых нагрузок, когда температуры сгорания в двигателе невысокие.
6) сажа и другие дисперсные частицы (продукты износа двигателей, аэрозоли, масла, нагар – это частицы твердого углерода черного цвета, образующиеся при неполном сгорании и термическом разложении углеводородов топлива).
Она не представляет непосредственной опасности для здоровья человека, но может раздражать дыхательные пути, создавая дымный шлейф за транспортным средством, сажа ухудшает видимость на дорогах.
7) соединения свинца (встречаются в отработавших газах карбюраторных автомобилей только при использовании этилированного бензина).
В придорожном пространстве примерно 50 % выбросов свинца в виде микрочастиц сразу распределяются на прилегающей поверхности.
Остальное количество в течение нескольких часов находится в воздухе в виде аэрозолей, а затем также осаждается на землю вблизи дорог.
Накопление свинца в придорожной полосе приводит к загрязнению экосистем и делает близлежащие почвы непригодными к сельскохозяйственному использованию.
8) серистый ангидрид (
Значительно больше серы присутствует в дизельных топливах,
по сравнению с другими видами топлив, используемых на транспорте.
Сернистые соединения оказывают раздражающее действие на слизистые оболочки горла, носа, глаз человека, также они могут привести к нарушению углеводного и белкового обмена и угнетению окислительных процессов, при высокой концентрации (свыше 0,01 %) – к отравлению организма.
Чувствительность населения к воздействию загрязнения атмосферы зависит от большого числа факторов, в том числе от возраста, пола, общего состояния здоровья, питания, температуры и влажности.
Лица пожилого возраста, дети, больные, курильщики, страдающие хроническим бронхитом, астмой, являются более уязвимыми.
Автомобиль является источником загрязнения воздуха пылью.
Во время езды, особенно при торможении, в результате трения покрышек о поверхность дороги образуется резиновая пыль, которая постоянно присутствует в воздухе на магистралях с интенсивным движением.
Но покрышки не являются единственным источником пыли.
Твердые частицы в виде пыли выделяются с отработавшими газами, завозятся в город в виде грязи на кузовах автомобилей, образуются от истирания дорожного покрытия, поднимаются в воздух вихревыми потоками, возникающими при движении автомобиля.
Пыль отрицательно сказывается на здоровье человека, губительно действует на растительный мир.
При эксплуатации автомобилей образуются сточные воды. Состав и количество этих вод различны.
Сточные воды возвращаются обратно в окружающую среду, главным образом, в объекты гидросферы (река, канал, озеро, водохранилище) и суши (поля, накопители, подземные горизонты и др.).
В зависимости от вида производства сточными водами на предприятиях транспорта могут являться:
1) сточные воды от мойки автомобилей;
2) нефтесодержащие стоки от производственных участков (моющие растворы);
3) сточные воды, содержащие тяжелые металлы, кислоты, щелочи;
4) сточные воды, содержащие краску, растворители.
Сточные воды от мойки автомобилей составляют от 80 до 85 % от объема производственных стоков автотранспортных организаций.
Основными загрязнителями являются взвешенные вещества и нефтепродукты.
Их содержание зависит от типа автомобиля, характера дорожного покрытия, погодных условий, характера перевозимого груза.
3 Механизмы воздействия на окружающую среду и пути реализации загрязняющих компонентов
Можно выделить наиболее значимые факторы отрицательного влияния автомобильного транспорта на человека и окружающую среду следующие:
1) загрязнение воздуха;
- загрязнение окружающей среды;
- шум, вибрация;
- выделение тепла.
Предпринимаемые меры по сохранению окружающей среды включают требования экономного расхода топлива и строгие ограничения на загрязнение воздуха отработанными газами.
Экономия топлива и достижение безвредного выхлопа требуют решить целый комплекс задач: повышение эффективности сгорания топлива, модернизация двигателя и других узлов автомобиля, использование очищенного от вредных примесей топлива, уменьшение массы автомобиля, антикоррозийная обработка деталей и узлов автомобиля, совершенствование трансмиссионной системы, каталитическое обезвреживание выхлопных газов [3].
Все крупные автомобильные компании, особенно в последние годы, занимаются разработкой новых двигателей с наиболее полным сгоранием топлива.
Результатом таких разработок является современные автомобили ведущих фирм Европы и США, которые выбрасывают в атмосферу в 10–15 раз меньше вредных веществ, чем автомобили 80-х годов.
Этому в значительной степени способствовали такие нововведения, как много клапанные системы газораспределения, впрыск топлива вместо карбюраторного смесеобразования, электронное зажигание.
Автомобиль является сравнительно маломощным источником электромагнитного излучения, однако проблема электромагнитного излучения существует, она связана с большим числом электрических источников на улицах города и проникновением этого излучения в жилую застройку.
Шумовое воздействие наиболее сильно влияет на психологическое состояние человека. Вибрация и колебания являются другим источником транспортного дискомфорта (для водителя и пассажиров).
Основные пути снижения экологического ущерба от транспорта заключаются в следующем:
1) оптимизация
движения городского
2) разработка
альтернативных
3) дожигание
и очистка органического
4) создание (модификация) двигателей, использующих альтернативные топлива;
5) защита от шума;
6) экономические инициативы по управлению автомобильным парком и движением.
Улучшение градостроительства и оптимизация городского движения транспорта нацелены на лучшую планировку дорог и улиц, создание транспортных развязок, улучшение дорожного покрытия, контроль скоростного движения.
Альтернативный транспорт - это электромобили, применение альтернативного топлива, строительство линий для скоростных поездов, метро и др.
Для того чтобы сохранить человечеству автомобиль необходимо если не исключить, то свести к минимуму вредные выбросы.
Во всех развитых странах происходит ужесточение нормативов на вредные выбросы при работе двигателя. В 2000 году введены более строгие нормы. Происходит не только количественное ужесточение норм, но и их качественное изменение. Так, вместо ограничений по дымности введено нормирование твердых частиц, на поверхности которых адсорбируются опасные для здоровья человека ароматические углеводороды и в частности, канцерогенный бензапирен.
Заключение
Автомобильные выхлопы в городах особенно опасны тем, что загрязняют воздух в основном на уровне человеческого роста. И люди вынуждены дышать загрязненным воздухом.
При безветренной погоде и низком атмосферном давлении на оживленных автомобильных трассах содержание кислорода в воздухе нередко снижается до величины, близкой к критической, при которой люди начинают задыхаться, падать в обморок.
Сказывается не только недостаток кислорода, но и вредные вещества автомобильного выхлопа. Особенно это опасно для детей и людей со слабым здоровьем.
Обостряются сердечно-сосудистые и легочные заболевания, развиваются вирусные эпидемии.
Люди нередко даже не подозревают, что это связано с отравлением автомобильными газами.
Число автомобилей в городах и на автотрассах из года в год увеличивается.
Тяжелые транспортные машины, работающие на нефтяном топливе, особенно сильно загрязняют воздух, разрушают дорожное покрытие, губят зеленые насаждения вдоль дорог, отравляют водоемы и поверхностные воды.
Для того чтобы сохранить человечеству автомобиль необходимо если не исключить, то свести к минимуму вредные выбросы.
Работы в этом направлении ведутся во всем мире и дают определенные результаты. Автомобили, выпускаемые в настоящее время в промышленно развитых странах, выбрасывают вредных веществ в 10-15 раз меньше, чем 10-15 лет тому назад [5].
Постоянно расширяется список веществ, содержание которых должно находится под контролем.
Из всего этого можно сделать выводы, что экологическая ситуация нашей планеты оставляет желать лучшего.
Около трети всего населения планеты проживает в местах с предельно допустимыми нормами концентрации опасных веществ в воздухе.
Вредные вещества, попадающие в воздух, сокращают среднюю продолжительность жизни человека на несколько лет.
По статистике в селах, деревнях, то есть в местах, где использование автотранспорта сокращено, средняя продолжительность жизни людей на 4-5 лет больше, чем в городах с процветающей и развивающейся автомобильной отраслью.
Выбросы автотранспорта представляют собой отработавшие газы, пары топлива из топливного бака и карбюратора, картерные газы, сажу.
Причем существует прямая зависимость количества токсичных загрязняющих атмосферу веществ и технического состояния двигателя автотранспорта.
При нормально работающем двигателе вредных веществ должно содержаться ни в коем случае не больше, чем установленная допустимая норма.
Стандартно окиси углерода должно быть не больше 35 %, окиси азота менее 21 % и углеводородов не более 12 % [3].
При соблюдении данных норм всеми автотранспортными средствами можно было бы сократить загрязнение окружающей среды в целом на очень приличную величину.
Но выполнение норм в наши дни, можно сказать, редкость и автомобильная сфера при этом не исключение.
Транспортные выбросы оказывают отрицательное воздействие на почву, водоемы, и растения.
Что касается людей, то автомобильные выбросы в атмосферу приводят к множеству заболеваний.
Наиболее распространены онкологические, сердечнососудистые заболевания, а также различные заболевания органов дыхания [4].
Ежегодно токсические выбросы приводят к смерти около 300 тысяч человек только в России.
Прогресс в автотранспортной промышленности, как и других, стремительно развивающихся сферах, безусловно, очень важен и приветствуется, но сейчас как никогда следует уделить внимание защите окружающей среды.
Пока не улучшится техническое состояние и поддержание всех необходимых характеристик двигателей автотранспортных средств, экологическая ситуация на нашей планете не изменится.
Очень важно уже сейчас
приступить к созданию в
Мало кто обращает внимание на то, что человечество является заложниками автомобильной промышленности.
Но очевидно, что экологическая ситуация, сложившаяся на данный момент во многих странах, не заставит долго ждать и в скором будущем нужда в принятии мер по уменьшению транспортных выбросов в атмосферу возрастет в несколько раз.
Чтобы исключить рост токсичных выбросов автотранспорта, логично предположить, что, в первую очередь, нужно уделить внимание выбросам грузового транспорта, который приносит больше всего вреда атмосфере из-за большей востребованности, а также некоторой спецтехнике и автобусам.
Большая часть такого транспорта находится в собственности государства и организаций, которые в большинстве случаев имеют средства, чтобы позаботиться об улучшении экологической ситуации.
Не стоит забывать, что состояние экологии нашей планеты все-таки полностью в наших руках.
Хочется верить, что усовершенствования в области автотранспортной промышленности избавит нас от негативных влияний на окружающую среду, несмотря на растущую потребность в перевозках.
Список используемой литературы
1. Вронский, В.А. Экология: словарь-справочник – Ростов н/Д: Феникс, 2002. – 593 с.
2. Инженерная защита окружающей среды: учебное пособие для студентов вузов / Воробьев Н.Н. – СПб.: Лань, 2002. – 288 с.
3. Коробкин, В.И. Экология / В.И. Коробкин, Л.В. Передельский. – Ростов н/Д: Феникс, 2005. – 576 с.
- Автотранспорт и теплоэнергетика как источник загрязнения атмосферы
- Автотранспорт и химия окружающей среды
- Автотранспорт и человек
- Автотранспорт и человек
- Автотранспорт и человек
- Автотранспорт и человек
- Автотранспорт и экология
- Автотранспорт и его влияние на экологию города
- Автотранспорт и его влияние на экологию города
- Автотранспорт и его влияние на экологию города
- Автотранспорт и его влияние на экологию города
- Автотранспорт и его влияние на экологию города
- Автотранспорт и его влияние на экологию города
- Автотранспорт и люди
