Транспорт как источник загрязнения окружающей среды

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………….3                                                         

1. Специфика влияния видов транспорта на окружающую среду………….4
1. Автомобильный транспорт………………………………………………..4
2. Железнодорожный транспорт……………………………………………11
3. Воздушный транспорт……………………………………………………12
4. Водный транспорт…………………………………………………………13
5. Трубопроводный транспорт………………………………………………14

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………….17

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………………………18

ВВЕДЕНИЕ

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.

Наряду с преимуществами, которые обеспечивает обществу развитая транспортная сеть, ее прогресс сопровождается также негативными последствиями - отрицательным воздействием транспорта на окружающую среду, и прежде всего на тропосферу, почвенный покров и водные объекты.

Все транспортные средства с автономными 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%.

Наряду с загрязнениями окружающей среды вредными выбросами следует отметить физическое воздействие на атмосферу в виде образования антропогенных физических полей (повышенный шум, инфразвук, электромагнитные излучения). Из этих факторов наибольшее воздействие оказывает шум. Транспорт - основной источник акустического загрязнения окружающей среды. В крупных городах уровень шума достигает 70...75 дБА, что в несколько раз превышает допустимые нормы. [3]

1. Специфика влияния видов транспорта на окружающую среду
1. Автомобильный транспорт

Главным источником загрязнения атмосферы является автомобильный транспорт.

Во всех экономически развитых странах мира автомобильный транспорт по объему перевозок занимает ведущее место, в большинстве стран он также лидирует и по транспортной работе. Автомобильный парк мира непрерывно увеличивается и превысил 400 млн. ед. Однако при таком значительном увеличении масштабов и росте темпов автомобилизации возникает ряд серьезных проблем, связанных с вредными для окружающей среды и общества последствиями, которые сопровождают этот процесс.

Многогранность автомобилизации как сложной социально-технико-экономической системы определяет многосторонность ее взаимных связей с окружающей средой. Подход современной науки к общим проблемам отношений человека и природы позволил классифицировать эти связи на три основных направления: потребление ресурсов, загрязнение окружающей среды и негативные социальные последствия.

В настоящее время большую актуальность приобрела задача рационального использования природных ресурсов, особенно энергетических. Эта задача является частью глобальных проблем рационального природопользования и охраны окружающей среды. Такое положение в полной мере относится к автомобильному транспорту и автомобильной промышленности, входящим в число самых крупных потребителей различного сырья и материалов.

Современные транспортные средства стали мощным потребителем энергии. Этим во многом объясняются высокие темпы использования энергоресурсов, в балансе потребления которых ведущую роль занимают нефть и нефтепродукты. В странах Западной Европы на автомобильный транспорт расходуется около 30% нефтепродуктов, в США и Канаде - 52-55%, в Японии - более 20%. На автомобильном транспорте самые высокие удельные затраты топлива на единицу транспортной работы среди всех видов транспорта. Основная особенность в потреблении топливно-энергетических ресурсов по сравнению с другими материалами заключается в том, что оно в значительной степени определяется не только конструкцией автомобилей, но и условиями эксплуатации.

Конструкция автомобиля сказывается не только на его эксплуатационных свойствах, но и на количестве материалов, необходимых для изготовления и изъятых из природы. На производство автомобилей в США расходуется около 20% стали, 7% меди, 13% никеля, 35% цинка, 50% свинца и натурального каучука. Сокращение запасов этих материалов с учетом ограниченности и невозобновляемости ресурсов вызывает обоснованную озабоченность в отношении их использования и сохранения для мирового сообщества.

Применение автомобиля как массового транспортного средства требует развития сети автомобильных дорог и строительства различных транспортных сооружений, под которые приходится отводить значительные площади, нередко в ущерб другим видам человеческой деятельности. На 1 км автомобильных дорог в зависимости от ее категории и ценности земельных угодий приходится отводить 2-7 га территории. Дополнительные потери земельных угодий связаны также с усилением водной и ветровой эрозий в районе транспортной коммуникации, созданием условий для геодинамических процессов. Строительство дороги нередко приводит к существенному изменению мощности и уровня подпочвенных вод.

Автомобилизация является мощным потребителем трудовых ресурсов. Профессия водителя автомобиля стала одной из самых массовых. Снижение трудоемкости транспортной работы будет иметь все большее значение при оценке эффективности функционирования транспортной системы.

Воздействие автомобильного транспорта на окружающую среду сопровождается не только потреблением природных ресурсов, но и загрязнением окружающей среды. С экологических позиций загрязнение среды обитания представляет комплекс помех в экологических системах. Если уровень помех превышает возможность организма к адаптации, то это приводит к его гибели или угнетению. Возникновение помех в экологических системах может быть связано с внесением различных отходов (ингредиентное загрязнение), непроизводительными потерями энергии (параметрическое загрязнение), необратимыми изменениями естественных экологических систем (экологическое загрязнение). [2]

Объектами ингредиентного загрязнения являются атмосфера, гидросфера и литосфера, т. е. важнейшие компоненты, составляющие среду обитания человека. Человек разомкнул круговорот веществ в природе и создал искусственные линейные цепи событий.

Одну из таких цепей легко проследить на примере использования топлива на автомобильном транспорте. Нефть добывают из недр земли, перерабатывают в топливо, которое сжигают в цилиндрах двигателя. При этом образуются отходы (отработавшие газы), загрязняющие атмосферный воздух, воду и почву. Таких цепей при эксплуатации автомобилей множество. Среди ингредиентов загрязнения присутствуют сотни веществ и химических соединений, нередко очень опасных для живых организмов, в твердом, жидком и газообразном состоянии. Наиболее массовые из них - токсичные и нетоксичные компоненты отработавших газов (ОГ), нефтепродукты, пыль, содержащая органические и неорганические вещества, хлориды, отходы при производстве и эксплуатации автомобилей. При этом вредное воздействие увеличивается с ростом объема движения, вредные компоненты постоянно накапливаются в окружающей среде.

При сгорании топлива в цилиндрах двигателя только часть  химической энергии переходит в полезную механическую работу. Остальная энергия теряется. У лучших образцов автомобильных двигателей эти потери составляют более 55%. Часть передаваемой от двигателя к ведущим колесам энергии затрачивается на преодоление потерь в трансмиссии и сопротивления движению. Основная доля неиспользованной энергии переходит в тепло, остальная - в другие виды параметрического загрязнения.

Развитие автомобилизации ведет к значительному преобразованию естественных экологических систем. При широком использовании автомобилей все возрастающее число людей получают доступ к ранее закрытым для них природным комплексам, нагрузка на которые нередко превышает их рекреационные способности. В результате нарушаются привычные связи в экологических системах, сокращается количество мест, пригодных для обитания животных, снижается продуктивность системы. Под колесами автомобилей гибнет много живых существ. В США за год число позвоночных животных, уничтоженных на дорогах, составляет около 365 млн. Дороги с интенсивным движением перерезали пути миграции животных, затруднили связи между природными комплексами. В нашей стране пока эта проблема в силу определенных причин стоит не так остро, как в США или Западной Европе, но тем не менее она уже существует в пригородной зоне ряда крупных городов и ее дальнейшее обострение неизбежно.

Последствия интенсивного развития автомобилизации усугубляются социальной стороной вопроса. Глубокое проникновение автомобиля во все сферы человеческой деятельности несет с собой не только позитивные сдвиги в образе жизни. Оборотной стороной является снижение двигательной активности человека с одновременным нарастанием нервного напряжения. Как известно, сочетание гиподинамии и постоянно повышенного нервного тонуса ведет к возникновению сердечно-сосудистых, нервных и других заболеваний. Все это непосредственно относится к труду водителя. В последние годы резко возросло число различных заболеваний среди жителей крупных городов, связанных с загрязнением городской среды.

Одной из самых серьезных социально-экономических проблем автомобилизации остается безопасность движения. В дорожно-транспортных происшествиях (ДТП) в мире ежегодно погибают около 250 тыс. чел., примерно 10 млн. человек получают различные травмы. В результате ущерб, наносимый обществу из-за потерь национального дохода и затрат на лечение, уничтожения и повреждения грузов, транспортных средств и дорожных сооружений, исчисляется суммами, значительно превышающими затраты на мероприятия по безопасности движения.

Опасность и степень воздействия автомобильного транспорта на окружающую среду различны для городов и загородных территорий.

В городах это воздействие в наибольшей степени проявляется в следующем: повышенный расход топлива автомобилями;

потребность в значительных площадях внутри городской застройки; 

загрязнение атмосферного воздуха токсичными компонентами ОГ;

загрязнение городских водоемов; все виды параметрического загрязнения.

На загородных территориях это:

потребность в значительных площадях для строительства автомобильных дорог и других сооружений;

загрязнение поверхностных слоев почвы; загрязнение водоемов и грунтовых вод;

нарушение экологического равновесия в зоне строительства и эксплуатации автомобильных дорог.

Как в городских, так и в загородных условиях обществу наносится ущерб, связанный с негативными социально-экономическими последствиями развитой автомобилизации.

В целом современные города характеризуются более высоким воздействием автомобильного транспорта на окружающую среду, соответственно и большей опасностью для населения.

Развитие городского транспорта обусловливает рост размеров городов и увеличение транспортной подвижности населения. В свою очередь это ведет к дальнейшему росту парка транспортных средств. Их хранение и организация движения требуют вновь увеличения территории города и транспортных коммуникаций, размеры которых достигают 30-40% территории города, а в отдельных случаях - 50%. Однако темпы развития улично-дорожной сети существенно отстают от темпов автомобилизации. Многие городские улицы, особенно в центральной части городов, не соответствуют современным техническим нормативам, так как эта территория исторически застраивалась без учета транспортных потоков высокой плотности. Данное обстоятельство создает, как правило, особо неблагоприятные условия для движения транспортных средств и пешеходов и крайне усложняет задачи организации движения.

Центральные части городов отличаются высокой плотностью улично-дорожной сети, обеспечивающей удобство подъезда к жилью и другим местам тяготения, возможность рассредоточения транспортных и пешеходных потоков, разветвленную сеть маршрутов пассажирского транспорта. Но, с другой стороны, чем выше плотность улично-дорожной сети, тем чаще пересекаются транспортные и пешеходные потоки. Необходимость их регулирования приводит к задержкам транспортных средств, образованию значительных очередей и снижению скоростей сообщения. Это предопределяет более высокую экологическую опасность дорожного движения в городах и в первую очередь следует отметить повышенное потребление энергии, загрязнение атмосферы токсичными компонентами ОГ, транспортный шум и другие виды параметрического загрязнения.

Неблагоприятное положение усугубляется также тем, что загрязнение окружающей среды автомобильным транспортом практически невозможно локализовать, его воздействию население города подвергается даже в зоне жилой застройки. Опросы населения показывают, что главными недостатками жилых районов крупных городов являются загрязненность атмосферы и транспортный шум.

Отрицательное психологическое воздействие указанных факторов составляет 45-50%.

Следует отметить, что в настоящее время направления отрицательного воздействия автомобильного транспорта на окружающую среду изучены далеко не полностью. Для получения более точных и детальных представлений о характере и механизме такого воздействия потребуется, несомненно, еще много времени и усилий ученых и специалистов различных областей науки и техники. Имеющиеся данные и результаты уже сейчас позволяют судить о масштабах и сложности проблемы охраны окружающей среды и человека от отрицательного воздействия растущего использования автомобилей.

2. Железнодорожный транспорт

На долю железнодорожного транспорта приходится 75 % грузооборота и 40 % пассажирооборота транспорта общего пользования в России. Такие объемы работ связаны с большим потреблением природных ресурсов и соответственно выбросами загрязняющих веществ в биосферу. Деятельность железнодорожного транспорта (ж.-д. транспорта) оказывает воздействие на окружающую природную среду всех климатических зон и географических поясов нашей страны. Но по сравнению с автомобильным транспортом, неблагоприятное воздействие ж.-д. транспорта на компоненты биосферы существенно меньше.

Снижение масштабов воздействия железнодорожного транспорта на окружающую среду объясняется следующими основными причинами:

– низким удельным расходом топлива на единицу транспортной работы (меньший расход топлива обусловлен более низким коэффициентом сопротивления качению при движении колесных пар по рельсам по сравнению с движением автомобильных шин по дороге);

– широким применением электрической тяги (в этом случае выбросы загрязняющих веществ от подвижного состава отсутствуют);

– меньшим отчуждением земель под железные дороги по сравнению с автодорогами.

 Немаловажную роль  играет использование электровозов  вместо тепловозов, за счет чего  сокращается сжигание углеводородного  топлива.

Несмотря на перечисленные позитивные моменты, влияние железнодорожного транспорта на экологическую обстановку весьма ощутимо. Оно проявляется, прежде всего, в загрязнении воздушной, водной среды и земель при строительстве и эксплуатации железных дорог.

Поэтому перед железнодорожным транспортом стоят важные задачи по уменьшению и предотвращению загрязнения окружающей среды.

При оценке воздействия железнодорожного транспорта на компоненты биосферы необходимо использовать системный подход, который позволяет более глубоко рассмотреть существующие связи в системе «Природа–Транспорт».  Дело в том, что  в любой системе между ее элементами существуют прямые и обратные связи. Например, при развитии и функционировании объектов ж.-д. транспорта необходимо учитывать такие свойства природных комплексов, как множественность связей, коммутативность (переместимость), аддитивность (усиление), многовариантность, устойчивость и многофакторная корреляция.

3. Воздушный транспорт

Специфика влияния воздушного транспорта на окружающую среду состоит в значительном шумовом воздействии и выбросе загрязняющих  
веществ.

Шум создают авиационные двигатели воздушных судов, вспомогательные силовые установки самолетов, спецавтотранспорт различного назначения, автомобили с тепловыми и ветровыми установками, сделанные на базе отработавших летный ресурс авиадвигателей, оборудование стационарных объектов, на которых производится техническое обслуживание и ремонт летательных аппаратов. Уровни шума достигают на перронах аэропортов 100 дБ,  
в помещениях диспетчерских служб от внешних источников - 90-95 дБ, внутри зданий аэровокзалов - 75 дБ.

Помимо шумового воздействия, авиация приводит к электромагнитному загрязнению среды. Его вызывает радиолокационная и радионавигационная техника аэропортов и летательных аппаратов, необходимая для наблюдения за полетами самолетов и метеообстановкой. Радиолокационные средства излучают в окружающую среду потоки электромагнитной энергии. Они могут создавать электромагнитные поля большой напряженности, представляющие реальную угрозу для людей.

Загрязнение биосферы продуктами сгорания авиатоплив - еще один аспект воздействия воздушного транспорта на экологическую ситуацию, однако авиация имеет ряд отличительных особенностей по сравнению другими видами транспорта:

·        использование, в основном, газотурбинных двигателей обусловливает иной характер протекающих в них процессов и структуру выбросов отработавших газов;

·        применение в качестве топлива керосина приводит к изменению компонентов загрязняющих веществ;

·        полеты самолетов на больших высотах и с высокими скоростями приводят к рассеиванию продуктов сгорания в верхних слоях атмосферы и на больших территориях, что снижает степень их влияния на живые организмы.

На отработавшие газы авиационных двигателей приходится 75 % всех выбросов гражданской авиации, включающих также атмосферные выбросы спецавтотранспорта и стационарных источников.

4. Водный транспорт

Снижение объемов грузовых и пассажирских перевозок обусловливает сокращение расходуемого топлива, следовательно, и выбросов загрязняющих веществ судами. Соответствующее сокращение выбросов произошло и на береговых объектах.

При морских перевозках происходит загрязнение моря нефтью и перевозимыми грузами, а также сточными водами, мусором. Помимо танкеров, большую потенциальную опасность представляют суда морского транспорта с атомными силовыми установками и суда атомно-технологического обслуживания. Они могут привести к радиоактивному загрязнению окружающей среды.

Выбросы от стационарных источников морского транспорта в атмосферу представляют в основном продукты сгорания угля, пыль и твердые частицы, образующиеся при перегрузке сыпучих грузов. Морские и речные порты создают локальные зоны загрязнения окружающей среды. [4]

Сточные воды с судов, акватории порта и судоремонтных предприятий содержат хозяйственно-бытовые стоки, фекальные и подсланевые воды. Они характеризуются высоким уровнем бактериального загрязнения. Подсланевые воды представляют собой конденсат водяных паров, образующийся из-за перепада температур снаружи и внутри машинного отделения в условиях высокой влажности, а также водяные растворы, используемые для обмыва судовых механизмов с растворенными в них топливными фракциями, отслоениями ржавчины и другими включениями. Попадание подсланевых вод в водоемы приводит к химическому загрязнению водной среды и донных грунтов.

5. Трубопроводный транспорт

Трубопроводный транспорт предназначен для перекачки нефти, нефтепродуктов, газа с места их добычи к местам потребления. Он включает в себя комплекс различных сооружений: трубопроводы, компрессорные, насосные, дожимные станции.

Воздействие трубопроводного транспорта на экологические системы происходит при строительстве его объектов, в процессе эксплуатации и при возникновении аварийных ситуаций.

Первым аспектом экологического воздействия являются отчуждение земельных ресурсов и вывод их из сельскохозяйственного оборота. Кроме того, нарушаются природные ландшафты. Самовосстановление нарушенного почвенно-растительного покрова в полосе отвода происходит в течение десятилетий, особенно длительны сроки восстановления в северных районах. Иногда полного возобновления растительности вообще не происходит.

Прокладка трубопроводов может осуществляться подземным, полуподземным, наземным и надземным способами.

Подземная и полуподземная прокладка велась на начальных этапах создания трубопроводного транспорта. Но оказалось, что трубопроводы, проложенные этими способами в районах вечной мерзлоты, вызывали оттаивание мерзлотных грунтов из-за нагрева их продуктами перекачки. В результате происходило проседание грунта, и трубы разрывались. Чтобы исключить это перешли на наземный и надземный способы прокладки. Наземный способ предполагает устройство специальной насыпи под трубопровод, а надземный - возведение опор. В числе прочих отрицательных моментов прокладка трубопроводов на поверхности земли нарушает миграцию диких животных: нитка трубопровода становится для животных непреодолимым препятствием. Даже трубопровод, проложенный над землей на опорах, отпугивает стада оленей. В настоящее время прокладка трубопроводов ведется подземным способом с применением надежной теплоизоляции. Транспортировка газа производится после предварительного сжатия на компрессорной станции,  
в результате которого температура газа поднимается до 60 °С, и последующего охлаждения газа до отрицательных температур. Поверхность трубопровода, по которому перекачивается охлажденный газ, также приобретает отрицательную температуру. Такое техническое решение, исключающее тепловой поток от трубы в грунт, позволяет учесть экологические ограничения применительно к условиям Севера.

В период эксплуатации трубопроводов возможно углеводородное загрязнение атмосферы из-за просачивания газа через трещины, неплотности и разрывы трубопроводов, а также в результате «дыхания» резервуаров. Утечки жидких транспортируемых продуктов приводят к их растеканию и уничтожению флоры и фауны. Они часто сопровождаются пожарами, при которых в атмосферу выделяется большое количество токсичных продуктов  
сгорания.

Аварии на трубопроводах приводят к залповым выбросам нефти и газа и вызывают загрязнение больших площадей, экстремально высокие уровни вредных веществ в поверхностных водах и почве. Основными причинами аварий являются нарушения технологии изготовления труб и оборудования, коррозионные разрушения трубопроводов, внешние механические воздействия. Поэтому необходимо периодически проводить диагностику трубопроводов, что позволит избежать аварийных ситуаций и повысить экологическую безопасность трубопроводного транспорта.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Опираясь на факты, можно сделать ряд выводов:

• Наибольший вред окружающей среде наносит автомобильный транспорт, т.к. количество автомобилей огромно и постоянно растет. В России экологические проблемы, связанные с автотранспортом стоят наиболее остро.

• Уменьшение отрицательного воздействия на окружающую среду транспортными средствами возможно при применении более качественных сортов топлива, а также природного газа и водорода в качестве альтернативного топлива; обязательным оборудованием их техническими средствами по контролю качества уходящих в атмосферу выпускных газов и удаляемых   сточных и бытовых вод.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. http://www.rusnauka.com/10_NPE_2008/Tecnic/29645.doc.htm
2. Денисов В.И., Рогалев В.А. Проблемы экологизации автомобильного транспорта. СПб.: МАПЭБ, 2005. - 312 с.
3. Акимова Т.А, Кузьмин А.П, Хаскин В.В. Экология - Природа-Человек-Техника, 2001. – 306 с.
4. Голицын А.Н. Промышленная экология и мониторинг загрязнения природной среды [Текст]: учебник / А. Н. Голицын. - М.: Оникс, 2007. - 336 с.