Загрязнение атмосферы автотранспортом. Исследовательская работа

План

Введение

Основная часть

Заключение

Источники информации

Введение

Автомобильный транспорт - один из важнейших компонентов общественного и экономического развития, поглощающий значительное количество ресурсов и оказывающий серьезное влияние на окружающую среду. Быстрый рост количества автотранспортных средств на дорогах привёл к существенному усложнению экологической обстановки, особенно в крупных городах.

Природа - целостная система с множеством сбалансированных связей.

Нарушение этих связей приводит к изменению установившихся в природе круговоротов веществ и энергии.

Усиление техногенного воздействия автомобильного транспорта на природную среду породило ряд экологических проблем. Самые острые связаны с состоянием атмосферы, гидросферы и литосферы. Некоторые "изменения", такие как загрязнение воздуха или воды, могут непосредственно влиять на здоровье и жизнедеятельность организма. Другие чреваты косвенными эффектами. Загрязнения, поступающие в атмосферу, с осадками возвращаются на Землю и попадают в водоемы и почву.

В данной работе рассмотрены экологические проблемы автотранспорта и его инфраструктуры связанные с негативным воздействием на воздух, воду, почву и здоровье населения.

1. Основная часть

К концу XX века в Российской Федерации создан и в целом успешно функционирует современный транспортный комплекс, обеспечивающий ее территориальную целостность и национальную безопасность. Ключевую роль в его развитии играет автомобильный транспорт: по данным Министерства транспорта РФ, вклад автомобильного транспорта в перевозки грузов составляет 75-77 %, пассажиров (без учета личных легковых автомобилей) - 53-55 %. Почему - очевидно: автотранспорт обладает такими важнейшими преимуществами, как мобильность, способность доставлять грузы и пассажиров "от двери до двери" и "точно вовремя".

Но наряду с преимуществами, которые обеспечивает обществу развитый автотранспортный комплекс, его прогресс сопровождается, к сожалению, и негативным воздействием на окружающую среду и человека. Поэтому ученые и специалисты всего мира усиленно ищут пути и средства снижения отрицательных последствий автомобилизации.

Многие российские ученые к источникам загрязнения окружающей среды автотранспортным комплексом большого города относят: автомобили в движении; производственно-техническую базу - автостоянки, автотранспортные предприятия, гаражно-строительные кооперативы, станции технического обслуживания автомобилей, автозаправочные станции, а также автомобильные дороги и инженерные сооружения (мосты, путепроводы), т. е., по сути, только технические объекты. По мнению ученых, вредное воздействие АТК на окружающую среду заключается в ее негативном изменении в результате попадания в атмосферный воздух, воду, почву токсичных компонентов отработавших газов, продуктов изнашивания деталей, дорожного полотна, отходов производственно-эксплуатационной деятельности, образующихся при движении, в процессах погрузочно-разгрузочных работ, заправки, мойки, хранения, технического обслуживания и ремонта автомобилей. В то же время федеральный закон "Об охране окружающей среды", который подготовлен, разумеется, не без участия ученых и специалистов, к негативным воздействиям на окружающую среду относит: выбросы в атмосферный воздух загрязняющих и иных веществ; сбросы загрязняющих, иных веществ и микроорганизмов в поверхностные, подземные водные объекты и на водосборные площади; загрязнение недр, почв; размещение отходов производства и потребления; повышенный шум, влияние тепловых, электромагнитных, ионизирующих и других видов физических воздействий. То есть закон рассматривает проблему значительно шире, однако и он не затрагивает аспекты взаимодействия некоторых элементов автотранспортного комплекса с окружающей средой.

Первый из таких элементов - 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 атмосферу ~700 млн. т вредных веществ, т. е. 1,3 т/год на один среднестатистический автомобиль. Поэтому и доля автомобильного транспорта в общем загрязнении атмосферы в развитых странах достигала в среднем 45-50 %, России - 40, городах - 50-60, мегаполисах - до 85-90 %.

Рассмотрим обмен веществ "среднего" легкового автомобиля с карбюраторным двигателем при расходе горючего в смешанном режиме движения 8 л (6 кг) на 100 км. При оптимальной работе двигателя сжигание 1 кг бензина сопровождается потреблением 13,5 кг воздуха и выбросом 14,5 кг отработанных веществ. Их состав отражен в табл. 1. Соответствующий выброс дизельного двигателя несколько меньше. Вообще в выхлопе современного автомобиля регистрируется до 200 индивидуальных веществ. Общая масса загрязнителей - в среднем около 270 г на 1 кг сжигаемого бензина - дает в пересчете на весь объем горючего, потребляемого легковыми автомобилями мира, около 340 млн т. Аналогичный расчет для всего автомобильного транспорта (плюс грузовые автомобили, автобусы) увеличит эту цифру по меньшей мере до 400 млн т. Следует также иметь в виду, что в реальной практике эксплуатации автотранспорта весьма значительны разливы и утечки горючего и масел, образование металлической, резиновой и асфальтовой пыли, вредных аэрозолей.

Таблица 1 Состав отработавших газов автомобиля, % по объему

КомпонентыДвигателиКарбюраторныеДизельныеN272- 7574-76O20,3 - 0,81,5-3,6Н2О3-80,8-4СО210- 14,56-10СО0,5 - 1,30,1 - 0,5NOx0,1 - 0,80,01 - 0,5СxНy0,2 - 0,30,02 - 0,5Альдегиды0-0,20 - 0,01Частицы, г/м³0,1 - 0,40,1 - 1,5Бензопирен, мкг/м³10-20до 10

Загрязнители воздуха, непосредственно продуцируемые автомобилями, такие как окись углерода, оксиды азота, углеводороды или свинец, главным образом накапливаются по соседству с источниками загрязнения, т.е. вдоль шоссейных дорог, улиц, в тоннелях, на перекрестках и пр. Таким образом создаются локальные геоэкологические воздействия транспорта.

Часть загрязнителей транспортируется на большие расстояния от места эмиссии, трансформируется в процессе переноса и вызывает региональные геоэкологические воздействия. Наиболее распространенным процессом этой категории является асидификацня - закисление окружающей среды.

Двуокись углерода и другие газы, обладающие парниковым эффектом, распространяются на всю атмосферу, вызывая глобальные геоэкологические воздействия.

В производство автомобилей вовлечена почти 1/4 часть всего промышленного потенциала развитых стран мира, почти все отрасли промышленности. Создание 1-тонного автомобиля сопровождается образованием во всех обеспечивающих производствах от 15 до 18 т твердых и 7-8 т жидких отходов.

Автомобильный транспорт является одним из основных источников шума в городе, интенсивность движения которого постоянно растёт. Наибольшие уровни шума 90-95 дБ отмечаются на магистральных улицах городов со средней интенсивностью движения 2-3 тыс. и более транспортных единиц в час.

Высокие значения шумовых характеристик автотрасс обуславливают превышения действующих санитарных нормативов на 20-25 дБА (СН 2.2.4/2.1.8.562-96) на территориях, прилегающих к жилым домам, расположенным в непосредственной близости от автотрасс.

На жилых территориях, удаленных от транспортных магистралей либо "защищенных" посадками деревьев, уровни шума существенно ниже, превышения нормативов составляют не более 5-8 дБА.

Превышения допустимых уровней шума вблизи автотрасс наблюдаются в течение дневного времени суток, затрагивая и ночные часы с 23.00 до 01.00 часов.

Исключение составляют дворы жилых домов, расположенные вне прямой видимости автотрасс либо на удалении (70-100 метров от трассы), а также территории, защищенные первым эшелоном зданий или другими шумозащитными конструкциями.

Уровень уличных шумов обуславливается интенсивностью, скоростью и характером (составом) транспортного потока. Кроме того, он зависит от планировочных решений (продольный и поперечный профиль улиц, высота и плотность застройки) и таких элементов благоустройства, как покрытие проезжей части и наличие зелёных насаждений. Каждый из этих факторов способен изменить уровень транспортного шума в пределах до 10 дБ.

В промышленном городе обычно высок процент грузового транспорта на магистралях. Увеличение в общем потоке автотранспорта грузовых автомобилей, особенно большегрузных с дизельными двигателями, приводит к повышению уровней шума. В целом грузовые и легковые автомобили создают на территории городов тяжёлый шумовой режим.

Шум, возникающий на проезжей части магистрали, распространяется не только на примагистральную территорию, но и вглубь жилой застройки. Так, в зоне наиболее сильного воздействия шума находятся части кварталов и микрорайонов, расположенных вдоль магистралей общегородского значения (эквивалентные уровни шума от 67,4 до 76,8 дБ). Уровни шума, замеренные в жилых комнатах при открытых окнах, ориентированных на указанные магистрали, всего на 10-15 дБ ниже.

Акустическая характеристика транспортного потока определяется показателями шумности автомобильности. Шум, производимый отдельными транспортными экипажами, зависит от многих факторов: мощности и режима работы двигателя, технического состояния экипажа, качества дорожного покрытия, скорости движения. Кроме того, уровень шума, как и экономичность эксплуатации автомобиля, зависит от квалификации водителя. Шум от двигателя резко возрастает в момент его запуска и прогревания (до 10 дБ). Движение автомобиля на первой скорости (до 40 км/ч) вызывает излишний расход топлива, при этом шум двигателя в 2 раза превышает шум, создаваемый им на второй скорости. Значительный шум вызывает резкое торможение автомобиля при движении на большой скорости. Шум заметно снижается, если скорость движения гасится за счёт торможения двигателем до момента включения ножного тормоза.

За последнее время средний уровень шума, производимый транспортом, увеличился на 12-14 дБ.

Вторым элементом АТК является производственно-техническая база (ПТБ), включающая в себя: грузовые терминалы; автовокзалы; автозаправочные станции; автостоянки; гаражно-строительные кооперативы; автомойки; автотранспортные предприятия; станции технического обслуживания автомобилей и другие технические объекты, предназначенные для погрузочно-разгрузочных работ, перевозки пассажиров, заправки, хранения, мойки, технического обслуживании и ремонта АТС.

Эти объекты также оказывают негативное воздействие на окружающую среду. Так в частных автомастерских отсутствуют контейнеры для сбора отходов, загрязненных нефтепродуктами (фильтры, резинотехнические изделия, промасленная ветошь и т.п.), не решен вопрос по утилизации отработанных моторных масел и других технических жидкостей, вследствие чего образуются неорганизованные свалки в городской черте.

Большая часть автомобильных моек работает без оборотных систем водоснабжения, поэтому значительная часть жидких отходов, загрязненных нефтепродуктами, вывозится на полигон.

Под автостоянки приспосабливаются различного вида площадки и пустыри. Однако, строительство и эксплуатация автостоянок часто сопровождаются нарушением природоохранных требований. Так территория некоторых автостоянок не имеет твердого покрытия, отсутствуют системы ливневой канализации, не озеленена прилегающая территория.

Третий элемент АТК - автомобильные дороги, представляющие собой один из важнейших объектов транспортно-коммуникационной инфраструктуры.

Транспортная сеть дает, наряду с преимуществами, также и существенное отрицательное воздействие на окружающую среду. Причем воздействие многогранное: отчуждение земель, загрязнение придорожной территории (свинец, тяжелые металлы, отходы АТК), канцерогенные выбросы асфальтобетонных заводов и строительно-дорожных машин, невысокое качество дорог и состояния их покрытия, являющиеся причиной многочисленных ДТП, и т. д. И здесь Россия тоже "лидирует".

Так, если взять 2002 г., то в мире протяженность автомобильных дорог с твердым покрытием составляла 12 млн. км, что в 1,36 раза больше суммарной протяженности (8,8 млн. км) всех других видов транспортной сети (воздушные линии - 5,6 млн. км, железные дороги - 1,5 млн., магистральные трубопроводы - около 1,1 млн., внутренние водные пути - более 0,6 млн. км). Протяженность же автомобильных дорог Российской Федерации была равна 910-920 тыс. км, из которых лишь 750 тыс. км - с твердым покрытием. Причем основная их часть (более 80 %) - второй, третьей и четвертой категории, свыше трети нуждались в реконструкции. По оценкам же специалистов, экономические и социальные потребности страны требуют увеличения дорожной сети до 1500 тыс. км, т. е. на 600 тыс. км больше. Нетрудно подсчитать, что при нынешнем среднем темпе строительства (~6 тыс. км в год) эта задача может быть решена не менее чем через 100 лет. В итоге сейчас дорог с твердым покрытием и круглогодичной связи с внешним миром не имеют 29 тыс. городов и поселков, в которых проживает более 10 млн. человек, а низкий технический уровень имеющихся дорог обусловливает увеличение себестоимости перевозок в 1,5 раза, расхода топлива на 30 % по отношению к аналогичным показателям развитых зарубежных стран.

Не лучше обстоят дела и в городах: их дорожно-транспортная инфраструктура фактически соответствует уровню 60-100 автомобилей на 1 тыс. жителей, в то время как современный уровень уже превысил 200 автомобилей на 1 тыс. населения. Следствие такого положения общеизвестно: ухудшение условий движения, заторы, увеличение расхода топлива, неблагоприятная экологическая обстановка и рост числа ДТП (их в городах и населенных пунктах происходит более 70 %).

Быстрое увеличение численности автомобильного парка, недостаточное количество современных автомобильных дорог и ПТБ неизбежно сопровождается ростом числа ДТП и числа погибших и раненых в авариях людей. По данным ООН (1998 г.), ежегодно в автомобильных авариях в мире погибает около 300 тыс. человек и ~10 млн. получают телесные повреждения, а национальный совет по безопасности движения США отмечает, что ущерб от ДТП в этой стране в том же 1998 г. составил 50 млрд. долл. в год. В Германии ежегодные потери от аварий автотранспорта достигли 14-15 млрд. марок. И надо сказать, что за прошедшие с тех пор восемь лет положение не очень-то изменилось. Например, в нашей стране за 2004 г. произошло свыше 208 тыс. ДТП, в которых погибли 34,5 тыс. человек. То есть по сравнению с 1997 г. число погибших возросло на 28 %. Причем более четверти из них - люди наиболее трудоспособного возраста (26-40 лет). Хуже того, в России число ДТП на 1 тыс. автомобилей в 7-10 раз выше, чем в Германии, США, Франции, Японии и других экономически развитых странах. Автомобильные аварии за последние четыре года нанесли экономике России ущерб, который составил 2,5 % ВВП страны (например, только в 2004 г. ущерб был равен 369 млрд. руб., в том числе в результате гибели и ранения людей - 228 млрд. руб.).

Таким образом, с ростом автопарка снижается экологическая и дорожная безопасность - основные компоненты эксплуатационной безопасности АТК. Поэтому их нельзя рассматривать раздельно, как это делают многие ученые. экологический автомобиль горючее карбюраторный

Из теории жизненного цикла следует, что каждый из перечисленных выше технических элементов автотранспортного комплекса (автомобиль, производственно-техническая база, дорога) проходит последовательные (взаимосвязанные) стадии продукционной системы, начиная с приобретения сырья или разработки природных ресурсов до утилизации продукции. Но главное, на что необходимо обратить особое внимание, - три основные стадии функционирования данной системы: проектирование (конструирование), изготовление и практическая эксплуатация АТС.

Что касается тенденции перспективного развития новых автотранспортных объектов в Российской Федерации на этапах проектирования и изготовления, то они достаточно подробно изучены многими учеными и изложены в соответствующих государственных документах - "Концепции развития автомобильной промышленности России" до 2010 г.; целевой программе "Повышение безопасности дорожного движения в 2006-2012 гг."; подпрограмме "Автомобильные дороги" федеральной целевой программы "Модернизация транспортной системы России" (2002-2010 гг.) и др. Интеграция России в европейское и мировое экономические сообщества, расширяющиеся международные перевозки существенно повысили требования к экологической и дорожной безопасности, экономическим и другим показателям при сертификации новой отечественной автомобильной техники для обеспечения их поэтапного приближения к европейским нормам. Тем более что в странах ЕС приняты более жесткие экологические нормы ЕЭК ООН ("Евро-2"-"Евро-4"). Однако ни этим нормам, ни более мягким Правилам № 19 "Проведение работ в системе сертификации механических ТС и прицепов" не соответствует большинство новых и уже эксплуатируемых российских автотранспортных средств.

Заключение

Таким образом негативным воздействием автотранспорта является то, что:

üавтомобили загрязняют окружающую среду, в особенности воздух, а также и воду, и вызывают значительный шум и вибрацию;

üпоглощается много земельных ресурсов для транспортной инфраструктуры - автомобильных дорог и связанных с ними вокзалов, парковок, АЗС, моек и т.д. Транспортная инфраструктура создает значительные по площади техногенные ландшафты;

üзначительное количество природных ресурсов расходуется на производство автомобилей и сооружение элементов транспортной инфраструктуры;

üвсе виды транспорта представляют серьезную опасность для жизни, здоровья и имущества людей.

Вследствие значительных воздействий транспорта на локальном, региональном и глобальном уровнях необходимо стремиться к осуществлению следующих направлений координированной общемировой стратегии как компоненты устойчивого развития:

Потребление горючих ископаемых для транспорта должно сокращаться.

Должны быть установлены основанные на передовой технологии общемировые стандарты выбросов в атмосферу для всех видов транспорта.

Каждой стране следует разработать и осуществлять программу контроля эмиссии всех источников и видов транспорта.

Совершенствовать и развивать надежную и общедоступную систему общественного транспорта.

При планировании развития транспортных систем использовать системный подход, направленный на комплексное решение экологических проблем. Устранять причины, а не следствия геоэкологических проблем на транспорте.

Общая цель в системном управлении транспортом заключается в нахождении оптимального соотношения между обеспечением потребностей общества и снижением загрязнения окружающей среды. Стратегии управления будут зависеть от локальных ситуаций и потому будут различными для конкретных стран, регионов и городов.

Одним из непременных условий снижения вредного воздействия транспорта на окружающую среду является поддержание его в технически исправном состоянии.

Загрязнение воздуха городов, крупных поселков с интенсивным движением автотранспорта заставляет искать альтернативу автомобилю с двигателем внутреннего сгорания. Многообещающим является электромобиль на аккумуляторах, хотя здесь много вопросов и нерешенных проблем.

Важным является создание не загрязняющего атмосферу общественного транспорта: это и метрополитен, скоростные железные дороги, транспортные средства на магнитной подушке и т. д.

Источники информации

1.Акимова Т.А., Кузьмин A.П., Хаскин В.В. Экология. Природа - Человек - Техника: Учебник для вузов. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001.

2.Влияние автотранспорта на окружающую среду // http://ecology.volgadmin.ru/ecology/htmls/monitor/Air/air3.htm

Голубев Г.Н. Геоэкология. Учебник для студентов высших учебных заведений. -М.: Изд-во ГЕОС, 1999.

Степановских А.С. Экология: Учебник для вузов. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. - 703 с

Шумовое воздействие // http://www.moseco.ru/ru/showArticle/atlID/38?PHPSESSID=299043b

Ясенков Е.П. Элементы автотранспортного комплекса и их воздействие на окружающую среду //"Автомобильная промышленность", 2007 год, № 8 //

Http://transpenv.org.ru/people.html

Репетиторство

Нужна помощь по изучению какой-либы темы?

Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.

Я решил выбрать тему «Роль автомобиля в загрязнении окружающей сре­ды», чтобы ещё раз подчеркнуть и дать возможность задуматься над пробле­мой, которая должна тревожить каждого жителя города, в котором есть авто­транспорт.

К мобильным источникам относятся автомобили и транспортные механиз­мы, передвигающиеся по земле, по воде и по воздуху. В больших городах к числу основных источников загрязнения атмосферного воздуха относитсяав­тотранспорт. Отходящие газы двигателей содержат сложную смесь, их более чем двухсот компонентов, среди которых немало канцерогенов. Наземные транспортные средства - это механизмы, передвигающиеся по шоссейным и железным дорогам, а также строительное, сельскохозяйственное и военное оборудование. В соответствии с различиями в количествах и видах выбрасы­ваемых загрязняющих веществ целесообразно рассматривать в отдельности двигатели внутреннего сгорания (особенно двух- и четырехтактные) и дизели и, анало­гичным образом, паровые и дизельные локомотивы. В таблице №3 указаны выбросы от мобильных источников.

Таблица №3

Основные виды выбросов загрязняющих веществ от мобильных ис­точников

ТИП ДВИГАТЕЛЯ		ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ЗАГРЯЗНЕНИЙ
Четырехтактный двигатель внут­реннего сгорания		Углеводороды, ок­сид углерода, окси­ды азота	Автомобили, авто­бусы, самолеты, мотоциклы
Двухтактный двигатель внутренне­го сгорания	Бензин (с добавлени­ем масла)	Углеводороды, ок­сид углерода, оксид азота, твердые веще­ства	Мотоциклы вспо­могательные мото­ры
			Автобусы, тракто­ра, машины, поезда
Газовая турбина		Оксиды азота, твер­дые вещества	Самолеты, корабли, поезда
Паровой котел	Уголь, нефть	Оксиды азота, диок­сид серы, твердые вещества	Корабли, паровозы

Вредные вещества при эксплуатации подвижных транспортных средств поступают в воздух с отработавшими газами, испарениями из топливных сис­тем и при заправке, а так же с картерными газами. На выбросы оксида углерода значительное влияние оказывает рельеф дороги и режим движения автомаши­ны. Так, например, при ускорении и торможении в отработавших газах увели­чивается содержание оксида углерода почти в 8 раз. Минимальное количество оксида углерода выделяется при равномерной скорости автомобиля 60 км/ч.

В таблице №4 приведены значения концентрации основных примесей карбюраторного двигателя при различных режимах его работы.

Таблица №4

Концентрация веществ в зависимости от режима работы карбюраторного двигателя

Режим работы двигателя	Оксид угле­рода, % по объёму	Углеводо­роды, мг/л	Оксиды азота, мг/л
Холостой ход
Принудительный холостой ход
Средние нагрузки
Полные нагрузки

Выбросы оксидов азота максимальны при отношении воздух - топливо 16:1. Таким образом, значения выбросов вредных веществ в отработавших га­зах автотранспорта зависят от целого ряда факторов: отношения в смеси возду­ха и топлива, режимов движения автотранспорта, рельефа и качества дорог, технического состояния автотранспорта и др. Состав и объёмы выбросов зави­сят также от типа двигателя. В таблице №5 показаны выбросы ряда вредных веществ карбюраторного и дизельного двигателей.

Таблица №5

Выбросы (% по объёму) веществ при работе дизельных и карбюраторных двигателей

ВЕЩЕСТВО	ДВИГАТЕЛЬ
	Карбюраторный	Дизельный
Оксид углерода
Оксид азота
Углеводороды
Бенз(а)пирен	До 20 мкг/м 3	До 10 мкг/м 3

Как видно из данных таблицы №5, выбросы основных загрязняющих ве­ществ значительно ниже в дизельных двигателях. Поэтому принято считать их более экологически чистыми. Однако дизельные двигатели отличаются повышенными выбросами сажи, образующейся вследствие перегрузки топлива. Сажа насыще­на канцерогенными углеводородами и микроэлементами; их выбросы в атмо­сферу недопустимы.

В связи с тем, что отработавшие газы автомобилей поступают в нижний слой атмосферы, а процесс их рассеяния значительно отличается от процесса рассеяния высоких стационарных источников, вредные вещества находятся практически в зоне дыхания человека. Поэтому автомобильный транспорт сле­дует отнести к категории наиболее опасных источников загрязнения атмосфер­ного воздуха вблизи автомагистралей.

В соответствии с формулой для среднего удельного выброса (коэффициен­та выброса)

Суммарный годовой выброс загрязняющих веществ

сумма годовых транспортных показателей

В таблице №6 приведены эти величины для автомобильных выбросов

Таблица №6 Средние удельные выбросы (коэффициенты выбросов) автотранспорта

Большую долю в загрязнении атмосферы занимает детище научно-технического прогресса - автомобиль. Поглощая столь необходимый для жизни кислород, он интенсивно «обогащает» воздушную среду токсичными компонентами, наносящими вред всему живому и неживому.

Угарный газ и окислы азота, выделяемые из глушителя автомобиля, выступают причинами головных болей, усталости, немотивированного раздражения, низкой трудоспособности. Сернистый газ воздействует на святая святых - генетический аппарат, способствуя бесплодию и врождённым уродствам. Все эти факторы ведут к стрессам, нервным проявлениям, стремлению к уединению, безразличию к самым близким людям. В больших городах широко распространены заболевания органов кровообращения и дыхания, инфаркты, гипертония и новообразования. «Вклад» автомобильного транспорта в атмосферу составляет 90% по окиси углерода и 70% по окиси азота. Автомобиль добавляет в почву и воздух тяжёлые металлы, другие вредные вещества.

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). В некоторых крупных американских, европейских и японских городах, переполненных автомобилями, содержание свинца в атмосфере уже достигло опасной для здоровья человека концентрации или приближается к ней. При вдыхании городского воздуха крупные свинцовые аэрозоли задерживаются в бронхах и носоглотке, а те, что имеют диаметр менее 1 мк (их примерно 70-- 80%), попадают в легкие, а затем проникают в капилляры и, соединяясь с эритроцитами, отравляют кровь. Причем известно, что «свинцовый воздух» вреднее «свинцовой воды». Признаки свинцового отравления -- анемия, постоянные головные боли, мышечная боль - проявляются при содержании в крови свинца 80 мкг/100 мл. Это опасный рубеж, начало болезни.

Токсичные вещества нарушают и рост растений, способствуя снижению урожаев, потерям в животноводстве, постепенной гибели деревьев. В растениях может аккумулироваться значительное количество свинца. Необходимы широкомасштабные и комплексные меры по предотвращению, нейтрализации или хотя бы существенному сокращению тех негативных последствий, которые порождаются автомобилизацией общества. Как показали многочисленные эксперименты, концентрация токсичных газов, которые проникают в прилегающие к автодорогам здания, в 2--3 раза меньше в сравнении с их концентрацией снаружи. Токсичные вещества, содержащиеся в отработанных газах автомобильных двигателей, могут сохраняться в атмосфере в течение длительного времени и переноситься на значительные расстояния. Первичные загрязнители в атмосфере при соответствующих условиях могут взаимодействовать друг с другом, образуя новые токсичные вещества: сульфаты, нитраты, кислоты, фотооксиданты и др. Атмосферный воздух следует рассматривать как вторичный реактор дообразования вредных веществ, токсичность которых в некоторых случаях значительно превышает токсичность первичных компонентов.

Для предупреждения загрязнения воздушного бассейна в нашей стране в законодательном порядке установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в атмосфере. Для каждого вещества, загрязняющего атмосферный воздух, установлены разовые и среднесуточные ПДК. Разовая ПДК устанавливается при кратковременном воздействии (до 20 мин) загрязнения, а среднесуточная -- при постоянном. ПДК устанавливается на основе высокочувствительных методов анализа, позволяющих определить физиологические пределы приспособления организма; коэффициент запаса при этом изменяется от 2 до 100 в зависимости от токсичности конкретного элемента.

Следует заметить, что ПДК разработаны только применительно к организму человека, хотя от загрязнения атмосферы страдает все живое. Предпринимаются попытки разработать новый показатель -- предельно допустимую экологическую нагрузку (ПДЭН) на окружающую среду, который позволит учитывать воздействия на любой живой организм.

В настоящее время экологическая ситуация во многих регионах достигла крайней напряженности. Россия в этом плане не является исключением. Во многих крупных городах страны предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе превышены в 10 и более раз. Состояние большинства водных источников не отвечает установленным нормативам, идет опасное загрязнение подземных вод, растет объем токсичных промышленных отходов, основная часть которых вывозится на свалки бытовых отходов. Острой, особенно в городах, является проблема транспортного шума.

По экспертным оценкам, более чем в 150 городах России преобладающее влияние на загрязнение воздушного бассейна оказывает именно автотранспорт. В этот список попадают Сочи, Анапа, Ессентуки, Кисловодск, Нальчик, Пятигорск, Минеральные Воды и ряд крупнейших центров с населением более 500 тыс. человек: Москва, Санкт-Петербург, Ростов-на-Дону, Воронеж, Краснодар, Пенза, Тюмень и др.

Представляют интерес и объемные показатели выбросов автотранспортом вредных веществ. По различным субъектам Российской Федерации диапазон колебаний их величин достаточно широк: от 16 тыс. т/год до примерно 2 млн. т/год. Рекорд принадлежит Тюменской области, где выбросы составляют свыше 1951, 8 тыс. т.

Выбросы в объеме свыше полумиллиона тонн в год наблюдались в Краснодарском крае. Московской области, Башкортостане, Алтайском и Красноярском краях, Ростовской области и в самой Москве.

Результаты всероссийской операции «Чистый воздух», ежегодно проводимой в крупных городах, показали, что из-за неисправностей или неправильных регулировок систем питания и зажигания ДВС экологическим нормам не соответствует 25--30% автомобилей, находящихся в эксплуатации, а показатель выбросов вредных веществ отечественных автомобилей в эксплуатации примерно в 2 раза выше аналогичного показателя в Германии. Неудовлетворительное техническое состояние подвижного состава и автодорог не способствует энергосбережению на автотранспорте и в конечном счете его экологической безопасности.

В России в 2000 г. ожидалось увеличение выбросов вредных веществ автомобильным транспортом на 20%. Предполагалось, что этот рост будет происходить за счет значительного увеличения парка легковых автомобилей и изменения структуры парка грузового транспорта.

Экологические стандарты являются важным элементом нормативной базы создаваемой в настоящее время системы сертификации автотранспорта. Действующие стандарты на токсичность и дымность отработанных газов предъявляют достаточно жесткие требования к экологическим параметрам автомобильной техники. К сожалению, из-за различия в методиках испытаний практически не представляется возможным сопоставить их со стандартами, действующими в других странах, в том числе с требованиями Правил № 15, 24, 49 ЕЭК ООН. В настоящее время практически решен вопрос о прямом применении в России международных экологических стандартов (соответствующих Правил ЕЭК ООН).

В системе эксплуатации автомобильного транспорта используются два стандарта. Первый устанавливает нормы предельно допустимого содержания окиси углерода (СО) и углеводородов (СН) в отработанных газах автомобилей с бензиновыми двигателями.

Второй стандарт регламентирует требования к автомобилям с дизельными двигателями. Он предусматривает проверку как новых, так и находящихся в эксплуатации автомобилей на дымность. Проверка осуществляется на стоящем автомобиле при работе двигателя на двух режимах: при ускорении и максимальной частоте вращения на холостом ходу.

Одним из наиболее опасных параметрических загрязнений окружающей среды является транспортный шум. Эта проблема находится в поле зрения специалистов автомобилестроения, эксплуатации автомобильного транспорта, организации дорожного движения, градопланировки и строительства:

60-80% шумов, настигающих человека в жилой застройке, создают транспортные потоки.

В таблице приводятся данные об источниках транспортного шума. 22 Данные взяты из журнала «Экология и жизнь», № 2, 1999, с. 64-66

В общем случае ограничение загрязнения атмосферы автотранспортом сводится к:

1) совершенствованию двигателя автомобиля и его технического состояния;

2) рациональной организации перевозок и движения;

3) сокращению распространения загрязнения от источника к человеку.

Одно из основных мероприятий -- совершенствование конструкции современного двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с искровым зажиганием. Наибольшее влияние на токсичность отработанных газов оказывают изменения, вносимые в систему питания и зажигания ДВС, поскольку они определяют процесс воспламенения и сгорания рабочей смеси.

Работы ведутся в следующих направлениях:

Улучшение качества смесеобразования во впускной системе;

Улучшение распыления топлива в карбюраторе;

Применение регуляторов принудительного холостого хода;

Обеспечение равномерного распределения смеси по цилиндрам.

Применение нейтрализаторов позволяет снизить содержание вредных веществ в отработанных газах. В настоящее время наибольшее распространение получили каталитические нейтрализаторы, в которых используются платина, палладий, радий. Эти вещества позволяют существенно снизить порог энергии, при котором начинаются окислительно-восстановительные реакции.

Нейтрализаторы бывают восстановительные и окислительные. В дизелях применяются только окислительные нейтрализаторы, принцип работы которых заключается в том, что отработанные газы, проходя по нейтрализатору, вступают в реакцию с расположенными там гранулами дорогих металлов (платина, палладий) и превращаются в другие, не токсичные вещества. Различные типы нейтрализаторов размещаются в выпускном тракте ДВС и там в зависимости от принципа работы (каталитический, термический, механический и водяной) выполняют свои функции. Ведутся поисковые работы по созданию сажевых фильтров с системой регенерации, обеспечивающих снижение выбросов твердых частиц на 80--90%. За рубежом такие системы уже находятся в опытно-серийном производстве. Отечественные конструкции трехкомпонентных каталитических нейтрализаторов, без которых невозможно обеспечить выполнение перспективных норм выбросов, находятся в стадии лабораторных испытаний.

Другим методом обезвреживания отработанных газов является рециркуляция, т. е. повторное засасывание в цилиндры (вместе с порцией новой горючей смеси), с целью досжигания СО и СН и снижения количества окислов азота непосредственно в цилиндрах двигателя.

На ближайшую перспективу поршневые ДВС останутся основным типом автомобильных двигателей, причем большое развитие должны получить дизельные ДВС. Дизельные ДВС начали широко применяться после второй мировой войны на грузовых автомобилях большой грузоподъемности. Но в последние годы такие преимущества дизельного ДВС, как меньший удельный расход топлива (на 30-- 35%) и более низкая токсичность отработанных газов, обусловили их широкое применение не только на грузовых автомобилях большой и средней грузоподъемности, автобусах, но и на легковых автомобилях.

Известен двигатель Стерлинга, построенный фирмой «Филипс».

Он может работать на спирте, бензине, керосине, дизельном топливе, мазуте, сырой нефти, оливковом и подсолнечном маслах и на некоторых горючих газах. Работает двигатель очень плавно, без вибраций, а уровень его шума сравним с уровнем шума электродвигателя. Токсичность отработанных газов двигателя Стерлинга также значительно ниже токсичности отработанных газов ДВС. Отработанные газы этого двигателя практически не содержат продуктов неполного сгорания (СО, С^Н^, сажа и т. д.) и не имеют неприятного запаха. Это объясняется хорошим качеством смесеобразования, которое можно обеспечить при стационарном процессе сгорания.

Снижение вредных выбросов от автомобилей может быть достигнуто за счет улучшения качества традиционных видов моторного топлива и применения новых, экологически более «чистых» видов горючего. Основное мероприятие здесь -- снижение содержания в автомобильных бензинах высокотоксичного антидетонатора тетраэтилсвинца (ТЭС). До настоящего времени около 75% выпускаемых бензинов являются этилированными и содержат от 0,17 до 0,37 г свинца на 1 л бензина. При сгорании этилированных бензинов около половины содержащегося свинца выбрасывается с выхлопными газами в атмосферу.

В США, Германии, Швейцарии, Японии и других странах содержание свинца в автомобильных бензинах доведено до минимума (0,15 г/л и менее), в ближайшее время свинцовые антидетонаторы в этих странах вообще не будут использоваться. В России полный отказ от использования этилированного бензина планировался к 2000 г., что связано с трудностями модернизации технологических процессов нефтепереработки.

Существенное снижение загрязнения окружающей среды и экономия бензина достигаются при замене традиционных видов нефтяного топлива так называемыми альтернативными видами моторного топлива, в первую очередь, газом. В этом плане практическое применение нашли сжиженные пропан-бутановые газы и сжатый природный газ. По экспериментальным оценкам, использование газового топлива снижает выбросы окиси углерода в 2--4 раза, окислов азота -- в 1,1--1,5 и суммарных углеводородов -- в 1,4--2 раза.

В последние годы широко проводятся исследования в области использования присадок к топливам в целях уменьшения токсичности и дымности выбросов. Применение присадок позволяет снизить дымность в 4--7 раз (в зависимости от процента содержания присадки в топливе и от режима работы двигателя).

Человечество, поставив себя на грань экологической катастрофы, всерьез задумывается о возможности передвижения без помощи двигателя внутреннего сгорания, безжалостно отравляющего воздух. Один из вариантов -- использование солнечной энергии. Конечно, современные машины на солнечных батареях еще не могут соперничать с «Вольво» и «Тойотой», но в США, Японии, Австралии подобные разработки ведутся при непосредственном участии известнейших промышленных фирм.

На территории выставки ЭКСПО-70 в Осаке курсировали электротакси. Весьма успешно работают английские конструкторы: еще в начале 1975 г. на улицах Манчестера появился электрический автобус, рассчитанный на 34 пассажира. В Зеленограде группа энтузиастов под руководством Алексея Кноха совместно с центром научно-технического творчества молодежи («ДОКА») создали гелиомобиль, вполне способный потягаться на равных с зарубежными моделями. Вес «солнечного первенца» - 1170 кг, габариты -- 4500х1500х800 мм, площадь панелей солнечных батарей -- 6 м 2 . Гелиомобиль имеет два двигателя. Один, мощностью 375 Вт, питается энергией солнечных батарей и в солнечный день обеспечивает движение со скоростью 15 км/час. Второй, мощностью 1100 Вт, работает от аккумулятора. Оба двигателя, работающие одновременно, позволяют развивать скорость до 53 км/час.

Параллельно с интенсивной автомобилизацией общества ведутся научные и технологические разработки в области обеспечения экологической безопасности автотранспортных средств. К сожалению, рост объема и темпы процесса автомобилизации существенно опережают внедрение методов и средств экологической безопасности. Это обусловлено превалированием экономических интересов производителей автомобилей над экологическими и социальными интересами общества, в том числе и самих производителей.

Наивно рассчитывать, что они могут быть уравновешены посредством агитационно-пояснительной работы. Нужны жесткие государственно-административные меры нормативного характера. Их разработка, применение и контроль за соблюдением должны быть непременной обязанностью всех ветвей власти.

ВИД ЗАГРЯЗНЯЮЩЕГО ВЕЩЕСТВА	СРЕДНИЙ УДЕЛЬНЫЙ ВЫБРОС (ПРИ СРЕДНЕЙ СКОРОСТИ ТРАНСПОРТА 31,7 КМ/Ч)
	В час	На километр
Оксид углерода
Несгоревшие углеводороды
Оксиды азота
Суммарное количество вы­хлопных газов (при 0 0 С)		0,914 м 3 /км
Средний расход топлива		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 -основнойисточник акустического загрязнения окружающей среды. В крупных городах уровень шума достигает 70...75 дБА, что в несколько раз превышает допустимые нормы. Основными источником акустического загрязнения окружающей среды является автомобильный транспорт: его вклад в акустическое загрязнение в городах составляет от 75 до 90%. Автомобиль отрицательно воздействует практически на все составляющие биосферы: атмосферу, водные, земельные ресурсы, литосферу и человека. Выхлопы от автотранспорта распространяются 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. Автомобиль самый активный потребитель кислорода воздуха. Если человек потребляет до 20 кг (15,5 м3) воздуха в сутки и до 7,3 т в год, то современный автомобиль для сгорания 1 кг бензина расходует около 12 м3 воздуха, или, в кислородном эквиваленте, около 250 л кислорода. Таким образом, в крупных мегаполисах автомобильный транспорт поглощает кислорода в десятки раз больше, чем вес их население. Раннее приведенные исследования показали, что при тихой, безветренной погоде и низком атмосферном давлении на оживленных автомобильных трассах объемная концентрация кислорода в воздухе нередко понижается до 15%. Известно, что при концентрации кислорода в воздухе ниже 17% у людей появляются симптомы недомогания, при 12% и меньше возникает опасность для жизни, при концентрация ниже 11% наступает потеря сознания, а при 6% прекращается дыхание. При сгорании топлива в цилиндрах двигателей образуются нетоксичные (водяной пар, углекислый газ) и токсичные вещества. Последние являются продуктами сгорания или побочных реакций, протекающих при высоких температурах. К ним относятся окись углерода СО, углеводороды CmHn, окислы азота (N0 и N02) обычно обозначаемые NOX. Кроме перечисленных веществ вредное воздействие на организм человека оказывают выделяемые при работе двигателей соединения свинца, канцерогенные вещества (бенз(а)пирен), сажа и альдегиды.	Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение Средняя общеобразовательная школа № 8 г.Поронайска Составитель: Гаргаева Дарья МБОУ СОШ №8 г.Поронайска Научный руководитель: Чебанова Юлия Геннадьевна МБОУ СОШ № 8 г.Поронайска Поронайск, 2012 Автомобиль – как основной фактор загрязнения окружающей среды. Содержание Введение Влияние токсичных компонентов, вырабатываемых автомобильным транспортом, на окружающую среду. Основные загрязняющие вещества, попадающие в атмосферный воздух с отработавшими газами автомобилей Основные направления повышения экологической безопасности автомобилей. 3.1. Совершенствование двигателя внутреннего сгорания 3.2. Электромобиль 3.3. Газ вместо бензина Заключение Список используемой литературы Приложение Введение Начало второй половины XX столетия ознаменовалось ин­тенсивным процессом автомобилизации общества. Развитие ав­томобильного транспорта предопределило две четко выраженные и противоречивые тенденции. С одной стороны, достигнутый уровень автомобилизации, отражает технико-экономический по­тенциал развития общества, а с другой – увели­чивает масштаб негативного воздействия на здоровье населения и окру­жающую среду. Автомобильный транспорт является одной из важнейших составляющих транспортного обеспечения страны. За последние годы автомобильный транспорт выполняет около 60% перевозок грузов и около 55% перевозок пассажиров, а с учетом личных легковых автомобилей – не менее 65% пассажиров.(см. прилож. Граф.1) Эти показатели продолжают увеличиваться. Экологические проблемы, связанные с использованием транспортных средств, актуальны не только у нас, но и для всех стран мира. Актуальностью данной проблемы является возрастающее количество автомобильного транспорта и увеличение степени его негативного воздействия на окружающею среду и здоровье населения. Цель: изучение влияния автомобильного транспорта на окружающую среду и определение основных направлений по повышению его экологической безопасности. Постановка цели предусматривает определение ряда задач : 1. Рассмотреть влияние автомобильного транспорта на окружающую среду. 2. Выявить основные, загрязняющие экологию, вещества, вырабатываемые автомобильным транспортом. 3. Определить основные направления по повышению экологичности Автомобильного транспорта. Гипотеза : Если полностью отказаться от использования автомобилем бензина и дизельного топлива, то одним из самых приоритетных видов топлива по экономичности и экологичности будет являться газ. 1.Влияние токсичных компонентов, вырабатываемых автомобильным транспортом, на окружающую среду. Чем пахнет из выхлопной трубы автомобиля, знают не только водители. Горожане привыкли к запаху выхлопных газов настолько, что порой и не ощущают его. Помимо автострады автомоби­ли заполняют все местные проезды и дворы жилой застройки. При определенных погодных условиях привыкшим к автомобильному перегару детям асфальта приходится констатировать чрезмерное содержание в городском воздухе выхлопных газов. Так, с точки зрения наносимого экологического ущерба, автотранспорт лидирует во всех видах негативного воздействия: загрязнение воздуха – 95%, шум – 49,5%, воздействие на климат – 68% (см. прилож. граф.2). Топливо и отработавшие газы двигателей автомобилей по-разному влияют на организм человека, но наиболее токсичными являются свинец и его соединения. При отравлении оксидом углерода появляются головные боли, удушье, боли в животе и рвота, сонливость, учащенное сердцебиение. Оксид азота в соединении с водяными парами образует азотную кислоту, которая раздражает легочную ткань, что приводит к хроническим заболеваниям. Диоксид азота раздражает слизистую оболочку глаз, легких и вызывает необратимые изменения в сердечнососудистой системе. Соединения свинца вызывают в организме нарушения в обмене веществ и кроветворных органах. Отравлениям такого рода подвержены водители, работники службы движения и пешеходы в больших городах. Загрязнение окружающей среды токсичными компонентами отработавших газов приводит к большим экономическим потерям. Это связано, прежде всего, с тем, что токсичные вещества вызывают нарушения в росте растений, приводят к снижению урожаев и потерям в животноводстве. Накапливаясь в растениях, они создают опасность для животных и людей. Особенно опасны полосы земель вдоль дорог, при большой интенсивности движения на них разрешается сеять только технические культуры. Грунтовые и поверхностные воды в большей степени подвержены опасности загрязнения топливом, маслами и смазочными материалами. Пленка из углеводородов на поверхности воды затрудняет процессы окисления, отрицательно влияет на живые организмы и изменяет качество воды. Отработавшие газы способствуют ускорению процессов разрушения изделий из пластмассы и резины, оцинкованных поверхностей и черных металлов, а также покраски, облицовки и конструкции зданий. 2.Основные загрязняющие вещества, попадающие в атмосферный воздух с отработавшими газами автомобилей Вследствие загрязнения среды обитания вредными вещест­вами отработавших газов двигателей внутреннего сгорания зоной экологического бедствия для населения становятся целые регионы, в особенности крупные города. Проблема даль­нейшего снижения вредных выбросов двигателей все более обостряется ввиду непрерывного увеличения численности автомобильного транспорта, уплотнения автотранспортных по­токов. Рассмотрим показатели увеличения численности автомобильного транспорта в Поронайском районе Сахалинской области (см. прилож. таб.1).Из этой таблицы видно, что в среднем автомобильный транспорт в Поронайском районе Сахалинской области увеличился на 300 единиц в год. Значит, с каждым годом увеличивается объем загрязняющих веществ, попадаемых в атмосферу. Наиболее неблагоприятными режимами работы являются малые скорости и «холостой ход» двигателя, когда в атмосферу выбрасываются загрязняющие вещества в количествах, значи­тельно превышающих выброс на нагрузочных режимах. Это прослеживается в таблице, которая представляет характеристики ритма движения автомобиля (см. прилож. таб.2) . Например, если взять 1 час поездки по городу, приблизительно 24 минуты машина простоит на перекрестках и в пробках, т.е. 40% времени двигатель будет работать на холостых оборотах. За это время будет израсходовано около 15% топлива от суммарного расхода за этот час. Объем отработавших газов за время работы двигателя на холостом ходу (за 24 минуты) составит 10% от общего их объема, выбрасываемого за час. В их составе будет около 20% оксида углерода (CO) и около 17% углеводородов (CnHm) от суммарного количества этих веществ, выбрасываемого в среднем за час движения по городу. При рассмотрении таблицы видно, что химический состав загрязняющих веществ зависит от вида топлива.(см. прилож. таб.3) Основным токсичным компонентом отработавших газов, выделяющихся при работе бензиновых двигателей, является окись углерода. Она образуется при неполном окислении углеро­да топлива из-за недостатка кислорода во всем объеме цилиндра двигателя или в отдельных его частях. Основным источником токсичных веществ, выделяющихся при работе дизелей, являются отработавшие газы. Картерные газы дизеля содержат значительно меньшее количество углеводородов по сравнению с бензиновым двигателем в связи с тем, что в дизе­ле сжимается чистый воздух, а прорвавшиеся в процессе расши­рения газы содержат небольшое количество углеводородных со­единений, являющихся источником загрязнений атмосферы. Итак, в среднем за год в России количество загрязняющих веществ, попадающих в атмосферный воздух с отработавшими газами автомобилей, превышает 19 миллионов тонн! В том числе более 15 млн. т оксида углерода, около 4 млн. т углеводородов и 1 млн. т оксидов азота, а также более 5,5 тыс. т свинца. В пересчете на одного жителя России это составляет более 100 килограммов загрязняющих веществ ежегодно. 3.Основные направления повышения экологической безопасности автомобилей. Большинство ученых и практиков предпринимают срочные меры по снижению токсичности отработавших газов двигателя. Проблема, безусловно, весьма сложная, трудоемкая и дорогостоящая. 3.1.Совершенствование двигателя внутреннего сгорания Предпринимались многочисленные попытки повышения его экономичности и экологичности. К настоящему времени это, прежде всего, топливная экономичность и возможность удовлетворения международным требованиям по экологии. Отлаженность технологии выпуска ДВС обеспечила их низкую удельную стоимость (затраты/кВт энергии). Совершенствование рабочего процесса привело к высокой объемной (массовой) энергоемкости (кВт/кг, кВт/м3). Изыскания многих поколений ученых и инженеров открыли, что у данной конструкции есть неиспользованные резервы для дальнейшего развития и совершенствования конструкции. Например, существенный рост к.п.д. бензиновых двигателей и улучшение экономичности было достигнуто благодаря: переходу на впрыск топлива во впускной трубопровод или непосредственно в цилиндр; использованию наддува. С точки зрения экологии в ДВС ситуация тупиковая. Много топлива и мало воздуха - низкая мощность, экономичность и много СО. Мало топлива и много воздуха - много окиси азота. Успешный до недавней поры компромисс достигался электронным регулированием соотношения топливо-воздух и применением, так называемого трехходового каталитического нейтрализатора. Тем не менее, уже разработаны камеры сгорания, способные сжигать сверхбедные топливовоздушные смеси. ДВС, имеющие такие камеры, на всех режимах работают практически при идеальных соотношениях топлива и воздуха, следовательно, содержат минимальное количество вредных веществ в отработавших газах. 3.2.Электромобиль. В настоящее время, когда автомобили с бензиновым и дизельным двигателями стали одним из существенных факторов, приводящих к загрязнению окружающей среды, специалисты все чаще обращаются к идее создания «чистого» автомобиля. Речь, как правило, идет об электромобиле. Электрические двигатели проходят испытание во многих странах. Несмотря на то, что, во-первых, работы по электромобилям во многих странах получили государственную (в том числе финансовую) поддержку, во-вторых, поддержку общественную. Судя по опросу, в Европе уже сегодня 1200 тыс. человек готовы стать владельцами электромобилей, в-третьих, разработкой электромобилей занимаются практически все автомобилестроительные фирмы, данный транспорт остается скорее специальным, чем массовым: его применяют в аэропортах, на атомных станциях, территориях морских портов, выставок и т.п. Основные преимущества электромобиля: Отсутствие вредных выхлопов; Простота конструкции и управления, высокая надёжность и долговечность в сравнении с обычным автомобилем; Недостатки электромобиля: Аккумуляторы за полтора века эволюции так и не достигли характеристик, позволяющих электромобилю на равных конкурировать с автомобилем по запасу хода и стоимости. Имеющиеся высокоэнергоёмкие аккумуляторы либо слишком дороги из-за применения драгоценных или дорогостоящих металлов (серебро, литий), либо работают при слишком высоких температурах. Кроме того, такие аккумуляторы отличаются высоким саморазрядом. Проблемой является производство и утилизация аккумуляторов, которые часто содержат ядовитые компоненты (например, свинец или литий). Для массового применения электромобилей требуется создание соответствующей инфраструктуры для подзарядки аккумуляторов (зарядка на «автозарядных» станциях). Главный недостаток на сегодняшний день - высокая стоимость. 3.3.Газ вместо бензина Высокооктановое, стабильное по составу газовое топливо хорошо смешивается с воздухом и равномерно распределяется по цилиндрам двигателя, способствуя более полному сгоранию рабочей смеси. Суммарный выброс токсичных веществ у автомобилей, работающих на сжиженном газе, значительно меньше, чем у машин с бензиновыми двигателями. Так, грузовик «ЗИЛ-130», переведенный на газ, имеет показатель по токсичности почти в 4 раза меньше, чем его бензиновый собрат. При работе двигателя на газе происходит более полное сгорание смеси. А это ведет к снижению токсичности отработавших газов, уменьшению нагарообразования и расхода масла, увеличению моторесурса. Кроме того, сжиженный газ дешевле бензина. (см.таб.№4) Проблема перевода автотранспорта на природный газ представляет собой решение комплекса сложных задач, среди которых наиболее значимыми являются: серийное производство газобаллонных автомобилей; создание инфраструктуры (сети) заправочных комплексов; разработка и производство надежного газобаллонного оборудования; создание сервисной сети для переоборудования автотранспортных средств; подготовка кадров; правое и рекламно-информационное обеспечение и т.д. Газификация автотранспорта – это не только решение экологических проблем, но и экономия бюджетных средств (моторное топливо из природного газа стоит наполовину дешевле нефтяного). Таким образом, массовый перевод отечественных автомобилей на природный газ является наиболее рациональным, ресурсообеспеченным и экологически приемлемым путем повышения эффективности и экологизации автомобильного транспорта России. Заключение Можно сделать вывод о том, что изложенное выше определяет необходимость принятия широкомасштабных и комплексных мер по предотвращению, ней­трализации или хотя бы существенному сокращению тех нега­тивных последствий, которые порождаются автомобилизацией нашей страны. К сожалению, полное решение проблемы загрязнения городского воздуха автотранспортом невозможно даже при использовании только дизельных или газобаллонных автомобилей. Применение неэтилированного бензина уменьшает выбросы свинца, но не спасает от других загрязнителей. Выбросы дизельных двигателей не содержат свинца и характеризуются низким содержанием окиси углерода, но при этом содержат больше окислов азота. Кроме того, выбросы недостаточно хорошо отрегулированных дизельных двигателей обогащены сажей, содержащей канцерогенные вещества, углеводороды и формальдегиды. Конечно, и газобаллонные двигатели не идеальны, но они характеризуются значительно менее пагубным воздействием на окружающую среду, а следовательно, они предпочтительнее других видов углеводородных двигателей. постепенно перейти на использование газобаллонных двигателей; уменьшить количество и токсичность отработавших газов путем качественной регулировки двигателя; использовать нейтрализаторы отработавших газов для бензиновых и дизельных двигателей; выбирать экономичный режим работы двигателя, глушить его при продолжительных остановках. Таким образом, основными потребителями автомобильных выхлопов являются водители. Вторыми в этой скорбной очереди стоят дети, их мамы, бабушки и дедушки, а за ними и остальные пешеходы, среди которых - наши родственники и друзья. Давайте же возлюбим и себя, и их, и постараемся снизить поток ядов, идущих из выхлопных труб наших автомобилей. Список литературы 1. Казанцева Л.К., Тагаева Т.О. Современная экологическая ситуация в России // ЭКО. – 2005. – № 9. – С.30 – 45. – Таблицы. 2. Коробкин В.И Экология. – М., 2006. – 465с. 3. Петрунин В.В. Плата за негативное воздействие на окружающую среду в 2006 году // Финансы. – 2006. – № 4. – С.25 – 30. 4.Родзевич Н.Н. Экологическая глобализация // География в школе. – 2005. – № 4. – С.8 – 15. 5. Руденко Б. Цена цивилизации // Наука и жизнь. – 2004. – № 7. – С.32 – 36. 6. Суэтин А. 2006 год: мир сегодня и завтра (обзор основных положений доклада «Состояние планеты – 2006») // Вопросы экономики. – 2006. – № 4. – С.90 – 103. 7. Шишков Ю. Хрупкая экосистема Земли и безответственное человечество // Наука и жизнь. – 2004. – № 12. – С.2 – 11. 8. С. Жуков. Природный газ – моторное топливо XXI века. // Промышленность сегодня, №2, 2001. – стр. 12. 9. Бензин, потеснись.//Фактор, №3, 2001. – стр40-41. Приложение График 1 График 2 Таблица 1 01.01.2010г. 01.01.2011г. 01.01.2012г. 7 718 единиц техники 8 018 единиц техники 8 326 единиц техники Таблица 2 (Значения параметров даны в процентах) Режим работы двигателя Параметры работы двигателя, % Время работы Расход топлива Объем отработавших газов Выбросы CO CnHm NO x Холостой 40 15 10 20 17 0 Разгон 18 35 45 30 30 80 Установив-шийся 30 37 40 38 28 19 Замедление 12 13 5 12 25 1 Полн. цикл 100 100 100 100 100 100 Таблица 3 Загрязняющее вещество Бензин Дизельное топливо Оксид углерода 465 21 Углеводороды 23 4 Оксиды азота 15 18 Диоксид серы 2 8 Альдегиды 1 1 Сажа 1 5 Свинец 0,5 0 Всего: 507,5 57 Таблица 4 Параметры Бензин Дизтопливо Природный Объем двигателя, литров 2,0 2,0 2,0 Выброс вредных веществ, г/км 2,4 2,7 1,3 Расход топлива на 100 км пробега (при расчете 10л – 100%) 100% 90% 110% Стоимость топлива, руб/л 9,2 7,1 3,6 Итоговая стоимость топлива при пробеге 100 км, руб 92 63,9 39,6 Экономическая выгода по отношению к бензину на 100 км пробега, руб. 0,0 28,1 52,4