Потребление природных ресурсов на транспорте. Изменение ресурсных свойств Земли

ТЕМА 2. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ФУНКЦИАНИРОВАНИЯ ТРАНСПОРТА. 4

2.1.Объекты воздействия транспорта. Различают объекты, которые непосредственно(прямое) подвергаются негативному воздействию загрязнения от транспорта и опосредованно (косвенно). Прямое воздействие воспринимает атмосфера, вода, почва а также флора и фауна от ДТП. Косвенное - флора и фауна, которые подвергаются воздействию перечисленных выше загрязнителей, попавших в атмосферу, воду, почву (например токсичные вещества, шум, излучения и т.п.). Подвергаются негативному воздействию загрязнения от транспорта также здания, производственные объекты, памятники культуры и архитектуры. Таким образом воздействие транспорта на экосистему выражается в следующих явлениях: - потреблении природных ресурсов, обеспечивающих функционирования транспорта (воздух, нефть, материалы, вода, земельные ресурсы и т.д.); - загрязнение атмосферы, воды, почвы токсичными и радиоактивными веществами и производственными отходами (мазут, шлаки, зол и т.п.) отрицательно действуют на созданные человеком системы(стройматериалы, произведения искусства, изделия из металла, кожи, текстиля); - выделение тепла в окружающую среду при работе ДВС и топливосжигающих установок на предприятиях транспорта: - создание высоких уровней шума и вибраций; - активизация неблагоприятных природных процессов типа эрозия, заболачивание, образование селей, оползней, обвалов; - травматизм и гибель людей и животных, нанесение материального ущерба при авариях и катастрофах; - разрушение почвенно – растительного покрова и уменьшение урожайности.

Транспорт является ресурсоёмкой областью и природопользование им ведётся по трём направлениям: - изъятие природных ресурсов, переработка и частичное их возобновление; - использование природных условий и влияние на них; - нарушение равновесия природных систем и их охрана. Первое направление- природные ресурсы (атмосфера, вода, земля и её ресурсы) используются для функционирования транспортных средств(ТС)- (Рис.1.4.). Транспорт потребляет 40% нефти – замена её газом приводит к замене 1л. Бензина 1 м3 газа и это приводит к сокращению моторного масла на 15-20% и продлению ресурса на 35 – 40%. Для изготовления ТС используются различные рудные материалы- например для строительства автодороги 1 -11 категории требуется до 750 мз щебня и до 400 м3 песка, битума до 600 кг. и до 820кг. металла, кроме того используется значительное количество древесины и искусственных материалов. Используется большое количества атмосферного воздуха, так для совершения трансатлантического перелёта двигатели потребляют до 100 т.кислорода а на сгорание 1 кг. топлива в ДВС требуется 15 кг. Воэдуха(1 автомобиль потребляет в год 4т. кислорода). Высокими темпами растёт отчуждение земли под нужды ТС –так при строительстве дороги в две полосы движения отчуждается полоса земли в 30 – 35м. Аэродромный комплекс использует до 50 км2 земли, кроме этого до 1ё20км2 становятся непригодными для заселения по условиям безопасности полётов и высокого уровня шума. В целях ресурсосбережения на транспорте проводится работа по их возобновлению – вдоль автодорог проводится защитное озеленение (эколандшафтное проектирование), шумовая защита и т.п. Второе направление- использование природных условий – климатические, природные а также рельеф местности и влияние на них. Устойчивость ландшафтов определяется климатически факторами – светом, теплом, облачностью, туманом, ветром а также ливни, град, снег,метели и др.ухудшают условия движения транспорта и создают предпосылки к ДТП и оказывают отрицательное психофизилогическое воздействие на водителей. Грозы часто являются причиной аварий воздушных судов. Гидрогеологические явления – половодье, паводки, оледенение осложняют работу транспорта (вплоть до парализа). Стихийные геофизические явления (например землетрясения) могут вызвать экологические катострофы, поэтому необходимо создавать противодействие негативным проявлениям природных сил. Третье направление – выявление источников нарушения равновесия природных систем и их охрану в процессе эксплуатации транспорта, нарушается баланс экологических компонентов (энергии, газов, воды и биоты). Действие этих помех может быть быстрым и постепенным при этом техногенные отличаются от естественных и приспособление биоты к ним не происходит. Они имеют предельные значения поэтому в процессе природопользования необходимо осуществлять их контроль и принимать конкретные ограничительные меры и технические решения для сохранения равновесия. Так выявлено, что в крупных городах происходит выжигание транспортом кислорода до 3% от его обычного количества, а содержание токсичных компонентов превышает допустимую концентрацию в 10 – 20 раз. Поэтому в таких городах ограничивают или запрещают движение грузового транспорта. Необходимо защищать водную систему от попадания в неё неочищенных сточных или загрязнённых токсинами технических вод (жидкостей). Поэтому требуется разработка мер защиты водоёмов от загрязнений и её очистки. При этом следует учитывать способность водных объектов к самоочищению, которая нарушается токсичными веществами. При строительстве автодорог и аэродромов возможны с точки зрения появление негативных последствий три основных формы механического нарушения ресурсных свойств земной поверхности: биоморфологическая, почвенно –морфологическая и структурно – морфологическая. Биоморфологическая заключается в следующем: - вырубка леса (сплошная, выборочная, просечная) с изменением использования земли – обычно мпромышленная; - истощение или вытеснение видов животных в результате уничтожения их кормовой базы; - истощение или уничтожение популяции гидробионтов в результате нарушения термики или гидродинамики водоёмов; - создание условий для всплеска численности вредных видов организмов (насекомых, бактерий и т.п.), вредных для людей, животных, строительных материалов. Почвенно – морфологическая заключается в следующем: - уплотнение или изъятие верхних горизонтов почв (в том числе и гумуса) со сменой их термики, водонасыщенности, видового состава растительности для размещения объектов строительства; - устройство дренажных систем. Структурно – морфологическая заключается в устройстве канав, траншей, котлованов, каръерных выемок, дамб, плотин, автодорог с выемками или насыпями, промышленных площадок (в том числе и под жильё.

2.3. Загрязнение ОС ТС. Как отмечалась ранее, на транспорте различают подвижные и стационарные источники загрязнения, при этом первые вносят более существенный вклад в загрязнение – автотранспорт и дорожные машины до 96,5% от общего. 4 2.3.1. Загрязнение от подвижных источников. Загрязнение происходит в результате сжигания топлива, при этом состав выбросов зависит от вида и качества топлива, технологии его производства, способа сжигания, технического состояния двигателя. Наименьший выброс происходит на рабочих (нагрузочных) режимах. При неправильно отрегулированной подачей топлива и зажиганием количество оксида углерода увеличивается в 2 -3 раза. В состав топлива входят С, Н, О, азот и сера. Отработанные газы ДВС содержат свыше 500 компонент, период существования которых длится до 5 лет. По составу, свойствам и характеру действия на человека их объединяют в группы. Первая группа – в неё входят не токсичные вещества: С, Н, О, азот, водяной пар, углекислый газ (СО2) т.е. естественные компоненты атмосферы. Их выброс не нормирован, но угроза парникового эффекта превращает СО2 в проблему. Вторая группа – это оксид углерода СО(или угарный газ),не имеет цвета и запаха, горит на воздухе, постепенно (за 0,3 года) окисляется в СО2. Он токсичен, при дозах больше 1% у человека теряется сознание и он умирает. Это обусловлено его вступлением в реакцию с гемоглобином крови и появлением кислородного голодания. Третья группа –оксид азота NO и диоксид азота NO2.Первый бесцветный, мало растворим в воде, легко окисляется О и превращается в диоксид азота NO2. Это газ бурого цвета с характерным запахом, тяжелее воздуха, для человека вреднее оксида углерода СО, при концентрации 0,004 -0,008% возникают хронические заболевания лёгких, желудка, сердечная слабость, расстройство нервной системы и при этом человек его присуствия не ощущает. Вторичное влияние- образование в организме нитратов и их всасывание в кровь (сердечные заболевания). В растениях, строй материалах образуются растворы азотной кислоты, которые негативно действуют на них. х Четвёртая группа -парафиновые (алканы), нафтенофые (цикланы), и ароматические (бензольные) всего около 160 компонентов и образуются при неполном сгорании топлива, при этом появляется белый или голубой дым. Они токсичны – являются канцерогенами и действуют на сердечно – сосудистую систему. Особенно опасным, как канцероген является бензопирен С20Н12, который хорошо растворяется в жирах, сыворотке крови поэтому его допустимые концентрации в воздухе, воде, почве, растениях жестко нормированы. Углеводороды под действием ультрафиолетовых лучей вступает в реакцию с оксидами азота и образуют токсины- фотооксиданты, являющиеся основой смога (дым +туман). В нём основной токсичный компонент – азон. Фотооксиданты биологически активны и вредно действуют на биоту а также на резину, металл, ухудшают видимость. Смог бывает *сухим* - Лос – Анджелесс и *влажный* - Лондон. Смог вызывает удушье и воспаление глаз и слизистых оболочек.

Пятая группа – это альдегидная органическая группа типа СН3, С6Н5. Так формальдегид НСНО – бесцветный, плохо пахнущий, растворимый в воде газ; акролеин СН2=СН –СН =О (акриловая кислота), бесцветный, ядовитый, пахнущий подгорелым жиром газ; уксусный альдегид СН3СНО – с резким запахом токсичный газ. Все они негативно влияют на слизистые оболочки, нервную систему. Шестая группа – сажа и другие дисперсные частицы(нагар, аэрозоли, масла). Они непосредственно не опасны для организма, но адсорбируя на себя бенз – а-пирен, оказывают большую опасность для организма, чем он сам в чистом виде. Седьмая группа - сернистые соединения в отработанных газах (сернистый ангидрит, сероводород), обладают резким запахом, тяжелее воздуха, растворяются в воде, негативно влияют на слизистые оболочки, нарушают белковый и углеводный обмен, отравляют в больших количествах биоту, вызывают кислотные дожди, коррозию металлов. Существуют стандарты на содержание серы в топливе – например Е№ 590. Восьмая группа – свинец и его соединения при сгорании этилированных бензинов. В них в качестве присадка содержится этиловая жидкость Р – 9 (в основном тетроэтилсвинец). При сгорании такого тотрансэкосистему и он не нейтрализуется, они мгут мигрировать на расстояния до 10км. от дороги. Поэтому в развитых странах этилированные бензины не используются. Микрочастицы тяжёлых металлов (цинка, серебра, никеля и др.). Они поступают в ОС за счёт износа ТС (двигателей, подвесок, шин и т.д.). Вблизи дорог их содержание превышает в 5 -7 раз фоновую концентрацию, загрязняют экосистему. Все используемые на транспорте нефтепродукты хорошо испаряются (особенно при больших Т) и также попадают и загрязняют экосистему. Загрязнение атмосферы в районе аэропорта происходит в основном от выхлопных газов авиационных реактивных двигателей и только 25% приходится на автотранспорт. Источниками загрязнения являются также кательни и строительные работы с их техникой и материалами.

2.3.2. Загрязнение от неподвижных(стационарных) источников. Деятельность транспортного предприятия также вызывает загрязнения ОС за счёт деятельности ремонтных и эксплуатирующих подразделений, котельных, гостиниц, вокзалов, столовых, топливозаправочных систем, складов, мест стоянок, и т.д. Загрязнения вызваны большим тепло и водопотреблением, выбросом загрязняющих веществ в атмосферу и водоёмы, образованием отходов, в том числе и токсичных. Основные источники загрязнения ОС от стац.источников показаны ниже в таблице 1.1. Органическая пыль, аэрозоли, масляный туман попадают в атмосферу в результате работы вентиляционных систем; вблизи производственных участков происходит накопление в почве металлических, пластмассовых и резиновых отходов; происходит изъятие из экосистемы воды, грунта, плодородных почв и минеральных ресурсов, разрушение природных ландшафтов, вмешательство в животный и растительный мир. С экологических позиций все виды воздействия на экосистемы должны быть ниже способностей природы к самовосстановлению, иначе наступит её деградация или уничтожение. Загрязнение сточных вод. Загрязненные сточные воды возникают от поверхностного стока дождя, снега, от мойки, уборки, очистки деталей и механизмов, от работ в гальванических и аккумуляторных цехов, гидроиспытаний ёмкостей и т.д. Поверхностные стоки содержат нефтепродукты, остатки моющих, дезинфицирующих, антиобледенительных, противогололёдных реагентов, продукты разрушения покрытий и износа шин. Сточные воды содержат жидкие токсичные вещества: бензол, ацетон, кислоты, щёлочи, растворенные металлы – алюминий, бериллий, хром и др., нефтепродукты. Бензол С6Н6 – бесцветный растворитель масляных красок оказывает острое местное раздражающее воздействие, загрязняет водоёмы и рыба приобретает неприятный запах (при концентрации 10 мг/л). Ацетон СНзСОСНз- легкоиспаряющийся растворитель нитрокрасок оказывает местное раздражающее воздействие на кожу и слизистые оболочки, на водоёмы практически не воздействует. КИСлоты и щёлочи оказывают негативное воздействие на рыб. Свинец, мышьяк, кадмий, ртуть вызывают отравление. Молибден, галлий, германий менее опасны но усиливают действие других загрязнителей. Свинец, цинк, медь, хром, мышьяк не выводятся из организма и увеличивают своё воздействие по мере накопления. Растворимые в воде соли алюминия – хлориды, сульфаты, нитраты попадая в живые организмы, оказывают ядовитое воздействие. Значение ПДС – предельно допустимый сброс определяется выражением: ПДС = QC (1), где Q – среднечасовой расход воды (м³/ час), С – концентрация загрязнителя. ПДС сточных вод определяется следующими показателями: -взвешенными частицами; - минеральным составом; -хлоридами; - сульфатами; - полным биологическим использованием кислорода (БИК); - химическим использованием кислорода (ХИК); - наличием специфичных ЗВ. БИК определяет наличие в воде органических веществ – при отсутствии кислорода она загнивает, наличие кислорода способствует окислению за определённый термин инкубации (до 20 суток). ХИК – тоже самое но путём химических реакций. Ниже приведены максимально допустимые значения для основных показателей сточных вод – при которых допускается их сброс в канализацию: -ХИК, мг О₂/ дм³ -800; -БИК полное О₂/ дм³ -500; - Активная реакция, рН -6,5..8,5; - Т⁰ С –менее 40; - цвет -1:16; - осадок мг/ дм³ -2000, - запах, балы -2; - вкус, балы – 2; - взвешенные частицы - мг/ дм³ – 1000; -хлориды, мг/ дм³ – 350, - сульфаты, мг/ дм³ – 500. Техническая очистка воды возможна следующими методами: аэрацией (удаление вредных газов из воды), её смягчение кальцием и магнием, фильтрацией, дезинфекцией, отстаиванием.

Все ядовитые вещества по степени опасности делятся на 4 класса: -1 – чрезвычайно опасные (тетраэтилсвинец, свинец, ртуть и др.); -2 - высокоопасные (марганец, медь, серная кислота, хлор, и др.);

-3 – умеренно опасные (ксилол, метиловый спирт и др.); - 4- малоопасные (аммиак, бензин топливный, керосин, оксид углерода, скипидар, ацетон и др.).

2.3 .3. Загрязнение среды от отходов на транспорте. Загрязнение ОС происходит также и после истечения срока службы ТС и элементов инфраструктуры транспорта. Так, например, около 8% парка автомашин ежегодно подлежат утилизации, однако только около половины из них подвергаются вторичной переработке. Остальные выбрасываются на свалки – это части кузовов, автошины, пластики, стёкла, отработанные масла и т.п. Оптимальны является их сортировка и переработка, оставшееся сжигается и тепло используется теплостанциями, при этом в атмосферу выбрасываются токсины. На деле при сортировке отбирают только нужные металлы, остальное выбрасывается в лес, овраги, водоёмы. Особую проблему представляют изношенные шины, которые признаны загрязнителями 4-го класса и запрещается их утилизация.Они являются исходным вторичным сырьём для изготовления многих строительных материалов и изделий, например, тротуарной плитки, дорожных отбойников, гидроизоляционных и шумопоглощающих материалов, безнапорных труб, наполнителей для дорожного полотна и т.д. Проблему представляют вышедшие из строя аккумуляторные батареи – извлекаются для дальнейшего вторичного использования свинцовые пластины а большая часть электролита сливается в канализацию (также и антифризы и отработанные масла). Проблему представляют также и отработанные масла, которые традиционно перерабатываются в печное топливо, однако при этом происходит загрязнение ОС, поэтому нужны новые технологии.

2.3. 4. Шумовое воздействие транспорта.

Ш ум –нежелательные для человека звуки, создающие акустический дискомфорт. В городах основным источником шума является транспорт. На уровень шума влияет ряд факторов:

- интенсивность, скорость и состав транспортных потоков;

- тип двигателя (бензиновый, дизельный, электрический);

- тип и качество дорожного покрытия (асфальтовое, бетонное, брусчатое, каменное, гравийное);

- планировочное решение территорий (продольный профиль, извилистость улиц, транспортные развязки и светофоры, плотность застройки, зелёные насаждения и т.д.); Объективными показателями шума являются интенсивность, высота и продолжительность звука. Интенсивность характеризуется величиной звукового давления (волн) на человеческое ухо, измеряется в децибелах (дБА) и ведется по шкале А стандартного шумомера, которая строится на логарифмах отношений величины звука к порогу слышимости. Дыхание человека создаёт шум в 10 есчитают шум днём -40, ночью -30 дБА. Шум выше 80 дБА вреден для человека, предел переносимости -154 дБА - дальше удушье, головная боль, тошнота. Автомобили создают шум в 70 -90 дБА, в салоне самолёта – до 85 дБА, автомобиля - до 60дБА. Высота звука определяется частотой колебаний среды и измеряется в Гц –одно колебание в секунду. По этому признаку различают следующие колебания: - инфразвуковые(частоты меньше 20 Гц): - акустические (слышимые с частотами от 16 до 20000 Гц); - ультразвуковые (высокочастотные с частотами от 20000 до 10⁹ Гц.; - гиперзвуковые (сверхвысокочастотные с частотами от 10⁹ до 10¹³ Гц. На Рис.5.6. показана область восприятия звука. Здесь 1-болевой порог. 2- порог слышимости. Значительные воздействия на человека оказывают н е с л ы ш и м ы е и н ф р а з в у к о в ы е к о л е б а н и я с большими амплитудами, которые входят в резонанс собственными колебаниями внутренних органов. Они нарушают координацию движений, уменьшают остроту зрения, влияют на сердечно – сосудистую систему и на психоэмоциональную сферу. Источники этих колебаний – шум двигателя, робота тормозных колодок. При этом выделяют следующие пороги их воздействия: - при размахе колебаний 180 – 190 дБА возможен смертельный исход; - при непродолжительном размахе колебаний 140 – 155 дБА – порг переносимости; -- при размахе колебаний до 90дБА – порог безопасности. У л ь т р а з в у к тоже вреден, но его действие проявляется реже и он тоже не слышен человеком. Он ис пользуется в медицине при диагностике, в промышленности для сварки и очистки, для дефектации ит.д., возникает при работе станков, работе ракетных и иных двигателей. Г и п е р з в у к получают искусственным путём и для транспорта он не характерен. Продолжительность - один из неблагоприятных для человека факторов, вызывающих различные заболевания (с.-с., нервные, тугоухость, язву). Вредные шумовые воздействия транспорта сопровождают человека всю его жизнь и усиливаются под воздействием вибраций. Загазованности и других вредных воздействий. Критерии воздействия шума. Рассмотренные выше три субъективных показателя шума росту - м а к с и м а л ь н ы й у р о в е н ь шума с учётом психофизиологической реакции человека – уровень звука - L_A (дБа); - уровень воспринимаемого шума РNL(РN дБ) или с учётом поправки на тональность – РNLТ (ТРN дБ)- тон в шумовом спектре; -э ф ф е к т и в н ы е у р о в н и шума –воздействие единичного ТС с чётом времени его звучания- мгновенный воспринимаемый уровень шума ЕРNL (ЕРN дБ): - у р о в н и с у м м а р н о г о воздействия шума –учитывают 1ое и их число за время суток, например L_ekb, или за рубежом DNL, NEF, NNI,CNR и в гражданской авиации – WECPNL. В и б ра ц ии – это высокочастотные колебания твёрдых тел, например, грунта, элементы салонов автомобиля и самолёта передаваемые от работы двигателей. Они негативно воздействуют на человека а также на инженерные сооружения(появляются микротрещины) но могут использоваться и для полезной работы (виброуплотнители, виброразделители).

2.3.5. Экологические аспекты транспортных аварий. В странах СНГ в последние 10-20 лет резко увеличилось количество ТС на фоне недостаточно развитой транспортной структурЫ, что привело к росту аварий, Так в Табл.2 (П)показана статистика аварий на транспорте в РФ.Видно, что 99% транспортных происшествий совершается в результате ДТП, т.е.наиболее опасным является автотранспорт, при этом потери от ДТП составляют около 10% от ВВП страны. Только за три дня под колёсами автомобилей гибнет столько людей как за год от всех остальных видов транспорта. Основные причины: - превышение скорости; - нарушение правил обгона; - маневрирование и переезд железнодорожных переездов; - выезд на полосу встречеого движения; - переезд перекрёстков; - нарушение правил перевозки пассажиров; - плохое техсостояние автомобилей, - не удовлетворительные дорожные условия а также пропускная способность автодорог и низкое качество подготовки водителей. Вообще то безопасность движения напрямую зависит от человеческого фактора (около 90 %). Уровень надёжности в системе «человек – машина – среда «определяют: физиологическое и психологическое состояние, профессиональная подготовка, эргономика рабочего места, морально = волевые качества, медицинский и ипсихологическая поддержка. Для снижения опасности ДТП от этого фактора разрабатываются различные системы слежения за сост рассчитываетсяоянием водителей (предупреждение засыпания, в авиации – предупреждение столкновения и т.п.).

Дата добавления: 2014-12-25