Общие положения. Транспорт и его влияние на окружающую среду

Транспорт и его влияние на окружающую среду

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%.

Во многих больших городах, таких, как Берлин, Мехико, То­кио, Москва, Петербург, Киев, загрязнение воздуха автомобиль­ными выхлопами составляет по разным оценкам от 80 до 95% всех загрязнений.

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 наиболее массовое воздействие оказывает повышенный шум. Транспорт - основной источник 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%.

В состав выбросов от автомобилей входит около 200 химиче­ских соединений, которые в зависимости от особенностей воз­действия на организм человека подразделяют на 7 групп.

В 1-ю группу входят химические соединения, содержащиеся в естественном составе атмосферного воздуха: вода (в виде пара), водород, азот, кислород и диоксид углерода. Автотранспорт выбрасывает в атмосферу такое огромное количество пара, что в Ев­ропе и Европейской части России оно превышает по массе испа­рения всех водоемов и рек. Из-за этого растет облачность, а число солнечных дней заметно снижается. Серые, без солнца, дни, не­прогретая почва, постоянно повышенная влажность воздуха - все это способствует росту вирусных заболеваний, снижению урожай­ности сельскохозяйственных культур.

Во 2-ю группу включен оксид углерода (ПДК 20 мг/м³; 4кл.).Это бесцветный газ без вкуса и запаха, очень слабо растворимый в воде. Вдыхаемый человеком, он соединяется с гемоглобином кро­ви и подавляет его способность снабжать ткани организма кисло­родом. В результате наступает кислородное голодание организма и возникают нарушения в деятельности центральной нервной системы. Последствия воздействия зависят от концентрации ок­сида углерода в воздухе; так, при концентрации 0,05% через 1 ч появляются признаки слабого отравления, а при 1% наступает по­теря сознания после нескольких вдохов.

В 3-ю группу входят оксид азота (ПДК 5 мг/м³, 3 кл.) - бес­цветный газ и диоксид азота (ПДК 2 мг/м³, 3 кл.) - газ краснова­то-бурого цвета с характерным запахом. Указанные газы являют­ся примесями, способствующими образованию смога. Попадая в организм человека, они, взаимодействуя с влагой, образуют азо­тистую и азотную кислоты (ПДК 2 мг/м³, 3 кл.). Последствия воз­действия зависят от их концентрации в воздухе, так, при концен­трации 0,0013% происходит слабое раздражение слизистых обо­лочек глаз и носа, при 0,002% - образование метагемоглобина, при 0,008% - отек легких.

В 4-ю группу входят углеводороды. К наиболее опасным из них относится 3,4-бенз(а)пирен (ПДК 0,00015 мг/м³, 1 кл.) - мощный канцероген. При нормальных условиях это соединение представ­ляет собой иглообразные кристаллы желтого цвета, плохо раство­римые в воде и хорошо - в органических растворителях. В сыво­ротке человека растворимость бенз(а)пирена достигает 50 мгк/мл

Бензапирен – один из наиболее опасных компонентов отходящих газов, обладает канцерогенными свойствами. Некоторые ароматические углеводороды (полициклические ароматические углеводороды ПАУ) обладают сильными отравляющими свойствами. Они воздействуют на процесс кроветворения, центральную нервную систему и мышечную систему. Углеводороды алифатического типа менее токсичны, но оказывают наркотическое действие на центральную нервную систему. Углеводороды провоцируют рак кожи, легких и желудка, могут способствовать развитию бронхиальной асмы у детей. Оксиды серы оказывают раздражающее действие на кроветворные органы – костный мозг и селезенку, а также нарушает обмен углеводов. Хроническое отравление малыми дозами оксида серы вызывает головные боли, бессонницу, раздражение слизистой оболочки, хронический бронхит.

Бензапирен

В 5-ю группу входят альдегиды. Наиболее опасны для человека акролеин и формальдегид. Акролеин - альдегид акриловой кислоты (ПДК 0,2 мг/м³, 2кл.), бесцветная, с запахом пригорелого жира и весьма летучая жидкость, хорошо растворяющаяся в воде. Концен­трация 0,00016% является порогом

восприятия запаха, при 0,002% запах трудно переносим, при 0,005% непереносим, а при 0,014 через 10 мин наступает смерть. Формальдегид (ПДК 0,5 мг/м³, 2 кл.) -бесцветный с резким запахом газ, легко растворяющийся в воде.

При концентрации 0,007% вызывает легкое раздражение слизи­стых оболочек глаз и носа, а также верхних органов дыхания, при концентрации 0,018% осложняется процесс дыхания.

В 6-ю группу входит сажа (ПДК 4 мг/м³, 3 кл.), которая оказывает раздражающее воздействие на органы дыхания. Исследования, про­веденные в США, выявили, что 50...60 тыс. человек умирают еже­годно от загрязнения воздуха сажей. Было выяснено, что частички сажи активно адсорбирует на своей поверхности бенз(а)пирен, вследствие этого резко ухудшается здоровье детей, страдающих респираторными заболеваниями, лиц, больных астмой, бронхитом, воспалением легких, а также людей престарелого возраста.

В 7-ю группу входят свинец и его соединения. В бензин в каче­стве антидетонационной присадки вводят тетраэтилсвинец (ПДК 0,005 мг/м³, 1 кл.). Поэтому около 80% свинца и его соединений, загрязняющих воздух, попадают в него при использовании этили­рованного бензина. Антидетектор необходим, т.к. при увеличении октанового числа увеличивается степень сжигания топливной смеси, растет мощность двигателя, и, следовательно, уменьшается расход топлива.

Очистка отработавших газов. Для снижения токсичности от­работавших газов применяют нейтрализаторы, которые подразде­ляют на термические и каталитические. Наиболее эффективными являются каталитические. Термические катализаторы – окислительные устройства, в которых за счет избытка кислорода, имеющегося в отходящих газах двигателя, происходит дожигание продуктов неполного сгорания CO, C_xH_y до безвредных Н₂О и СО₂. Термическая нейтрализация газов осуществляется в реакционной камере t=650-850С⁰. Термические досжигатели снижают токсичность отходящих газов на 90%.

Каталитические нейтрализаторы – устройства, в которых отходящие газы проходят через слой катализатора (платину), на поверхности которого при температуре 250-300 С⁰ происходит безпламенное окисление СО и С_хН_у. Сущность процессов каталитической нейтрализации заключается во взаимодействии токсичных компонентов в присутствии катализатора, ускоряющего реакции окисления СО и СхНу до СО2 и восстановления NO₃ до NO₂. Наиболее универсальными являются катализаторы на основе благородных металлов (рутений, родий, палладий, платина) и некоторых окислов металлов (оксида меди, хрома, никеля).

Жидкостные нейтрализаторы – устройства для поглощения сажи и бензапирена до 50-100%, но не улавливают окись углерода и углеводороды. Принцип работы основан на растворении или химическом связывании токсичных компонентов при пропускании отходящих газов через жидкость соответствующего состава.

Основные направления и пути снижения вредных выбросов автотранспорта

Приоритетными направлениями снижения загрязнения окру­жающей среды автомобильным транспортом являются:

- применение новых видов автотранспорта, минимально за­грязняющих окружающую среду (например, электромобили);

- рациональная организация и управление транспортными потоками;

- использование более качественных или экологически чис­тых видов топлива (например, газ);

- применение совершенных систем - катализаторов топлива и систем шумоглушения - глушителей шума.

КИСЛОТНЫЕ ОСАДКИ

Кислотными осадками называют дожди, туманы, снег, кислотность которых выше нормальной. К ним также относят выпадение из атмосферы сухих кислых частиц, называемых кислотными отложениями.

Чистая дождевая вода не может иметь нейтральную реакцию (рН = 7), поскольку в атмосфере всегда присутствуют углекислый газ и др. составляющие, выделяющиеся в результате дыхания лесов и океана, пожаров, гниения органики, вулканической деятельности, образующиеся при грозовых разрядах. Они растворяются в дождевой воде, подкисляя ее. В результате чистый дождь, не загрязненный антропогенными выбросами, имеет рН = 5,6 - 5,7. Поэтому в химии атмосферы кислотными называют осадки с рН 5,5.

Вбирая в себя антропогенные выбросы кислотность дождя достигает рН = 3 - 4, превышая нормальную кислотность в десятки, сотни раз. Беда была бы не столь велика, если бы загрязняющие атмосферу вещества антропогенного и естественного происхождения равномерно распределялись по поверхности планеты. Большая часть загрязняющих веществ оседает локально, на ограниченных территориях Европы и Северной Америки/

Впервые проблема кислотных осадков - кислотных дождей стала предметом мирового обсуждения на 27 Генеральной ассамблее Международного союза по теоретической и прикладной химии, проходившей в Мадриде в 1975 г. Внимание специалистов сосредоточилось на изучении влияния кислотных осадков на состояние озер, рек и лесов.

Термин "кислотные дожди" появился в 1872 г. Его ввел в практику английский инженер Роберт Смит. Он заметил, что дождь в Манчестере не только грязный, но разъедает даже камни и чугун.

В Великобритании в 1952 г. кислотный туман, получивший название "гороховый суп", за 4 дня привел к гибели более 4000 жителей. Специалисты определили, что смог содержал несколько сот тонн дыма и сернистого ангидрида. Частицы смога сильно раздражали бронхи. Легкие забивала слизь, человека потрясал тяжелый кашель, затем следовал сердечный приступ. рН этого тумана был 1,6 (покислее лимонного сока).

В Скандинавии и Канаде из-за кислотных осадков гибнут хвойные леса и озера (нарушается биологическое равновесие, погибает рыба), страдают сельхозугодья, постройки, жилища. Скандинавы страдают из-за промышленности Европы, а Канада - из-за США.

В Канаде из-за частых кислотных дождей стали мертвыми более 4000 озер, а 1200 озер находятся на грани гибели. В Швеции в 18000 озерах наблюдается закисление воды.

Более 20 % лесов Европы больны из-за кислотных осадков.

Ядовитые туманы могут достигать концентраций, которые способны вызвать "обугливание" листьев и веток деревьев.

Сильное закисление лесных почв (на 1,5 единиц рН) за последние 100 лет отмечено в Великобритании.

От кислотных осадков сильно страдают произведения искусства-фасады зданий и памятники Греции, Индии, Венеции, Лондона, выполненные из известняка и мрамора. Происходит коррозия металлов, разрушение строительного камня, старение лакокрасочных и полимерных покрытий.

Благодаря трансграничному переносу и преобладанию ветров западного направления Европейская часть России получает примерно в 8 раз больше кислотных осадков от наших западных соседей (Германии, Чехии, Словакии, Польши), чем переносится в страны Центральной Европы с территории России [3].

Дата добавления: 2013-12-13