Экологическая опасность транспорта кратко. Влияние автотранспорта на состояние окружающей среды. Влияние автотранспорта на городскую среду

План :

Введение.

1. Влияние транспорта на окружающую среду. Парниковый эффект.

2. Пути решения экологических проблем:

а) создание новых двигателей;

б) разработка средств защиты атмосферы и гидросферы (получение добавок, способствующих более полному сгоранию топлива, создание эффективных фильтров и т.д.).

Заключение.

Список используемой литературы.

Введение

Проблема предотвращения деградациоцных изменений среды обитания человека, рационального использования и охраны природы затрагивает не только развитые промышленные государства. Не в меньшей степени эта проблема касается и развивающихся стран. Несомненно, что масштабы промышленного и сельскохозяйственного производства, степень использования естественных природных ресурсов и соответственно характер деградационных изменений среды обитания человека в этих странах значительно отличаются от первых. Тем не менее, существующая модификация исторически сложившейся экологической, термодинамической и биогеохимической структуры биосферы становится реальным фактом для развивающихся стран.

Проблема отношения «человек-природа» является одним из конкретных выраже­ний основного вопроса философии о статусе бытия и мышления, о взаимодействии материального и духовного.

Генезис отношения «человек-природа» соответствует эпохе выделения человека из мира животных.На ранних этапах своей истории человек осознавал себя но особенным феноменом природы, а лишь одним из многочисленных ее проявлений. Это можно рассматривать как духовное выражение определенного уровня развития первобытного общества, находившегося на стадии собирательства, т. е. абсолютной зависимости от внешней среды.

«Раньше природа устрашала человека, а теперь человек устрашает природу».

Жан Ив Кусто.

1. Влияние транспорта на окружающую среду. Парниковый эффект.

К основным токсичным выбросам автомобиля относятся: отработавшие газы, картерные газы и топливные испарения. Отработавшие газы, выбрасываемые двигателем, содержат окись углерода (СО), углеводороды (СxHy), окислы азота (NOx), бензапирен, альдегиды и сажу. Распределение основных компонентов выбросов у карбюраторного двигателя следующее: отработавшие газы содержат 95% СО, 55% СxHy и 98% NOx, картерные газы по – 5% СxHy, 2% NOx, а топливные испарения – до 40% СxHy.

Основными токсичными веществами – продуктами неполного сгорания являются сажа, окись углерода, углеводороды, альдегиды.

Вредные токсичные выбросы можно разделить на два вида: регламентированные и нерегламентированные. Они действуют на организм человека по-разному.

Главным загрязнителем атмосферного воздуха свинцом в Российской Федерации в настоящее время является автотранспорт, использующий этилированный бензин: от 70 до 87 % общей эмиссии свинца по различным оценкам. РЬО (оксиды свинца) - возникают в ОГ карбюраторных двигателей, когда используется этилированный бензин, чтобы увеличить октановое число для уменьшения детонации (это очень быстрое, взрывное сгорание отдельных участков рабочей смеси в цилиндрах двигателя со скоростью распространения пламени до 3000 м/с, сопровождающееся значительным повышением давления газов). При сжигании одной тонны этилированного бензина в атмосферу вы­брасывается приблизительно 0,5... 0,85 кг оксидов свинца. По предварительным данным, проблема загрязнения окружающей среды свинцом от выбросов автотранспорта становится значимой в городах с населением свыше 100 000 человек и для локальных участков вдоль автотрасс с интенсивным движением. Радикальный метод борьбы с загрязнением окружающей среды свинцом выбросами автомобильного транспорта - отказ от использования этилированных бензинов. По данным 1995г. 9 из 25 нефтеперерабатывающих заводов России перешли на выпуск неэтилированных бензинов. В 1997 году доля неэтилированного бензина в общем объеме производства составила 68%. Однако, из-за финансовых и организационных трудностей полный отказ от производства этилированных бензинов в стране задерживается.

Охрана окружающей природной среды и рациональное использование естественных ресурсов - одна из актуальных глобальных проблем современности. Ее решение неразрывно связано с борьбой за мир на Земле, за предотвращение ядерной катастрофы, разоружение, мирное сосуществование и взаимовыгодное сотрудничество государств.
Все мы в последние десятилетия наблюдаем резкое повышение температуры, когда зимой в место отрицательных температур, мы месяцами наблюдаем оттепели до 5 – 8 градусов тепла, а в летние месяцы – засухи и суховеи, иссушающие почву земли и ведущие к ее эрозии. Почему это происходит?

Ученые утверждают, что причиной, прежде всего, является губительная деятельность человечества, приводящая к глобальному изменению климата Земли. Сжигание топлива в электростанциях, резкое увеличение количества отходов от производственной деятельности человека, увеличение автомобильного транспорта и как следствие увеличение выбросов углекислого газа в атмосферу Земли при резком сокращении лесопарковой зоны, привело к возникновению так называемого парникового эффекта Земли.

Многолетние наблюдения показывают, что в результате хозяйственной деятельности изменяется газовый состав и запыленность нижних слоев атмосферы. С распаханных земель во время пыльных бурь поднимаются в воздух миллионы тонн частиц почвы. При разработке полезных ископаемых, при производстве цемента, при внесении удобрений и трении автомобильных шин о дорогу, при сжигании топлива и выбросе отходов промышленных производств в атмосферу попадает большое количество взвешенных частиц разнообразных газов. Определения состава воздуха показывают, что сейчас в атмосфере Земли углекислого газа стало на 25% больше, чем 200 лет назад. Это, безусловно, результат хозяйственной деятельности человека, а также вырубки лесов, зеленые листья которых поглощают углекислый газ. С повышением концентрации углекислого газа в воздухе связан парниковый эффект, который проявляется в нагреве внутренних слоев атмосферы Земли. Это происходит потому, что атмосфера пропускает основную часть излучения Солнца. Часть лучей поглощается и нагревает земную поверхность, а от нее нагревается атмосфера. Другая часть лучей отражается от поверхности Планеты и это излучение поглощается молекулами углекислого газа, что способствует повышению средней температуры Планеты. Действие парникового эффекта анaлогично действию стекла в оранжерее или парнике (от этого возникло название " парниковый эффект").

Одним из газов, способствующих развитию парникового эффекта, является природный газ.

Природный газ.

Природный газ, используемый в энергетике, относится к невозобновляемым энергетическим ресурсам, в то же время это наиболее экологически чистый вид традиционного энергетического топлива. Природный газ на 98% состоит из метана, остальные 2% приходятся на этан, пропан, бутан и некоторые другие вещества. При сжигании газа единственным действительно опасным загрязнителем атмосферы является смесь оксидов азота.

На тепловых электростанциях и в отопительных котельных, использующих, природный газ, выбросов углекислого газа, способствующего парниковому эффекту, вдвое меньше, чем на угольных энергетических установках, вырабатывающих тоже количество энергии. Применение сжиженного и сжатого природного газа на автомобильном транспорте дает возможность значительно снизить загрязнение среды обитания и улучшить качество воздуха в городах, то есть "затормозить" парниковый эффект. По сравнению с нефтью, природный газ не дает такого загрязнения среды в процессе добычи и транспортировки к месту потребления.

Запасы природного газа в мире достигают 70 триллионов кубических метров. При сохранении нынешних объемов добычи их хватит более, чем на 100 лет. Газовые месторождения встречаются как отдельно, так и в соединении с нефтью, водой, а также в твердом состоянии (так называемые газогидратные скопления). Большинство месторождений природного газа располагаются в труднодоступных и экологически ранимых районах Заполярной тундры.

Хотя природный газ и не вызывает парниковый эффект, его можно отнести к "парниковым" газам, так как при его использовании выделяется углекислый газ, способствующий парниковому эффекту.

Кроме того, развитию парникового эффекта способствуют: углекислый газ, хлорфторсодержащие газы.

Углекислый газ.

Углекислый газ - диоксид углерода, постоянно образуется в природе при окислении органических веществ: гниении растительных и животных остатков, дыхании, сжигании топлива. Парниковый эффект происходит из-за нарушения человеком круговорота углекислого газа в природе. Промышленность сжигает огромное количество топлива- нефти, угля, газа. Все эти вещества состоят в основном из углерода и водорода. Поэтому их еще называют органическим, углеводородным топливом.

При горении, как известно, поглощается кислород и выделяется углекислый газ. Вследствие этого процесса, каждый год человечество выбрасывает в атмосферу 7 миллиардов тонн углекислого газа! Даже представить трудно себе эту величину. Одновременно с этим на Земле вырубаются леса - один из самых главных потребителей углекислого газа, причем, вырубаются со скоростью 12 гектаров в минуту!!! Вот и получается, что углекислого газа в атмосферу поступает все больше и больше, а потребляется растениями все меньше и меньше.

Круговорот углекислого газа на Земле нарушается, поэтому в последние годы содержание углекислого газа в атмосфере хотя и медленно, но верно увеличивается. А чем его больше, тем сильнее парниковый эффект.

Хлорфторсодержащие газы.

Галогены или хлорфторсодержащие газы широко применяются в химической промышленности. Фтор используют для получения некоторых ценных вторпроизводных, например, смазочных веществ, выдерживающих высокую температуру, пластмасс, стойких к химическим реагентам (тефлон), жидкостей для холодильных машин(фреонов или хладонов). Фреон выделяется также аэрозолями и холодильными машинами. Считается также, что фреон разрушает озоновый слой в атмосфере.

Введение

загрязнение выброс газ автотранспорт

Мощным источником загрязнения окружающей среды, является автомобильный транспорт. В выхлопных газах содержится в среднем 4 - 5% СО, а так же непредельные углеводороды, соединения свинца и другие вредные соединения.

Непосредственная близость автодороги отрицательно влияет на компоненты агрофитоценоза. Практика сельского хозяйства еще не в полной мере учитывает влияние на полевые культуры такого мощного антропогенного фактора. Загрязнение окружающей среды токсичными компонентами отработавших газов проводит к большим экономическим потерям в хозяйстве, так как токсичные вещества вызывают нарушения роста растений, снижают качество.

Отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания (ДВС) содержат около 200 компонентов. По данным Ю. Якубовского (1979) и Е.И. Павловой (2000) средний состав отработавших газов с искровым зажиганием и дизельных двигателей являются следующий: азот 74 - 74 и 76 - 48%, О2 0,3 - 0,8 и 2,0 - 18%, водяной пар 3,0 - 5,6 и 0,5 - 4,0%, СО2 5,0 - 12,0 и 1,0 - 1,0%, окись азота 0 - 0,8 и 0,002 - 0,55%, углеводороды 0,2 - 3,0 и 0,009 - 0,5%, альдегиды 0 - 0,2 и 0,0001 - 0,009%, сажа 0 - 0,4 и 0,001 - 1,0 г/м2, бенз(а) пирен 10 - 20 и до 10 мкг/м3 соответственно.

На территории СХПК «Русь» проходит федеральная трасса «Казань - Екатеринбург». В течение суток по этой дороге проезжает большое количество автотранспортных средств, которые являются источником постоянного загрязнения окружающей среды отработавшими газами ДВС.

Цель данной работы - изучить влияние транспорта на загрязнение естественных и искусственных фитоценозов СХПК «Русь» Пермского края, расположенных вдоль федеральной трассы «Казань - Екатеринбург».

Исходя из поставленной цели, поставлены следующие задачи:

• по литературным источникам изучить состав отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, распределение выпадений выбросов автотранспорта; изучить факторы, влияющие на распространение отработавших газов, влияние компонентов этих газов на придорожные участки;
• исследовать интенсивность автомобильного движения на федеральной трассе «Казань - Екатеринбург»;
• рассчитать объемы выбросов автотранспорта;
• отобрать почвенные образцы и определить агрохимические показатели почв придорожных участков, а так же содержание тяжелых металлов;
• определить наличие и видовое разнообразие лишайников;
• выявить влияние загрязнения почвы на рост и развитие растений редиса сорта розово-красный с белым кончиком;
• определить экономический ущерб от выбросов автотранспорта.

Материал для дипломной работы собран во время производственной практики в с. Большая Соснова Большесосновского района СХПК «Русь». Исследования проведены в 2007-2008 гг.

1. Влияние автотранспорта на состояние окружающей среды (обзор литературы)

1.1 Факторы, влияющие на распространение отработавших газов

Вопрос о влиянии факторов, способствующих распространению отработавших газов двигателей внутреннего сгорания (ОГ ДВС), был изучен В.Н. Луканиным и Ю.В. Трофименко (2001). Ими было установлено, что уровень приземной концентрации вредных веществ в атмосфере от автотранспорта при одном и том же массовом выбросе может существенно меняться в зависимости от техногенных и природно-климатических факторов.

Техногенные факторы: интенсивность и объем выброса отработавших газов (ОГ), размер территорий, на которой осуществляется загрязнения, уровень освоения территории.

Природно-климатические факторы: характеристика циркулярного режима, термическая устойчивость атмосферы, атмосферное давление, влажность воздуха, температурный режим, температурные инверсии и их повторяемость и продолжительность; скорость ветра, повторяемость застоев воздуха и слабых ветров, продолжительность туманов, рельеф местности, геологическое строение и гидрогеология района, почвенно-растительные условия (тип почв, водопроницаемость, пористость, гранулометрический состав, эродированность почвенного покрова, состояние растительности, состав пород, возраст, бонитет), фоновое значение показателей загрязнения природных компонентов атмосферы, состояние животного мира, в том числе ихтиофауны.

В природной среде непрерывно меняются температура воздуха, скорость, сила и направление ветра, поэтому распространение энергетических и ингредиентных загрязнений происходит в постоянно изменяющих условиях.

В.Н. Луканин и Ю.В. Трифоменко (2001) установили зависимость изменения концентрации оксидов азота и расстоянии от дороги и направления ветра: при ветре, имеющем направление параллельно дороге наибольшая концентрация оксида азота наблюдалась на самой дороге и в пределах 10 м от нее и распространение его на более дальние расстояние происходит в меньших концентрациях по сравнению с концентрацией на самой дороге; если же ветер перпендикулярен дороге, то расстояние оксида азота происходит на большие расстояния.

Более высокая температура у поверхности земли в дневное время заставляет воздух подниматься вверх, что приводит к дополнительной турбулентности. Турбулентность - это вихревое хаотичное движение небольших объемов воздуха в общем потоке ветра (Чирков, 1986). Ночью температура у поверхности земли более низкая, поэтому турбулентность уменьшается, поэтому рассеивание отработавших газов уменьшается.

Способность земной поверхности поглощать или излучать теплоту влияет на вертикальное распределение температуры в приземном слое атмосферы и приводит к температурной инверсии. Инверсия - это возрастание температуры воздуха с высотой (Чирков, 1986). Повышение температуры воздуха с высотой приводит к тому, что вредные выбросы не могут подниматься выше определенного потолка. Для приземной инверсии особое значение имеет повторяемость высот верхней границы, для приподнятой инверсии - повторяемость нижней границы.

Определенный потенциал самовосстановления свойств окружающей среды в том числе и очищение атмосферы, связан с поглощением водными поверхностями до 50% природных и техногенных выбросов СО2 в атмосферу.

Наиболее глубоко изучен вопрос о влияний на распространение ОГ ДВС В.И. Артамоновым (1968). Различные биоценозы играют неодинаковую роль в очистке атмосферы от вредных примесей. Один гектар леса производит газообмен в 3-10 раз интенсивнее, чем полевые культуры, занимающие аналогичные площадь.

А.А. Молчанов (1973), изучая вопрос о влияние леса на окружающую среду, отметил в своей роботе высокую эффективность леса в очистке окружающей среды от вредных примесей, которая связана отчасти с рассеиванием ядовитых газов в воздухе, поскольку в лесу течение воздуха поверх неровных древесных крон способствует изменению характера потоков в самой части атмосферы.

Древесные насаждения увеличивают турбулентность воздуха, создают усиленное смещение воздушных течений, в результате чего загрязнители более быстро рассеиваются.

Таким образом, на распространение отработавших газов двигателей внутреннего сгорания влияют природные и техногенные факторы. К наиболее приоритетным природным факторам относятся: климатические, почвенные орографические и растительный покров. Снижение концентрации вредных выбросов автотранспорта в атмосфере происходит в процессе их рассеивания, седиментации, нейтрализации и связывания под действием абиотических факторов биоты. ОГ ДВС участвуют в загрязнении окружающей среды на общепланетарном, региональном и локальном уровнях.

1.2 Загрязнение почв придорожных участков тяжелыми металлами

Антропогенная нагрузка при техногенной интенсификации производства вызывает загрязнение почв. Основными загрязнителями являются - тяжелые металлы, пестициды, нефтепродукты, токсичные вещества.

Тяжелые металлы - это металлы, обуславливающие загрязнения почв по химическим показателям - свинец, цинк, кадмий, медь; они поступают в атмосферу, а затем в почву.

Одним из источников загрязнения тяжелыми металлами является автотранспорт. Тяжелые металлы попадают на поверхность почвы, и их дальнейшая судьба зависит от химических и физических свойств. К почвенным факторам, значительно влияющим являются: гранулометрический состав почвы, реакция почвы, содержание органического вещества, катионообменная способность, и дренаж (Безуглова, 2000).

Увеличение концентрации ионов водорода в почвенном растворе приводило к переходу слабо растворимых солей свинца в более растворимые соли. При подкислении уменьшается устойчивость свинцово-гумусовых комплексов. Значение рН - буферного раствора - один из наиболее важных параметров, определяющий величину сорбции ионов тяжелых металлов в почве. При увеличении рН увеличивается растворимость большинства тяжелых металлов и, следовательно, их мобильность в системе твердая фаза почва - раствор, исследуя подвижность кадмия в аэробных почвенных условиях, установили, что в интервале рН 4-6 подвижность кадмия определяется ионной силой раствора, при рН более 6 ведущее значение приобретает сорбция окислами марганца.

Растворимые органические соединения, формируют только слабые комплексы с кадмием и влияют на его сорбцию только при рН равным 8.

Наиболее подвижная и доступная для растений часть соединений тяжелых металлов в почве - это их содержание в почвенном растворе. Количество поступивших в почвенный раствор ионов металлов определяет токсичность элемента в почве. Состояние равновесия в системе твердая фаза - раствор определяет сорбционные процессы, характер и направление зависит от состава и свойств почв.

При известковании уменьшается подвижность в почве тяжелых металлов и поступление их в растения (Минеев, 1990; Ильин, 1991).

Под предельно допустимой концентрацией (ПДК) тяжелых металлов следует понимать такие их концентрации, которые при длительном воздействии на почву и произрастании на ней растений не вызывает каких-либо патологических изменений или аномалий в ходе биологических почвенных процессов, а так же не приводит к накоплению токсичных элементов в сельскохозяйственных культурах (Алексеев, 1987).

Почва, как компонент природного комплекса, чрезвычайно чувствителен к загрязнению тяжелыми металлами. По опасности воздействия на живые организмы тяжелые металлы после пестицидов стоят на втором месте (Перельман, 1975).

В атмосферу тяжелые металлы поступают с выбросами автотранспорта в малорастворимых формах: - в виде оксидов, сульфидов и карбонатов (в ряду кадмий, цинк, медь, свинец - доля растворимых соединений возрастает от 50 - 90%).

Концентрации тяжелых металлов в почвах год от года увеличивается. По сравнению с кадмием, свинец в почвах связан в основном с ее минеральной частью (79%) и образует менее растворимые и менее подвижные формы (Обухов, 1980).

Уровень загрязнения почв придорожной полосы выбросами автотранспорта зависит от интенсивности движения машин и продолжительности эксплуатации автодороги (Никифорова, 1975).

Выявлены две зоны аккумуляции транспортного загрязнения в придорожных почвах. Первая зона обычно расположена в непосредственной близости от автодороги, на расстоянии до 15-20 м, а вторая на удалении 20-100 м, возможно появление третей зоны аномального накопления элементов в почвах, находящейся от автодороги на расстоянии 150 метров (Голубкина, 2004).

Распределение тяжелых металлов по поверхности почвы определяется многими факторами. Оно зависит от особенности источников загрязнения, метеорологических особенностей региона, геохимических факторов и ландшафтной обстановки.

Воздушные массы разбавляют выбросы и переносят твердые частицы и аэрозоли на расстояния.

Взвешенные в воздухе частицы рассеиваются в окружающей среде, но большая часть неограниченного свинца оседает на землю в непосредственной близости от автодороги (5-10 м).

Загрязнение почвы вызывает кадмий, содержащийся в выхлопных газах автотранспорта. В почвах кадмий является малоподвижным элементом, поэтому загрязнение кадмием сохраняется длительное время, после прекращения свежего поступления. Кадмий не связывается с гуминовыми веществами почвы. Большая часть его в почвах представлена ионообменными формами (56-84%), поэтому этот элемент активно аккумулируется наземными частями растений (усвояемость кадмия возрастает при закислении почв).

Кадмий, как и свинец, имеет низкую растворимость в почве. Концентрация кадмия в почве не вызывает изменений в содержании этого металла в растениях, так как кадмий ядовит и живое вещество его не накапливает.

На почвах загрязненных тяжелыми металлами, наблюдалось значительное снижение урожайности: зерновых культур на 20-30%, сахарной свеклы на 35%, картофеля на 47% (Кузнецова, Зубарева, 1997). Они установили, что депрессия урожая происходит, когда содержание кадмия в почве становится более 5 мг/кг. При более низкой концентрации (в приделах 2 мг/кг) отмечается только тенденция снижения урожая.

В.Г. Минеев (1990) отмечает, что почва не единственное звено биосферы, откуда растения черпают токсичные элементы. Так, атмосферный кадмий имеет большой удельный вес в различных культурах, следовательно, и в поглощении его организмом человека с продуктами питания.

Ю.С. Юсфин и др. (2002) доказали, что вблизи автотрассы в зерне ячменя аккумулируются соединения цинка. Исследуя способность бобовых культур аккумулировать цинк в зоне автомобильных дорог, ими было установлено, что средняя концентрация металла в непосредственной близости от автотрассы составляет 32,09 мг/кг воздушно-сухой массы. При удалении от трассы концентрация уменьшалась. Наибольшее накопление цинка на расстоянии 10 м от дороги наблюдалось в люцерне. А листья табака и сахарной свеклы этот металл почти не накапливали.

Ю.С. Юсфин и др. (2002) также считают, что почва наиболее подвержена загрязнению тяжелыми металлами, нежели атмосфера и водная среда, так как она не обладает таким свойством как подвижность. Уровни содержания тяжелых металлов в почвах зависят от окислительно-восстановительных и кислотноосновных свойств последних.

При таянии снега весной происходит некоторое перераспределение компонентов выпадения ОГ в биоценозе, как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении. Распределение металлов в биоценозе зависит от растворимости из соединений. Изучением данного вопроса занимались И.Л. Варшавский и др. (1968), Д.Ж. Бериня (1989). Полученные ими результаты дают некоторые представления о суммарной растворимости соединений металлов. Так, 20-40% стронция, 45-60% соединений кобальта, магния, никеля, цинка и более 70% свинца, марганца, меди хрома и железа в выпадениях находятся в труднорастворимой форме. Легкорастворимые фракции оказались в наибольших количествах в зоне до 15 м от полотна дороги. Легкорастворимая фракция элементов (сера, цинк, железо) имеет тенденцию оседать не у самой дороги, а на некотором расстоянии от нее. Легкорастворимые соединения через листья адсорбируют в растения, вступают в обменные реакции с почвенно-поглощающим комплексом, а трудорастворимые - остаются на поверхности растений и почвы.

Почвы, загрязненные тяжелыми металлами, являются источником их поступления в грунтовые воды. Исследованиями И.А. Шильникова и М.М. Овчаренко (1998), показали, что загрязненные кадмием, цинком, свинцом почвы очищаются за счет естественных процессов (вынос урожаем и вымывание с инфильтрационными водами) очень медленно. Внесение водорастворимых солей тяжелых металлов усиливало их миграцию только в первый год, но и в этом она была в количественном выражении незначительной. В последующие годы водорастворимые соли тяжелых металлов трансформируются в менее подвижные соединения, и их вымывание из корнеобитаемого слоя почв резко снижается.

Загрязнение растений тяжелыми металлами происходит в довольно широкой полосе - до 100 метров и более от полотна дороги. Металлы содержатся и в древесной, и в травянистой растительности во мхах и лишайниках.

Согласно бельгийским данным, степень загрязнения металлами окружающей среды находится в прямой зависимости от интенсивности движения на дорогах. Так, при интенсивности движения транспортного потока менее 1 тыс. и более 25 тыс. автомобилей в сутки концентрация свинца в листьях растений придорожных участков составляет соответственно 25 и 110, железа - 200 и 180, цинка - 41 и 100, меди - 5 и 15 мг/кг сухой массы листьев. Наибольшее загрязнение почвы наблюдается у полотна, особенно на разделительной полосе, а по мере удаления от проезжей части оно постепенно снижается (Евгеньев, 1986).

Вблизи дороги могут располагаться населенные пункты, а это значит, что действие ОГ ДВС будет влиять на здоровье человека. Действие компонентов ОГ рассматривал Г. Фелленберг (1997). Монооксид углерода представляет опасность для человека, прежде всего потому, что он может связываться с гемоглобином крови. Содержание СО-гемоглобина превышающее 2,0% считается вредным для здоровья человека.

По действию на организм человека окислы азота в десять раз опаснее окиси углерода. Окислы азота раздражают слизистые оболочки глаз, носа, рта. Вдыхание с воздухом 0,01% окислов в течение 1 ч может вызывать серьезные заболевания. Вторичная реакция на воздействие оксидов азота проявляется в образовании в человеческом организме нитритов и всасывании их в кровь. Это вызывает превращение гемоглобина в метагемоглобин, что приводит к нарушению сердечной деятельности.

Альдегиды раздражающе действуют на все слизистые оболочки, и поражают центральную нервную систему.

Углеводороды токсичны и оказывают неблагоприятное воздействие на сердечно-сосудистую систему человека. Углеводородные соединения ОГ, в частности бенз(а) пирен, обладают канцерогенным действием, то есть способствуют возникновению и развитию злокачественных образований.

Накопление кадмия в организме человека в избыточных количествах ведет к возникновению новообразований. Кадмий может вызывать потерю организмом кальция, накапливаясь в почках, деформацию костей и переломы (Ягодин, 1995; Орешкина, 2004).

Свинец действует на кроветворную и нервную системы, желудочно-кишечный тракт и почки. Вызывает анемию, энцефалопатию, снижение умственных способностей, нефропатию, колики и др. Медь в избыточных количествах в организме человека приводит к токсикозам (желудочно-кишечные расстройства, повреждение почек) (Юфит, 2002).

Таким образом, отработавшие газы внутреннего сгорания влияют на культуры, являющиеся основным компонентом агросистемы. Воздействие отработавших газов, в конечном счете, приводит к снижению продуктивности экосистем, ухудшению товарного вида и качества сельскохозяйственной продукции. Некоторые компоненты ОГ способны накапливаться в растениях, что создает дополнительную опасность для здоровья человека и животных.

1.3 Состав отработавших газов

Количество различных химических соединений, присутствующих в выбросах автомобилей, составляет около 200 наименований, в них входят очень опасные для здоровья человека и окружающей среды соединения. В настоящее время при сгорании в двигателе автомобиля 1 кг бензина почти безвозвратно расходуется более 3 кг атмосферного кислорода. Один легковой автомобиль ежечасно выбрасывает в атмосферу около 60 см3 отработавших газов, а грузовой - 120 см3 (Дробот и др., 1979).

Точно определить количество вредных выбросов в атмосферу двигателями практически невозможно. Величина выбросов вредных веществ зависит от многих факторов, таких, например как: конструктивные параметры, процессы подготовки и сгорания смеси, режим работы двигателя, его техническое состояние и другие. Однако на основании данных о среднем статистическом составе смеси для отдельных видов двигателей и соответствующих им величин выбросов токсичных веществ на 1 кг израсходованного топлива, зная расход отдельных видов топлива, можно определить суммарную эмиссию.

Ю.Г. Фельдман (1975) и Е.И. Павлова (2000) отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания объединили в группы по химическому составу и свойствам, а также по характеру воздействия на организм человека.

Первая группа. В нее входят нетоксичные вещества: азот, кислород, водяной пар, и другие естественные компоненты атмосферного воздуха.

Вторая группа. К этой группе относятся только одно вещество - оксид углерода, или угарный газ (СО). Окись углерода образуется в цилиндре двигателя в качестве промежуточного продукта превращения и разложения альдегидов. Недостаток кислорода является основной причиной повышенных выбросов окиси углерода.

Третья группа. В ее составе оксиды азота, главным образом NO - оксид азота и NO3 - диоксид азота. Окислы азота образуются в результате обратимой термической реакции окисления азота воздуха под действием высокой температуры и давления в цилиндрах двигателя. Из общего количества окислов азота в выхлопных газах бензиновых двигателей содержится 98 - 99% окиси азота и только 1 - 2% диоксида азота, в выхлопных газах дизелей - примерно 90% и 10% соответственно.

Четвертая группа. В эту наиболее многочисленную по составу группу входят различные углеводороды, то есть соединения типа Сх Ну. В отработавших газах содержится углеводороды различных гомологических рядов: алканы, алкены, алкадиены, цикланы, а также ароматические соединения. Механизм образования этих продуктов можно свести к следующим стадиям. В первой стадии сложные углеводороды, из которых состоит топливо, под действием термических процессов разлагаются на ряд простых углеводородов и свободных радикалов. Во второй стадии в условиях недостатка кислорода атомы отщепляются от образовавшихся продуктов. Полученные соединения объединяются между собой во все более сложные циклические, а затем в полициклические структуры. Таким образом, на данном этапе возникает ряд полициклических ароматических углеводородов, в том числе бенз(а) пирен.

Пятая группа. Ее составляют альдегиды - органические соединения, содержащую альдегидную группу, связанную с углеводородным радикалом. И.Л. Варшавский (1968), Ю.Г. Фельдман (1975), Ю. Якубовский (1979), Ю.Ф. Гутаревич (1989), Е.И. Павлова (2000), установили, что из суммы альдегидов в выхлопных газах содержится 60% формальдегида, 32% алифатических альдегидов и 3% ароматических альдегидов (акролеин, уксусный альдегид, ацетальдегид и др.). Наибольшее количество альдегидов образуется на режимах холостого хода и малых нагрузках, когда температуры сгорания в двигателе невысокие.

Шестая группа. В нее входят сажа и другие дисперсные частицы (продукты износа двигателей, аэрозоли, масла, нагар и др.). Ю.Г. Фельдман (1975), Ю. Якубовский (1979), Е.И. Павлова (2000), отмечают, что сажа является продуктом крегинга и неполного сгорания топлива, содержит большое количество адсорбированных углеводородов (в частности бенз(а) пирен, поэтому сажа опасна как активный переносчик канцерогенных веществ.

Седьмая группа. Представляет собой сернистые соединения - такие неорганические газы как, сернистый андегрид, которые появляются в составе ОГ двигателей, если используется топливо с повышенным содержанием серы. Значительно больше серы присутствует в дизельных топливах по сравнению с другими видами топлив, используемых на транспорте (Варшавский 1968; Павлова, 2000). Наличие серы усиливает токсичность отработавших газов дизелей и является причиной появления в них вредных сернистых соединений.

Восьмая группа. Компоненты этой группы - свинец и его соединения - встречаются в отработавших газах карбюраторных автомобилей только при использовании этилированного бензина, имеющего в своем составе присадку, повышающее опасное октановое число. В состав этиловой жидкости входит антидетонатор - тетраэтилсвинец Pb(С2Н5)4. при сгорании этилированного бензина выноситель способствует удалению свинца и его оксидов из камеры сгорания, превращая их в парообразное состояние. Они вместе с отработавшими газами выбрасываются в окружающее пространство и оседают вблизи дороги (Павлова, 2000).

Под воздействием диффузии вредные вещества распространяются в атмосферу, вступают в процессы физико-химического воздействия между собой и с компонентами атмосферы (Луканин, 2001).

Все загрязняющие вещества делятся по степени опасности:

Чрезвычайноопасные (тетраэтилсвинец, ртуть)

Высокоопасные (марганец, медь, серная кислота, хлор)

Умеренноопасные (ксилол, метиловый спирт)

Малоопасные (аммиак, бензин топливный, керосин, оксид углерода и др) (Валова, 2001).

К наиболее токсичным по отношению к живым организмам относятся угарный газ, окислы азота, углеводороды, альдегиды, диоксиды серы и тяжелые металлы.

1.4 Механизмы трансформации загрязнений

В.И. Артамоновым (1968) была выявлена роль растений в детоксикации вредных загрязнителей окружающей среды. Способность растений очищать атмосферу от вредных примесей определяется, прежде всего, тем, насколько интенсивно они их поглощают. Исследователь предполагает, что опушенность листьев растений, с одной стороны, способствует удалению пыли из атмосферы, а с другой стороны - тормозит поглощение газов.

Растения осуществляют детоксикацию вредных веществ различными способами. Некоторые из них связываются цитоплазмой растительных клеток и становятся благодаря этому неактивными. Другие подвергаются превращениям в растениях до нетоксичных продуктов, которые иногда включаются в метаболизм растительных клеток и используются для нужд растений. Обнаруживается также, что корневые системы выделяют некоторые вредные вещества, поглощенные надземной частью растений, например серосодержащие соединения.

В.И. Артамонов (1968) отмечает важнейшее значение зеленых растений, которое заключается в том, что они осуществляют процесс утилизации углекислого газа. Это происходит благодаря физиологическому процессу, который свойственен только автотрофным организмам - фотосинтезу. О масштабах этого процесса свидетельствует тот факт, что за год растения связывают в форме органических веществ около 6-7% углекислого газа содержащегося в атмосфере Земли.

Некоторые растения отличаются высокой газопоглотительной способностью и одновременно являются устойчивыми к сернистому газу. Движущей силой поглощения двуокиси серы является диффузия молекул через устьица. Чем сильнее опушены листья, тем меньше они поглощают сернистого газа. Поступление этого фитотоксиканта зависит от влажности воздуха и насыщенности листьев водой. Если листья увлажнены, то они поглощают сернистый газ в несколько раз быстрее по сравнению с сухими листьями. Влажность воздуха также оказывает влияние на этот процесс. При относительной влажности воздуха 75% растения фасоли поглощали сернистый газ в 2-3 раза интенсивнее, чем растения, произрастающие при влажности 35%. Кроме того, скорость поглощения зависит от освещения. На свету листья вяза поглощали серу на 1/3 быстрее, чем в темноте. Поглощение сернистого газа имеет связь с температурой: при температуре 32о С растения фасоли интенсивно поглощали этот газ по сравнению с температурой 13о С и 21о С.

Поглощенная листьями двуокись серы окисляется до сульфатов, благодаря чему токсичность ее резко снижается. Сульфатная сера включается в обменные реакции, протекающие в листьях, частично может накапливаться в растениях без возникновения функциональных нарушений. Если скорость поступления двуокиси серы соответствует скорости превращения ее растениями, влияние этого соединения на них невелико. Корневая система растений может выводить соединения серы в почву.

Двуокись азота может поглощаться корнями и зелеными побегами растений. Усвоение и превращение NO2 листьями происходит с высокой скоростью. Восстановленный листьями и корнями азот включается затем в аминокислоты. Другие окислы азота растворяются в воде, содержащийся в воздухе, а затем усваиваются растениями.

Листья некоторых растений способны усваивать угарный газ. Усвоение и превращение его происходит как на свету, так и в темноте, однако на свету эти процессы осуществляются значительно быстрее, в результате первичного окисления из окиси углерода образуется углекислый газ, который потребляется растениями в ходе фотосинтеза.

Высшие растения участвуют в детоксикации бенз(а) пирена и альдегидов. Они усваивают бенз(а) пирен корнями и листьями, превращая его в различные соединения с открытой цепью. А альдегиды претерпевают в них химические превращения, в результате которых углерод этих соединений включаются в состав органических кислот и аминокислот.

Моря и океаны играют огромную роль в связывании углекислого газа из атмосферы. В.И. Артамонов (1968) в своей работе описывает каким образом происходит этот процесс: газы лучше растворяются в холодной воде, чем в теплой. По этой причине углекислый газ интенсивно поглощается в холодных областях, и осаждается в виде карбонатов.

Особо внимание В.И. Артамонов (1968) уделял роли почвенных бактерий в детоксикации угарного газа и бенз(а) пирена. Наибольшую СО-связывающую активность проявляют богатые органикой почвы. Активность почвы возрастает с повышением температуры, достигая максимума при 30о С, температура выше 40о С способствует выделению СО. Масштабы поглощения угарного газа почвенными микроорганизмами оцениваются по-разному: от 5-6*108 т/год до 14,2*109 т/год. Микроорганизмы почвы разрушают бенз(а) пирен и превращают его в различные химические соединения.

В.Н. Луканиным и Ю.В. Трофименко (2001) были изучены механизмы трансформации компонентов ОГ ДВС в окружающей среде. Под влиянием транспортных загрязнений изменения в окружающей среде могут происходить в общепланетарном, региональном и локальном уровнях. Такие автотранспортные загрязнители как диоксид углерода, оксиды азота являются «парниковыми» газами. Механизм возникновения «парникового эффекта» заключается в следующем: солнечная радиация, достигающая поверхности Земли, частично абсорбируется ею, а частично отражается. Некоторая часть этой энергии поглощается «парниковыми» газами, парами воды и не проходит в космическое пространство. Тем, самым нарушается глобальный энергетический баланс планеты.

Физико-химические трансформации на локальных территориях. Такие вредные вещества, как оксид углерода, углеводороды, оксиды серы и азота, распространяются в атмосфере под воздействием диффузии, других процессов и вступают в процессы физико-химического взаимодействия между собой и с компонентами атмосферы.

Некоторые процессы химических преобразований начинаются непосредственно с момента поступления выбросов в атмосферу, другие - при появлении для этого благоприятных условий - необходимых реагентов, солнечного излучения, других факторов.

Монооксид углерода в атмосфере может окисляться до диоксида углерода при наличии примесей - окислителей (О, О3), оксидных соединений и свободных радикалов.

Углеводороды в атмосфере подвергаются различным превращениям (окислению, полимеризации), взаимодействуя с другими загрязнениями прежде всего под действием солнечной радиации. В результате этих реакций образуются пироксиды. Свободные радикалы, соединения с оксидами азота и серы.

В свободной атмосфере диоксид серы через некоторое время окисляется до SO3 или вступает во взаимодействие с другими соединениями, в частности углеводородами, в свободной атмосфере при фотохимических и каталитических реакций. Конечным продуктом является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде.

Кислотные осадки попадают на поверхность в виде кислотных дождей, снега, тумана, росы, образуется не только из оксидов серы, но и оксидов азота.

Соединения азота, поступающие в атмосферу от объектов транспорта, представлены в основном оксидом и диоксидом азота. При воздействии солнечного света оксид азота интенсивно окисляется до диоксида азота. Кинетика дальнейших превращений диоксида азота определяется его способностью поглощать ультрафиолетовые лучи и диссациировать на оксид азота и атомарный кислород в процессах фотохимического смога.

Фотохимический смог представляет собой многократную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных компонентов смога входят озон, оксиды азота и серы, многочисленные органические соединения перекисной природы, называемые в совокупности фотооксидами. Фотохимический смог возникает в результате фотохимических реакций при определенных условиях: наличие в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей; интенсивная солнечная радиация и безветрие или очень слабый обмен воздуха в приземном слое при мощной и в течение не менее суток повышенной инверсии. Устойчивая безветренная погода, обычно сопровождается инверсиями, необходима для создания высокой концентрации реагирующих веществ. Такие условия создаются чаще в июне-сентябре и реже зимой. При продолжительной ясной погоде солнечная радиация вызывает расщепление молекул диоксида азота с образованием оксида азота и атомарного кислорода. Атомарный кислород с молекулярным кислородом дают озон. Казалось бы, последний, окисляя оксид азота, должен снова превращаться в молекулярный кислород, а оксид азота - в диоксид. Но этого не происходит. Оксид азота вступает в реакции с олефинами выхлопных газов, которые при этом расщепляются по двойной связи и образуют осколки молекул и избыток озона. В результате продолжающейся диссоциации новые массы диоксида азота расщепляются и дают дополнительные количества озона. Возникает циклическая реакция, в итоге которой в атмосфере постепенно накапливается озон. Этот процесс в ночное время прекращается. В свою очередь озон вступает в реакцию с олефинами. В атмосфере концентрируются различные перекиси, которые в сумме и образуют характерные для фотохимического тумана оксиданты. Последние являются источником называемых свободных радикалов, отличающихся реакционной способностью.

Загрязнение поверхности земли транспортными и дорожными выбросами накапливается постепенно и сохраняется долгое время и после ликвидации дороги.

А.В. Староверова и Л.В. Ващенко (2000) исследовали трансформации тяжелых металлов в почве. Ими, установлено, что попавшие в почву тяжелые металлы, прежде всего их мобильная форма, претерпевают различные трансформации. Один из основных процессов, влияющих на их судьбу в почве - закрепление гумусовым веществом. Закрепление осуществляется в результате образования солей тяжелых металлов с органическими кислотами. Адсорбции ионов на поверхности органических коллоидных систем или закомплексование их гумусовыми кислотами. Миграционные возможности тяжелых металлов при этом понижаются. Именно этим в значительной мере объясняется повышенное содержание тяжелых металлов в верхнем, то есть наиболее гумусированном слое.

Компоненты отработавших газов ДВС, попадая в окружающую среду, подвергаются трансформации под действием абиотических факторов. Они могут распадаться на более простые соединения, или, взаимодействуя между собой образовывать новые токсичные вещества. Также трансформации ОГ участвуют растения и почвенные бактерии, которые включают токсичные компоненты ОГ в свой метаболизм.

Таким образом стоит отметить, что загрязнение фитоценозов различными поллютантами носит неоднозначных характер и нуждается в дальнейшем изучении.

2. Место и методики проведения исследований

.1 Географическое положение СХПК «Русь»

Сельскохозяйственный производственный кооператив «Русь», расположен в северо-восточной части Большесосновского района. Центральная усадьба хозяйства находится в селе Большая Соснова, являющимся районным центром. Расстояние от центра кооператива до областного центра - 135 км, железнодорожной станции - 34 км. Сообщение внутри хозяйства осуществляется по дорогам с асфальтовым, гравийным покрытием и по грунтовым дорогам.

2.2 Природно-климатические условия

Землепользование кооператива располагается в юго-западной агроклиматической зоне. Эта зона благоприятна для сельскохозяйственных культур по тепловому балансу, продолжительности вегетационного периода, но здесь имеет место опасность пересыхания весной верхнего горизонта почвы из-за почвенного испарения.

Территория кооператива относится к западным предгорьям Урала. Геоморфологическим районом является восточное ответвление Верхнекамской возвышенности. Рельеф СХПК «Русь» представлен водоразделами Очер и Сосновка. Водораздел делится домнами рек Буть и Мельничная, Черная на водоразделы второго порядка, обеспеченность хозяйства водой - достаточная.

На результаты хозяйственной деятельности большое влияние оказывает экономические условия: местоположение хозяйства, обеспеченность земель, трудовыми ресурсами, средствами производства.

Сумма положительных температур воздуха, с температурой выше 10 о С равна 1700-1800 о, ГТК = 1,2. Количество осадков за вегетационный период составляет 310 мм. Продолжительность безморозного периода 111-115 дней, начинается он с мая заканчивается 10-18 сентября. Лето умеренно-теплое, среднемесячная температура воздуха июля составляет + 17,9 о С. зима холодная, среднемесячная температура января - 15,4 о С. Средняя высота снежного покрова на полях 50-60 см.

Данный район находится в зоне достаточного увлажнения. За год осадков выпадает 475 - 500 мм. Запасы продуктивной влаги в почве во время посева ранних яровых достаточны, оптимальны и составляют около 150 мм в метровом слое, что позволяет возделывать на данной территории яровые и озимые зерновые и многолетние травы с правильным применением агротехнике.

Тип водного режима - промывной. Значение климата как фактора почвообразования определяется тем, что с климатом связано поступление в почву воды.

Почвенный покров территории хозяйства весьма разнообразен мелкоконтурен, что объясняет неоднородностью рельефа, почвообразующих пород, растительностью. Самыми распространенными почвами в совхозе являются дерново-подзолистые, занимающие площадь 4982 га или 70% всей территории хозяйства. Преобладающими среди них являются дерново-неглубоко - и мелкоподзолистые. Несколько меньше распространены дерново-слабо - подзолистые и дерново-глубоко-подзолистые.

Территория хозяйства расположена в лесной зоне, в подзоне смешанных лесов, в районе южно-таежных, пихтово-еловых лесов с мелколиственными породами и липой в древесном ярусе.

Самыми распространенными породами являются: пихта, ель, береза, осина. В подлеске встречаются по опушкам: рябина, черемуха. В кустарниковом ярусе - шиповник, жимолость. Травянистый покров в лесах представлен разнотравьем: герань лесная, вороний глаз, копытень, борец высокий, сныть обыкновенная, калужница болотная и многочисленные злаковые - тимофеевка, полевица.

Естественные кормовые угодья представлены материковыми суходольными и низменными, а также пойменными лугами высокого и низкого уровня. Материковые суходольные луга с нормальным увлажнением, атмосферными осадками имеют злаково - разнотравную, разнотравно-злаковую растительность. Она состоит из следующих видов: злаки - мятлик луговой, горошек мышиный, клевер красный; разнотравье - тысячелистник, нивяник, лютик едкий, погремок большой, земляника, хвощ, колокольчик раскидистый.

Продуктивность лугов невысокая. Кормовое достоинство среднее, вследствие большого количества недоедаемого разнотравья.

Низинные луга расположены в долинах небольших речек, ручьев с увлажнением за счет атмосферных и грунтовых вод. На них преобладает злаково-разнотравный тип растительности с доминированием овсяницей луговой, ежи сборной, подмаренника мягкого, манжетки обыкновенной, тысячелистника.

Использование угодий этих типов - как пастбища, сенокосы. Пойменные луга высокого уровня представлены разнотравно-злаково-бобовой растительностью.

Обильно встречается: мятлик луговой, овсяница, ежа сборная, пырей ползучий. Продуктивность этих лугов средняя, кормовое достоинство хорошее, удобны для использования под сенокосы.

Основная часть территории занята сельскохозяйственными культурами, из них большую часть составляют многолетние травы и зерновые.

Поля совхоза засорены, в основном многолетними сорняками. Из корневищных преобладают: хвощ полевой, мать-и-мачеха, пырей ползучий, из корнеотпрысковых: осот полевой, вьюнок полевой, из однолетних: яровые - пастушья сумка, пикульник красивый, зимующие: василек синий, ромашка непахучая.

2.3 Характеристика хозяйственной деятельности СХПК «Русь»

СХПК «Русь» одно из самых больших хозяйств в Большесосновском районе. Более десятилетий хозяйство устойчиво занимается сельскохозяйственной деятельностью, основными направлениями которой являются - элитное семеноводство и племенное животноводство молочного направления.

Общая земельная площадь кооператива 7114 га, в том числе сельскохозяйственных угодий 4982 га, из них пашни 4548 га, сенокосов 110 га, пастбищ 324 га. В течение трех лет кооператив использовал земли в различных направлениях. Незначительное уменьшение используемых земель происходит их кооператива членов - пайщиков.

Основное направление отрасли животноводства выращивание крупного рогатого скота на мясо и получение молока.

Животноводство является основным направлением на получение кормов для животных.

Основная часть выращенной продукции хозяйства используется в качестве корма, часть остается на семена, и очень маленькая часть остается на реализацию. Зерно на реализацию можно продать только на фуражные цели, т.к. в нем низкое содержание белка и клетчатки, оно имеет высокую влажность, в связи с этим не выгодно выращивать зерно на продажу.

Кормов в хозяйстве заготавливают достаточно. В качестве кормов используется сено, силос, зеленую массу. На зеленую массу используют овес и клевер. Силос готовят из клевера и овса, сено из клевера и разнотравно-злаковых трав на естественных сенокосах. Солому на корм скоту не используют так как кормов заготавливают достаточно.

На территории СХПК «Русь» за последние три года вносятся комплексные удобрения, также фосфорные, калийные, органические удобрения.

Навоз складируется в навозохранилищах под открытым небом. Пестицидов используется мало, вносятся дельтапланами, не складируются.

Сельскохозяйственная техника импортного производства. Для хранения топлива, смазочных масел имеется заправка - АЗС, которая расположена за границей населенного пункта. Огорожена забором, выполнена зеленная обваловка, для предотвращения вытекания талых и дождевых вод, а также разлитого топлива с территории АЗС.

2.4 Объекты и методики исследований

Исследования проведены в 2007-2008 гг. Объекты исследования - фитоценозы, расположенные вдоль автодороги федеральной трассы «Екатеринбург - Казань», принадлежащие СХПК «Русь» Большесосновского района. Варианты опыта - расстояние от дороги: 5 м, 30 м, 50 м, 100 м, 300 м.

В Большесосновском районе преобладающие ветра дуют в юго-западнм направлении, поэтому перенос ОГ ДВС происходит на исследуемую территорию. Из-за небольшой скорости и силы ветра оседание происходит вблизи автодороги федеральной трассы.

Для изучения влияния автотранспорта на придорожные участки федеральной трассы были использованы следующие методики:

Определение интенсивности движения автомобильного автотранспорта на федеральной трассе.

Интенсивность автотранспортного потока определена по методу Бегмы в изложении А.И. Федоровой (2003). Предварительно весь автомобильный поток был распределен на следующие группы: легкий грузовой (сюда относился грузовой автотранспорт с грузоподъемностью до 3,5 т), средний грузовой (с грузоподъемностью 3,5 - 12 т), тяжелый грузовой (с грузоподъемностью более 12 т).

Подсчет проведен осенью (сентябрь) и весной (май) в течение 1 часа утром (с 8 до 9 ч), и вечером (с 19 до 20 ч). Повторность была 4-х кратная (будничные дни) и 2-х кратная (выходные дни).

Определение агрохимических показателей и содержание подвижных форм тяжелых металлов в почве.

Отбор проб проведен на расстоянии 5 м, 30 м, 50 м, 100 м и 300 м от автодороги. На этих расстояниях отобраны пробы в четырех повторностях. Почвенные образцы для определения агрохимических показателей взяты на глубину пахотного слоя, для определения тяжелых металлов на глубину 10 см. Масса каждого почвенного образца составила около 500 г.

Химический анализ проведен в лаборатории на кафедры экологии ПГСХА. Из агрохимических показателей определено: содержание гумуса, рН, содержание подвижных форм фосфора; из тяжелых металлов определены в почве подвижные формы кадмия, цинка и свинца.

·рН солевой вытяжки по методу ЦИНАО (ГОСТ 26483-85);

·подвижные соединения фосфора фотометрическим методом по Кирсанову (ГОСТ 26207-83);

Определение фитотоксичности

Метод основан на реакции тест-культур. Этот метод позволяет выявить токсичное действие тяжелых металлов, на развитие и рост растений. Опыт был поставлен в четырех повторностях. В качестве контроля использовался почвенный грунт на основе биогумуса, купленный в магазине, с агрохимическими показателями: азот не менее 1%, фосфор не менее 0,5%, калий не менее 0,5% на сухое вещество, рН 6,5-7,5. В сосуды помещают 250 г. почвы, и увлажняют ее до 70% от ПВ и такую влажность поддерживают в течение всего опыта. В каждый сосуд высеивают по 25 семян редиса (Розово-красный с белым кончиком) На четвертые сутки сосуды помещают на световой стеллаж с освещением в течение 14 ч в сутки. В этих условиях редис выращивался в течение двух недель.

В процессе опыта ведут наблюдения по следующим показателям: записывается время появления всходов и их число на каждые сутки; оценивают общую всхожесть (к концу опыта); измеряют регулярно длину наземной массы (высоту растений). По окончанию опыта растения осторожно отделяют от земли, прослушивают, стряхивают остатки почвы и измеряют окончательную длину надземной части растений, длину корней. Затем высушивают растения на воздухе и отдельно взвешивают биомассу надземных частей и корней. Сопоставление этих данных позволяет выявить факт фитотоксичности или стимулирующего действия (Орлов, 2002).

Фитотоксический эффект может быть рассчитан по разным показателям.

ФЭ = Мк - Мх / Мк *100,

где Мк - масса контрольного растения (или всех растений на сосуд);

Мх - масса растений, выращенного на предположительно фитотоксичной среде.

Лихеноиндикация проведена по методу Шкрабы (2001).

Определение лишайников ведется на пробных площадках. На каждой площадке учитывается не менее 25 взрослых деревьев всех пород, представленных в древостое.

Палетка изготавливается из прозрачной двух литровой бутылки 10 30 см, на которой через каждый сантиметр, острым предметом расчерчивается сетка. Сначала вычисляется общее покрытие, т.е. площадь, занятую всеми видами лишайников, а затем, определяют покрытие каждым в отдельности видом лишайника. Величина покрытия с помощью сетки определяется по числу квадратов сетки, в которых лишайники занимают больше половины площади квадрата (а), условно приписывая им покрытие, равное 100%. Затем подсчитывают число квадратов, в которых лишайники занимают менее половины площади квадрата (б), условно приписывая им покрытие, равное 50%. Общее проективное покрытие (К) вычисляют по формуле:

К = (100 а + 50 б)/С,

где С - общее число квадратов сетки (Пчелкин, Боголюбов, 1997).

После определения общего покрытия, таким же способом устанавливают покрытие каждого вида лишайника, представленного на учетной площадке.

3. Результаты исследований

.1 Характеристика интенсивности движения автомобильного транспорта на федеральной трассе

Из полученных результатов можно сделать вывод, что интенсивность автотранспорта за осенние и весенние периоды различна, также интенсивность изменяется в течение рабочего и выходного дня, в зависимости от времени суток. Осенью за 12-и часовой рабочий день проезжает 4080 единиц автомобилей, а весной 2448 единиц автомобилей, т.е. 1,6 раз меньше. Осенью за 12-ти часовой выходной день проезжает 2880 единиц автотранспорта, весной 1680 единиц, т.е. в 1,7 раза меньше. Осенью в среднем за 1 час рабочего дня легкового грузового транспорта составляет 124 единицы, в весенний период 38, что в 3,2 раза меньше. Количество тяжелого грузового транспорта в весенний период уменьшился, а в осенний увеличилось.

Осенью в выходной день легкового автотранспорта за 1 час увеличилось в 1,7 раза. Весной в рабочий день в 1,8 раз увеличилось среднего грузового автотранспорта. Среднее количество за день осенью легкового автотранспорта наблюдалось 120 единиц, весной - 70, что меньше в 1,7 раза.

Интенсивность автотранспорта на федеральной трассе больше за сутки в осенний период, чем в весенний. Наибольшая интенсивность среднего грузового автотранспорта наблюдалась в весенний период в рабочие дни, а осенью в выходной день. Интенсивность движения легкового автотранспорта осенью в рабочий день больше в 1,6 раза, чем весной, а в выходной в 1,7 раза меньше, чем осенью. Тяжелого грузового автотранспорта наблюдается больше в рабочие дни осенью, а весной - в выходной. Автобусов наибольшее количество проезжает осенью.

Соотношение количества автомобильного транспорта в разные дни и сезоны представлено на рисунках 1,2.

Рис. 1 Соотношение количества автотранспорта, % (осень)

Рис. 2 Соотношение количества автотранспорта, % (весна)

Осенью в рабочие дни в автотранспортном потоке первое место занимают легковые автомобили (47,6%), второе место легкий грузовой автотранспорт (34,9%), далее тяжелый грузовой (12%), средний грузовой (3,36%) и автобусы (1,9%). Осенью же, в выходные дни количество легкового автотранспорта составило (48,9%), легкового грузового - 31,5%, среднего грузового 9,9%, тяжелого грузового - 7,3% и автобусов - 2,1%. В весенний период (рабочие дни) легковой автотранспорт - 48,7%, тяжелый грузовой - 20,2%, легковой грузовой - 18,4%, средний грузовой - 10,6%, автобусов - 1,9%. А в выходные дни легковой автотранспорт составляет - 48,1%, средний и тяжелый грузовой - 7%, и 18%, соответственно легкого грузового - 25% и автобусов - 1,5%.

3.2 Характеристика выбросов автомобильного транспорта федеральной трассы

Анализируя данные выбросов автотранспорта (приложение 1,2,3,4) и таблицы 2,3,4,5,6, можно сделать следующие выводы: в осенний период за 12 - ти часовой рабочий день на федеральной трассе «Казань-Екатеринбург» на 1 км выбрасывается: угарного газа - 30,3 кг, окислов азота - 5,06 кг, углеводородов - 3,14 кг, сажи - 0,13 кг, углекислого газа - 296,8 кг, диоксида серы - 0,64 кг; за 12 - и часовой выходной день: угарного газа - 251,9 кг, окислов азота - 3,12 кг, углеводородов - 2,8 кг, сажи - 0,04 кг, углекислого газа - 249,4 кг, диоксида серы - 0,3 кг.

Анализ данных за весенний период показывает, что в рабочий день на 1 км федеральной трассы образуется следующие загрязнения: угарного газа - 26 кг, окислов азота - 8,01 кг, углеводорода - 4,14 кг, сажи - 0,13 кг, углекислого газа - 325 кг, диоксида серы - 0,60 кг. В выходной день: угарного газа - 138,2 кг, окислов азота - 5,73 кг, углеводородов - 3,8 кг, сажи - 0,08 кг, углекислого газа - 243 кг, диоксида серы - 8 кг.

Можно сказать, что из всех шести компонентов в ОГ ДВС преобладает по количеству углекислого газа, наибольшее его количество наблюдается осенью в рабочий день приложение. Также в этот период наблюдается наибольшее количества оксида углерода, окислов азота и углеводородов, а наименьшее - в весенние выходные дни.

Таким образом, в рабочие дни осеннего периода происходит наибольшее загрязнение окружающей среды ОГ ДВС, а в весенние дни наименьшее.

В рабочие дни осени наибольшее количество углерода выбрасывает легковой автотранспорт, меньше - средний грузовой, а наименьшее автобусы. В выходной день весны наибольшее количество окислов азота выбрасывает тяжелый грузовой тип автомобиля, менее легковой грузовой, средний грузовой и легковой автотранспорт, а наименьшее автобусы.

В выходные дни осени наибольшее количества оксида углерода образует легковой, и легковой грузовой автотранспорт, а наименьшее автобусы и тяжелый грузовой. В рабочий день весной большое количество оксида углерода выбрасывает легковой автомобиль, наименьшее автобусы.

3.3 Агрохимический анализ исследуемых почв

Результаты химического анализа почв, отобранных на придорожных участках федеральной трассы, представлены в таблице.

Агрохимические показатели

Расстояние от дорогирН KCIГумус, %Р2 О5, мг/кг5 м 30 м 50 м 100 м 300 м5,4 5,1 4,9 5,4 5,22,1 2,5 2,7 2,6 2,4153 174 180 189 195

Агрохимический анализ показал, что почва исследуемого участка является слабокислой, по кислотности исследуемые участки не отличались друг от друга. По содержанию гумуса почвы - слабогумусные.

Можно отметить, что содержание фосфора увеличивается с удалением от автодороги.

Таким образом, характеристика почв по агрохимическим показателям говорит о том, что для роста и развития растений оптимальными являются лишь почвы, находящиеся на расстоянии 100 м и 300 м от дороги.

Анализ почвенных образцов на содержание в них тяжёлых металлов показал, что (табл. 7) если учитывать, что ПДК кадмия в почве 0,3 мг/кг (Староверова, 2000), то, в почве, находящейся на участке в 5 м от дороги, содержание кадмия превысило эту ПДК в 1,3 раз. При удалении от дороги содержание кадмия в почве снижается.

Расстояние от дорогиCd, мг/кгZn, мг/кгPb, мг/кг5 м 30 м 50 м 100 м 300 м0,4 0,15 00,7 0,04 0,0153,3 2,4 2,0 1,8 1,05,0 2,0 1,5 1,0 0,2ПДК-236

Показатель ПДК по цинку - 23 мг/кг (Староверова, 2000), следовательно, можно говорить о том, что на данной территории загрязнение цинком придорожных участков не происходит. Самое высокое содержание цинка в 5 м - 3,3 мг/кг от автодороги, самое низкое в 300 м - 1,0 мг/кг.

На основание выше сказанного можно сделать вывод, что автомобильный транспорт является источником загрязнения почв исследуемых придорожных участков на федеральной трассе, лишь только кадмием. Причем наблюдается закономерность: с увеличением расстояния от дороги количество тяжелых металлов в почве уменьшается, то есть часть металлов оседает в близи дороги.

3.4 Определение фитотоксичности

Анализируя данные, полученные при исследовании фитотоксичности почвы, загрязнённой выбросами автотранспорта (рис. 3), можно сказать, что наибольший фитотоксический эффект проявился в 50 и 100 м от дороги (43 и 47% соответственно). Это можно объяснить тем, что наибольшее количество поллютантов оседает в 50 и 100 м от дороги, вследствие особенностей их распространения. Данная закономерность отмечена у ряда авторов, например у Н.А. Голубкиной (2004).

Рис. 3. Влияние фитотоксичности почвы на длину проростков редиса сорта Розово-красный с белым кончиком

После апробации данной методики стоит отметить, что редис не рекомендуем применять в качестве тест-культуры.

Исследование данных, полученных при определении энергии прорастания редиса, показало, что в сравнении с контрольным вариантом, в вариантах с удалённостью 50 и 100 м в оказалась меньше в 1,4 и 1,3 раза соответственно.

Энергия прорастания редиса существенно не отличалась от контрольного варианта лишь на удалённости 300 м от федеральной трассы.

Следует отметить, что такая же тенденция наблюдается и при анализе данных по всхожести исследуемой культуры.

Наибольшая всхожесть получена в контрольном варианте (97%), а наименьшая - в варианте в 50 м от дороги (76%), что в 1,3 раза меньше, чем в контрольном варианте.

Дисперсионный анализ полученных данных показал, разница наблюдается только в 50 м и 30 м от автодороги, в остальных вариантах разница несущественна.

3.5 Лихеноиндикация

Результаты исследования видового состава и состояние лишайников представлены в таблице 11.

При изучении лишайников было определено два их вида, встречающихся на исследуемых участках: Платизмация сизая (Platysmatia glauca) и Гипогимная вздутая (Platysmatia glauca).

Покрытие лишайниками ствола колеблется Гипогимнии вздутой (Platysmatia glauca) колебалось от 37,5 до 70 см3, Платизмации сизой (Platysmatia glauca) от 20 до 56,5 см3.

Влияние федеральной трассы на состояние лишайников

С пробной площадкиПорода и № дереваНазвание вида лишайникаМесто и учета на стволеПокрытие ствола, см3Общее покрытие, %Балл общего покрытия11 - березаГипогимная вздутая physodes) (Hypogymnia physodes) (Hypogymnia physodes) (Hypogymnia physodes)Лесозащ. Полоса702352 - береза-----3 - ель-----4 - березаПлатизмация сизая (PlatismatiaЛесозащ. Полоса55,59,235 - ельПлатизмация сизаяЛесозащ. Полоса35,55,9321 - ельПлатизмация сизаяЛесозащ. Полоса441442 - ельГипогимная вздутаяЛесозащ. Полоса56,59,433 - березаГипогимная вздутая-0--4 - ельГипогимная вздутая-0--5 - березаГипогимная вздутая-0--31 - березаПлатизмация сизаяЛесозащ. Полоса37,56,242 - ельГипогимная вздутая-0--3 - березаГипогимная вздутаяЛесозащ. Полоса451544 - ельПлатизмация сизаяЛесозащ. Полоса20,53,425 - ельГипогимная вздутая-0--41 - березаГипогимная вздутаяЛесозащ. Полоса421442 - березаГипогимная вздутаяЛесозащ. Полоса15,52,513 - ельГипогимная вздутаяЛесозащ. Полоса206,634 - березаПлатизмация сизая-0--5 - ельГипогимная вздутаяЛесозащ. Полоса12,52,0151 - ельГипогимная вздутаяЛесозащ. Полоса652152 - березаГипогимная вздутаяЛесозащ. Полоса15533 - березаГипогимная вздутая-0--4 - березаПлатизмация сизаяЛесозащ. Полоса35,55,935 - ельГипогимная вздутая-0--

Общее покрытие составило: Гипогимнии вздутой (Platysmatia glauca) от 2% до 23%, а Платизмации сизой (Platysmatia glauca) от 5% до 9%.

При использовании десятибальной шкалы (таблица 12), можно сделать следующий вывод, что наблюдается загрязнение выбросами автотранспорта. Общее покрытие Гипогимнии вздутой (Platysmatia glauca) составляет от 1 до 5 балла, а Платизмации сизой (Platysmatia glauca) от 1 до 3 баллов.

4. Экономический раздел

.1 Расчет экономического ущерба от выбросов

Критериями эколого-экономической эффективности сельскохозяйственного производства служит максимизация решения задачи по удовлетворению общественного спроса на продукцию сельского хозяйства, полученную с оптимальными производственными издержками при сохранении и воспроизводстве окружающей среды.

Определение эколого-экономической эффективности сельскохозяйственного производства осуществляется на основе расчетов показателя эколого-экономического ущерба.

Эколого-экономический ущерб - это выраженные в стоимости фактические или возможные убытки, причиняемые сельскому хозяйству в результате ухудшения качественного состояния природной среды, при дополнительных затратах на компенсацию этих убытков. Эколого-экономический ущерб, наносимый земле, используемой в сельском хозяйстве в качестве основного средства производства, проявляется в стоимости оценке качественного ухудшения ее состояния, выражающего прежде всего в снижении почвенного плодородия и потерях продуктивности сельскохозяйственных угодий (Минаков, 2003).

Цель данного раздела - определить ущерб от выбросов автотранспорта на федеральной трассе «Казань - Екатеринбург» из сельскохозяйственного использования.

Вдоль автодороги федеральной трассы проходит полоса отвода. Территория, на которой она расположена, принадлежит СХПК «Русь». Рядом с полосой отвода находится лесозащитная полоса, затем идет поле. Предприятие использует его в сельскохозяйственном производстве.

Известно, что растения произрастающие на этой территории, накапливают некоторые компоненты ОГ, а те в свою очередь, переходят по звеньям пищевой цепи (трава - сельскохозяйственные животные - человек), тем самым, снижая качество кормов, снижение урожайности, продуктивности скота и качества продукции скотоводства, ухудшение здоровья животных и человека.

Для того чтобы произвести расчеты, необходимо знать среднюю урожайность сена с 1 га и себестоимости 1 ц сена за последние 3 года (2006-2007 гг.). Средняя урожайность сена за последние 3 года составила: 17,8 ц/га, себестоимость 1 ц сена 64,11.

Эколого - экономический ущерб (У) от изъятия полосы отвода из сельскохозяйственного использования рассчитывается по формуле:

где В-валовый сбор сена с изъятой площади; С - себестоимость 1 ц сена, руб.

Валовый сбор сена рассчитывается по формуле:

В = Ур* П

где Ур - средняя урожайность за 3 года, ц/га; П - изымаемая площадь, га

В = 17,8*22,5 = 400 ц

У = 400*64,11 = 25676 руб.

Предположим, что хозяйство будет выполнять недостаток за счет его покупки по рыночной цене. Тогда, затраты на его приобретение можно вычислить по формуле:

Зпр = К*Ц,

где Зпр - затраты на приобретение сена по рыночной цене, руб.; К - необходимое количество для покупки сена, ц; Ц - рыночная цена 1 ц сена.

Величина Зпр равна неполученному сену из-за изъятия земель, то есть 400 ц, рыночная цена 1ц, рыночная цена 1ц сена составляет 200 руб.

Тогда, Зпр = 17,8*200 = 80,100 руб.

Таким образом, площадь земель составила 17,8 га. Потеря сена в физическом весе составит 400 ц. При изъятии полосы отвода автодороги из сельскохозяйственного использования ежегодный убыток составил 25676 руб. затраты на покупку не полученного сена составят 80100.

Выводы

На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

1. В состав отработавших газов двигателей внутреннего сгорания входят 200 компонентов, к наиболее токсичным по отношению к живым организмам относятся угарный газ, оксиды азота, углеводороды, альдегиды, диоксиды, диоксид серы и тяжелые металлы.
2. Отработавшие газы влияют на культуры, являющиеся основным компонентом агроэкосистемы. Воздействие отработавших газов приводит к снижению урожайности и качество сельскохозяйственной продукции. Некоторые вещества из выбросов способны накапливаться в растениях, что создает дополнительную опасность для здоровья человека и животных.
3. Осенью за 12 - ти часовой рабочий день проезжает 4080 единиц автотранспорта, которые на 1 км дороги выбросили окружающую среду около 3,3 т вредных веществ, а весной 1,2 т вредных веществ. Осенью за 12 - ти часовой выходной день наблюдалось 2880 единиц автотранспорта, образовавшие 3,2 т вредных веществ, а весной - 1680 т, образовавшие 1,7 т вредных веществ. Наибольшее загрязнение происходит за счет легковых и легкий грузовой тип автомобиля.
4. Агрохимический анализ почвы показал, что исследуемая территория на данном участке является слабокислая, в вариантах опыта она составляла от 4,9 до 5,4 рН KCI, почвы имеют низкое содержание гумуса и подвергаются незначительному загрязнению кадмием.
5. Экономический ущерб от выбросов автотранспорта на федеральной трассе «Казань - Екатеринбург» составляет 25676 руб.

Библиографический список

1.Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях / Ю.В. Алексеев. - Л.: Агропромиздат, 1987. - 142 с.

2.Артамонов В.И. Растения и чистота природной среды / В.И. Артамонов. - М.: Наука, 1968. - 172 с.

Безуглова О.С. Биогохимия / О.С. Безуглова, Д.С. Орлов. - Ростов н / Дону.: «Феник», 2000. - 320 с.

Бериня Дз.Ж. / Распределение выпадений выбросов автотранспорта и загрязнение почв придорожной полосы / Дз.Ж. Бериня, Л.К. Калвиня // Воздействие выбросов автотранспорта на природную среду. - Рига: Знатнее, 1989. - С. 22-35.

Валова В.Д. Основы экологии / В.Д. Валова. - М.: Изд-во Дом «Дашков и К», 2001. - 212 с.

Варшавский И.Л. Как обезвредить отработавшие газы автомобиля / И.Л. Варшавский, Р.В. Малов. - М.: Транспорт, 1968. - 128 с.

Голубкина Н.А. Лабораторный практикум по экологии / Н.А. Голубкина, М.: ФОРУМ - ИНТРА - М, 2004. - 34 с.

Гутаревич Ю.Ф. Охрана окружающей среды от загрязнения выбросами двигателей / Ю.Ф. Гутаревич, - М.: Урожай, 1989. - 244 с.

Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (Сосновами статистической обработки результатов исследований) / Б.А. Доспехов. - М.: Колос, 197*9. - 413 с.

Дробот В.В. Борьба с загрязнением окружающей среды на автомобильном транспорте / В.В. Дробот, П.В. Косицин, А.П. Лукьяненко, В.П. Могила. - Киев: Техника, 1979. - 215 с.

Евгуньев И.Я. Автомобильные дороги и охрана окружающей среды / И.Я. Евгеньев, А.А. Миронов. - Томск: Изд-во Томского ун-та, 1986. - 281 с.

Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва-растения. Новосиб.: Наука. 1991. - 151 с.

Кузнецова Л.М. Влияние тяжелых металлов на урожай и качество пшеницы / Л.М, Кузнецова, Е.Б. Зубарева // Химия в сельском хозяйстве. - 1997. - №2. - С. 36-37.

Луканин В.Н. Промышленно - транспортная экология / В.Н. Луканин. - М.: Высшая школа, 2001. - 273 с.

Луканин В.Н., Трофименко Ю.В. Промышленно-транспортная экология: Учеб. для вузов / Под ред. В.Н. Луканина. - М.: Высш. шк., 2001. - 273 с.

Минеев В.Г. Практикум по агрохимии / В.Г. Минеев. - М.: Изд-во МГУ, 2001. - 689 с.

Минеев В.Г. Химизация земледелия и природная среда. М.: Агропромиздат, 1990. - 287 с.

Молчанов А.А. Влияние леса на окружающую среду / А.А. Молчанов. - М.: Наука, 1973. - 145 с.

Никифорова Е.М. Загрязнение природной среды свинцом от выхлопных газов автотранспорта // Вести Московского ун-та. - 1975. - №3. - С. 28-36.

Обухов А.И. Научные основы разработки ПДК тяжелых металлов в почвах / А.И, Обухов, И.П. Бабьева, А.В. Гринь. - М.: Изд-во Москва. Ун-та, 1980. - 164 с.

Орешкина А.В. Особенности загрязнения почвы кадмием // ЭкиП. - 2004. №1. - С. 31-32.

Орлов Д.С. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении: Учеб. пособие для хим., хим-технол. и биол. спец. вузов / Д.С. Орлов, Л.К. Садовникова, И.Н. Лозановская. М.: Высш. шк., - 2002. - 334 с.

Павлова Е.И. Экология транспорта / Е.И. Павлова. - М.: Транспорт, 2000, - 284 с.

Перельман А.И. Геохимия ландшафта / А.И. Перельман. - М.: Высшая школа, 1975. - 341 с.

Пчелкина А.В., Боголюбов А.С. Методы лихеноиндикации загрязнений окружающей среды. Методическое пособие. - М.: Экосистема, 1997. - 80 с.

Староверова А.В. Нормирование токсикантов в почвах и продуктах питания / А.В. Староверова, Л.В. Ващенко // Агрохимический вестник. - 2000. - №2. - С. 7-10.

Фелленберг Г. загрязнение природной среды. Введение в экологическую химию / Г. Фелленберг. - М.: Мир, 1997. - 232 с.

Фельдман Ю.Г. Гигиеническая оценка автотранспорта как источника загрязнения атмосферного воздуха / Ю.Г. Фельдман. - М.: Медицина, 1975.

Чирков Ю.И, Агрометеорология / Ю.А. Чирков. - Л.: Гидрометеоиздат, 1986. - 296 с.

Шильников И.А. Миграция кадмия, цинка, свинца и стронция из корнеобитаемого слоя дерново-подзолистых почв / И.А. Шильников, М.М. Овчаренко // Агрохимический вестник. - 1998. - №5 - 6. - С. 43-44.

Юсфин Ю.С, Промышленность и окружающая среда / Ю.С. Юсфин, Я.И. Леонтьев, П.И. Черноусов. - М.: ИКЦ «Акадеикнига», 2002. - 469 с.

Юфит С.С. Яды вокруг нас. Вызоы человечтву / С.С. Юфит. - М.: Классикс Стиль, 2002. - 368 с.

Ягодин Б.А. Тяжелые металлы и здоровье человека // Химия в сельском хозяйстве. - 1995. - №4. - С. 18-20.

Якубовский Ю. Автомобильный транспорт и защита окружающей среды / Ю. Якубовский. - М.: Транспорт, 1979. - 198 с.

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.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Глава 1. Воздействие транспорта на экологию

1.1 Уровень экологических проблем, связанных с транспортным обслуживанием пассажиров

1.2 Устойчивый транспорт

Глава 2. Анализ деятельности городской транспортной системы и воздействия её на экологию

2.1 Пути и способы решения проблемы экологического ущерба от транспорта

2.2 Планирование деятельности городской транспортной системы с учетом экологических требований

2.3 Организация эффективной экологической деятельности городской транспортной системы

2.4 Контроль за эксплуатацией трамвая, троллейбуса и метро

2.5 Анализ воздействия железнодорожного транспорта на экосистемы

Глава 3. Учет экологической эффективности при управлении городской транспортной системы г. Рязани

3.1 Воздействие городского транспорта на экологию г. Рязани

3.2 Планирование информационно-аналитической системы управления городским транспортом

3.3 Анализ деятельности городской транспортной системы и воздействие её на экологию г. Рязани

3.4 Организация эффективной экологической деятельности городской транспортной системы г. Рязани

Заключение

Список литературы

Введение

Актуальность темы «Определение экологической эффективности деятельности городской транспортной системы» обусловлена тем, что в настоящее время становится ясно первым виновником загрязнения атмосферного воздуха - одного из основных источников жизни на нашей Планете, является транспорт. Автомобили, как и автобусы, перевозящие сотни и тысячи пассажиров ежедневно, поглощая столь необходимый для протекания жизни кислород, вместе с тем интенсивно загрязняет воздушную среду токсичными компонентами, наносящими ощутимый вред всему живому и неживому. Вклад в загрязнение окружающей среды, в основном атмосферы составляет - 60 - 90%.

Загрязняющие выбросы в атмосферу от автомобилей по объему более чем на порядок превосходят выбросы от железнодорожных транспортных средств. Далее идут воздушный транспорт, морской и внутренние водный. Несоответствие транспортных средств экологическим требованиям, продолжающееся увеличение транспортных потоков, неудовлетворительное состояние автомобильных дорог - все это приводит к постоянному ухудшению экологической обстановки. Таким образом, вопросы экологии и нейтрализации вредного воздействия транспорта на окружающую среду требуют усиленного внимания и оперативного решения, поэтому экологические проблемы общества, связанные с транспортным обслуживанием пассажиров в современных условиях имеют актуальное значение. экологический транспортный рязань городской

Цель исследования - выявить современные экологические проблемы, связанные с транспортным обслуживанием, обосновать необходимость использования методов, регулирующих воздействия различных видов транспорта на экологические комплексы.

Предметом данной работы является определение экологической эффективности деятельности городской транспортной системы.

Объектом курсовой работы является деятельность городской транспортной системы.

Задачи исследования будут заключаться в следующем:

Ознакомиться с основными понятиями экологии и транспортной системы;

Оценить воздействие транспорта на экологию;

Проанализировать деятельность трамвая, троллейбуса и метро;

Рассмотреть воздействие железнодорожного транспорта на экосистемы;

Оценить экологическую эффективность устойчивого транспорта;

Рассмотреть способы устранения экологических проблем, возникающих по средствам деятельности городской транспортной системы;

Оценить влияние автотранспорта на экологию г.Рязани.

Курсовая работа состоит из 49 страниц, содержит три главы. В первой главе происходит ознакомление с основными понятиями экологии и транспортной системы, а также рассматриваются последствия воздействия транспорта на экологию. Во второй главе идет анализ деятельности городской транспортной системы и раскрытие способов решения проблемы экологического ущерба от транспорта. В третьей главе рассматривается воздействие городского транспорта на экологию г.Рязани.

Г лава 1 . Воздействие транспорта на экологию

Экология -- наука об отношениях живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей средой. В последние годы слово “экология” приобрело исключительную популярность.

Научные достижения XX века создали иллюзию почти полной управляемости, однако хозяйственная деятельность человеческого общества, экстенсивное использование природных ресурсов, огромные масштабы отходов - все это входит в противоречие с возможностями планеты (ее ресурсным потенциалом, запасами пресных вод, способностью самоочищения атмосферы, вод, рек, морей, океанов). В настоящее время термин «экология» неразрывно связан со словом проблемы.

Выделяются два аспекта экологической проблемы:

· экологические кризисы, возникающие как следствие природных процессов;

· кризисы, вызываемые антропогенным воздействием и нерациональным природопользованием.

Транспортный комплекс занимает особое место в экономике городов и регионов. Его продукцией выступают транспортные услуги, связанные с удовлетворением потребностей в пространственном перемещении грузов и людей, а также выполняемые в городах и регионах работы по реконструкции и развитию транспортно-производственной базы, ремонту и обслуживанию подвижного состава и перегрузочной техники, строительству и ремонту путей сообщения, сооружений и объектов транспортной сети. Чем сложнее экономика городов и регионов, тем большее влияние оказывает качество перевозочного процесса и производительность транспортного комплекса на реализацию социально-экономических целей.

Современный городской транспорт по своему назначения подразделяется на следующие категории.

а)пассажирский- электрифицированные железные дороги, метрополитен, трамвай, монорельсовый транспорт, троллейбус, автобус, конвейерный транспорт, легковые автомобили, мотороллеры, мотоциклы, велосипеды, речной трамвай, вертолеты;

б)грузовой- грузовые автомобили, трамваи, троллейбусы, мотороллеры;

в)специальный- санитарные и пожарные автомобили, автомобили для уборки улиц и домовладений и т.п.

В свою очередь, пассажирский транспорт в зависимости от вида пользования транспортными средствами и их принадлежности может быть подразделён на три группы:

1)общественный массовый общего пользования- электрифицированные железные дороги, метрополитен, трамвай, монорельсовый транспорт, троллейбус, автобус, конвейерный транспорт и вертолёты;

2)общественный индивидуального пользования- такси, легковые автомобили проката и ведомственный;

3)личный индивидуального пользования - легковые автомобили, мотороллеры, мотоциклы и велосипеды.

Общественный и личный транспорт индивидуального пользования по условиям организации движения можно объединить под общим названием-легковой автомобильный транспорт.

Массовый транспорт общего пользования отличается значительной по сравнению с индивидуальным транспортом вместимостью и большой провозной способностью. Характерной особенностью массового транспорта является то, что он работает на установленных маршрутах.

Классификация массового пассажирского транспорта может быть произведена по различным признакам.

В зависимости от расположения транспортных линий относительно улиц массовый транспорт подразделяется на:

·уличный- трамвай, троллейбус, автобус;

·внеуличный- метрополитен, глубокие вводы электрифицированных железных дорог, скоростной подземный трамвай, монорельсовый транспорт и вертолеты.

По характеру путевых устройств различают два вида городского транспорта:

·рельсовый- метрополитен, глубокие вводы электрифицированных железных дорог, трамвай, монорельсовый транспорт;

·безрельсовый- троллейбус, автобус.

Наконец, по роду используемой двигательной силы весь городской общественный транспорт можно объединить в две большие группы:

1)с электрическим двигателем - метрополитен, глубокие вводы электрифицированных железных дорог, трамвай, троллейбус, монорельсовый транспорт;

2) с двигателем внутреннего сгорания - автобус с карбюраторным и дизельным двигателем, речной трамвай, вертолет.

Проблема негативного влияния автотранспорта на экологическую ситуацию изучается в основном в инженерной экологии. Инженерная экология изучает и разрабатывает инженерные нормы и средства, отвечающие экологическим требованиям производства в транспорте, а также в строительстве, добывающей и перерабатывающей промышленности, в энергетике. Это контроль и регламентация материально-энергетических потоков производства и техногенных эмиссий (т.е. испускания, выброса побочных продуктов) от различных инженерных объектов.

К главным источникам загрязнения окружающей среды и потребителям энергоресурсов относятся автомобильный транспорт и инфраструктура автотранспортного комплекса.

Загрязняющие выбросы в атмосферу от автомобилей по объему более чем на порядок превосходят выбросы от других видов транспорта.

Жизнь в мегаполисах стала невыносимой. Токио, Париж, Лондон, Мехико, Афины задыхаются от избытка автомобилей. Страшный уровень загазованности воздуха, по сумме вредных газов ПДК, например, в Москве в 30 раз превышает предельно допустимую норму. Избыточное количество воздуха от автомобильного выхлопа вызвало европейский потоп летом 2002 года: наводнение в Германии, Чехословакии, Франции, Италии, в Краснодарском крае, Адыгее. Засуха и смог в центральных областях европейской части России, в Московской области. Потоп можно объяснить тем, что к атмосферным течениям и флуктуациям воздушных потоков добавились мощные потоки горячего воздуха от автомобильного выхлопа CO2 и паров H2O отработанных газов из Центральной и Восточной Европы, где рост количества автомобилей превысил все допустимые нормы. Число автотранспорта на трассах и городах у нас возросло в 5 раз, от этого резко увеличились тепловое нагревание воздуха и его объем от паров автомобильного выхлопа. Если в 1970-е годы нагрев атмосферы транспортом был значительно меньше нагрева поверхности Земли от солнца, то в 2010 году количество двигающихся машин возросло во столько раз, что нагрев атмосферы от автомобилей становится соизмерим с нагревом от солнца и резко нарушает климат атмосферы. Нагретые CO2 и пар H2O от автомобильного выхлопа дают избыток воздушной массы в центре России, эквивалентный потокам воздуха с Гольфстрима, и весь этот избыточный нагретый воздух повышает атмосферное давление. Когда ветер дует в сторону Европы, здесь сталкивается два потока с Атлантического океана и из России, дающие такое избыточное количество осадков, которое ведет к Европейскому потопу.

В Московской области ОГ (отработанные газы автомобилей) CO,CH, CnHm - создают смог, и высокое давление приводит к тому, что дым горевших торфяников стелется по земле, не уходит вверх, суммируется с ОГ, в результате ПДК в сотни раз превышает допустимую норму. Это приводит к развитию широкого спектра заболеваний (бронхиты, пневмонии, бронхиальная астма, сердечная недостаточность, инсульты, язвы желудка) и увеличению смертности людей с ослабленным иммунитетом. Особенно трудно приходится детям (бронхиты, бронхиальная астма, кашель, у новорожденных нарушение генных структур организма и неизлечимые болезни), в итоге увеличение детской смертности на 10% в год. У здоровых людей организм справляется с отравленным воздухом, но на это уходит так много физиологических сил, что в результате все эти люди теряют работоспособность, производительность труда падает, а мозг работает значительно хуже.

Для уменьшения скольжения при езде наземного транспорта зимой улицы посыпают солью, создавая при этом невероятную грязь и лужи. Эта грязь и сырость переносится в троллейбусы и автобусы, в метро и переходы, подъезды и квартиры, обувь от этого портится, засоление почвы и рек убивает все живое, губит деревья и травы, рыба и вся водяная живность - разрушается экология.

В России на 1 км автомобильных дорог приходится от 2 до 7 га. При этом не только изымаются сельскохозяйственные, лесные и другие земли, но и происходит расчленение территории на отдельные замкнутые участки, что нарушает обитания популяций диких животных.

Около 2млр тонн нефти потребляет автомобильный и дизельный транспорт. 2млр тонн нефти выбрасывать на ветер и только 39млн тонн использовать для перевозки грузов. При этом, например, в США нефть закончится через 10 лет, через 20 лет останется военный резерв через 30 лет черное золото будет стоить дороже желтого. Если не изменить расход нефти, то через 40 лет не останется ни капли. Без нефти цивилизация погибнет, не достигнув зрелого возраста, способности возродить цивилизацию в другом месте.

1.1 Уровень экологических проблем, связанных с транспортным обслуживанием пассажиров

По всему миру количество автомобилей с каждым днем увеличивается в геометрической прогрессии. Все больше и больше людей имеют свою собственную машину. Но многие совсем не задумываются о том, к чему все это в конце концов приведет.

Экологические законы, относящиеся к автотранспорту, действующие в России, описаны в главе 26 Уголовного кодекса РФ «Экологические преступления». Это статьи: 247 - «Нарушение правил обращения экологически опасных веществ и отходов», 250 - «Загрязнение вод», 251 - «Загрязнениеатмосферы», 254 - «Порча земли».

Законы есть, но придерживаются ли их автовладельцы и автопроизводители? Ответ напрашивается сам, т.к. эксплуатируемые в стране автомобили не соответствуют современным европейским ограничениям потоксичности и выбрасывают вредных веществ существенно больше, чем зарубежные аналоги.

Существует несколько наиболее важных причин отставания России в этой сфере:

Низкая культура эксплуатации автомобилей. Количество неисправных автомобилей, находящихся в эксплуатации до сих пор весьма велико даже в Москве;

Отсутствие жестких законодательных требований к экологическим качествам автомобилей. В отсутствие достаточно жестких требований по токсичности выбросов, потребитель не заинтересован покупать экологически более чистые, но при этом более дорогие автомобили, а производитель не склонен их выпускать;

Неподготовленность инфраструктуры эксплуатации автомобилей, оборудованных в соответствии с современными экологическими требованиями;

В отличие от европейских стран, в России до сих пор затруднено внедрение нейтрализаторов.

В последние годы ситуация начала меняться к лучшему. Хотя введение в действие жестких экологических норм и происходит с опозданием в 10 лет, важно что оно началось. Так, например, в Москве благодаря проведению соответствующих мероприятий уже наметилась некоторая тенденция в уменьшении выброса вредных веществ автотранспортом.

1.2 Устойчивый транспорт

Устойчивый транспорт (или зелёный траанспорт) -- это любой способ или организационная форма передвижения, позволяющие снизить уровень воздействия на окружающую среду. К нему можно отнести пешеходное и велосипедное движение, экологичные автомобили, транзитно-ориентированное проектирование, аренда транспортных средств, а также системы городского транспорта, которые являются экономичными, способствуют сохранению пространства и пропаганде здорового образа жизни.

Устойчивые транспортные системы вносят позитивный вклад в экологическую, социальную и экономическую устойчивость общества, которому они служат. Транспортные системы существуют для обеспечения социальных и экономических связей, и люди быстро овладевают средствами повышения мобильности. Преимущества возросшей мобильности необходимо оценивать с учетом экологических, социальных и экономических издержек, которые создают транспортные системы.

Социальная плата за транспорт включает дорожно-транспортные происшествия, загрязнение воздуха, снижение физической активности, возрастание времени вдали от семьи в период маятниковой миграции и уязвимость к возрастанию цены на топливо. Многие из этих негативных последствий ложатся непропорциональным бременем на те социальные группы, которые менее других расположены к обладанию автомобилем и езде на нём. Дорожные заторы увеличивают экономические расходы, вызывая трату времени людей и замедление поставок товаров и услуг.

Традиционное транспортное планирование направлено на повышение мобильности, чаще всего для транспортных средств, и может неадекватно учитывать более отдалённые последствия. Но реальная цель транспорта -- обеспечение доступа: к работе, к месту обучения, к товарам и услугам, к друзьям и семье, и есть проверенные методы для улучшения доступа при одновременном снижении экологических и социальных последствий, а также для предотвращения заторов. Сообщества, которые успешно повышают устойчивость своих транспортных сетей, делают это в рамках более широкой программы создания динамичного, удобного для проживания, стабильного города.

Транспортные системы являются основным источникам выброса парниковых газов. Энергия потребляется при производстве, а также при использовании транспортных средств, и воплощается в транспортную инфраструктуру, включающую автотрассы, мосты и железные дороги. Экологическое воздействие транспорта может быть уменьшено за счет улучшения системы пешеходного и велосипедного движения в городах, а также путём усиления роли общественного транспорта, особенно электрической железной дороги.

Экологичные автомобили предназначены для того, чтобы оказывать меньшее экологическое воздействие, чем эквивалентные стандартные транспортные средства, хотя если воздействие на окружающую среду транспортных средств оценивать по всему их жизненному циклу, этого может быть и не происходит. Электромобили потенциально могут привести к сокращению выбросов CO2 на транспорте, всё зависит от воплощённой энергии транспортного средства и источника электроэнергии. Уже получили распространение гибридные транспортные средства, которые используют двигатель внутреннего сгорания в сочетании с электрическим двигателем для достижения лучшей топливной эффективности. Природный газ также используется в качестве моторного топлива. Биотопливо используется реже и является менее перспективным.

Зелёные транспортные средства имеют большую топливную эффективность, но только в сравнении со стандартными транспортными средствами, и они так же способствую образованию заторов и дорожно-транспортных происшествий. Сети общественного транспорта, находящиеся под контролем, основанные на традиционных дизельных автобусах, используют меньше топлива на одного пассажира, чем личные автомобили, как правило, они безопаснее и занимают меньше дорожного пространства, чем частные транспортные средства. Зелёный общественный транспорт, включающий электропоезда, трамваи и троллейбусы, сочетает достоинства зелёных транспортных средств с преимуществами выбора устойчивого транспорта. Другими вариантами транспорта с очень низким воздействием на окружающую среду является езда на велосипеде и других транспортных средств, приводимых в движение мускульной силой человека, а также Гужевой транспорт. Самым распространённым выбором зелёного транспорта с наименьшим воздействием на окружающую среду является ходьба.

Экологичные автомобили

Электромобииль -- автомобиль, приводимый в движение одним или несколькими электродвигателями, а не двигателем внутреннего сгорания. Подвидами электромобиля считаются электрокар (грузовое транспортное средство для движения на закрытых территориях) и электробус (автобус с аккумуляторной тягой)

Гибриидный автомобиль -- высокоэкономичный автомобиль, движимый системой «электродвигатель -- двигатель внутреннего сгорания», питаемой как горючим, так и зарядом электрического аккумулятора. Главное преимущество гибридного автомобиля -- снижение расхода топлива и вредных выхлопов. Это достигается полным автоматическим управлением режима работы системы двигателей с помощью бортового компьютера, начиная от своевременного отключения двигателя во время остановки в транспортном потоке, с возможностью продолжения движения без его запуска, исключительно на энергии аккумуляторной батареи, и заканчивая более сложным механизмом рекуперации -- использования электродвигателя как генератора электрического тока для пополнения заряда аккумуляторов.

Газотопливная система -- топливная система двигателя внутреннего сгорания, модифицированная для использования им в качестве топлива сжатых или сжиженных газов.

Автомобиль с гибким выбором топлива -- может ездить как на бензине, так и на смеси бензина с этанолом, причём в гибких пропорциях (от 5 % до 95 %). Автомобиль имеет один топливный бак, адаптированность к разному составу топлива достигается за счёт оригинальной конструкции двигателя или за счёт конструктивной модификации обычного бензинового двигателя внутреннего сгорания.

Водородный транспорт -- различные транспортные средства, использующие в качестве топлива водород. Это могут быть транспортные средства, как с двигателями внутреннего сгорания, так и с водородными топливными элементами.

Воздухомобиль -- автомобиль, использующий для движения сжатый воздух. Пневматические автомобили используют модифицированный вариант обычного четырехтактного мотора. Пневматические двигатели также позволяют использовать преимущества электродвигателей -- системы рекуперативного торможения: в пневматических гибридах при торможении за счет использования двигателя в качестве воздушного компрессора, воздух сжимается и им заправляется резервуар.

Глава 2. Анализ деятельности городской транспортной системы и воздействия её на экологию

Автомобильный транспорт является основным источником загрязнения атмосферного воздуха городов вредными веществами, шумом, инфразвуком. Он является также источником вибрации в городской среде. Ухудшение качества воздушной среды города, из-за присутствия в ней различных загрязняющих веществ, негативно влияет на здоровье населения, ведет к гибели зеленых насаждений, загрязнению почв, водоемов, повреждению памятников культуры, конструкций зданий и сооружений. Чрезмерный шум и инфразвук также оказывают вредное воздействие на жителей городов. Жители крупных городов значительно больше, чем сельские жители болеют раком, нервно-психическими расстройствами, страдают болезнями органов дыхания и т.д. Здоровье горожан является одним из важнейших показателей качества городской среды. Колебания вибрации от автомагистралей через грунт, коммуникации, трубопроводы распространяются по территории жилой застройки, передаются конструкциям здания и оказывают негативное влияние на его жителей. Иногда колебания вибрации способны разрушить конструкции и сооружения. Плохое качество окружающей среды создает угрозу здоровью человека, животных, растений и отрицательно влияет на все объекты городской экосистемы.

Заглавным актом действующего экологического законодательства является федеральный закон «Об охране окружающей среды». Регламентация качества окружающей среды и воздействия на нее автотранспортной и иной деятельности осуществляется с помощью нормирования. К нормативам качества окружающей среды относятся нормативы предельных допустимых концентраций (ПДК) химических веществ и нормативы показателей уровней допустимых воздействий физических факторов, в том числе показателей уровней, звука и звукового давления, корректированных уровней вибрации. Перечень ПДК вредных веществ и показателей уровней допустимых физических воздействий приводятся в государственных санитарно-эпидемиологических правилах (санитарных правилах и нормах СанПиН, санитарных нормах СН, гигиенических нормативах ГН).

При решении конкретных транспортно-градостроительных задач выбор вида транспорта осуществляется прежде всего по соответствию провозной способности и величины пассажиропотока, суммарным затратам времени на передвижение и некоторым местным условиям -- технико-экономическим и технико-эксплуатационным показателям. Экологические факторы и критерии выводятся на первый план лишь в особых случаях (города-курорты, города с неблагоприятным размещением «вредных производств» и т.п.). Защита среды обитания от техногенных факторов, защита человека от негативных влияний этой среды может быть как пассивной, так и активной. В первом случае это меры, осуществляемые для защиты объектов воздействия от неотвратимо возникающих факторов воздействия, во втором -- меры, позволяющие уменьшить количественную характеристику воздействия или исключить ее вообще за счет существенных изменений, относящихся непосредственно к источнику. Применительно к городскому пассажирскому транспорту это могут быть, например, шумозащитные экраны, защитные посадки деревьев и т.п. (пассивные меры); изменения в конструкции дорожных и путевых устройств, установка очистительных фильтров на автомобилях и т.п. (активные меры). Однако наиболее эффективным представляется самое радикальное решение -- замена источника воздействий, реализация принципа приоритетности развития видов транспорта, имеющих более высокий экологический рейтинг. Иначе: при выборе вида транспорта в рамках транспортно-градостроительного проектирования и оценке качества функционирования городских транспортных систем следует непременно учитывать экологические характеристики, в том числе сравнительные показатели безопасности движения и, как следствие, рекомендовать приоритетное развитие электротранспорта как минимум во всех случаях равенства других критериев оценки, особенно в крупных городах.

Несмотря на бесспорную важность экологических оценок, решение о выборе того или иного вида транспорта, получающего в городе право на опережающее развитие, принимается на основе комплексного учета целого ряда опережающих факторов. Технико-технологические, архитектурно-планировочные, экономические -- именно они определяют конкурентоспособность трамвая, троллейбуса и автобуса. В определенных местных условиях порою даже чисто конъюнктурные соображения решают выбор не в пользу стратегически предпочтительного решения. Иногда важнее оказываются сложность и высокая стоимость строительства и эксплуатации пути или устройств энергоснабжения, проблемы финансирования, -- площадь территорий, занимаемых на улице подвижным составом или сооружениями, и потери, связанные с их использованием, и так далее. Городской пассажирский транспорт, его достаточное развитие и соответствующий уровень функционирования -- непременные условия жизни современного города и его населения. Однако столь же очевидно, что именно деятельность городского транспорта, в том числе пассажирского, может быть признана одним из основных факторов негативного влияния на состояние среды обитания в городах, особенно крупных и крупнейших.

Необходима комплексная оценка функционирования городских транспортных систем, их экологической чистоты, эргономического взаимодействия с другими элементами городской инфраструктуры, включая и показатели безопасности движения и некоторые другие «нетрадиционные» проявления. Ведь и обычное для наших городов чрезмерное наполнение пассажирских салонов троллейбусов и трамваев -- весьма серьезный экологический фактор, определяющий стрессовые состояния, повышенную транспортную усталость, распространение заболеваний в период эпидемий и т.п.

Следует рекомендовать приоритетное развитие электротранспорта, как минимум, во всех случаях равенства других критериев оценки, особенно в крупных городах и при наличии дополнительных условий, определяющих повышенный уровень загрязнения воздушного бассейна.

Целесообразны, а в ряде случаев и необходимы, разработка и реализация программ повышения конкурентоспособности городского электрического транспорта по основным конструктивным, эксплуатационным и экономическим характеристикам.

Именно такие решения, как представляется, в наибольшей степени учитывают интересы как отраслей, так и территорий и, естественно, прежде всего жителей городов -- пассажиров городского транспорта.

2.1 Пути и способы решения проблемы экологического ущерба от транспорта

Основные пути снижения экологического ущерба от транспорта заключаются в следующем:

1) оптимизация движения городского транспорта;

2) разработка альтернативных энергоисточников;

3) дожигание и очистка органического топлива;

4) создание (модификация) двигателей, использующих альтернативные топлива;

5) защита от шума;

6) экономические инициативы по управлению автомобильным парком и движением.

Принимаются меры для улучшения качества отечественного автомобильного топлива: растет выпуск высокооктанового бензина российскими заводами, организовано производство экологически более чистого бензина. Однако импорт этилированных бензинов сохраняется. В результате в атмосферу от автотранспорта поступает меньше свинца.

Существующее законодательство не позволяет ограничить ввоз в страну старых автомобилей с низким эксплуатационными характеристиками, и количество иномарок с большим сроком службы, не отвечающих нормам государственных стандартов. По предложению отделений Ространсинспекции на большинстве территорий субъектов РФ введены талоны токсичности для автомобилей.

В последние годы, несмотря на рост числа автомобилей, в Москве наметилась тенденция стабилизации объема выбросов вредных веществ. Основные факторы, позволяющие поддерживать такую ситуацию внедрение католических нейтрализаторов отработавших газов; ввод в действие обязательного экологического сертифицирования автомобилей, принадлежащих юридическим лицам; существенное улучшение топлива на АЗС.

В целях снижения загрязнения окружающей среды продолжается перевод предприятий дорожного хозяйства с жидкого топлива на газ. Принимаются меры для улучшения экологической ситуации в районах размещения асфальтобетонных заводов и асфальтосмесительнх установок, модернизируется очистное оборудование, совершенствуются мазутные горелки.

Искусственные зеленые насаждения (парки, сады, скверы), а также сохранившиеся природные комплексы (городские леса и луг) являются важным компонентом городской территории. Крупные зеленые массивы оказывают определенное влияние на климат городов: регулируют количество осадков, служат резервуарами чистого воздуха, обогащая атмосферу кислородом за счет фотосинтеза, предохраняют почвенный покров от водной и ветровой эрозии, препятствуют оврагообразованию, предохраняют водные источники от высыхания и загрязнения. Они положительно влияют на тепловой и радиационный режимы. Одним га городских зеленых насаждений выделяется в день до 200 кг кислорода. Наибольшей продуктивностью кислорода обладает тополь. Значительной улавливающей способностью к аэрозолям и пыли обладают вяз, шелковица, рябина, сирень, бузина. Кроны елей на 1 га задерживают в год до 32 т пыли, сосны - до 36 т, дуба - до 56 т, бука - до 63 т. В течение вегетационного периода деревья уменьшают запыленность воздуха на 42 %, в безлиственный период - на 37%. Наилучшие пылезащитные свойства у вяза и сирени. В радиусе до 500 м от источника загрязнения рекомендуются для посадок газоустойчивые породы, а именно тополь бальзамический, липа мелколистная, клен ясенелистный, ива белая, можжевельник обыкновенный, бузина красная, жимолость.

2.2 Планирование деятельности городской транспортной системы с учетом экологических требований

Управление транспортным процессом можно разложить на классические четыре составляющие: планирование, организацию, учет и контроль.

Необходимость упорядочивания, налаживания, направления развития городского общественного транспорта потребовала от городских властей разработки специфических методик планирования и контроля, целевых финансовых вложений, поиска альтернативных видов транспорта, учета фактора общественного транспорта при принятии любого управленческого решения. Процесс не прекращается и по сей день.

Около 73% населения Российской Федерации проживает в городах - и только незначительное количество народа является владельцами собственных легковых автомобилей. Таким образом, это предопределяет существенное влияние городского общественного пассажирского транспорта как на эффективность экономики в целом, так и на реализацию социальных функций. Надежная система общественного пассажирского транспорта всегда была и поныне остается основным фактором социально-политической стабильности.

На поездку автотранспортом влияют внешние эффекты перегруженности дорог. Внешние эффекты поездки - это затраты времени для других водителей: каждый дополнительный водитель замедляет движение, вынуждая других проводить больше времени в пути.

Водители руководствуются своими собственными, а не общественными затратами, поэтому их равновесный объем превышает оптимальный.

Плата за перегруженность учитывает внешние эффекты перегруженности, способствуя формированию оптимальной интенсивности движения. Налог на перегруженность должен быть выше в часы пик и на наиболее перегруженных маршрутах.

Налог на перегруженность повышает эффективность городской транспортной системы, снижая протяженность поездок. Имеется несколько альтернативных вариантов налога на перегруженность:

1. Налог на бензин не подходит, так как он будет одинаковым на всех маршрутах и в любое время.

2. Опыт взимания платы за стоянку показал, что она снижает интенсивность движения, побуждая водителей ездить «в складчину» или пользоваться общественным транспортом. Однако проблема состоит в том, что эта плата не зависит от пройденного расстояния.

3. Увеличение пропускной способности дороги снижает перегруженность, в результате растут выгоды для потребителя.

4. Субсидирование общественного транспорта побуждает часть водителей ездить общественным транспортом, снижая перегруженность.

Легковые автомобили и грузовой транспорт создают несколько видов загрязнения воздуха.

Одним из способов борьбы с загрязнением является взимание при покупке новых машин налогов на загрязнение.

Второй способ - введение налога на бензин, соизмеримого со средними внешними издержками.

Третий способ - субсидирование общественного транспорта. Этот механизм позволяет снизить степень загрязнения.

Во многих российских городах муниципальные власти поняли, что независимо от их желания образовался рынок пассажирских перевозок. Во избежание стихийности этот рынок, как и всякий другой, нуждается в организации и контроле на основе законодательно утвержденных правил.

2.3 Организация эффективной экологической деятельности городской транспортной системы

Потребность в городском пассажирском транспорте возникает, когда в результате роста городов их территориальные размеры превышают зону пешеходной доступности городского центра, оцениваемую затратами времени на пешеходный подход от периферии к центру города. Обычно зону максимальной доступности городского центра принимают в моноцентрических городах 30 мин. При этом максимальный радиус пешеходной доступности составил 2 км, а предельные территориальные размеры «пешеходного» города 12,56 км 2 .

Выход территориальных размеров городов за пределы зоны пешеходной доступности вызывает необходимость развития городского пассажирского транспорта. Формирования улично-дорожной сети, создание соответствующей планировки городов, как правило, учитывает требование сокращения транспортной потребности, минимизации пассажирооборота. Каждый этап технического развития транспорта расширяет возможности общества, увеличивает его производительные силы. Значительно расширяет зоны транспортной доступности использование населением индивидуальных легковых автомобилей.

Дальнейшее развитие экономики немыслимо без хорошо налаженного транспортного обеспечения. От его четкости и надежности во многом зависят трудовой ритм предприятий, настроение людей, их работоспособности.

Учёт и анализ деятельности транспорта опираются на систему показателей, с помощью которых измеряют объём и качество его работы. Наряду со специфическими применяют показатели, общие для видов транспорта.

Грузооборот - объём работы транспорта по перевозкам пассажиров. Единица измерения - тонно-километр. Исчисляется суммированием произведений массы перевезённых грузов в тоннах на расстояние перевозки в километрах.

Пассажирооборот - объём работы транспорта по перевозкам пассажиров. Единицей измерения служит пассажиро-километр. Определяется суммированием произведений числа пассажиров по каждой позиции перевозки на расстояние перевозки.

Перевозки городским пассажирским транспортом имеют ряд особенностей:

* экономические -- выручка от продажи билета покрывает лишь часть расходов, связанных с воплощением перевозок;

* эксплуатационные -- компактная обслуживаемая территория с частными остановками на маршрутах; сравнительно интенсивные и устойчивые по часам пассажиропотоки; небольшая протяженность маршрутов и средняя дальность поездки; значительное число пересечений маршрутов с прочими транспортными потоками; низкие скорости движения подвижного состава;

* организационные -- гораздо более высокая потребность в диспетчерском управлении; необходимость обслуживания населения в условиях спада перевозок в межпиковые периоды;

* социальные - высокая социальная значимость качества работы городского пассажирского транспорта.

Транспортный комплекс требует достаточно большой территории под размещение транспортной инфраструктуры в среднем от 10 до 15% городской земли. Кроме того, работа городского транспорта чревата негативными последствиями для природной и экологической систем.

По мере увеличения негативного влияния на окружающую среду виды городского транспорта можно расположить следующим образом: метро --> троллейбусы --> трамваи --> автобусы --> легковые таксомоторы.

Качество транспортного обслуживания пассажиров определяется рядом показателей:

* доступностью (насыщенностью городской территории (маршрутная сеть), информативностью, доступностью тарифов);

* результативностью (экономией времени и сил пассажиров);

* надежностью (регулярностью сообщения, гарантированным уровнем обслуживания, безопасностью поездки);

* удобством (наполнением салона, комфортабельностью пользования).

Основу общественного транспорта в Российской Федерации составляют транспортные предприятия, находящиеся в муниципальной и государственной собственности.

Непосредственное участие в организации и регулировании городского пассажирского транспорта принимают также городская ГИБДД, отделение Российской транспортной инспекции, департамент транспортного и дорожного хозяйства администрации области. Осуществляются перевозки по муниципальному заказу, коммерческие маршрутные, в режиме маршрутного такси, таксомоторные перевозки.

Число пунктов посадки и высадки, а также число мест на площадке межрейсового отстоя автобусов определяются в соответствии с общей расчетной суточной численностью пассажиров, при этом число пунктов для каждого вида сообщений определяется в соответствии с процентом данного вида сообщения в общей суточной численности пассажиров.

Все более актуальной становится проблема обеспечения охраны окружающей среды от вредного воздействия транспортный средств, в том числе общественного транспорта.

Снижение вредного воздействия всех видов общественного транспорта на здоровье человека и окружающую среду достигается за счет перехода на применение транспортных средств, работающих на экологически видах топлива и альтернативных источниках энергии, а так же снижение энергоемкости транспортных средств.

Для чего необходимо:

Разработать и ввести механизм стимулирования транспортных организаций, использующих такие транспортные средства и источники топливно-энергетических ресурсов;

Усилить контроль технического состояния эксплуатируемых транспортных средств по экологическим показателям, ограничения выбросов и утилизации отходов транспортных предприятий;

Использование технических средств по сбору, комплексной переработке и утилизации различных видов отходов, образующихся при эксплуатации или попадающих в водную среду в результате аварий объектов водного транспорта.

Реализация данных мероприятий обеспечит:

Рост конкурентоспособности предприятий общественного транспорта;

Повышение эффективности управления общественным транспортом;

Увеличение количества перевезенных пассажиров;

Повышение качества и безопасности транспортного обслуживания населения Рязанской области;

Сокращение транспортных издержек транспортных предприятий;

Снижение негативного влияния общественного транспорта на окружающую среду.

2 .4 Контроль за эксплуатацией трамвая, троллейбуса и метро

Трамвай, троллейбус и метро, использующие в качестве “топлива” электричество, полностью отвечают экологическим требованиям. Курсируя по городу, они не загрязняют воздушный бассейн.

Старейший вид городского пассажирского транспорта - трамвай. “Дедушка” транспортного обслуживания остаётся популярным и на сегодняшний день. Столичный трамвай способен нести большие нагрузки. На его долю приходится 13% пассажирских перевозок в Москве. Вагоны на рельсах перевозят пассажиров не только в старых, сложившихся районах, но и в жилых массивах - новостройках. Всего на трамвайных линиях эксплуатируется более 1300 вагонов.

Как у каждого вида транспорта, у трамвая есть свои плюсы и минусы. К сожалению, его отличает низкая манёвренность, требуется довольно значительные капитальные затраты при сооружении новых трасс, да и самым “тихим” средством передвижения трамвай не назовёшь. Шум трамвая создаётся тяговым двигателем, шестерённой передачей, мотор - компрессором, тормозной системой, вибрацией кузова, качанием колёс по рельсам. Интенсивность этого шума зависит также от состояния трамвайного пути (волнообразный износ рельсов, износ стыков, жёсткое соединение рельсов с бетонным основанием, наличие кривых участков и т. п.) и контактной сети. Снизить шум можно путём применения пневматической подвески кузова, амортизацией пола. Трамвай стал значительно тише и благодаря эластичным элементам в колёсах, балансировке роторов двигателей и другим изменениям в его конструкции и технологии изготовления. Снижению уровня трамвайного шума может способствовать применение экранирующих шум фальшбортов со звукопоглотителями, закрывающими колёса. Для уменьшения шума на некоторых трамвайных путях применяют резиновые прокладки. Наибольший шум трамвай издаёт на поворотах. Для уменьшения этого шума на вагон устанавливается специальное смазочное оборудование, которое на поворотах подаёт на колёса графитный раствор. Это новшество не только помогло уменьшить шум от колёс, но и увеличить срок их службы.

Учитывая различные факторы градостроительства, специалисты считают трамвай весьма перспективным. Нельзя сбрасывать со счетов его большую провозную способность, определённые удобства в эксплуатации, относительно высокую скорость движения. Кроме того, трамвай не загрязняет окружающую среду.

Троллейбус - наиболее экономичный и дешёвый, не загрязняющий среду вид транспорта. Он экономичнее автобуса, меньше потребляет энергии, надёжней и проще в эксплуатации, не поглощает кислород и не отравляет воздух отработавшими газами. Использование троллейбусов в условиях большого города, удлинённости маршрутных линий ведёт к прямой экономии горючего.

Сегодня троллейбусы используют в основном для пассажирских перевозок в крупных городах и лишь в отдельных случаях для доставки грузов. Они проще по устройству, чем автобусы, техническое обслуживание их менее трудоёмко, а пуск в холодное время года не создаёт проблемы.

Шум троллейбусов близок по уровню к шуму легковых автомобилей. По спектру он имеет низкочастотный характер. Такой шум легче переносится человеком, чем шум от трамваев, который значительно выше и по уровню аналогичен шуму грузового транспорта. Прежде всего, шум троллейбусов обусловлен работой двигателя (тяговой передачи), качением колёс по дорожному покрытию и работой вспомогательных электрических машин. При движении и от работы двигателя и качения колёс возникает вибрация ограждающих конструкций; шум производят также неплотно пригнанные окна и двери. В связи с этим уменьшение шума троллейбуса может быть достигнуто балансировкой механизма двигателя и передачи (карданного вала, якоря, редуктора), применением эластичных амортизаторов.

Одна из острых проблем современных крупных городов - транспортная. Её решению в немалой степени способствует развитие сети метрополитена, которая благоприятно отражается на состоянии городской среды, позволяя снизить темпы развития других, менее экологичных видов городского транспорта. В метрополитене применяют люминесцентные лампы, срок службы которых довольно большой. Они экономичны, но главное достоинство этих ламп в том, что излучаемый ими свет благоприятно действует на зрение человека. Однако многое зависит и от расположения светильников. Известно, что там, где нет естественной инсоляции, жизнеспособность микроорганизмов увеличивается. Для метрополитена разработаны конкретные меры по борьбе с микробиологической загрязнённостью воздуха. В метро поддерживается оптимальный микроклимат. Зимой в нём тепло, летом прохладно. За час здесь обеспечивается трёхкратный воздухообмен. Метрополитен оснащён мощной приточно-вытяжной вентиляцией. Вентиляционные установки смонтированы не только на станциях, но и в тоннелях. Поддерживая необходимый температурный режим, зимой станционные вентиляторы работают на вытяжку, а перегонные - на приток. Летом - наоборот.

Не забыто и пространство, в котором особенно важно создать максимально комфортные условия. Это салоны экспрессов, где пассажир находится наиболее долго. В новых вагонах предусмотрена более совершенная система вентиляции воздуха. Её работу можно регулировать в зависимости от степени заполнения поезда, от температуры окружающей среды. В верхней части кузова этих вагонов отсутствуют отверстия, через которые свежий воздух во время движения засасывается в салон, создавая шум и снижая слышимость. Вместо них под сиденьями установлены кондиционеры новой конструкции. Через специальные решётки в оконных проёмах они захватывают воздух и подают в салон, что значительно уменьшает шум. Новые вагоны метро имеют шестигранную форму, их салон более просторен, лучше освещён. Улучшена освещённость. Многое делается для снижения шума и вибрации в метро. Поезда метрополитена при движении на открытых участках создают шум, усиливающий общий шумовой фон города. Уровень шума от поездов метро в 7 м от оси пути значителен и составляет 80 - 85 дБа при скорости 40 км/ч. Вибрации, проникающие в жилые помещения, в результате круглосуточного длительного воздействия могут оказывать неблагоприятное влияние на здоровье людей. Это свидетельствует о необходимости гигиенического нормирования вибраций в условиях жилища.

2. 5 Анализ воздействия железнодорожного транспорта на экосистемы

Деятельность железнодорожного транспорта оказывает воздействие на окружающую природную среду всех климатических зон и географических поясов нашей страны, но по сравнению с автомобильным неблагоприятное воздействие железнодорожного транспорта на среду обитания существенно меньше. В первую очередь это связано с тем, что железные дороги - наиболее экономичный вид транспорта по расходу энергии на единицу работы. Тем не менее, перед железнодорожным транспортом серьёзно стоят проблемы уменьшения и предотвращения загрязнения окружающей среды.

Экологические преимущества железнодорожного транспорта состоят, главным образом, в значительно меньшем количестве вредных выбросов в атмосферу на единицу выполненной работы. Основным источником загрязнения атмосферы являются отработавшие газы дизелей тепловозов. В них содержатся оксид углерода, оксид и диоксид азота, различные углеводороды, сернистый ангидрид, сажа. Содержание сернистого ангидрида зависит от количества серы в дизельном топливе, а содержание других примесей - от способа его сжигания, а также способа наддува и нагрузки двигателя.

Ежегодно из пассажирских вагонов на каждый километр пути выливается до 200 м сточных вод, содержащих патогенные микроорганизмы, и выбрасывается до 12 т сухого мусора. Это приводит к загрязнению железнодорожного полотна и окружающей природной среды. Кроме того, очистка путей от мусора связана со значительными материальными издержками. Решить проблему можно использованием в пассажирских вагонах аккумулирующих емкостей для сбора стоков и мусора или установкой в них специальных очистных сооружений.

При мытье подвижного железнодорожного состава в почву и водоёмы переходят вместе со сточными водами синтетические поверхностно - активные вещества, нефтепродукты, фенолы, шестивалентный хром, кислоты, щелочи, органические и неорганические взвешенные вещества. Содержание нефтепродуктов в сточных водах при мытье локомотивов, цистерн из - под нефти превышают предельно допустимые концентрации. Многократно превышаются ПДК шестивалентного хрома при замене охлаждающей жидкости дизелей локомотивов. Во много раз сильнее сточных вод загрязняется почва на территории и вблизи пунктов, где производится обмывка и промывка подвижного состава.

Железнодорожный транспорт - крупный потребитель воды. Несмотря на почти полную ликвидацию паровой тяги, водопотребление на железных дорогах из года в год увеличивается. Это вызвано ростом протяжённости железнодорожной сети и объёмов перевозок, а также увеличением масштабов жилищного и культурно - бытового строительства. Вода участвует практически во всех производственных процессах: при обмывке и промывке подвижного состава, его узлов и деталей, охлаждении компрессоров и другого оборудования, получении пара, используется при заправке вагонов, реостатных испытаниях тепловозов и т. д. часть потребляемой воды расходуется безвозвратно (заправка пассажирских вагонов, получение пара, приготовление льда). Объём оборотного и повторного использования воды на предприятиях железнодорожного транспорта пока составляет лишь около 30%. Большая же часть используемой воды сбрасывается в поверхностные водные объекты - моря, реки, озёра и ручьи.

Шум от поездов вызывает негативные последствия, выражающиеся, прежде всего в нарушении сна, ощущении болезненного состояния, в изменении поведения, увеличении употребления лекарственных препаратов и т. д. При равном акустическом показателе шум от поездов вызывает в 3 раза меньше нарушений сна, чем шум от автомобилей. Восприятие шума поездов зависит от общего шумового фона. Так, на заводских окраинах городов он воспринимается менее болезненно, чем в жилых кварталах. Шум от вокзалов и, особенно от сортировочных станций вызывает более негативные последствия, чем шум от обычного движения поездов. Шум железной дороги заглушает человеческий голос, он мешает при просмотре и прослушивании телерадиопередач.

Подобные документы

Характеристика предприятий сферы туризма города. Влияние деятельности порта и припортового завода на экологию. Мероприятия по уменьшению экологических рисков, связанных с выбросом аммиака. Стратегии управления экологической безопасностью региона.

контрольная работа , добавлен 04.10.2014


Определение предельно допустимой концентрации вредных веществ. Основные методы мониторинга и очистки атмосферного воздуха, почв, гидросферы. Влияние экологических факторов на здоровье населения. Воздействие промышленного загрязнения на экологию города.

курсовая работа , добавлен 18.02.2012


Источники загрязнения атмосферы. Влияние видов транспорта на экологию. Экологические проблемы международной транспортной системы. Государственное регулирование объема упаковочных материалов. Схема утилизации при рециклинге, его экономический эффект.

презентация , добавлен 24.12.2013


Общая характеристика пищевых производств. Их негативное воздействие на водные ресурсы. Проблемы выбросов вредных веществ в атмосферу от предприятий пищевой промышленности Республики Казахстан. Пути решения экологических проблем в пищевой промышленности.

реферат , добавлен 28.09.2010


Мониторинг основных экологических проблем в исследуемых населенных пунктах для принятия управленческих решений по устранению выявленных проблем. Социологический опрос населения по поводу ключевых источников загрязнения окружающей среды города Павлодара.

презентация , добавлен 15.03.2015


Мониторинг атмосферного воздуха в местах скопления автотранспорта. Необходимость совершенствования двигателя внутреннего сгорания для уменьшения выбросов. Альтернативные виды топлива. Автоматизированные системы управления городским транспортом.

дипломная работа , добавлен 04.12.2010


Управление городскими отходами, решение трудностей их утилизации. Основные проблемы водного хозяйства городов на примере г. Москвы. Повышение качества водоснабжения городов. Мероприятия по уменьшению негативного влияния городского транспорта на экологию.

курсовая работа , добавлен 22.04.2014


История и этапы развития железнодорожного транспорта. Российские скоростные поезда. Влияние железнодорожного транспорта на экологию и методы защиты. Шум и вибрация при движении поездов. Проблема развития высокоскоростного экологически чистого транспорта.

реферат , добавлен 29.11.2010


Изучение экологических проблем Луганска, обусловленных свалками мусора. Негативное влияние закрытия шахт, при котором породные и шахтные отвалы при их засыпке обеспечивают проникновение газов на поверхность. Роль химической промышленности на экологию.

реферат , добавлен 01.12.2010


Состояние деятельности автомобильного транспорта и его влияние на окружающую среду. Химический состав отработавших газов автотранспорта. Метод измерения концентрации атмосферного загрязнения вредных примесей. Экологическая оценка уровня загрязнения.

Кузьмина Анна

Проблемы экологической безопасности автомобильного транспорта являются составной частью экологической безопасности. Экологические проблемы, связанные с использованием традиционного моторного топлива в двигателях транспортных средств, актуальны не только для России, но и для всех стран мира. Автомобильный транспорт, генерирующий шум и загрязняющий атмосферный воздух, является одним из основных источников загрязнения окружающей среды в крупных городах и населенных пунктах, а также представляющих угрозу жизни человека. Поэтому я заинтересовалась влиянием автомобильного транспорта на окружающую среду и здоровье человека.

Цель работы

Выяснить роль двигателей внутреннего сгорания в жизни человека, раскрыть сущность связанных с ними экологических проблем и попытаться наметить выход из сложившейся в мире тяжёлой экологической ситуации, связанной с их использованием.

Скачать:

Предварительный просмотр:

ВСЕРОССИЙСКИЙ КОНКУРС НАУЧНО-ИННОВАЦИОННЫХ ПРОЕКТОВ КОМПАНИИ «СИМЕНС» в РОССИИ
(2012 - 2013 гг.)

Реферативно-исследовательская работа

«Влияние автомобильного транспорта на окружающую среду и жизнь человека».

Направление: инфраструктура и города

Работу выполнила Кузьмина Анна

Ученица 10А класса, МБОУ «Гимназия №1»

Г. Курчатова Курской области

Руководитель: Ильчук Ирина Анатольевна,

Учитель физики МБОУ «Гимназия №1»

г. Курчатов, 2012 г.

1. Обоснование выбора. 3

2. Цель работы. 3

3. Задачи проекта. 3

4. Гипотеза. 3

5. Проблемный вопрос. 4

6. Актуальность проблемы. 4

7. Введение. 4
8. Проблемы экологии автомобильного транспорта. 5

9. Способы уменьшения вредного воздействия на окружающую среду.

Проблема токсичности отработавших газов автомобилей. 6

Экологически чистый автомобиль - реальность или фантастика? 8

10. Проведение наблюдений. 11

12. Заключение. 16

13. Литература. 17

Приложения. 18

1. Обоснование выбора

Проблемы экологической безопасности автомобильного транспорта являются составной частью экологической безопасности. Экологические проблемы, связанные с использованием традиционного моторного топлива в двигателях транспортных средств, актуальны не только для России, но и для всех стран мира. Автомобильный транспорт, генерирующий шум и загрязняющий атмосферный воздух, является одним из основных источников загрязнения окружающей среды в крупных городах и населенных пунктах, а также представляющих угрозу жизни человека. Поэтому я заинтересовалась влиянием автомобильного транспорта на окружающую среду и здоровье человека.

2. Цель работы

Выяснить роль двигателей внутреннего сгорания в жизни человека, раскрыть сущность связанных с ними экологических проблем и попытаться наметить выход из сложившейся в мире тяжёлой экологической ситуации, связанной с их использованием.

3. Задачи проекта.

1. Познакомится с работой двигателей автомобилей.
2. Выяснить, как зависит загрязнение атмосферного воздуха от интенсивности движения автотранспорта?
3. Провести исследование, подтверждающее влияние транспорта на окружающую среду.
4. Узнать, как минимизировать это влияние.
5. Оценить пути решения экологических проблем.

4. Гипотеза.

В процессе работы многочисленных тепловых машин возникают тепловые потери, которые, в конечном счете, приводят к повышению внутренней энергии атмосферы, т. е. к повышению ее температуры. Это может привести к таянию ледников и катастрофическому повышению уровня Мирового океана, а вместе с тем к глобальному изменению природных условий. При работе тепловых установок и двигателей в атмосферу выбрасываются вредные для человека, животных и растений оксиды азота, углерода и серы.

5. Проблемный вопрос.

1. Если выбросы токсичных веществ - это неизбежность в работе автотранспорта то, как их можно уменьшить?
2. Возможно ли создание экологически чистого автомобиля?

6. Актуальность проблемы.

Актуальность данной темы обусловлена возрастающим количеством автомобильного транспорта и решением проблемы его воздействия на качество городской среды и здоровье населения.

Введение.

Современная жизнь человека невозможна без использования самых разнообразных машин, облегчающих его жизнь. С помощью машин человек обрабатывает землю, добывает нефть, руду, прочие полезные ископаемые, передвигается и т.д. Основным свойством машин является их способность совершать работу.

Основной вклад в загрязнение атмосферы вносят автомобили, работающие на бензине, затем самолеты, автомобили с дизельными двигателями, тракторы и другие сельскохозяйственные машины, железнодорожный и водный транспорт. К основным загрязняющим атмосферу веществам, которые выбрасывают подвижные источники (общее число таких веществ превышает 40), относятся оксид углерода, углеводороды и оксиды азота. Оксид углерода (СО) и оксиды азота поступают в атмосферу только с выхлопными газами, тогда как не полностью сгоревшие углеводороды поступают как вместе с выхлопными газами (что составляет примерно 60% от общей массы выбрасываемых углеводородов), так и из картера (около 20%), топливного бака (около 10%) и карбюратора (примерно 10%); твердые примеси поступают в основном с выхлопными газами (90%) и из картера (10%).

Основная часть.

Проблемы экологии автомобильного транспорта.

Проблемы экологической безопасности автомобильного транспорта являются составной частью экологической безопасности страны. Значимость и острота этой проблемы растет с каждым годом. Вызывает тревогу тот факт, что выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от автотранспортных средств увеличиваются в год в среднем на 3,1%. В результате величина ежегодного экологического ущерба от функционирования транспортного комплекса России составляет более 75 млрд. рублей и продолжает расти.

Один автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы в среднем более 4 т кислорода, выбрасывая при этом с отработанными газами примерно 800 кг угарного газа, 40 кг оксидов азота и почти 200 кг различных углеродов. В результате по России от автотранспорта за год в атмосферу поступает огромное количество только канцерогенных веществ: 27 тыс. т бензола, 17,5 тыс. т формальдегида, 1,5 т бенз(а)пилена и 5 тыс. т свинца. В целом, общее количество вредных веществ, ежегодно выбрасываемых автомобилями, превышает цифру в 20 млн. т.

С точки зрения наносимого экологического ущерба, автотранспорт лидирует во всех видах негативного воздействия: загрязнение воздуха - 95%, шум - 49,5%, воздействие на климат - 68%.

Автомобили на сегодняшний день в России - главная причина загрязнения воздуха в городах. Сейчас в мире их насчитывается более полумиллиарда. В России автомобиль имеет каждый десятый житель, а в больших городах - каждый пятый. Выбросы от автомобилей в городах особенно опасны тем, что загрязняют воздух в основном на уровне 60-90 см. от поверхности земли и, особенно на участках автотрасс, где стоят светофоры. Автомобили выбрасывают в атмосферу диоксид и оксид углерода, оксиды азота, формальдегид, бензол, бензопирен, сажу (всего около 300 различных токсичных веществ). При истирании автомобильных шин об асфальт атмосфера загрязняется резиновой пылью, вредной для здоровья человека. Автомобиль расходует огромное количество кислорода. За неделю в среднем легковой автомобиль выжигает столько кислорода, сколько его четыре пассажира расходуют на дыхание в течение года. С ростом числа автомобилей уменьшается площадь, занятая растительностью, которая дает кислород и очищает атмосферу от пыли и газа, все больше места занимают площадки для парковок, гаражи и автомобильные дороги. На свалках скапливаются изношенные шины, ржавые корпуса. Впрочем, старые кузова автомобилей можно увидеть и во дворах и на пустырях. Автомобили загрязняют почву. Одна тонна бензина, сгорая, выделяет 500-800 кг. вредных веществ. Если двигатель машины работает на бензине, с добавлением свинца, то они загрязняют почву этим тяжелым металлом вдоль дороги в полосе шириной 50-100 м, а если дорога идет вверх, и двигатель работает с нагрузкой, и загрязненная полоса имеет ширину до 400 м! Свинец, загрязняющий почву, накапливается растениями, которыми питаются животные. С молоком и мясом металл попадает в организм человека и может стать причиной тяжелых болезней.

Способы уменьшения вредного воздействия на окружающую среду.

Проблема токсичности отработавших газов автомобилей.

Использовать внутреннюю энергию - это значит совершить за счет нее полезную работу, то есть превращать внутреннюю энергию в механическую. В простейшем опыте, который заключается в том, что в пробирку наливают немного воды и доводят ее до кипения (причем пробирка изначально закрыта пробкой), пробка под давлением образовавшегося пара поднимается вверх и выскакивает. Другими словами, энергия топлива переход во внутреннюю энергию пара, а пар, расширяясь, совершает работу, выбивая пробку. Так внутренняя энергия пара превращается в кинетическую энергию пробки.

Если пробирку заменить прочным металлическим цилиндром, а пробку поршнем, который плотно прилегает к стенкам цилиндра и способен свободно перемещаться вдоль них, то получится простейший тепловой двигатель.

Человек долго использовал двигатель внутреннего сгорания, не зная о его отрицательном воздействии на человека, животных и растения. Лишь в последнее время это отрицательное воздействие заметили и начали с ним бороться. Основными загрязнителями атмосферы являются машины, особенно грузовики. Количество и концентрация вредных веществ в выхлопах зависят от вида и качества топлива. В основном это такие вещества, как углекислый газ, угарный газ, оксиды азота, гексен, пентен, кадмий, серный ангидрид сернистый ангидрид, свинец, хлор и некоторые его соединения. Эти вещества отрицательно воздействуют на человека, животных, растения и вызывают глобальные изменения в биосфере.

Теперь конкретно рассмотрим их воздействие. Углекислый газ, угарный газ, оксиды серы, оксиды азота являются «парниковыми» газами, то есть вызывают парниковый эффект, выражающийся в повышении температуры у поверхности Земли. Его механизм заключается в образовании особого слоя в атмосфере, который отражает тепловые лучи, идущие от Земли, не давая им уходить в космическое пространство. Это может привести к таянию льда в полярных областях и, как следствие, к повышению уровня Мирового океана. Но надо сказать, что тепловой эффект почти компенсируется ледниковым эффектом. Последний вызывается слоем пылевых частиц, которые отражают тепловые лучи, идущие от Солнца, обратно в космос.

В год образуется 2,5-10 тонн СО, 7 млн. тонн СО 2 . Угарный газ токсичен, образует с гемоглобином крови прочное соединение - карбоксигемоглобин, что препятствует поступлению достаточного количества О 2 в мозг и, как следствие, увеличивает число психических заболеваний. SO 2 , NO являются мутагенами, тератогенами, образуют с туманом или дождем смог и кислотные дожди. Окиси серы с водой образуют серную кислоту, а оксид азота образует азотную и азотистую кислоты. У человека они вызывают поражения кожи, обструктивный рахит, отёк легких. У животных также наблюдаются нарушения жизнедеятельности, и даже гибель. У растений в первую очередь поражаются листья, а в дальнейшем гибнет все растение. Так, в Скандинавии наблюдается массовая гибель лесов по этой причине. Также эти дожди вызывают коррозию металлов и разрушение зданий. Кроме того, оксиды азота способствуют разрушению озонового слоя.

Кадмий отрицательно воздействует на костную и половую системы, кору надпочечников, зубы, нарушает углеродный обмен. При большой концентрации он вызывает болезнь «итай-итай».

Свинец является тератогеном, вызывает у грудных детей нарушение ЦНС, костной системы, слуха, зрения - и в дальнейшем смерть. У взрослых он вызывает нарушение кровеносной системы, импотенцию.

Также ДВС поглощают кислород, уменьшая его концентрацию в атмосфере. Рассмотрим частный случай - автомобиль. Да, человек не мыслит сейчас своего существования без автотранспорта, но если посмотреть на это удобство с другой точки зрения, то количество выбрасываемых автомобилем продуктов сгорания заставляет ужаснуться.

Один легковой автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы больше 4 тонн О 2 , выбрасывает с выхлопными газами около 800 кг СО, 40 кг оксидов азота, 200 кг различных углеводородов.

Автомобильные выхлопные газы - смесь примерно 200 веществ. В них содержатся углеводороды - не сгоревшие или не полностью сгоревшие компоненты топлива (всего 15% его расходуется на движение автомобиля, а 85 % «летит на ветер»), среди которых большое место занимают непредельные углеводороды этиленового ряда, особенно гексен и пентен. Их доля возрастает в 10 раз, когда двигатель работает на малых оборотах или в момент увеличения скорости, то есть во время заторов или у красного сигнала светофора. СО 2 и большинство других выбросов тяжелее воздуха, поэтому они скапливаются у поверхности земли. Оксид углерода (I) соединяется с гемоглобином крови и мешает ему нести кислород в ткани организма. Оксиды азота играют большую роль в образовании продуктов превращения углеводородов в атмосферном воздухе. Из-за неполного сгорания топлива в двигателе автомашин часть углеводородов превращается в сажу, содержащую смолистые вещества. В 1 л бензина может содержаться 1 г тетраэтилсвинца, который разрушается и выбрасывается в атмосферу в виде соединения свинца. Свинец - один из основных загрязнителей внешней среды, его поставляют главным образом современные двигатели с высокой степенью сжатия, выпускаемые автомобильной промышленностью.

Экологически чистый автомобиль - реальность или фантастика?

Двигатель внутреннего сгорания остаётся основной движущей силой автомобиля. В связи с этим единственный путь решения энергетической проблемы автомобильного транспорта - это создание альтернативных видов топлива. Новое горючее должно удовлетворить очень многим требованиям: иметь необходимые сырьевые ресурсы, низкую стоимость, не ухудшать работу двигателя, как можно меньше выбрасывать вредных веществ, по возможности сочетаться со сложившейся системой снабжения топливом и др.

В значительно, больших масштабах в качестве топлива для автомобилей будут использоваться заменители нефти: метанол и этанол, синтетические топлива, получаемые из углей. Их использование поможет существенно снизить токсичность и отрицательное воздействие автомобиля на окружающую среду.

Среди альтернативных видов топлива в первую очередь следует отметить спирты, в частности метанол и этанол, которые можно применять не только как добавку к бензину, но и в чистом виде. Их главные достоинства - высокая детонационная стойкость и хороший КПД рабочего процесса, недостаток - пониженная теплотворная способность, что уменьшает пробег между заправками и увеличивает расход топлива в 1,5-2 раза по сравнению с бензином. Кроме того, из-за плохой испаряемости метанола и этанола затруднен запуск двигателя.

Использование спиртов в качестве автомобильного топлива требует незначительной переделки двигателя. Например, для работы на метаноле достаточно перерегулировать карбюратор, установить устройство для стабилизации запуска двигателя и заменить некоторые подверженные коррозии материалы более стойкими. Учитывая ядовитость чистого метанола, необходимо предусмотреть тщательную герметизацию топливоподающей системы автомобиля.

Сделать двигатель «чистым» нетрудно. Надо лишь перевести его с бензина на сжатый воздух. Но эта идея не выдержала критики, когда речь заходит об автомобильных двигателях: далеко на таком «горючем» не уедешь. И американские специалисты предложили заменить сжатый воздух жидким азотом. Они даже разработали конструкцию автомобиля, в котором азот, расширяясь при испарении, будет толкать три поршня двигателя. А чтобы процесс испарения шёл активнее, азот предлагают впрыскивать в особую подогревательную камеру, где сжигается небольшое количество дизельного топлива. Такая схема при достаточной мощности обеспечит запас хода до 500 км. Уголь является самым распространенным из невозобновляемых источников энергии. Ещё в 30-е годы в Германии было налажено производство синтетического автомобильного топлива из угля. Был даже период, когда за счёт него удовлетворялось около 50% потребности страны в бензине и дизельном топливе. В настоящее время интерес к синтетическому топливу из угля проявляется во многих странах.

Экологические преимущества водорода доказаны в ходе различных испытаний.

В каком виде можно применять водород? Газообразный, даже сильно сжатый водород невыгоден, так как для его хранения нужны баллоны большой массы.

ЕС решил перевести 10% автотранспорта на биотопливо к 2020 году. Евросоюз поставил задачу к 2020 году перевести 10% своих автомобилей на биологическое топливо. Такое решение одобрили на встрече в Брюсселе министры энергетики 27 стран ЕС. «К 2020 году как минимум 10% автомобильного горючего, потребляемого в каждой стране Евросоюза, должно стать топливо биологического происхождения», - говорится в резолюции Совета ЕС по энергетике и транспорту. Речь идет о таких видах горючего как спирты и производимый из биомассы метан. В резолюции подчеркивается необходимость принять общеевропейские меры, чтобы повысить эффективность технологий производства этого топлива и улучшить его коммерческие возможности. В настоящее время, производимое в Европе биотопливо в среднем на 15-20 дороже традиционного.

Некоторые модели автомобилей, в том числе Saab 9-5 и Ford Focus, приспособлены для использования топливной смеси, в которой содержится 80% биотоплива.

Биодизель - это топливо, полученное из растительного масла посредством его химического превращения так называемым процессом переэтерификации. В Европе оно изготавливается из подсолнечного и рапсового масла, в Соединенных Штатах - из соевого или из разновидности рапсового масла. Происходит химическая реакция масла с алкоголем, в основном с метиловым спиртом, для уменьшения вязкости и очищения масла. Этот химический процесс позволяет получить однородный, устойчивый и качественный продукт: EMVH (Метиловый сложный эфир растительных масел),свойства его близки к дизельным маслам. Преимущества биодизеля:

Биодизель - это источник возобновляемой энергии, решение будущего, приходящее на смену использования нефти

Использование биодизеля не требует изменения кинематической цепи, только в зависимости от модели, давности автомобиля - устанавливается топливный фильтр. Биодизель позволяет предотвращать потепление на нашей планете, вызванной повышенным содержанием углекислого газа и серы в атмосфере: в отличие от горючих двигателей, он не увеличивает процент содержания С02 в атмосфере. Действительно в течение жизненного цикла растение должно поглощать количество углекислого газа эквивалентное количеству выбросов в процессе работы двигателя.

В последнее время широкое распространение получила идея использования чистого водорода в качестве альтернативного топлива. Интерес к водородному топливу объясняется тем, что в отличие от других это самый распространённый в природе элемент.

Водород - один из главных претендентов на звание топлива будущего. Для получения водорода могут быть применены различные термохимические, электрохимические и биохимические способы с использованием энергии Солнца, атомных и гидравлических электростанций и т.д.

Экологические преимущества водорода доказаны в ходе различных испытаний. В каком виде можно применять водород? Газообразный, даже сильно сжатый водород невыгоден, так как для его хранения нужны баллоны большой массы.

Более реальный вариант - использование жидкого водорода. Правда, в этом случае необходимо устанавливать дорогостоящие криогенные баки со специальной термоизоляцией.

Исключением может стать только электрический автомобильный двигатель. Работы по его созданию ведут крупнейшие автомобилестроительные фирмы мира, прежде всего Япония.

Источником тока в электромобилях пока являются свинцовые аккумуляторы. Без подзарядки такие автомобили обеспечивают пробег до 50-60 км (максимальная скорость 70 км/ч, грузоподъемностью 500кг), что позволяет использовать их в качестве такси или для технологических перевозок мелких партий грузов внутри города. Серийное производство и использование электромобилей потребует созданию станций зарядки аккумуляторов, отвечающих всем необходимым технико-экономическим требованиям.

Специалисты полагают, что наиболее энергосберегающим и высокоэффективным источником энергии для электромобилей являются батареи топливных элементов. У таких элементов много достоинств, прежде всего высокий КПД, достигающий в реальных установках 60-70%; их не надо заряжать, как аккумуляторы, достаточно пополнять запасы реагентов. Наиболее перспективен водородно-воздушный электрохимический генератор (ЭХГ), в котором продуктом реакции при выработке электрической энергии является химически чистая вода. Главный недостаток ЭХГ на сегодняшний день - высокая стоимость.

Человечество слишком медленно, но все же подходит к пониманию того, что необходимо поставить материальное потребление на подобающее ему место среди других источников личного удостоверения, таких не материальных ценностей, как семья, дружба, общение с другими людьми, развитие собственной личности; что следует, наконец, жить в соответствии с возможностями Земли. От решения именно этой задачи в первую очередь зависит, сохраним ли мы биосферу Земли.

Проведение наблюдений.

Моя гимназия находится в окружении трех дорог, две из которых местного значения со средней интенсивностью движения, а третья - дорога областного значения с высокой интенсивностью.

На сегодняшний день по данным ГАИ на территории города Курчатова и Курчатовского района зарегистрировано 22125 единиц автотранспорта. За последние годы его количество значительно увеличилось.

	2008	2009	2010	2011
«А» (мотоциклы)	1596	1775	1789	1875
«В» (легковые автомобили)	12110	13944	15380	18239
«С» (грузовые автомобили)
«Д» (автобусы)
«Е» (грузовые прицепы)
Общее количество АМТС	15488	17601	19088	22125

Увеличение количества автотранспортных средств, связано с повышением уровня жизни населения, но при этом и окружающей среде наносится все больший и больший вред.

Мной был проведен соцопрос населения микрорайона гимназии. Все опрошенные проблему своего здоровья связывают с состоянием окружающей среды и одним из факторов ее загрязнения называют выхлопные газы автотранспорта.

Я проверила, как влияет увеличение автомобилей на загрязнение окружающей среды. Для сравнения провела исследования по подсчету количества машин, проходящих по площади Свобода, улице Набережная и мимо поста ГАИ. Подсчет велся в течение часа в одно и тоже время. В результате было выяснено, площадь Свободы и пост ГАИ самые оживленные места, а наибольшее скопление автотранспортных средств наблюдается с 17°°-18°°.

Название улицы	АТС	Количество АМТС
		7°°-8°°	13°°-14°°	17°°-18°°
Площадь Свободы	всего			1137
	Автобусы
	Легковые автомобили
	Грузовые автомобили
Ул. Набережная	всего
	Автобусы
	Легковые автомобили
	Грузовые автомобили
Пост ГАИ	всего			1644
	Автобусы
	Легковые автомобили			1067
	Грузовые автомобили

Протяженность нашего города с запада на восток 4,5 км, с севера на юг - 800 метров. Наша гимназия расположена вблизи площади Свободы. Я провела расчеты количества вредных веществ содержащихся в выхлопных газах автомобиля. Для простоты расчета были взяты только легковые автомобили, проезжающие с 13°°-14°°, в тот момент когда обучающиеся идут из гимназии домой. Б ензиновый двигатель на 1000 л, сожженного топлива выбрасывает 200 кг оксида углерода, 20 кг оксида азота, 25 кг углеводородов, 1 кг сажи, 1 кг сернистых соединений. На 100 км легковому автомобилю требуется 10 л бензина.

Провела расчеты и установила, что при прохождении 1 км пути и при сжигании 0,1л бензина:

Название улицы	Оксид углерода	Оксид азота	Углево-дороды	сажа	Сернистые соединения
Площадь Свободы	10,16 кг	1,02 кг	1,52 кг	0,05 кг	0,05 кг
Ул. Набережная	5,02 кг	0,5 кг	0,75 кг	0,03 кг	0,03 кг
Пост ГАИ	12,3 кг	1,23 кг	1,85 кг	0,06 кг	0,06 кг

Данные в таблице для 1374 легковых автомобилей, проехавших в течение одного часа 1 км вдоль города, а если вспомнить, что на Земле автомобилей больше миллиарда, то какая это будет внушительная цифра.

Для определения содержания свинца мной были взяты пробы снега на расстоянии 30, 60, 120, 240м. от дороги, чтобы проследить, как далеко распространяется загрязнение.

Еще одной экологической проблемой являются стихийные автомойки. На территории нашего города официально зарегистрировано 6 автомоек, но они не удовлетворяют всех потребностей населения. Рост несанкционированных автомоек продолжается.

Выводы: - изучив статистические данные роста количества автотранспортных средств в городе Курчатове и Курчатовском районе, я пришла к выводу, что при таких темпах увеличения транспортных средств через 5 лет на улицах нашего города будут пробки подобные тем, что сейчас в Москве, а придворовые территории превратятся в стоянки для машин;

Проведя соцопрос среди жителей микрорайона гимназии, выяснила, что одним из источников загрязнения окружающей среды, а значит и фактором ухудшающим их здоровье являются выхлопные газы транспортных средств;

Изучив техническую литературу, я пришла к выводу, что улучшить состояние окружающей среды можно, если использовать более экологически чистые виды транспорта. Например, велосипед, как это делается в г. Дубна Московской области и Женеве (CERN).

Интенсивность дорожного движения везде огромна. Оно дает такое загрязнение воздуха, что его не сравнить даже с выбросами промышленных объектов. Транспорт создаёт 45-50 % всего загрязнения.

Итак, есть два способа уменьшения загрязнения воздуха дорожно-транспортными средствами. Первый - сократить количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу каждым автомобилем. Второй - использовать как можно больше те транспортные средства, которые потребляют меньше горючего и, следовательно, меньше загрязняют атмосферу.

Чтобы остановить загрязнение, необходим более строгий всесторонний контроль за дорожно-транспортными средствами. Примером может служить следующее начинание: с 1 января 1993 года все новые автомобили, предназначенные для продажи в страны Европейского Сообщества, должны быть снабжены каталитическими контакторами. Это маленькое устройство устраняет большую часть углеводородов и окисей азота и углерода, вредных для организма человека. А как я уже говорила, их присутствие в атмосфере в больших количествах создает парниковый эффект, что грозит глобальным потеплением на планете. Ещё одна проблема - свинец, добавляемый к бензину для большей эффективности работы двигателя. Он очень ядовит и опасен, особенно для организма маленьких детей. Поэтому в настоящее время у нас в стране запрещено использование этилированного бензина. Как показали исследования, выхлопные газы двигателя имеет наибольшую токсичность в первые пять минут работы, когда он еще холодный. Оригинальный способ решения этой проблемы предложила одна женщина: этот воздух собирается в герметичный мешок, находящийся под задним сиденьем автомобиля, а когда двигатель прогревается, он поступает в цилиндры и догорает.

Огромную помощь в борьбе с загрязнением воздуха могли бы оказать и сами владельцы автомобилей, если бы начали чаще пользоваться общественным транспортом или ездить с малой скоростью, ведь это уменьшит выброс токсичных соединений. Так же одним из способов решения данной проблемы является использование в городах малолитражных автомобилей. Не зря экологи обеспокоены увеличением количества мощных джипов на городских улицах, использование которых в городской черте не оправдано. Недавний опрос владельцев автомобилей показал, что их личный транспорт - главный виновник загрязнения воздуха, ездить медленно или, тем более, отказаться от личного транспорта они не желают. Для того чтобы такое желание появилось, надо основательно улучшить работу общественного транспорта. А поскольку она пока далека от совершенства, нечего удивляться тому, что частные автомобили наводняют городские улицы.

В настоящее время, когда автомобиль с бензиновым двигателем стал одним из существенных факторов, приводящим к загрязнению окружающей среды, специалисты все чаще обращаются к идее создания «чистого» автомобиля - электромобиля. В некоторых странах начинается их серийное производство. С целью стимулирования производства электромобилей государство обязывает каждый из автомобильных заводов выпускать хотя бы одну модель электромобиля.

В нашей стране производятся электромобили пяти марок. Электромобиль Ульяновского автозавода (УАЗ-451-МИ) отличается от остальных моделей системой электродвижения на переменном токе и встроенным зарядным устройством. Зарядное устройство снабжено преобразователем тока, допускающим применение легкого и низкооборотного тягового двигателя. Машины этой марки уже используются в Москве для доставки продуктов в магазины и школы.

В интересах защиты окружающей среды считается целесообразным постепенный перевод автотранспорта на электротягу, особенно в крупных городах. Предлагается, используя существующие типы источников тока, с определенным их усовершенствованием, создать и передать в эксплуатацию электромобили, могущие экономически и технически конкурировать с обычными автомобилями. Прогноз таков: если в 2010 году существовало 5 % электромобилей от всего числа автомобилей, то в 2025-м ожидается рост их числа до 15%.

Как было сказано, основным источником загрязнения атмосферы являются выхлопные газы. Но эта проблема решаема, если ДВС заменить на электродвигатели, используемые в электромобилях, и на альтернативные источники питания, указанные выше.

А как же быть с городским транспортом? И здесь выход есть. Нужно всего лишь заменить автобусы и маршрутные такси на троллейбусы и трамваи. А в качестве индивидуального транспорта, как это ни парадоксально, использовать велосипед. Конечно, автомобиль гораздо комфортнее и удобнее, но представьте, что вам придется выбирать между велосипедом и тем вредом, который причиняется нашему здоровью выхлопными газами. Я думаю, что большинство выберет велосипед.

Ежегодно от экологического иммунодефицита умирают более 250 тысяч россиян, сотни тысяч заболевают. Причина - в непосредственном воздействии токсикантов, аллергенов, мутагенов при неблагоприятной экологической обстановке. За последние годы по стране, показатель смертности населения в два раза превысил показатель рождаемости.

Что же нужно сделать, что бы наш родной город стал чистым и красивым?

1. Озеленение города. Растения поглощают углекислый газ, выделяют кислород.

2. Проводить техосмотр автомобилей 2 раза в год, так как от состояния двигателя зависит количество вредных веществ, выбрасываемых автомобилем в атмосферу.

1. Сделать более доступным ремонт автомобиля.
2. Ужесточить санкции по отношению к нарушителям.

Заключение.

Из своей работы я сделала вывод, что с изобретением тепловых двигателей власть человека над природой увеличилась. Но человек - часть природы, поэтому, чтобы жить на Земле без страха за своё будущее, за своё здоровье, любоваться красотами природы, нужно беречь наш дом, иначе можно погибнуть.

В наше время люди, принимающие ответственные технические решения, должны владеть основами естественных наук, быть экологически грамотными, осознавать свою ответственность за действия и понимать, какой вред они могут принести природе. По-моему мнению автомобиль в жизни и деятельности современной цивилизации просто необходим. Но всякие недоработки научно-технического прогресса необходимо устранять своевременно с той целью, чтобы сохранить в чистоте окружающую среду. Человек должен понять, что жизнь на Земле зависит от его отношения к природе, от гармонии между ними.

Литература:

Печатные издания:

1.Физика: Нестандартные занятия, внеурочные мероприятия. 7-11 классы. М.А.Петрухина, Волгоград: Учитель, 2007.

2) В.А.Попова, Физика 8-9 классы: сборник программ элективных курсов.-Волгоград: Учитель 2007

3)Полянский СЕ. Поурочные разработки по физике: 8 класс, Изд 2-е испр, М: ВАКО, 2004

Электронные издания:

2) http://www.pollockpress.com/transport.php

Приложение.

Анкетирование.

Я провела анкетирование среди своих одноклассников. Вот какие результаты получились:

1. Есть ли в вашей семье машина?

Да- 20 Нет- 4

2. Как часто в вашей семье пользуются машиной?

Каждый день- 14 По выходным и реже-6

4. Где вы оставляете вашу машину на ночь?

Около подъезда-11 На автостоянке, в гараже-9

1. Где моете вашу машину?

Около водоёма, возле дома- 6 На спец. мойках-14

6. Верите ли вы, что автомобильный транспорт в будущем может быть безвредным для окружающей среды?

Да-11 Нет-13

Данное исследование показывает, что пользование автомобилем становиться неотъемлемой частью жизни современного человека, но проблемы экологии, связанные с этим, волнуют далеко не каждого автовладельца.

План :

Введение.

Влияние транспорта на окружающую среду. Парниковый эффект.

Пути решения экологических проблем:

а) создание новых двигателей;

б) разработка средств защиты атмосферы и гидросферы (получение добавок, способствующих более полному сгоранию топлива, создание эффективных фильтров и т.д.).

Заключение.

Введение

Проблема предотвращения деградациоцных изменений среды обитания человека, рационального использования и охраны природы затрагивает не только развитые промышленные государства. Не в меньшей степени эта проблема касается и развивающихся стран. Несомненно, что масштабы промышленного и сельскохозяйственного производства, степень использования естественных природных ресурсов и соответственно характер деградационных изменений среды обитания человека в этих странах значительно отличаются от первых. Тем не менее, существующая модификация исторически сложившейся экологической, термодинамической и биогеохимической структуры биосферы становится реальным фактом для развивающихся стран.

Проблема отношения «человек-природа» является одним из конкретных выраже-ний основного вопроса философии о статусе бытия и мышления, о взаимодействии материального и духовного.

Генезис отношения «человек-природа» соответствует эпохе выделения человека из мира животных.На ранних этапах своей истории человек осознавал себя но особенным феноменом природы, а лишь одним из многочисленных ее проявлений. Это можно рассматривать как духовное выражение определенного уровня развития первобытного общества, находившегося на стадии собирательства, т. е. абсолютной зависимости от внешней среды.

«Раньше природа устрашала человека, а теперь человек устрашает природу».

Жан Ив Кусто.

Влияние транспорта на окружающую среду. Парниковый эффект.

К основным токсичным выбросам автомобиля относятся: отработавшие газы, картерные газы и топливные испарения. Отработавшие газы, выбрасываемые двигателем, содержат окись углерода (СО), углеводороды (СxHy), окислы азота (NOx), бензапирен, альдегиды и сажу. Распределение основных компонентов выбросов у карбюраторного двигателя следующее: отработавшие газы содержат 95% СО, 55% СxHy и 98% NOx, картерные газы по – 5% СxHy, 2% NOx, а топливные испарения – до 40% СxHy.

Основными токсичными веществами – продуктами неполного сгорания являются сажа, окись углерода, углеводороды, альдегиды.

Вредные токсичные выбросы можно разделить на два вида: регламентированные и нерегламентированные. Они действуют на организм человека по-разному.

Главным загрязнителем атмосферного воздуха свинцом в Российской Федерации в настоящее время является автотранспорт, использующий этилированный бензин: от 70 до 87 % общей эмиссии свинца по различным оценкам. РЬО (оксиды свинца) - возникают в ОГ карбюраторных двигателей, когда используется этилированный бензин, чтобы увеличить октановое число для уменьшения детонации (это очень быстрое, взрывное сгорание отдельных участков рабочей смеси в цилиндрах двигателя со скоростью распространения пламени до 3000 м/с, сопровождающееся значительным повышением давления газов). При сжигании одной тонны этилированного бензина в атмосферу вы-брасывается приблизительно 0,5... 0,85 кг оксидов свинца. По предварительным данным, проблема загрязнения окружающей среды свинцом от выбросов автотранспорта становится значимой в городах с населением свыше 100 000 человек и для локальных участков вдоль автотрасс с интенсивным движением. Радикальный метод борьбы с загрязнением окружающей среды свинцом выбросами автомобильного транспорта - отказ от использования этилированных бензинов. По данным 1995г. 9 из 25 нефтеперерабатывающих заводов России перешли на выпуск неэтилированных бензинов. В 1997 году доля неэтилированного бензина в общем объеме производства составила 68%. Однако, из-за финансовых и организационных трудностей полный отказ от производства этилированных бензинов в стране задерживается.

Охрана окружающей природной среды и рациональное использование естественных ресурсов - одна из актуальных глобальных проблем современности. Ее решение неразрывно связано с борьбой за мир на Земле, за предотвращение ядерной катастрофы, разоружение, мирное сосуществование и взаимовыгодное сотрудничество государств.
Все мы в последние десятилетия наблюдаем резкое повышение температуры, когда зимой в место отрицательных температур, мы месяцами наблюдаем оттепели до 5 – 8 градусов тепла, а в летние месяцы – засухи и суховеи, иссушающие почву земли и ведущие к ее эрозии. Почему это происходит?

Ученые утверждают, что причиной, прежде всего, является губительная деятельность человечества, приводящая к глобальному изменению климата Земли. Сжигание топлива в электростанциях, резкое увеличение количества отходов от производственной деятельности человека, увеличение автомобильного транспорта и как следствие увеличение выбросов углекислого газа в атмосферу Земли при резком сокращении лесопарковой зоны, привело к возникновению так называемого парникового эффекта Земли.

Многолетние наблюдения показывают, что в результате хозяйственной деятельности изменяется газовый состав и запыленность нижних слоев атмосферы. С распаханных земель во время пыльных бурь поднимаются в воздух миллионы тонн частиц почвы. При разработке полезных ископаемых, при производстве цемента, при внесении удобрений и трении автомобильных шин о дорогу, при сжигании топлива и выбросе отходов промышленных производств в атмосферу попадает большое количество взвешенных частиц разнообразных газов. Определения состава воздуха показывают, что сейчас в атмосфере Земли углекислого газа стало на 25% больше, чем 200 лет назад. Это, безусловно, результат хозяйственной деятельности человека, а также вырубки лесов, зеленые листья которых поглощают углекислый газ. С повышением концентрации углекислого газа в воздухе связан парниковый эффект, который проявляется в нагреве внутренних слоев атмосферы Земли. Это происходит потому, что атмосфера пропускает основную часть излучения Солнца. Часть лучей поглощается и нагревает земную поверхность, а от нее нагревается атмосфера. Другая часть лучей отражается от поверхности Планеты и это излучение поглощается молекулами углекислого газа, что способствует повышению средней температуры Планеты. Действие парникового эффекта анaлогично действию стекла в оранжерее или парнике (от этого возникло название " парниковый эффект").

Одним из газов, способствующих развитию парникового эффекта, является природный газ.

Природный газ.

Природный газ, используемый в энергетике, относится к невозобновляемым энергетическим ресурсам, в то же время это наиболее экологически чистый вид традиционного энергетического топлива. Природный газ на 98% состоит из метана, остальные 2% приходятся на этан, пропан, бутан и некоторые другие вещества. При сжигании газа единственным действительно опасным загрязнителем атмосферы является смесь оксидов азота.

На тепловых электростанциях и в отопительных котельных, использующих, природный газ, выбросов углекислого газа, способствующего парниковому эффекту, вдвое меньше, чем на угольных энергетических установках, вырабатывающих тоже количество энергии. Применение сжиженного и сжатого природного газа на автомобильном транспорте дает возможность значительно снизить загрязнение среды обитания и улучшить качество воздуха в городах, то есть "затормозить" парниковый эффект. По сравнению с нефтью, природный газ не дает такого загрязнения среды в процессе добычи и транспортировки к месту потребления.

Запасы природного газа в мире достигают 70 триллионов кубических метров. При сохранении нынешних объемов добычи их хватит более, чем на 100 лет. Газовые месторождения встречаются как отдельно, так и в соединении с нефтью, водой, а также в твердом состоянии (так называемые газогидратные скопления). Большинство месторождений природного газа располагаются в труднодоступных и экологически ранимых районах Заполярной тундры.

Хотя природный газ и не вызывает парниковый эффект, его можно отнести к "парниковым" газам, так как при его использовании выделяется углекислый газ, способствующий парниковому эффекту.

Кроме того, развитию парникового эффекта способствуют: углекислый газ, хлорфторсодержащие газы.

Углекислый газ.

Углекислый газ - диоксид углерода, постоянно образуется в природе при окислении органических веществ: гниении растительных и животных остатков, дыхании, сжигании топлива. Парниковый эффект происходит из-за нарушения человеком круговорота углекислого газа в природе. Промышленность сжигает огромное количество топлива- нефти, угля, газа. Все эти вещества состоят в основном из углерода и водорода. Поэтому их еще называют органическим, углеводородным топливом.

При горении, как известно, поглощается кислород и выделяется углекислый газ. Вследствие этого процесса, каждый год человечество выбрасывает в атмосферу 7 миллиардов тонн углекислого газа! Даже представить трудно себе эту величину. Одновременно с этим на Земле вырубаются леса - один из самых главных потребителей углекислого газа, причем, вырубаются со скоростью 12 гектаров в минуту!!! Вот и получается, что углекислого газа в атмосферу поступает все больше и больше, а потребляется растениями все меньше и меньше.

Круговорот углекислого газа на Земле нарушается, поэтому в последние годы содержание углекислого газа в атмосфере хотя и медленно, но верно увеличивается. А чем его больше, тем сильнее парниковый эффект.

Хлорфторсодержащие газы.

Галогены или хлорфторсодержащие газы широко применяются в химической промышленности. Фтор используют для получения некоторых ценных вторпроизводных, например, смазочных веществ, выдерживающих высокую температуру, пластмасс, стойких к химическим реагентам (тефлон), жидкостей для холодильных машин(фреонов или хладонов). Фреон выделяется также аэрозолями и холодильными машинами. Считается также, что фреон разрушает озоновый слой в атмосфере.

Один из самых распространенных фреонов-дифтордихлорэтан (фреон-12) - газ, не ядовит, не реагирует с металлами, без цвета и запаха. Под давлением легко сжижается и превращается в жидкость с температурой кипения - 30градусов по Цельсию. Применяется в холодильных установках и как растворитель для образования аэрозолей. Хлор служит для приготовления многочисленных органических и неорганических соединений. Его применяют в производстве соляной кислоты, хлорной извести, гипохлоритов и хлоратов и др. Большое количество хлора используется для отбеливания тканей и целлюлозы, идущей на изготовление бумаги.

Хлор применяют также для стериллизации питьевой воды и обеззараживане сточных вод. В цветной металлургии его используют для хлорирования руд, которое является одной из стадий получения некоторых металлов. Особенно большое значение приобрели за последнее время некоторые хлорорганические продукты. Например, хлорсодержащие органические растворители-дихлорэтан, четыреххлористый углерод, широко применяются для экстракции жиров и обезжиривание металлов. Некоторые хлорорганические продукты служат эффективными средствами борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур. На основе хлорорганических продуктов изготовляют различные пластические массы, синтетические волокна, каучуки, заменители кожи(павинол). Так как хлорфторсодержащие газы широко используются в промышленности, их добыча непрерывно растет, а, значит, также растут и выбросы в атмосферу этих газов.

Хлорфторсодержащие газы - "парниковые газы", следовательно, из-за повышения их концентрации в атмосфере процесс парникового эффекта идет быстрее. Кроме того фреоны, относящиеся к хлорфторсодержащим газам, разрушают озоновый слой в атмосфере. Из этих газов делают ядохимикаты, которые хотя и борятся с сельскохозяйственными вредителями, но и нарушают экологический баланс.

Содержание озона в стратосфере также воздействует на климат. Поглощение озоном ультрафиолетовой радиации приводит к нагреванию определенных слоев воздуха высоко в стратосфере. Эти слои не позволяют газообразным примесям проникать в толщу стратосферы. Тепловая «шапка» - важный фактор формирования тропосферного воздуха, а следовательно и климата Земли. По этому, любые виды человеческой деятельности, приводящие к уменьшению среднего содержания озона в стратосфере, могут иметь весьма серьезные отдаленные последствия для климата, здоровья людей, состояния всей живой природы./

Последствия парникового эффекта .

Если температура на Земле будет продолжать повышаться, это окажет серьезнейшее воздействие на мировой климат.

В тропиках будет выпадать больше осадков, так как дополнительное тепло повысит содержание водяного пара в воздухе.

В засушливых районах дожди станут еще более редкими и они превратятся в пустыни в результате чего людям и животным придется их покинуть.

Температура морей также повысится, что приведет к затоплению низинных областей побережья и к увеличению числа сильных штормов.

Повышение температуры на Земле может вызвать поднятие уровня моря так как:
а) вода, нагреваясь становится менее плотной и расширяется, расширение морской воды приведет к общему повышению уровня моря;

б) повышение температуры может растопить часть многолетних льдов, покрывающих некоторые районы суши, например, Антарктиду или высокие горные цепи.
Образовавшаяся вода в конечном итоге стечет в моря, повысив их уровень. Следует, однако, заметить, что таяние льда, плавающего в морях, не вызовет повышение уровня моря. Ледяной покров Арктики представляет собой огромный слой плавучего льда. Подобно Антарктиде, Арктика также окружена множеством айсбергов.
Климатологи подсчитали, что если растают гренландские и антарктические ледники, уровень Мирового океана повысится на 70-80 м.

Сократятся жилые земли.

Нарушится водосолевой баланс океанов.

Изменятся траектории движения циклонов и антициклонов.

Если температура на Земле повысится, многие животные не смогут адаптироваться к климатическим изменениям. Многие растения погибнут от недостатка влаги и животным придется переселится в другие места в поисках пищи и воды. Если повышение температуры приведет к гибели многих растений, то вслед за ними вымрут и многие виды животных.

Кроме отрицательных последствий глобального потепления, можно отметить несколько положительных На первый взгляд более теплый климат представляется благом, так как могут уменьшится счета за отопление и увеличение продолжительности вегетационного сезона в средних и высоких широтах. Увеличение концетрации диоксида углерода может ускорить фотосинтез.

Однако, потенциальный выигрыш в урожайности может быть уничтожен ущербом от болезней, вызванных вредными насекомыми, поскольку повышение температуры ускорит их размножение. Почвы в некоторых областях окажутся малопригодными для выращивания основных культур. Глобальное потепление ускорило бы, вероятно, разложение органического вещества в почвах, что привело бы к дополнительному поступлению в атмосферу диоксида углерода и метана и ускорило парниковый эффект. Что же нас ожидает в будущем?

Экологическое прогнозирование

В настоящее время обсуждаются различные меры, которые могли бы воспрепятствовать нарастающему "антропогенному перегреву" Земли. Существует предложение извлекать избыток СО2 из воздуха, сжижать и нагнетать в глубоководные слои океана, используя его естественную циркуляцию. Другое предложение заключается в том, чтобы рассеивать в стратосфере мельчайшие капельки серной кислоты и уменьшать тем самым приход солнечной радиации на земную поверхность.

Огромные масштабы антропогенной редукции биосферы уже сейчас дают основание считать, что решение проблемы СО2 должно осуществляться путем "лечения" самой биосферы, т.е. восстановления почвенного и растительного покрова с максимальными запасами органического вещества всюду, где это возможно. Одновременно должен быть усилен поиск, направленный на замену ископаемого топлива другими источниками энергии, в первую очередь экологическими безвредными, не требующими расхода кислорода, шире использовать водную, ветровую энергию, а для дальнейшей перспективы - энергию реакцию вещества и антивещества.

Известно, что не бывает худа без добра, и вот вышло так, что нынешний промышленный спад в стране оказался полезен - экологически. Уменьшились объемы производства. и, соответственно, уменьшилось количество вредных выбросов в атмосферу городов.

Пути решения проблемы чистого воздуха вполне реальна. Первый - борьба с сокращением растительного покрова Земли, планомерное увеличение в его составе специально подобранных пород, очищающих воздух от вредных примесей. В Институте биохимии растений экспериментально доказано, что многие растения способны усваивать из атмосферы такие вредные для человека компоненты, как алканы и ароматические углеводороды, а также карбонильные соединения, кислоты, спирты, эфирные масла и другие.

Большое место в борьбе с загрязнением атмосферы принадлежит орошению пустынь и организации тут культурного земледелия, созданию мощных лесозащитных полос. Предстоит провести огромную работу по уменьшению и полному прекращению выброса в атмосферу дыма и других продуктов сгорания. Все более неотложными становятся поиски технологии для "беструбных" промышленных предприятий, работающих по замкнутой технологической схеме - с использованием всех отходов производства.

Деятельность человека столь грандиозна по размаху, что уже приобрела глобальный природообразующий масштаб. До сих пор мы по преимуществу искали, как можно больше взять у природы. И поиск в этом направлении будет продолжаться. Но наступает пора столь же целеустремленно поработать и над тем, как отдать природе то, что мы у нее забираем. Нет сомнения, что гений человечества способен решить и эту грандиозную задачу.

Пути снижения воздействия парникового эффекта на состояние климата Земли

Главную меру по предупреждению глобального потепления можно сформулировать так: найти новый вид топлива или поменять технологию использования нынешних видов топлива. Это означает, что необходимо:

уменьшить потребление ископаемого топлива. Резко сократить использование угля и нефти, которые выделяют на 60 % больше диоксида углерода на единицу производимой энергии, чем любое другое ископаемое топливо в целом;

использовать вещества (фильтры, катализаторы) для удаления диоксида углерода из выброса дымовых труб углесжигающих электростанций и заводских топок, а также автомобильных выхлопов;

повысить энергетический коэффициент полезного действия;

требовать чтобы в новых домах использовались более эффективные системы отопления и охлаждения;

увеличить использование солнечной, ветровой и геотермальной энергии;

существенно замедлить вырубку и деградацию лесных массивов;

удалить с прибрежных территорий резервуары для хранения опасных веществ;

расширить площади существующих заповедников и парков;

создать законы, обеспечивающие предупреждение глобального потепления;

выявлять причины глобального потепления, наблюдать за ними и устранять их последствия.

Полностью уничтожить парниковый эффект нельзя. Полагают, что если бы не парниковый эффект, средняя температура на земной поверхности составила бы - 15 градусов по Цельсию.

Пути решения экологических проблем .

Но как бы не улучшалась конструкция автомобиля- компоновка, двигатель, повышение скорости и т.д., проблем экологии остается острой. В основе процесса, приводящего автомобиль в движение, лежит горение топлива, невозможное без кислорода воздуха. В среднем один легковой автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы около 5 т кислорода, выбрасывая при этом с отработанными газами более 1 т оксида углерода и других вредных веществ. Если это умножить на число автомобилей в мире, то можно представить себе степень угрозы, таящейся в чрезмерной автоматизации. К тому же, помимо автомобилей, начиная с конца 19 в. выпускались мотоциклы, так же работающие на ДВС. Поэтому к автомобилю предъявляются жесткие экологические требования. Например, применение катализаторов, разлагающих вредные вещества в выхлопных газах на безопасные. Применение высококачественного топлива. Загрязнение атмосферы на прямую связано с расходом топлива и режимом работы двигателя (на пониженных передачах и частых остановках около светофоров). Все загрязнения можно разделить на следующие: загрязнение атмосферы, загрязнение почвы, неблагоприятное влияние на флору и фауну и шумовое загрязнение. Так как в мире на каждого третьего приходится автомобиль (с учетом всех возрастов и тех людей, которые отродясь не видели автомобиля-аборигены), вопрос экологии стоит остро. Чем заменить ДВС или создать новые?. По мнению экспертов, всех известных на Земле запасов нефти хватит человечеству не более, чем на пятьдесят лет. Бензин дорожает, и чем только не пытаются сегодня его заменить. И сжиженным природным газом, и всякого рода синтезированными газами и жидкостями, в частности спиртом, который гонят из самого разного сырья: от тростника до апельсиновых корок. Почти все эти виды топлива менее опасны для окружающей Среды, чем бензин, но выхлоп автомобиля все равно не делается безвредным. В “ Российской газете” от 25 февраля 2006 г. была опубликована статья “ “Мерседес” на семечках”, в которой рассказывается о кубанском умельце, придумавшем двигатель, работающий на подсолнечном масле. “...Отставной капитан Николай Тоскин из поселка Ахтырский Абинского района решил техническую задачу, над которой до него бились американские и немецкие изобретатели: придумал такой двигатель, который может работать на самых разных видах топлива, в том числе на растительном масле.

Идею свою он вынашивал двадцать лет. И начал он с хождения по библиотекам, перелопачивать техническую литературу и оказалось, что его идея не бредовая, над ней уже несколько десятков лет бились научно- исследовательские институты США, Англии и Германии. Ему пришла в голову мысль использовать “ процесс детонации”, т.к. по его подсчетам выходило, что при этом скорость возгорания возрастет в сотни раз и тогда гореть может практически все. В 1995 г. он поехал в Москву и представил свои расчеты и соображения в научно-исследовательский институт, его заявка была принята. Через 3 года после тщательной экспертизы получил патент. Свою идею воплотил в жизнь только спустя ряд лет. Так, из купленного в складчину трактора “Т-34” и его двигателя начали конструировать новый тип двигателя, что бы убедиться, что двигатель может в реальности работать “на взрыве”. В этом двигателе отсутствуют форсунки, колен. вал, топливная аппаратура. Смесь готовится вне цилиндр. Соотношение объемов воздуха к топливу 50: 1 (в старых- 15: 1). “..Двигатель завелся сразу же, обороты у него были такие, что думали трактор разлетится, но потом проехали на нем по сельской улице. Затем заливали в двигатель спирт, ацетон, растворитель и др., машина работала”... Сейчас на заводе Седина приступили к изготовлению деталей для нового варианта двигателя- типа турбины, дискообразного, в котором нет колен. вала и шатунов... “ Наверно, это приятно, когда вместо выхлопных газов пахнет пирожками.

Кардинально решить проблему загрязнения атмосферы транспортом мог бы электромобиль. Почти двести лет назад, в 1800 г. итальянский физик А. Вольт открыл первый источник тока - гальванический элемент. Три десятилетия спустя анг. физик М. Фарадей - закон электромагнитной индукции. Эти важные открытия стали предпосылками для постройки повозок, движимых электрическим током. В 1853 г. американец Т. Дверпорт построил электрическую коляску. Ее, пожалуй, можно считать самым первым электромобилем. А уже через три года англичанин Р. Дэвидсон поразил жителей родного Эбердина диковиной машиной: длиной 4,8 м и шириной 1,8 м, стоящее на 4-х колесах метрового диаметра. Значительную часть повозки занимала батарея гальванических элементов, рядом внушительных размеров электродвигатель. Вся пятитонная колымага двигалась со скоростью пешехода. В 1859 г. фр. физик Р. Планте создал электроаккумулятор со свинцовыми пластинами. Французов считают пионерами в серийном выпуске электрических колясок. В 1881 г. Раффар построил 12 2-х местных колясок с элетродвигателем. В 1904 г. фирма Кригера выпустила роскошный экипаж, оснащенный двумя электродвигателями. Он развивал скорость 40 км / ч, запасов энергии хватало на 50 км. Затем этим видом транспорта увлеклись англичане. Наиболее интересную конструкцию предложил в 1897 г. У. Берси. Его карета имела батарею в 40 Вт электромотор 3,5 л.с. Конструкция оказалась удачной и работала в качестве наемных экипажей- такси в Лондане, Париже, даже в Санкт- Петербурге и Москве. Некоторые его модели имели запас хода до 100 км и скорость 40 км /ч. Американцы, как всегда, взялись с размахом и выпустили целую серию электромобилей, закрытого типа, с более мощными батареями, что позволяло ехать со скоростью 90 км / ч, но только в течении 1- 1,5 часа. Несмотря на дороговизну таких автомобилей, их бесшумность и чистота подкупала аристократов, появились даже “дамские” автомобили. Работы над транспортом с электродвигателем велись и в России. Еще в 1888 г. русский электротехник П.Н. Яблочкин получил привилегию на изобретение экипажа с электродвигателем, но его описания до наших дней не сохранились. Практические конструкции разработал изобретатель - экспериментатор И.В. Романов. Первый его электромобиль появился в 1899 г. и предназначался для эксплуатации в качестве наемного экипажа. Двухместный экипаж имел передние ведущие и задние управляемые колеса. Пассажиры располагались спереди, позади - был отсек с аккумуляторами, а над ними, “ на козлах”, восседал водитель. Скорость развивалась до 35 верст в час и хватало на 65 км пути. Через два года он создал первый русский электроомнибус, который вмещал 17 пассажиров, с габаритами 3,5 х2,0 х2,7 м, который разгонялся до 11 км/ч, запас хода составлял 60 км. В 1901 г. городские власти дали разрешение на эксплуатацию 80 таким машин по маршрутам в Санкт- Петербурге, но на их создание не хватило денег. Электромобили участвовали в автогонках в Париже, в 1898 г. такой автомобиль конструкции Ш. Жанто первый в мире установил рекорд, обогнав экипажи с паровыми двигателями. Гонка за скорость привела к тому, что уже в 1899 г. скорость таких экипажей достигла 105,88 км/ч. Но под натиском быстро увеличивающегося парка автомобилей с ДВС электромобили стали сдавать позиции. К 1905 г. их доля уменьшилась до 0,1 %. Последний серийный электромобиль фирмы “Дейтройт Электроник” сошел с конвейера в 1942 г. В конце 20 в. нефтяной кризис, ядовитые выбросы в атмосферу, ухудшение экологической обстановки, особенно в крупных городах, все это заставило конструкторов вспомнить об электромобилях. К этому времени усовершенствовались и конструкции аккумуляторных батарей. В Германии в начале 90-х годов прошлого столетия благодаря разработанной конструкции натриево - серной батареи удалось достичь скорость движения 90 км/ч на 160 км. Американская корпорация “Дженерал Моторс” представила спортивный автомобиль с электродвигателем, который разгоняется до 120 км/ч с запасом хода 200 км. После замены свинцово - кислотных батарей на никель-металлогидридные, значительно улучшились показатели электромобилей. Журнал “За рулем” пишет: “...к плюсам можно отнести увеличенный почти в двое пробег до следующей подзарядки, даже был зафиксирован рекорд до 600 км; второе достоинство - быстрота подзарядки- 10 мин.; такие батареи выдерживают до 80 000 циклов зарядки- разрядки, что соответствует 160 000 км пробега”. Подобные машины выпускает фирма “Тойота”. Можно приобрести электромобиль “Пежо-106 Электроник”, список обширный. Есть автомобили с гибридной схемой - сочетание обычного ДВС и электромотора, а так же автомобили с топливными элементами. В США, дабы стимулировать автоиндустрию к активному поиску новых решений, принят закон, предписывающий каждой фирме иметь в своей программе хотя бы одну модель электромобиля. Иначе - запрет на торговлю. Может и в нашей стране, кроме Николая Тоскина, найдутся еще изобретатели, которые создадут автомобили, работающие на экологически чистом двигателе. Кто знает, может это будет кто-то из нас.

Об экологически чистых автомобилях заговорили еще в семидесятых годах. Но тернистый путь от идеи к реальному прототипу начался гораздо позже и продолжается до сих пор. На автомобиле находятся баллоны с водородом и кислородом. В специальном электрохимическом генераторе между водородом и кислородом происходит химическая реакция при температуре около 100 градусов, в результате чего производится электричество, а в качестве "выхлопа" образуется вода. Вот основной принцип энергоустановки. Водород, определяющий пробег автомобиля, находится под давлением 290 атмосфер, и машина может пройти 250 километров. Впервые у нас в стране такой генератор был создан для космических целей, в частности для "лунной" программы и для "Бурана". Нужно заметить, что двигатель внутреннего сгорания имеет коэффициент полезного действия около 30 процентов, а новая энергоустановка на топливных элементах - в два раза больше. То есть если перевести на любое условное топливо, то получается, что эта энергоустановка абсолютно экологически чистая и тратит в два раза меньше топлива. Но, ведь содержание кислорода и водорода вместе опасно. Не опаснее, чем содержание паров бензина с воздухом. Когда впервые появились автомобили на бензине, тоже боялись, что машины начнут взрываться. Но этого не происходит. И производители планируют в дальнейшем переходить с кислорода на воздух. Здесь тоже свои трудности: кислорода в воздухе содержится всего 20 процентов, и чтобы получить такой же эффект как при чистом кислороде, нужно в пять раз больше воздуха. В таком случае потребуется ставить компрессор, который будет закачивать воздух в энергоустановку. Но даже если перейти с кислорода на воздух и оставить один чистый водород на борту автомобиля, возникает другой вопрос. Где взять водород для заправки? По всей видимости, первое время придется устанавливать прямо на борту такой генератор, который будет вырабатывать водород из бензина. В конце семидесятых начали всерьез задумываться об экологически безопасных автомобилях - возникла идея перевести машины на электротягу. Нужны были аккумуляторные батареи, но оказалось, что мир не может создать аккумуляторы, которые могли бы иметь достаточно высокую удельную энергоемкость. А чтобы зарядить батареи, в отличие от наполнения бака бензином, необходимо несколько часов. Тогда бы приходилось заряжаться ночью, но если все бы стали заряжаться ночью, не хватило бы электростанций. Проблем была масс, и энтузиазм начал постепенно угасать. И только в девяностых годах эта идея возродилась и началась работа по топливным батареям. Теперь уже задача стояла научиться вырабатывать электричество из уже известных видов топлива. О том, как близко водородные машины приблизились к реальной жизни, можно судить по BMW 745h. Буква h - это химический знак водорода. BMW 745h оснащается восьмицилиндровым двигателем на водороде. Как и предшественник, 745hL, он может работать как на бензине, так и на водороде. Двигатель объемом 4,4 литра развивает 135 кВт (184 л.с.), максимальная скорость равна 215 км/ч. Запаса водородного топлива хватает для преодоления 300 километров, если добавить к этому 650 километров, которые можно проехать, заправив полный бак бензина, получаем почти 1000 километров - очень приличную цифру. Компания BMW представила новый экспериментальный седан 750hL с двигателем на водородном топливе. Таким топливом (водород+кислород) обычно заправляют ракеты. Разработчиков привлекла экологичность двигателя - он выделяет только водяной пар. По мнению специалистов, удалось сделать важный шаг к переходу на "безбензиновые" двигатели. Двигатели на водороде не только экологичны, но и очень экономичны. Между тем, некоторые эксперты скептически относятся к оснащению автомобиля таким взрывоопасным дополнением. К тому же, на сегодня нет дешевой и надежной технологии производства водорода, что повлияет на потребительскую привлекательность машины. Основной задачей считается создание необходимой инфраструктуры и изобретения надежного способа хранения такого топлива "на борту". Водород можно производить из воды путем электролиза или получать его из попутного нефтяного газа. В любом случае это топливо будет стоить пока значительно больше, чем бензин. Водород пытаются использовать и другие автопроизводители. General Motors применяет его в топливных элементах для выработки электричества. Honda и Toyota разработали гибридные модели, в которых водородные двигатели сочетаются с электрическими.

Повышение топливной экономичности и снижение уровня выбросов СО2 становится наиболее актуальной проблемой для автопроизводителей в связи с постоянным ростом цен на бензин и угрозой глобального потепления. Многие ведущие фирмы ведут разработку автомобилей с расходом топлива 3 л/100 км и даже 1 л/100 км. В этой связи в ближайшем будущем ожидается значительное снижение веса автомобилей и повышение эффективности работы их двигателей и трансмиссий. Все системы и агрегаты новых автомобилей будут разрабатываться с учетом минимизации потребления энергии. Есть все основания полагать, что благодаря применению новых прогрессивных технологий топливная экономичность автомобилей в течение ближайших 10-15 лет повысится на 20-30%.

За последние 100 лет средняя температура воздуха у поверхности земли повысилась на 0,3-0,6°С. По версии некоторых ученых, глобальное потепление климата земли - это результат роста выбросов в атмосферу углекислого газа (С02), связанных с жизнедеятельностью человека. Повышенное содержание С02 в атмосфере усиливает «парниковый эффект», задерживает больше солнечного тепла, чем нужно. Если не предпринимать никаких действий по ограничению выбросов СО2, в течение следующих 100 лет температура может повыситься на 3-4°С. Это может обернуться для нашей планеты мировой катастрофой, вызвав рост стихийных бедствий (бурь, ураганов, наводнений, лесных пожаров) и повышение уровня океанов. Последнее обстоятельство наиболее опасно, т.к. его результатом будет исчезновение территорий многих стран, в том числе индустриально развитых.

Согласно исследованиям международной организации по экономическому сотрудничеству (OECD), величина общих выбросов СО2 на нашей планете составляет 800 млрд. тонн в год. Из них 770 млрд. т (или 96%) приходится на различные природные источники, а 30 млрд. т (или 4%) - это выбросы, обусловленные деятельностью человека.

В настоящее время не существует международных требований по расходу топлива и нормам выброса С02 легковых автомобилей. Однако, ввиду важности проблемы сохранения окружающей среды, правительства ряда стран, в частности Германии, постановили: к 2005 году все виды транспорта должны снизить расход топлива и выбросы С02 на 25% по сравнению с теми же значениями 1990 года.

Основные пути повышения топливной экономичности автомобилей

Чтобы понять, насколько можно повысить топливную экономичность, нужно рассматривать автомобиль в целом, как единую систему. Динамические свойства, легкость управления, безопасность, комфорт, надежность, вместимость и грузоподъемность, размеры, дизайн, цена - вот перечень основных свойств автомобиля, важных для потребителя и одновременно влияющих на топливную экономичность.

Автомобиль также должен удовлетворять всем законодательным нормам и требованиям (например, требованиям к уровню пассивной безопасности), т.к. все эти требования очень сильно влияют на конструкцию автомобиля, применяемые технологии и, в конечном счете, на топливную экономичность. Производители должны найти оптимальный компромисс между этими противоречивыми требованиями, чтобы выпускать автомобили, которые были бы привлекательными для потребителей и по цене, и по эксплуатационным свойствам.

Существуют две основные концепции снижения расхода топлива: повышение общей эффективности узлов и агрегатов (двигателя, трансмиссии, привода...), чтобы обеспечить больше полезной работы при определенном расходе топлива, или снижение затрат энергии автомобиля на преодоление сопротивлений движению (инерции, аэродинамического сопротивления, сопротивления качению), а также на функциони-рование дополнительных потребителей энергии. Основные факторы, влияющие на расход топлива автомобилей, показаны на рисунке. Практически на всех современных автомобилях применяются двигатели, работающие на бензине или дизельном топливе. Около 2/3 энергии, получаемой при сгорании топлива, тратится в выхлопной системе, системе охлаждения и на преодоление сил трения. Теоретически, бензиновые и дизельные двигатели могут преобразовывать всю топливную энергию в полезную работу. В действительности, из-за термических и механических потерь, затрат энергии на работу различного оборудования КПД двигателей не превышает 40-50% у лучших дизельных двигателей. При этом определенная часть полезной работы двигателя расходуется на преодоление сил трения в трансмиссии и других узлах привода. В результате только 12-20% исходной энергии идет на преодоление сопротивления движению автомобиля,

Во время движения автомобиля по городу режим работы двигателя постоянно меняется, что прямо отражается на расходе топлива. При движении в городском цикле около 80% энергии тратится на преодоление инерции и сил сопротивления качению, которые зависят непосредственно от веса автомобиля. Таким образом, масса автомобиля оказывает существенное влияние на расход топлива, особенно при движении в городе. Именно поэтому задача снижения веса является ключевой в таких известных исследовательских проектах, как создание сверхлегкого кузова (ULSAB-AVC), партнерство по созданию автомобиля нового поколения (PNGV) и других.

Очевидно, чтобы уменьшить расход топлива, необходимо снизить вес автомобиля, уменьшить сопротивление качению и аэродинамическое сопротивление. Однако наибольшие резервы таятся в двигателе. Изучение последних достижений мирового авто-мобилестроения дает возможность вычленить для каждой системы автомобиля наиболее значимые технологии и способы снижения расхода топлива.

Заключение

Как видно из приведенных исследований в настоящее время выделяются различные виды транспорта, используемых для передвижения: трубопроводный, железнодорожный, морской, речной, автомобильный, авиатранспорт. Каждый обладает своими преимуществами для использования и проблемами с точки зрения экологичности. Поэтому многие ученые занимаются проблемами снижения выбросов или переходом на альтернативные способы передвижения.

Нефть и нефтепродукты являются главным источником бед для экосистем земли. Катастрофы при перевозке, выбросы отработанного топлива, выхлопные газы. Сами того не замечая мы губим и изменяем нашу природу до неузнаваемости. Исчезают различные виды животных, разрушаются экосистемы, проявляются мутации, все это отразится вскоре на нас. Поэтому требуется разработка различных альтернативных видов топлива, и видов транспорта и внедрение их в жизнь.

Список используемой литературы.

Вишаренко В.С., Толоконцев Н.А. Экологические проблемы городов и здоровье человека. – Л.: Знание, 1982, - 32 с.

Земля людей. Круглый стол по проблеме «Человек и природа» Выпуск 5. М.: Знание, 1983, - 33 с. Народный университет, Естественнонаучный факультет.

Лебедева М.И., Анкудимова И.А. Экология: Учебное пособие. Тамбов: Изд-во Тамбовского государственного технического университета, 2002.

Лось В.А. Человек и природа. Над чем работают, о чем спорят философы. – М.: Политиздат, 1978, - 224 с.

Общая экология. Учебное пособие /С.С. Маглыш. - Гродно: ГрГУ, 2001.

Оценка воздействия на окружающую среду и экологическая экспертиза. Учебное пособие /СПбГУАП. СПб., 2004.