Загрязнение окружающей среды легковыми автомобилями

Загрязнение атмосферы автотранспортом в России

Дыши свободно ⇒ Загрязнение окружающей среды ⇒ Загрязнение атмосферы автотранспортом в России

Выхлопные газы автомобилей — основной источник загрязнения атмосферы развитых стран Запада. В России наибольшее количество вредных выбросов является заслугой теплоэнергетики (ТЭС и котельных). Второе место по масштабам выделения вредных веществ в атмосферу РФ занимают предприятия чёрной и цветной металлургии. Автотранспорт же борется с объектами химической и целлюлозно-бумажной промышленности лишь за третье место в списке ключевых источников загрязнения воздуха в России. Однако наши города-миллионники выбиваются из общей экологической картины по стране. В них ситуация та же, что и в западных мегаполисах: доля загрязнения автотранспортом составляет 70-80% от совокупного количества выбросов вредных веществ в атмосферу. Наибольший урон выхлопные газы автомобилей наносят экологии Москвы, Санкт-Петербурга, Самары, Назрани, Нальчика, Элисты, Краснодара, Ростова-на-Дону, Ставрополя, Сочи, Воронежа и Калуги.

Казалось бы, нет ничего страшного в том, что загрязнение выхлопными газами в российских мегаполисах перекрывает выбросы всех промышленных предприятий, раз на Западе аналогичная история. Но на самом деле в европейских, американских и японских городах машин в 2-3 раза больше, а экология в большинстве из них лучше, чем у нас. Отсюда вывод: автомобильные выбросы в мегаполисах РФ в разы токсичнее зарубежных.

А.П. Константинов определил 3 основные причины повышенного загрязнения автотранспортом крупнейших городов России и поделился информацией с читателями журнала «Экология и жизнь» (ecolife.ru).

Причина чрезмерного загрязнения автотранспортом №1: Некачественное топливо

Одна из главных причин сверхмерного загрязнения выхлопными газами наших мегаполисов — это крайне низкое качество автомобильного топлива. Несмотря на то, что самый страшный этилированный бензин уже 10 лет (с 2003 года) находится в России под запретом, очистить атмосферу от последствий его использования до сих пор не удаётся. Содержащий токсичное вещество первого класса опасности — тетраэтилсвинец — этилированный бензин применялся в нашей стране с 1942 г. Если до этого рубежа советским бензином больные ангиной полоскали горло, то в последующие 60 с лишним лет применения тетраэтилсвинца о таком антисептике и подумать было страшно. Это ядовитое органическое соединение свинца, использовавшееся для повышения октанового числа, в 8 раз токсичнее обычного металлургического свинца.

Машина, заправленная этилированным бензином, каждые 100 м пути выбрасывала с выхлопными газами по 3-4 г свинца. Это чудовищное топливо изначально строжайше запретили использовать в обеих столицах и южной курортной зоне. Чтобы очистить атмосферу остальных городов и регионов России от накопленных за 61 год свинцовых загрязнений, необходимо проведение специальных мероприятий. В США, где этилированный бензин был запрещён в 60-е гг. XX века, для реабилитации загрязнённых территорий достаточно было систематически мыть дороги и тротуары и косить загрязнённую траву на газонах вблизи магистралей. Но в российских городах, в отличие от сплошь заасфальтированных и забетонированных американских, огромные площади участков голой земли. Загрязнение почвы свинцом будет пострашнее радиоактивного, ведь для токсичных металлов нет периода распада.

В то время как экологи бьются над решением проблемы 10-летней давности, стремящиеся сэкономить на топливе автомобилисты продолжают усугублять положение со свинцовым загрязнением. Разумеется, в стране, где изобрели самогонку, не могли не придумать «палёный» бензин — дешёвый прямогонный бензин с добавлением тетраэтилсвинца для повышения октанового числа.

Причина повышенного загрязнения автотранспортом №2: Старые автомобили

Вторая причина интенсивного отравления воздуха крупных российских городов выхлопными газами с повышенной концентрацией загрязняющих веществ — это старые отечественные машины. Выбросы таких автомобилей в разы токсичнее зарубежных, поскольку европейские, американские и японские машины оснащены нейтрализаторами выхлопных газов.

Причина повышенного загрязнения автотранспортом №3: Российские дороги

Третья причина сверхмерного загрязнения атмосферы наших мегаполисов автомобильными выбросами кроется в одной из главных бед России — дорогах. Из-за того что они слишком узкие, да ещё и с множеством перекрёстков и светофоров, автомобилям приходится часто останавливаться, часами стоять в пробках. На каждом светофоре и в местах образования заторов количество автомобильных выбросов зашкаливает, поскольку при режимах холостого хода и набора скорости в атмосферу выделяются максимальные объёмы выхлопных газов.

Как правило, наибольшему загрязнению автотранспортом подвергаются центральные, самые густонаселённые, районы мегаполисов. В результате от загрязнения атмосферы автомобильными выбросами страдает здоровье сотен тысяч жителей каждого крупного города России. Наибольшую опасность выхлопные газы представляют для маленьких детей, поскольку высота автомобильных выбросов не достигает и 1 м.

Проанализировав все 3 причины повышенного загрязнения атмосферы наших мегаполисов автотранспортом, эколог А. П. Константинов пришёл к выводу, что российские города сегодня не способны выдержать и 300 автомобилей на 1000 жителей.

Однако при строгом соблюдении инструкции по сокращению количества вредных автомобильных выбросов в атмосферу у наших мегаполисов появится шанс сравняться с образцовыми японскими городами.

Пути решения проблемы загрязнения выхлопными газами

Для сокращения объёмов вредных автомобильных выбросов в атмосферу используется целый перечень методов:

1. Постоянное совершенствование моделей двигателей и уменьшение корпусов автомобилей с целью минимизации потребления ими топлива.
2. Использование экологичных видов топлива (природного газа, жидкого водорода, этилового спирта и прочих разновидностей «зелёного бензина»).
3. Снабжение выхлопных труб автомобилей нейтрализаторами. В развитых странах машинам запрещено появляться на дорогах без этих «фильтров» для очистки выхлопных газов.
4. Внедрение автоматизированных систем регулирования движения с целью сокращения времени работы автомобильных двигателей в режиме холостого хода и набора скорости.
5. Создание зоны зелёных насаждений вдоль дорог. Данная мера позволяет вполовину уменьшить вредное воздействие автомобильных выбросов на окружающую среду. Одно дерево за год поглощает объём выхлопных газов, выделяемый среднестатистической машиной за 25 000 км пробега.

Источники:

1. А.П. Константинов. Экология и здоровье: опасности мифические и реальные // Экология и жизнь № 8, 2012 г., с. 90 — 91.
2. Экология и экономика природопользования. Бобылев С.Н., Новоселов А.Л., Гирусов Э.В. и др. Учебник. Изд. 2-е, перераб., 2002 г.
3. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России. Автор: В.Ф.Протасов. Издательство: финансы и статистика, 2001 г.
4. Экологическое состояние территории России: Учебное пособие для студентов высших педагогических учебных заведений (под ред. Ушакова С.А., Каца Я.Г.) Изд. 2-е, 2004 г.

Автор статьи: Анастасия
Дата публикации: 14.03.2013
Заимствовать материалы статьи без ссылки на сайт запрещено!

Вы можете приложить к своему отзыву картинки.

Источник статьи: http://www.dishisvobodno.ru/avto_zagryaznenie.html

Загрязнение автотранспортом окружающей среды и состав отработавших газов

По сравнению с другими видами транспорта автомобильный транспорт наиболее агрессивен по отношению к окружающей среде. Он является мощным источником ее химического (поставляет в окружающую среду громадное количество ядовитых веществ), шумового и механического загрязнения. Следует подчеркнуть, что с увеличением автомобильного парка уровень вредного воздействия автотранспорта на окружающую среду интенсивно возрастает. Так, если в начале 1970-х гг. доля загрязнений, вносимых в атмосферу автомобильным транспортом, в среднем составляла 13 %, то в настоящее время она достигла 50 % и продолжает расти. А для городов и промышленных центров доля автотранспорта в общем объеме загрязнений значительно выше и доходит до 70 % и более, что создает серьезную экологическую проблему, сопровождающую урбанизацию.

В автомобилях имеется несколько источников токсичных веществ, основными из которых являются три (рис. 1): отработавшие газы (CO, CH, NO_x и др.), картерные газы и топливные испарения (CH).

Наибольшая доля химического загрязнения окружающей среды автомобильным транспортом приходится на отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания.

Рис. 1. Источники образования токсичных выбросов: 1—картерные газы; 2 — топливные испарения; 3 — отработавшие газы

Теоретически при полном сгорании топлива в результате взаимодействия углерода и водорода (входят в состав топлива) с кислородом воздуха образуется углекислый газ и водяной пар. Реакции окисления при этом имеют вид:

Практически же вследствие физико-механических процессов в цилиндрах двигателя действительный состав отработавших газов очень сложный и включает более 200 компонентов, значительная часть которых токсична (табл. 1).

Таблица 1. Основные компоненты отработавших газов автомобильных двигателей

Компоненты	Двигатель
	бензиновый	дизельный
Азот N, % объема	74…77	76…78
Кислород O2, % объема	0,2…8,0	2…18
Пары воды Н2О, % объема	3,0…13,5	0,5…10,0
Углекислый газ СО2, % объема	5,0…12,0	1…12,0
Углеводороды, СН (суммарно), % объема	0,2…3,0	0,01…0,50
Угарный газ СО, % объема	0,1…10,0	0,01…0,30
Оксид азота NOx, % объема	0,0…0,6	0,005…0,200
Альдегиды, % объема	0,0…0,2	0,0…0,06
Оксиды серы (суммарно), % объема	0,0…0,003	0,0…0,015
Сажа, мг/м3	0,0…100	0,0…20 000
Бенз(а)пирен, мг/м3	0,0…25	0,0…10,0
Соединения свинца, мг/м3	0,0…60	—

К токсичным компонентам отработавших газов относятся: оксид углерода (угарный газ), углеводороды, оксиды азота и серы, альдегиды, сажа, бенз(а)пирен и соединения свинца. Различие в составе отработавших газов бензиновых и дизельных двигателей объясняется большим коэффициентом избытка воздуха α (отношение действительного количества воздуха, поступающего в цилиндры двигателя, к количеству воздуха, теоретически необходимому для сгорания 1 кг топлива) у дизельных двигателей и лучшим распыливанием топлива (впрыск топлива).

Причиной образования оксида углерода CO и частично углеводородов является неполное сгорание углерода (массовая доля которого в бензинах достигает 85 %) из-за недостаточного количества кислорода. Поэтому концентрации оксида углерода и углеводородов в отработавших газах возрастают при обогащении смеси (α 1,15), что объясняется повышенным количеством непрореагировавшего (несгоревшего) топлива из-за избытка воздуха и пропусков воспламенения в отдельных цилиндрах. Образование углеводородов происходит также из-за того, что у стенок камеры сгорания температура газов недостаточно высока для сгорания топлива, поэтому здесь пламя гасится и полного сгорания не происходит. Наиболее токсичны полициклические ароматические углеводороды.

В дизельных двигателях легкие газообразные углеводороды образуются при термическом распаде топлива в зоне срыва пламени, в ядре и в переднем фронте факела, на стенках камеры сгорания и в результате вторичного впрыскивания (подвпрыскивания). Оксиды азота NO_x представляют набор следующих соединений: N₂О, NO, N₂О₃, NО₂, N₂О₄ и N₂O₅. В отработавших газах автомобильных двигателей преобладает NO (99 % в бензиновых двигателях и более 90 % в дизелях). В камере сгорания NO может образовываться:

• при высокотемпературном окислении азота воздуха (термический NО);
• в результате низкотемпературного окисления азотсодержащих соединений топлива (топливный NO);
• из-за столкновения углеводородных радикалов с молекулами азота в зоне реакций горения при наличии пульсации температуры (быстрый NO).

Оксиды серы образуются при сгорании серы, содержащейся в топливе по механизму, схожему с образованием СО.

Твердые частицы включают нерастворимые (твердый углерод, оксиды металлов, диоксид кремния, сульфаты, нитраты, асфальты, соединения свинца) и растворимые в органическом растворителе (смолы, фенолы, альдегиды, лак, нагар, тяжелые фракции, содержащиеся в топливе и масле) вещества.

Сажа (твердый углерод) является основным компонентом нерастворимых твердых частиц. В состав твердых частиц кроме сажи входят соединения серы, свинца.

Основными соединениями свинца в отработавших газах автомобилей являются хлориды и бромиды, а также (в меньших количествах) оксиды, сульфаты, фториды, фосфаты и некоторые их промежуточные соединения, которые при температуре ниже 370 °С находятся в виде аэрозолей или твердых частиц. Около 50 % свинца остается в виде нагара на деталях двигателя и в выхлопной трубе, остаток уходит в атмосферу с отработавшими газами. Большое количество соединений свинца выбрасывается в воздух при использовании этого металла в качестве антидетонатора. В настоящее время соединения свинца в качестве антидетонаторов не применяются.

Концентрацию токсичных компонентов в отработавших газах оценивают в объемных процентах, миллионных долях по объему (млн -1 , т.е. частей на миллион, 10 000 ррm = 1 % по объему) и, реже, в миллиграммах на 1 л отработавших газов.

При отсутствии замкнутой вентиляции картера двигателя, а также испарения топлива из топливной системы источниками загрязнения окружающей среды автомобилями с карбюраторными двигателями являются картерные газы.

Автомобиль также является источником загрязнения воздуха пылью.

Растворенные в атмосферной влаге продукты сгорания автомобильного топлива — оксиды азота и серы — являются причиной выпадения кислотных дождей.

Автомобиль — сильный загрязнитель водоемов, подземных водных источников. Определено, что 1 л нефти может сделать непригодным для питья несколько тысяч литров воды.

Большой вклад в загрязнение окружающей среды вносят процессы ТО и ремонта подвижного состава, которые требуют энергетических затрат и связаны с большим водопотреблением, выбросом загрязняющих веществ в атмосферу, образованием отходов, в том числе токсичных (табл. 2).

При эксплуатации автомобилей образуются сточные воды. Состав и количество этих вод различны. Сточные воды возвращаются обратно в окружающую среду, главным образом в объекты гидросферы (реки, каналы, озера, водохранилища) и суши (поля, накопители, подземные горизонты и др.). В зависимости от вида производства сточными водами на предприятиях транспорта могут являться:

• сточные воды от мойки автомобилей;
• нефтесодержащие стоки от производственных участков (моющие растворы);
• сточные воды, содержащие тяжелые металлы, кислоты, щелочи;
• сточные воды, содержащие краску, растворители.

В процессе проведения малярных работ (методом пневматического распыления) 40 % лакокрасочных материалов поступает в воздух рабочей зоны. При проведении этих операций в окрасочных камерах, оборудованных гидрофильтрами, 90 % этого количества оседает на элементах самих гидрофильтров, 10 % уносится с водой. Таким образом, в сточные воды окрасочных участков попадает до 4 % израсходованных лакокрасочных материалов.

Таблица 2. Источники выделения и состав вредных веществ в производственных процессах на эксплуатационных и ремонтных предприятиях транспорта

Название зоны, участка, отделения	Производственный процесс	Используемое оборудование	Выделяющиеся вредные вещества
Участок мойки подвижного состава	Омывка наружных поверхностей	Механическая мойка (моечные машины), шланговая мойка	Пыль, щелочи, синтетические ПАВ, нефтепродукты, растворяемые кислоты, фенолы
Зоны ТО, участок диагностики	ТО, диагностирование	Подъемно-транспортирующие устройства, смотровые канавы, стенды, оборудование для замены смазки, комплектующих, система вытяжной вентиляции	Оксид углерода, углеводороды, оксиды азота, масляный туман, сажа, пыль
Слесарномеханическое отделение	Слесарные, расточные, сверлильные, строгальные работы	Токарный, вертикально-сверлильный, строгальный, фрезерный, шлифовальный станки и др.	Пыль абразивная, металлическая стружка, масляный туман, эмульсии
Электротехническое отделение	Заточные, изолировочные, обмоточные работы	Заточной станок, электролудильные ванны, оборудование для пайки, стенды испытаний	Абразивная и асбестовая пыль, канифоль, пары кислот
Аккумуляторный участок	Сборочно-разборочные и зарядные работы	Ванны для промывки и очистки, сварочное оборудование, стеллажи, система вытяжной вентиляции	Промывочные растворы, пары кислот, электролит, шламы, промывочные аэрозоли
Отделение топливной аппаратуры	Регулировочные и ремонтные работы по топливной аппаратуре	Проверочные стенды, специальная оснастка, система вентиляции	Бензин, керосин, дизельное топливо, ацетон, бензол, ветошь
Кузнечнорессорное отделение	Ковка, закалка, отпуск металлических изделий	Кузнечный горн, термические ванны, система вытяжной вентиляции	Угольная пыль, сажа, оксиды углерода, азота, серы, загрязненные сточные воды
Медницкожестяницкое отделение	Резка, пайка, правка, формовка по шаблонам	Ножницы по металлу, оборудование для пайки, шаблоны, система вентиляции	Пары кислот, наждачная и металлическая пыль и отходы
Сварочное отделение	Электродуговая и газовая сварка	Оборудование для дуговой сварки, ацетилено-кислородный генератор, система вытяжной вентиляции	Минеральная пыль, сварочный аэрозоль, оксиды марганца, азота, хрома, хлористый водород, фториды
Арматурное отделение	Резка стекол, ремонт дверей, полов, сидений, внутренней отделки	Электрический и ручной инструмент, сварочное оборудование	Пыль, сварочные аэрозоли, древесная и металлическая стружка, металлические и пластмассовые отходы
Обойное отделение	Ремонт и замена изношенных, поврежденных сидений, полок, кресел, диванов	Швейные машины, раскройные столы, ножи для кройки и резки поролона	Пыль минеральная и органическая, отходы тканей и синтетических материалов
Участок шиномонтажа и ремонта шин	Разборка и сборка шин, ремонт покрышек и камер, балансировочные работы	Стенды для разборки и сборки шин, оборудование для вулканизации, станки для динамической и статической балансировки	Минеральная и резиновая пыль, сернистый ангидрид, пары бензина
Участок лакокрасочных покрытий	Удаление старой краски, обезжиривание, нанесение лакокрасочных покрытий	Оборудование для пневматического или безвоздушного распыления, ванны, сушильные камеры, система вентиляции	Пыль минеральная и органическая, пары растворителей, аэрозоли красок, загрязненные сточные воды
Участок обкатки двигателей (для ремонтных предприятий)	Холодная и горячая обкатка двигателя	Стенд для обкатки, система вытяжной вентиляции	Оксиды углерода, азота, углеводороды, сажа, сернистый ангидрид
Стоянки и места отстоя подвижного состава	Перемещение единиц подвижного состава, ожидание	Оборудованная площадка открытого или закрытого хранения	То же

Ремонтные работы сопровождаются также загрязнением почвы, накоплением металлических, пластмассовых и резиновых отходов вблизи производственных участков и отделений.

В автотранспортных организациях (АТО) образуется также значительное количество промышленных отходов. Большая часть из них представляет собой вторичное сырье, которое целесообразно перерабатывать. Поэтому отслужившие аккумуляторы и шины, отработанные масла, пластические смазки, технические жидкости и другие отходы необходимо тщательно собирать и хранить в металлической таре на специально оборудованной для этого площадке, не допуская тем самым загрязнения ими ливневых вод и почвы. Объемы отходов не должны превышать значений, оговоренных в разрешении на их хранение, выданном АТО органами санитарно-эпидемиологического надзора. Их следует периодически вывозить в места утилизации или сдавать специализированным организациям, занимающимся сбором и переработкой вторичного сырья.

Таким образом, правильная организация работы с отходами на АТО позволяет решить сразу две важных задачи — снизить загрязнение окружающей среды и одновременно обеспечить качественное сырье для производства промышленных изделий и материалов, в том числе автомобильных (масла, аккумуляторы и др.).

Наряду с другими видами транспорта, промышленным оборудованием, бытовыми приборами автомобиль является источником искусственного шумового фона города, как правило, отрицательно воздействующего на человека. Перед населением современных городов возникает серьезная проблема борьбы с шумом, так как сильный шум не только ведет к потере слуха, но и вызывает психические расстройства. Опасность шумового воздействия усугубляется свойством человеческого организма накапливать акустические раздражения. Под действием шума определенной интенсивности возникают изменения в циркуляции крови, работе сердца и желез внутренней секреции, снижается мышечная выносливость.

Опасным является также инфразвук, т.е. звук с частотой менее 17 Гц. Его воздействие на организм вызывает сонливость, ухудшение остроты зрения и замедленную реакцию на опасность.

Источник статьи: http://extxe.com/17219/zagrjaznenie-avtotransportom-okruzhajushhej-sredy-i-sostav-otrabotavshih-gazov/