Negatívny vplyv dopravy na životné prostredie. Vplyv dopravy na životné prostredie (2) - Abstrakt Aké sú znaky negatívneho vplyvu na ovzdušie dopravy

Úvod

znečistenie emisie plyn motorové vozidlo

Silným zdrojom znečistenia životného prostredia je cestná doprava. Výfukové plyny obsahujú v priemere 4 - 5 % CO, ďalej nenasýtené uhľovodíky, zlúčeniny olova a iné škodlivé zlúčeniny.

Bezprostredná blízkosť cesty nepriaznivo ovplyvňuje zložky agrofytocenózy. Poľnohospodárska prax stále plne nezohľadňuje vplyv takého silného antropogénneho faktora na poľné plodiny. Znečistenie životného prostredia toxickými zložkami výfukových plynov vedie k veľkým ekonomickým stratám v ekonomike, pretože toxické látky spôsobujú poruchy v raste rastlín a znižujú kvalitu.

Výfukové plyny spaľovacích motorov (ICE) obsahujú asi 200 zložiek. Podľa Yu.Jakubovského (1979) a E.I. Pavlova (2000) priemerné zloženie výfukových plynov zo zážihových a naftových motorov je nasledovné: dusík 74 - 74 a 76 - 48 %, O 2 0,3 - 0,8 a 2,0 - 18 %, vodná para 3,0 - 5,6 a 0,5 - 4,0 %, CO 2 5,0 - 12,0 a 1,0 - 1,0%, oxid dusnatý 0 - 0,8 a 0,002 - 0,55%, uhľovodíky 0,2 - 3,0 a 0,009 - 0,5%, aldehydy 0 - 0,2 a 0,0009 - 0,00.00.0.0. 0 g/ m 2benz (a) pyrén 10 - 20 a do 10 mcg / m 3resp.

Na území SHPK "Rus" sa nachádza federálna diaľnica "Kazan - Jekaterinburg". Počas dňa po tejto ceste prechádza veľké množstvo vozidiel, ktoré sú zdrojom neustáleho znečisťovania životného prostredia výfukovými plynmi zo spaľovacích motorov.

Účelom tejto práce je študovať vplyv dopravy na znečistenie prírodných a umelých fytocenóz SHPK "Rus" na území Perm, ktoré sa nachádza pozdĺž federálnej diaľnice "Kazan - Jekaterinburg".

Na základe cieľa boli stanovené tieto úlohy:

• podľa literárnych zdrojov skúmať zloženie výfukových plynov spaľovacích motorov, distribúciu emisií z motorových vozidiel; študovať faktory ovplyvňujúce distribúciu výfukových plynov, vplyv zložiek týchto plynov na úseky ciest;
• preskúmať intenzitu automobilovej dopravy na federálnej diaľnici "Kazaň - Jekaterinburg";
• vypočítať emisie vozidiel;
• odobrať vzorky pôdy a určiť agrochemické ukazovatele pôd pri cestách, ako aj obsah ťažkých kovov;
• určiť prítomnosť a druhovú diverzitu lišajníkov;
• identifikovať vplyv znečistenia pôdy na rast a vývoj rastlín reďkovky ružovo-červenej odrody s bielou špičkou;
• určiť ekonomické škody spôsobené emisiami vozidiel.

Materiál pre diplomovú prácu bol zozbieraný počas priemyselnej praxe v obci. Bolshaya Sosnova, okres Bolshesosnovsky, SHPK "Rus". Štúdie sa uskutočnili v rokoch 2007-2008.

1. Vplyv motorovej dopravy na stav životného prostredia (literárny prehľad)

1.1 Faktory ovplyvňujúce šírenie výfukových plynov

Problematikou vplyvu faktorov podieľajúcich sa na šírení výfukových plynov spaľovacích motorov (ICE EG) sa zaoberal V.N. Lukanin a Yu.V. Trofimenko (2001). Zistili, že úroveň prízemnej koncentrácie škodlivých látok v atmosfére z vozidiel s rovnakou hmotnosťou emisií sa môže výrazne líšiť v závislosti od technogénnych a prírodných a klimatických faktorov.

Technogénne faktory:intenzita a objem emisií výfukových plynov (EG), veľkosť území, kde dochádza k znečisťovaniu, úroveň rozvoja územia.

Prírodné a klimatické faktory:charakteristiky kruhového režimu, tepelná stabilita atmosféry, atmosférický tlak, vlhkosť vzduchu, teplotný režim, teplotné inverzie a ich frekvencia a trvanie; rýchlosť vetra, frekvencia stagnácie vzduchu a slabého vetra, trvanie hmly, reliéf terénu, geologická stavba a hydrogeológia územia, pôdne a rastlinné pomery (typ pôdy, vodná priepustnosť, pórovitosť, granulometrické zloženie, erózia pôdneho krytu, stav vegetácie, horninové zloženie , vek, bonitet ), hodnota pozadia ukazovateľov znečistenia prírodných zložiek atmosféry, stav živočíšneho sveta vrátane ichtyofauny.

V prírodnom prostredí sa teplota vzduchu, rýchlosť, sila a smer vetra neustále mení, takže k šíreniu energetického a prísadového znečistenia dochádza v neustále sa meniacich podmienkach.

V.N. Lukanin a Yu.V. Trifomenko (2001) stanovil vzťah medzi zmenou koncentrácie oxidov dusíka a vzdialenosťou od cesty a smerom vetra: keď mal vietor smer rovnobežný s cestou, najvyššia koncentrácia oxidu dusíka bola pozorovaná na samotná cesta a do 10 m od nej a jej distribúcia na väčšie vzdialenosti sa vyskytuje v menších koncentráciách v porovnaní s koncentráciou na samotnej ceste; ak je vietor kolmý na cestu, potom sa vzdialenosť oxidu dusnatého vyskytuje na veľké vzdialenosti.

Vyššie povrchové teploty počas dňa spôsobujú, že vzduch stúpa nahor, čo má za následok ďalšie turbulencie. Turbulencia je vírový chaotický pohyb malých objemov vzduchu vo všeobecnom prúdení vetra (Chirkov, 1986). V noci je teplota zeme chladnejšia, takže turbulencie sú znížené, takže rozptyl výfukových plynov je znížený.

Schopnosť zemského povrchu absorbovať alebo vyžarovať teplo ovplyvňuje vertikálne rozloženie teploty v povrchovej vrstve atmosféry a vedie k teplotnej inverzii. Inverzia je nárast teploty vzduchu s nadmorskou výškou (Chirkov, 1986). Zvyšovanie teploty vzduchu s výškou vedie k tomu, že škodlivé emisie nemôžu presiahnuť určitý strop. Pri povrchovej inverzii je obzvlášť dôležitá opakovateľnosť výšok hornej hranice, pri zvýšenej inverzii opakovateľnosť spodnej hranice.

Určitý potenciál samoliečby environmentálnych vlastností, vrátane čistenia vzduchu, je spojený s absorpciou až 50 % prírodných a umelých emisií CO2 vodnými plochami. 2 do atmosféry.

Najhlbšie preštudovaná problematika vplyvu na šírenie výfukových plynov spaľovacích motorov V.I. Artamonov (1968). Rôzne biocenózy zohrávajú nerovnakú úlohu pri čistení atmosféry od škodlivých nečistôt. Jeden hektár lesa produkuje výmenu plynu 3-10 krát intenzívnejšiu ako poľné plodiny zaberajúce podobnú plochu.

A.A. Molchanov (1973), študujúci problematiku vplyvu lesa na životné prostredie, vo svojej práci zaznamenal vysokú účinnosť lesa pri čistení prostredia od škodlivých nečistôt, čo je čiastočne spojené s rozptylom toxických plynov v ovzduší, keďže v lese prúdenie vzduchu nad nerovnými korunami stromov prispieva k zmene charakteru prúdenia v samotnej časti atmosféry.

Stromové plantáže zvyšujú turbulenciu vzduchu, vytvárajú zvýšený posun prúdenia vzduchu, v dôsledku čoho sa škodliviny rozptyľujú rýchlejšie.

Distribúciu výfukových plynov spaľovacích motorov teda ovplyvňujú prírodné a človekom spôsobené faktory. Medzi najdôležitejšie prírodné faktory patria: klimatický, pôdny orografický a vegetačný kryt. K poklesu koncentrácie škodlivých emisií z vozidiel v atmosfére dochádza v procese ich rozptylu, sedimentácie, neutralizácie a viazania pod vplyvom abiotických faktorov bioty. Výfukové plyny ICE sa podieľajú na znečisťovaní životného prostredia na globálnej, regionálnej a miestnej úrovni.

1.2 Kontaminácia pôd pri cestách ťažkými kovmi

Antropogénna záťaž pri technogénnej intenzifikácii výroby spôsobuje znečistenie pôdy. Hlavnými znečisťujúcimi látkami sú ťažké kovy, pesticídy, ropné produkty, toxické látky.

Ťažké kovy sú kovy, ktoré spôsobujú znečistenie pôdy chemickými ukazovateľmi – olovo, zinok, kadmium, meď; vstupujú do atmosféry a potom do pôdy.

Motorová doprava je jedným zo zdrojov znečistenia ťažkými kovmi. Ťažké kovy sa dostávajú na povrch pôdy a ich ďalší osud závisí od chemických a fyzikálnych vlastností. Pôdne faktory, ktoré významne ovplyvňujú, sú: pôdne granulometrické zloženie, pôdna reakcia, obsah organickej hmoty, katexová kapacita a drenáž (Bezuglová, 2000).

Zvýšenie koncentrácie vodíkových iónov v pôdnom roztoku viedlo k prechodu slabo rozpustných olovnatých solí na rozpustnejšie soli. Acidifikácia znižuje stabilitu olovo-humusových komplexov. Hodnota pH tlmivého roztoku je jedným z najdôležitejších parametrov, ktorý určuje množstvo sorpcie iónov ťažkých kovov v pôde. So zvyšovaním pH sa zvyšuje rozpustnosť väčšiny ťažkých kovov a následne aj ich mobilita v systéme pôda-roztok tuhá fáza.Štúdiom mobility kadmia v aeróbnych pôdnych podmienkach sa zistilo, že v rozmedzí pH 4-6 , pohyblivosť kadmia je určená iónovou silou roztoku, pri pH vyššom ako 6 nadobúda poprednú dôležitosť sorpcia oxidmi mangánu.

Rozpustné organické zlúčeniny tvoria s kadmiom len slabé komplexy a ovplyvňujú jeho sorpciu až pri pH 8.

Najmobilnejšou a rastlinám najdostupnejšou časťou zlúčenín ťažkých kovov v pôde je ich obsah v pôdnom roztoku. Množstvo kovových iónov vstupujúcich do pôdneho roztoku určuje toxicitu prvku v pôde. Rovnovážny stav v systéme tuhá fáza - roztok určuje sorpčné procesy, charakter a smer závisí od zloženia a vlastností pôd.

Vápnenie znižuje pohyblivosť ťažkých kovov v pôde a ich vstup do rastlín (Mineev, 1990; Ilyin, 1991).

Pod maximálnou povolenou koncentráciou (MAC) ťažkých kovov treba chápať také koncentrácie, ktoré pri dlhšom pôsobení pôdy a raste rastlín na nej nespôsobujú žiadne patologické zmeny alebo anomálie v priebehu biologických pôdnych procesov, ako aj nevedú k hromadeniu toxických prvkov.v poľnohospodárskych plodinách (Alekseev, 1987).

Pôda ako súčasť prírodného komplexu je mimoriadne citlivá na znečistenie ťažkými kovmi. Podľa nebezpečenstva dopadu na živé organizmy sú ťažké kovy na druhom mieste po pesticídoch (Perelman, 1975).

Ťažké kovy sa s emisiami vozidiel dostávajú do atmosféry v málo rozpustných formách: - vo forme oxidov, sulfidov a uhličitanov (v rade kadmium, zinok, meď, olovo - podiel rozpustných zlúčenín sa zvyšuje z 50 - 90%).

Koncentrácia ťažkých kovov v pôde sa z roka na rok zvyšuje. V porovnaní s kadmiom je olovo v pôdach spojené najmä s obsahom minerálov (79 %) a tvorí menej rozpustné a menej mobilné formy (Obukhov, 1980).

Úroveň znečistenia pôdy pri cestách emisiami vozidiel závisí od intenzity premávky vozidiel a dĺžky prevádzky na ceste (Nikiforova, 1975).

Boli identifikované dve zóny akumulácie dopravného znečistenia v pôdach pri cestách. Prvá zóna sa zvyčajne nachádza v bezprostrednej blízkosti cesty vo vzdialenosti do 15–20 m a druhá vo vzdialenosti 20–100 m, môže sa objaviť tretia zóna anomálnej akumulácie prvkov v pôdach, nachádza sa vo vzdialenosti 150 metrov od cesty (Golubkina, 2004).

Rozloženie ťažkých kovov na povrchu pôdy je determinované mnohými faktormi. Závisí to od charakteristík zdrojov znečistenia, meteorologických vlastností regiónu, geochemických faktorov a krajinných podmienok.

Vzduchové masy riedia emisie a prenášajú častice a aerosóly na veľké vzdialenosti.

Poletujúce častice sú rozptýlené v prostredí, ale väčšina neobmedzeného olova je uložená na zemi v bezprostrednej blízkosti cesty (5-10 m).

Znečistenie pôdy spôsobuje kadmium obsiahnuté vo výfukových plynoch vozidiel. V pôdach je kadmium neaktívnym prvkom, takže kontaminácia kadmiom pretrváva ešte dlho po ukončení čerstvého príjmu. Kadmium sa neviaže na humínové látky v pôde. Najviac ho v pôdach predstavujú iónomeničové formy (56-84%), preto je tento prvok aktívne akumulovaný suchozemskými časťami rastlín (absorpcia kadmia sa zvyšuje s acidifikáciou pôdy).

Kadmium, podobne ako olovo, má nízku rozpustnosť v pôde. Koncentrácia kadmia v pôde nespôsobuje zmeny v obsahu tohto kovu v rastlinách, keďže kadmium je jedovaté a živá hmota ho nehromadí.

Na pôdach kontaminovaných ťažkými kovmi bol pozorovaný výrazný pokles úrody: obilniny o 20-30 %, cukrová repa o 35 %, zemiaky o 47 % (Kuznetsova, Zubareva, 1997). Zistili, že pokles plodín nastáva, keď obsah kadmia v pôde presiahne 5 mg/kg. Pri nižšej koncentrácii (do 2 mg/kg) sa pozoruje len klesajúci trend výťažku.

V.G. Mineev (1990) poznamenáva, že pôda nie je jediným článkom v biosfére, z ktorého rastliny čerpajú toxické prvky. Atmosférické kadmium má teda veľký podiel v rôznych kultúrach, a teda aj na jeho vstrebávaní ľudským telom potravou.

Yu.S. Yusfin a kol., (2002) dokázali, že zlúčeniny zinku sa hromadia v zrnách jačmeňa v blízkosti diaľnice. Pri skúmaní schopnosti strukovín akumulovať zinok v oblasti diaľnic zistili, že priemerná koncentrácia kovu v bezprostrednej blízkosti diaľnice je 32,09 mg/kg suchej hmoty na vzduchu. So vzdialenosťou od trasy koncentrácia klesala. Najväčšia akumulácia zinku vo vzdialenosti 10 m od vozovky bola pozorovaná u lucerny. A listy tabaku a cukrovej repy tento kov takmer nehromadili.

Yu.S. Yusfin a kol., (2002) sa tiež domnievajú, že pôda je náchylnejšia na kontamináciu ťažkými kovmi ako atmosféra a vodné prostredie, keďže nemá takú vlastnosť, ako je mobilita. Hladiny ťažkých kovov v pôde závisia od redoxných a acidobázických vlastností pôdy.

Keď sa sneh topí na jar, dochádza k určitej redistribúcii zložiek spadu GO v biocenóze, a to v horizontálnom aj vertikálnom smere. Distribúcia kovov v biocenóze závisí od rozpustnosti zlúčenín. Túto problematiku študoval I.L. Varshavsky a ďalší (1968), D.Zh. Berinya (1989). Výsledky, ktoré získali, poskytujú určité predstavy o celkovej rozpustnosti zlúčenín kovov. Takže 20-40% stroncia, 45-60% kobaltu, horčíka, niklu, zlúčenín zinku a viac ako 70% olova, mangánu, medi, chrómu a železa v zrazeninách je v ťažko rozpustnej forme. Ľahko rozpustné frakcie boli v najväčšom množstve v pásme do 15 m od vozovky. Ľahko rozpustná frakcia prvkov (síra, zinok, železo) má tendenciu sa usadzovať nie v blízkosti samotnej cesty, ale v určitej vzdialenosti od nej. Ľahko rozpustné zlúčeniny sa adsorbujú do rastlín cez listy, vstupujú do výmenných reakcií s pôdoabsorbujúcim komplexom a ťažko rozpustné zlúčeniny zostávajú na povrchu rastlín a pôdy.

Zdrojom ich vstupu do podzemných vôd sú pôdy kontaminované ťažkými kovmi. Výskum I.A. Shilnikov a M.M. Ovcharenko (1998) ukázal, že pôdy znečistené kadmiom, zinkom, olovom sa prírodnými procesmi (odstraňovanie úrody a vymývanie infiltračnými vodami) čistia veľmi pomaly. Zavedenie vo vode rozpustných solí ťažkých kovov zvýšilo ich migráciu len v prvom roku, ale aj v tomto bolo kvantitatívne nevýznamné. V ďalších rokoch sa vo vode rozpustné soli ťažkých kovov premieňajú na menej pohyblivé zlúčeniny a ich vyplavovanie z koreňovej vrstvy pôd prudko klesá.

Znečistenie rastlín ťažkými kovmi sa vyskytuje v pomerne širokom pásme - až 100 metrov a viac od vozovky. Kovy sa nachádzajú v drevinovej aj bylinnej vegetácii v machoch a lišajníkoch.

Podľa belgických údajov je miera znečistenia prostredia kovmi priamo úmerná intenzite premávky na cestách. Takže pri intenzite dopravy menej ako 1 000 a viac ako 25 000 áut za deň je koncentrácia olova v listoch rastlín v oblastiach pri cestách 25 a 110 mg, železo - 200 a 180, zinok - 41 a 100, meď - 5 a 15 mg / kg suchej hmotnosti listov. Najväčšiu kontamináciu pôdy pozorujeme v blízkosti vozovky, najmä na deliacom páse, a pri jej vzďaľovaní od vozovky postupne klesá (Evgeniev, 1986).

Osady sa môžu nachádzať v blízkosti cesty, čo znamená, že pôsobenie výfukových plynov ICE ovplyvní ľudské zdravie. Vplyvom zložiek OG sa zaoberal G. Fellenberg (1997). Oxid uhoľnatý je pre ľudí nebezpečný predovšetkým preto, že sa môže viazať na krvný hemoglobín. Obsah CO-hemoglobínu presahujúci 2,0 % sa považuje za škodlivý pre ľudské zdravie.

Podľa účinku na ľudský organizmus sú oxidy dusíka desaťkrát nebezpečnejšie ako oxid uhoľnatý. Oxidy dusíka dráždia sliznice očí, nosa a úst. Vdychovanie vzduchu 0,01% oxidov počas 1 hodiny môže spôsobiť vážne ochorenie. Sekundárna reakcia na účinky oxidov dusíka sa prejavuje tvorbou dusitanov v ľudskom organizme a ich vstrebávaním do krvi. To spôsobuje premenu hemoglobínu na metahemoglobín, čo vedie k porušeniu srdcovej činnosti.

Aldehydy dráždia všetky sliznice a ovplyvňujú centrálny nervový systém.

Uhľovodíky sú toxické a majú nepriaznivý vplyv na kardiovaskulárny systém človeka. Uhľovodíkové zlúčeniny GO, najmä benz(a)pyrén, majú karcinogénny účinok, to znamená, že prispievajú k vzniku a rozvoju zhubných nádorov.

Akumulácia kadmia v ľudskom tele v nadmernom množstve vedie k vzniku novotvarov. Kadmium môže spôsobiť stratu vápnika v tele, hromadenie sa v obličkách, deformáciu kostí a zlomeniny (Yagodin, 1995; Oreshkina, 2004).

Olovo ovplyvňuje hematopoetický a nervový systém, gastrointestinálny trakt a obličky. Spôsobuje anémiu, encefalopatiu, mentálnu retardáciu, nefropatiu, koliku atď. Nadmerné množstvo medi v ľudskom organizme vedie k toxikóze (gastrointestinálne poruchy, poškodenie obličiek) (Yufit, 2002).

Výfukové plyny vnútorného spaľovania teda ovplyvňujú plodiny, ktoré sú hlavnou zložkou poľnohospodárskeho systému. Vplyv výfukových plynov vedie v konečnom dôsledku k zníženiu produktivity ekosystémov, zhoršeniu prezentácie a kvality poľnohospodárskych produktov. Niektoré zložky GO sa môžu hromadiť v rastlinách, čo predstavuje ďalšie nebezpečenstvo pre zdravie ľudí a zvierat.

1.3 Zloženie výfukových plynov

Počet rôznych chemických zlúčenín prítomných v emisiách vozidiel je asi 200 položiek, ktoré zahŕňajú zlúčeniny veľmi nebezpečné pre ľudské zdravie a životné prostredie. V súčasnosti sa pri spaľovaní 1 kg benzínu v motore automobilu takmer nenávratne spotrebuje viac ako 3 kg vzdušného kyslíka. Jedno osobné auto vypustí do atmosféry každú hodinu asi 60 cm 3výfukové plyny a náklad - 120 cm 3(Drobot a kol., 1979).

Je takmer nemožné presne určiť množstvo škodlivých emisií z motorov do atmosféry. Množstvo emisií škodlivých látok závisí od mnohých faktorov, akými sú: konštrukčné parametre, procesy prípravy a spaľovania zmesi, režim činnosti motora, jeho technický stav a iné. Na základe údajov o priemernom štatistickom zložení zmesi pre určité typy motorov a zodpovedajúcich hodnôt emisií toxických látok na 1 kg spotrebovaného paliva, pri znalosti spotreby jednotlivých druhov paliva, je však možné určiť celková emisia.

JUH. Feldman (1975) a E.I. Pavlova (2000), boli výfukové plyny spaľovacích motorov zlúčené do skupín podľa chemického zloženia a vlastností, ako aj charakteru dopadu na ľudský organizmus.

Prvá skupina. Zahŕňa netoxické látky: dusík, kyslík, vodnú paru a ďalšie prírodné zložky atmosférického vzduchu.

Druhá skupina. Táto skupina zahŕňa iba jednu látku - oxid uhoľnatý alebo oxid uhoľnatý (CO). Oxid uhoľnatý vzniká vo valci motora ako medziprodukt premeny a rozkladu aldehydov. Nedostatok kyslíka je hlavnou príčinou zvýšených emisií oxidu uhoľnatého.

Tretia skupina. Obsahuje oxidy dusíka, hlavne NO - oxid dusnatý a NO 3- oxid dusičitý. Oxidy dusíka vznikajú ako výsledok reverzibilnej tepelnej oxidačnej reakcie dusíka vo vzduchu pri pôsobení vysokej teploty a tlaku vo valcoch motora. Z celkového množstva oxidov dusíka obsahujú výfukové plyny benzínových motorov 98 - 99 % oxidov dusíka a len 1 - 2 % oxidu dusičitého, vo výfukových plynoch dieselových motorov približne 90 %, resp. 10 %.

Štvrtá skupina. Táto skupina, ktorej zloženie je najpočetnejšia, zahŕňa rôzne uhľovodíky, tj zlúčeniny typu C X H pri . Výfukové plyny obsahujú uhľovodíky rôznych homologických sérií: alkány, alkény, alkadiény, cyklány, ako aj aromatické zlúčeniny. Mechanizmus tvorby týchto produktov možno zredukovať na nasledujúce stupne. V prvom stupni sa komplexné uhľovodíky, ktoré tvoria palivo, pôsobením tepelných procesov rozložia na množstvo jednoduchých uhľovodíkov a voľných radikálov. V druhom štádiu, v podmienkach nedostatku kyslíka, dochádza k odštiepeniu atómov z vytvorených produktov. Výsledné zlúčeniny sa navzájom spájajú do stále zložitejších cyklických a potom do polycyklických štruktúr. V tomto štádiu teda vzniká množstvo polycyklických aromatických uhľovodíkov vrátane benzo(a)pyrénu.

Piata skupina. Pozostáva z aldehydov - organických zlúčenín obsahujúcich aldehydovú skupinu spojenú s uhľovodíkovým radikálom. I.L. Varšava (1968), Yu.G. Feldman (1975), Yu.Jakubovsky (1979), Yu.F. Gutarevič (1989), E.I. Pavlova (2000) zistil, že zo sumy aldehydov obsahujú výfukové plyny 60 % formaldehydu, 32 % alifatických aldehydov a 3 % aromatických aldehydov (akroleín, acetaldehyd, acetaldehyd atď.). Najväčšie množstvo aldehydov vzniká pri voľnobehu a nízkej záťaži, kedy sú teploty spaľovania v motore nízke.

Šiesta skupina. Zahŕňa sadze a iné rozptýlené častice (produkty opotrebovania motora, aerosóly, oleje, sadze atď.). JUH. Feldman (1975), Yu.Jakubovsky (1979), E.I. Pavlova (2000) uvádza, že sadze sú produktom krakovania a nedokonalého spaľovania paliva, obsahujú veľké množstvo adsorbovaných uhľovodíkov (najmä benzo(a)pyrén), takže sadze sú nebezpečné ako aktívny nosič karcinogénov.

Siedma skupina. Ide o zlúčeninu síry – anorganické plyny ako oxid siričitý, ktoré sa objavujú v zložení výfukových plynov motorov, ak sa používa palivo s vysokým obsahom síry. V motorovej nafte je podstatne viac síry v porovnaní s inými druhmi palív používaných v doprave (Varshavsky 1968; Pavlova, 2000). Prítomnosť síry zvyšuje toxicitu výfukových plynov nafty a je príčinou výskytu škodlivých zlúčenín síry v nich.

Ôsma skupina. Zložky tejto skupiny – olovo a jeho zlúčeniny – sa nachádzajú vo výfukových plynoch vozidiel s karburátorom len pri použití olovnatého benzínu, ktorý má aditívum zvyšujúce nebezpečné oktánové číslo. Zloženie etylovej kvapaliny zahŕňa antidetonačné činidlo - tetraetylolovo Pb (C 2H 5)4. pri spaľovaní olovnatého benzínu pomáha čistič odstraňovať olovo a jeho oxidy zo spaľovacej komory a premieňať ich na paru. Tie sa spolu s výfukovými plynmi uvoľňujú do okolitého priestoru a usadzujú sa v blízkosti cesty (Pavlova, 2000).

Vplyvom difúzie sa škodlivé látky šíria do atmosféry, vstupujú do procesov fyzikálnych a chemických účinkov medzi sebou a so zložkami atmosféry (Lukanin, 2001).

Všetky znečisťujúce látky sú rozdelené podľa stupňa nebezpečenstva:

Mimoriadne nebezpečné (tetraetylolovo, ortuť)

Vysoko nebezpečné (mangán, meď, kyselina sírová, chlór)

Stredne nebezpečné (xylén, metylalkohol)

Nízkorizikové (amoniak, palivový benzín, petrolej, oxid uhoľnatý a pod.) (Valová, 2001).

Najtoxickejšie pre živé organizmy sú oxid uhoľnatý, oxidy dusíka, uhľovodíky, aldehydy, oxid siričitý a ťažké kovy.

1.4 Mechanizmy transformácie znečistenia

IN AND. Artamonov (1968) odhalil úlohu rastlín pri detoxikácii škodlivých látok znečisťujúcich životné prostredie. Schopnosť rastlín čistiť atmosféru od škodlivých nečistôt je daná predovšetkým tým, ako intenzívne ich absorbujú. Výskumník predpokladá, že dospievanie listov rastlín na jednej strane pomáha odstraňovať prach z atmosféry a na druhej strane bráni absorpcii plynov.

Rastliny detoxikujú škodlivé látky rôznymi spôsobmi. Niektoré z nich sú viazané cytoplazmou rastlinných buniek a vďaka tomu sa stávajú neaktívnymi. Iné sa v rastlinách premieňajú na netoxické produkty, ktoré sú niekedy zahrnuté do metabolizmu rastlinných buniek a využívajú sa pre potreby rastlín. Zistilo sa tiež, že koreňové systémy emitujú niektoré škodlivé látky absorbované nadzemnou časťou rastlín, ako sú zlúčeniny obsahujúce síru.

IN AND. Artamonov (1968) poznamenáva význam zelených rastlín, ktorý spočíva v tom, že uskutočňujú proces využitia oxidu uhličitého. Je to spôsobené fyziologickým procesom, ktorý je charakteristický iba pre autotrofné organizmy - fotosyntézou. O rozsahu tohto procesu svedčí skutočnosť, že rastliny počas roka viažu vo forme organických látok asi 6-7% oxidu uhličitého obsiahnutého v zemskej atmosfére.

Niektoré rastliny sú vysoko absorbujúce plyny a zároveň sú odolné voči oxidu siričitému. Hnacou silou absorpcie oxidu siričitého je difúzia molekúl cez prieduchy. Čím sú listy pubertálne, tým menej absorbujú oxid siričitý. Príjem tohto fytotoxikantu závisí od vlhkosti vzduchu a nasýtenia listov vodou. Ak sú listy vlhké, absorbujú oxid siričitý niekoľkonásobne rýchlejšie ako suché listy. Tento proces ovplyvňuje aj vlhkosť vzduchu. Pri relatívnej vlhkosti vzduchu 75% rastliny fazule absorbovali oxid siričitý 2-3x intenzívnejšie ako rastliny rastúce pri vlhkosti 35%. Okrem toho rýchlosť absorpcie závisí od osvetlenia. Na svetle listy brestu absorbovali síru o 1/3 rýchlejšie ako v tme. Absorpcia oxidu siričitého súvisí s teplotou: pri teplote 32 O Tento plyn bol intenzívne absorbovaný z fazule v porovnaní s teplotou 13 o C a 21 O S.

Oxid siričitý absorbovaný listami sa oxiduje na sírany, vďaka čomu sa jeho toxicita výrazne znižuje. Síranová síra je súčasťou metabolických reakcií prebiehajúcich v listoch, môže sa čiastočne akumulovať v rastlinách bez výskytu funkčných porúch. Ak rýchlosť príjmu oxidu siričitého zodpovedá rýchlosti jeho premeny rastlinami, účinok tejto zlúčeniny na ne je malý. Koreňový systém rastlín dokáže odstraňovať zlúčeniny síry do pôdy.

Oxid dusičitý môžu absorbovať korene a zelené výhonky rastlín. Príjem a konverzia NO 2listy sa vyskytujú pri vysokej rýchlosti. Dusík získaný z listov a koreňov sa potom začlení do aminokyselín. Ostatné oxidy dusíka sa rozpúšťajú vo vode obsiahnutej vo vzduchu a potom ich absorbujú rastliny.

Listy niektorých rastlín sú schopné absorbovať oxid uhoľnatý. K jeho asimilácii a premene dochádza na svetle aj v tme, na svetle však tieto procesy prebiehajú oveľa rýchlejšie, v dôsledku primárnej oxidácie vzniká oxid uhličitý z oxidu uhoľnatého, ktorý rastliny spotrebúvajú počas fotosyntézy. .

Vyššie rastliny sa podieľajú na detoxikácii benzo(a)pyrénu a aldehydov. Metabolizujú benzo(a)pyrén cez korene a listy a premieňajú ho na rôzne zlúčeniny s otvoreným reťazcom. A aldehydy v nich prechádzajú chemickými transformáciami, v dôsledku čoho je uhlík týchto zlúčenín zahrnutý do zloženia organických kyselín a aminokyselín.

Moria a oceány zohrávajú obrovskú úlohu pri sekvestrácii oxidu uhličitého z atmosféry. IN AND. Artamonov (1968) vo svojej práci popisuje, ako k tomuto procesu dochádza: plyny sa lepšie rozpúšťajú v studenej vode ako v teplej vode. Z tohto dôvodu sa oxid uhličitý v chladných oblastiach intenzívne absorbuje a vyzráža sa vo forme uhličitanov.

Osobitná pozornosť sa venuje V.I. Artamonov (1968) sa zameral na úlohu pôdnych baktérií pri detoxikácii oxidu uhoľnatého a benzo(a)pyrénu. Pôdy bohaté na organické látky vykazujú najvyššiu aktivitu viazania CO. Pôdna aktivita sa zvyšuje s teplotou a dosahuje maximum pri 30 O C, teplota nad 40 O C prispieva k uvoľňovaniu CO. Miera absorpcie oxidu uhoľnatého pôdnymi mikroorganizmami sa odhaduje inak: od 5 do 6 * 10 8t/rok do 14,2*10 9t/rok. Pôdne mikroorganizmy rozkladajú benzo(a)pyrén a premieňajú ho na rôzne chemické zlúčeniny.

V.N. Lukanin a Yu.V. Trofimenko (2001) študoval mechanizmy transformácie zložiek výfukových plynov ICE v životnom prostredí. Vplyvom znečistenia dopravou môže dôjsť k zmenám životného prostredia na globálnej, regionálnej a lokálnej úrovni. Také cestné znečisťujúce látky ako oxid uhličitý, oxidy dusíka sú „skleníkové“ plyny. Mechanizmus „skleníkového efektu“ je nasledovný: slnečné žiarenie dopadajúce na zemský povrch je ním čiastočne absorbované a čiastočne odrazené. Časť tejto energie je absorbovaná „skleníkovými“ plynmi, vodnými parami a neprechádza do vesmíru. Tým je narušená globálna energetická rovnováha planéty.

Fyzikálne a chemické premeny v miestnych územiach. Takéto škodlivé látky, ako je oxid uhoľnatý, uhľovodíky, oxidy síry a dusíka, sa šíria v atmosfére pod vplyvom difúzie a iných procesov a vstupujú do procesov fyzikálnej a chemickej interakcie medzi sebou a so zložkami atmosféry.

Niektoré procesy chemických premien začínajú okamžite od okamihu, keď emisie vstúpia do atmosféry, iné - keď sa na to objavia priaznivé podmienky - potrebné činidlá, slnečné žiarenie a ďalšie faktory.

Oxid uhoľnatý v atmosfére môže byť oxidovaný na oxid uhličitý v prítomnosti nečistôt - oxidačných činidiel (O, O 3), oxidové zlúčeniny a voľné radikály.

Uhľovodíky v atmosfére prechádzajú rôznymi transformáciami (oxidácia, polymerizácia), interagujú s inými znečisťujúcimi látkami, predovšetkým pod vplyvom slnečného žiarenia. V dôsledku týchto reakcií vznikajú pyroxidy. Voľné radikály, zlúčeniny s oxidmi dusíka a síry.

Vo voľnej atmosfére sa oxid siričitý po určitom čase oxiduje na SO 3alebo interaguje s inými zlúčeninami, najmä uhľovodíkmi, vo voľnej atmosfére počas fotochemických a katalytických reakcií. Konečným produktom je aerosól alebo roztok kyseliny sírovej v dažďovej vode.

Kyslé zrážky dopadajú na povrch vo forme kyslých dažďov, snehu, hmly, rosy a vznikajú nielen z oxidov síry, ale aj oxidov dusíka.

Zlúčeniny dusíka uvoľňované do atmosféry z dopravných zariadení sú zastúpené najmä oxidom dusíka a oxidom dusičitým. Pri vystavení slnečnému žiareniu sa oxid dusnatý rýchlo oxiduje na oxid dusičitý. Kinetiku ďalších premien oxidu dusičitého určuje jeho schopnosť absorbovať ultrafialové lúče a rozptyľovať sa na oxid dusnatý a atómový kyslík v procesoch fotochemického smogu.

Fotochemický smog je mnohonásobná zmes plynov a aerosólových častíc primárneho a sekundárneho pôvodu. Zloženie hlavných zložiek smogu zahŕňa ozón, oxidy dusíka a síry, početné organické peroxidové zlúčeniny, spoločne nazývané fotooxidy. Fotochemický smog vzniká v dôsledku fotochemických reakcií za určitých podmienok: prítomnosť vysokej koncentrácie oxidov dusíka, uhľovodíkov a iných znečisťujúcich látok v atmosfére; intenzívne slnečné žiarenie a pokojná alebo veľmi slabá výmena vzduchu v povrchovej vrstve s mohutnou a zvýšenou inverziou aspoň jeden deň. Na vytvorenie vysokej koncentrácie reaktantov je nevyhnutné trvalé bezvetrie, zvyčajne sprevádzané inverziami. Takéto podmienky sa vytvárajú častejšie v júni až septembri a menej často v zime. Pri dlhotrvajúcom jasnom počasí slnečné žiarenie spôsobuje rozklad molekúl oxidu dusičitého za vzniku oxidu dusnatého a atómového kyslíka. Atómový kyslík s molekulárnym kyslíkom dávajú ozón. Zdá sa, že oxid dusnatý oxid dusnatý by sa mal opäť zmeniť na molekulárny kyslík a oxid dusnatý na oxid. Ale to sa nedeje. Oxid dusnatý reaguje s olefínmi vo výfukových plynoch, ktoré rozkladajú dvojitú väzbu za vzniku molekulárnych fragmentov a prebytku ozónu. V dôsledku prebiehajúcej disociácie sa nové masy oxidu dusičitého rozdeľujú a vytvárajú ďalšie množstvá ozónu. Dochádza k cyklickej reakcii, v dôsledku ktorej sa ozón postupne hromadí v atmosfére. Tento proces sa zastaví v noci. Ozón zase reaguje s olefínmi. V atmosfére sa koncentrujú rôzne peroxidy, ktoré celkovo tvoria oxidanty charakteristické pre fotochemickú hmlu. Tie sú zdrojom takzvaných voľných radikálov, ktoré sú reaktívne.

Znečistenie zemského povrchu dopravnými a cestnými emisiami sa kumuluje postupne a pretrváva dlhodobo aj po vyradení cesty.

A.V. Staroverová a L.V. Vashchenko (2000) študoval premenu ťažkých kovov v pôde. Zistili, že ťažké kovy, ktoré sa dostali do pôdy, predovšetkým ich mobilná forma, prechádzajú rôznymi premenami. Jedným z hlavných procesov ovplyvňujúcich ich osud v pôde je fixácia humínovou hmotou. Fixácia sa uskutočňuje v dôsledku tvorby solí ťažkých kovov s organickými kyselinami. Adsorpcia iónov na povrchu organických koloidných systémov alebo ich komplexovanie s humínovými kyselinami. Zároveň sa znižujú migračné možnosti ťažkých kovov. To do značnej miery vysvetľuje zvýšený obsah ťažkých kovov vo vrchnej, teda najhumusovejšej vrstve.

Zložky výfukových plynov spaľovacích motorov, ktoré vstupujú do životného prostredia, podliehajú transformácii pod vplyvom abiotických faktorov. Môžu sa rozložiť na jednoduchšie zlúčeniny alebo pri vzájomnej interakcii vytvárať nové toxické látky. Na premene GO sa podieľajú aj rastliny a pôdne baktérie, ktoré do svojho metabolizmu zahŕňajú toxické zložky GO.

Preto je potrebné poznamenať, že kontaminácia fytocenóz rôznymi znečisťujúcimi látkami je nejednoznačná a vyžaduje si ďalšie štúdium.

2. Miesto a metódy výskumu

.1 Geografická poloha SHPK "Rus"

Poľnohospodárske výrobné družstvo "Rus" sa nachádza v severovýchodnej časti okresu Bolshesonovsky. Centrálny statok hospodárstva sa nachádza v obci Bolshaya Sosnova, ktorá je regionálnym centrom. Vzdialenosť od centra družstva do krajského centra je 135 km, železničná stanica 34 km. Komunikácia v rámci farmy prebieha po asfaltových, štrkových a poľných cestách.

2.2 Prírodné a klimatické podmienky

Územný záber družstva sa nachádza v juhozápadnom agroklimatickom pásme. Táto zóna je z hľadiska tepelnej bilancie a dĺžky vegetačného obdobia pre poľnohospodárske plodiny priaznivá, hrozí však jarné vysychanie horného pôdneho horizontu výparom pôdy.

Územie družstva patrí do západného úpätia Uralu. Geomorfologická oblasť je východná vetva Verchnekamskej pahorkatiny. Reliéf SHPK "Rus" predstavuje povodie Okr a Sosnovka. Povodie je rozdelené vysokými pecami riek But a Melnichnaja, Chernaya na povodia druhého rádu, zásobovanie hospodárstva vodou je dostatočné.

Výsledky hospodárskej činnosti sú vo veľkej miere ovplyvnené ekonomickými podmienkami: umiestnením hospodárstva, dostupnosťou pôdy, pracovných zdrojov a výrobných prostriedkov.

Súčet kladných teplôt vzduchu s teplotami nad 10 O C je 1700-1800 O , HTC = 1,2. Množstvo zrážok počas vegetačného obdobia je 310 mm. Trvanie bezmrazového obdobia je 111 – 115 dní, začína sa od mája a končí 10. – 18. septembra. Leto je mierne teplé, priemerná mesačná teplota vzduchu v júli je + 17,9 O C. zima je studená, priemerná mesačná teplota v januári je 15,4 O C. Priemerná výška snehovej pokrývky na poliach je 50-60 cm.

Táto oblasť sa nachádza v zóne dostatočnej vlhkosti. Počas roka spadne 475 - 500 mm zrážok. Zásoby produkčnej vlahy v pôde pri sejbe skorých jarných plodín sú dostatočné, optimálne a dosahujú cca 150 mm v metrovej vrstve, čo umožňuje pri správnom využití v tejto oblasti pestovať jarné a ozimné obilniny a trváce trávy. poľnohospodárskej techniky.

Typ vodného režimu - umývanie. Význam klímy ako faktora pri tvorbe pôdy je determinovaný skutočnosťou, že prílev vody do pôdy je spojený s klímou.

Pôdna pokrývka územia hospodárstva je veľmi rôznorodá a jemne kontúrovaná, čo vysvetľuje heterogenitu reliéfu, pôdotvorných hornín a vegetácie. Najbežnejšie pôdy na farme sú sodno-podzolické, ktoré zaberajú plochu 4982 hektárov alebo 70% celého územia farmy. Prevládajú medzi nimi drnové plytké - a jemné podzoly. O niečo menej časté sú podzolové podzolové a podzolové.

Územie hospodárstva sa nachádza v pásme lesov, v podzóne zmiešaných lesov, v regióne južnej tajgy, jedľovo-smrekových lesov s drobnolistými drevinami a lipy v stromovom poschodí.

Najbežnejšie druhy sú: jedľa, smrek, breza, osika. V podraste sa pozdĺž okrajov nachádzajú: horský popol, vtáčia čerešňa. V krovinnom poschodí - divozel, medovka. Trávnatý pokryv v lesoch zastupujú byliny: muškát lesný, krkavec oko, kopytník, zápasník vysoký, dúška obyčajná, nechtík močiarny a početné obilniny - timotejka, tráva ohýbaná.

Prirodzené krmoviny predstavujú pevninská pahorkatina a nížina, ako aj nivné lúky vysokých a nízkych polôh. Kontinentálne pahorkatinné lúky s normálnou vlhkosťou a atmosférickými zrážkami majú trávnatú a trávnatú vegetáciu. Pozostáva z týchto druhov: obilniny - modráčica lúčna, hrachor myšovitý, ďatelina červená; forbs - rebríček, nivyanik, žieravý ranunculus, veľká hrkálka, jahody, praslička, rozľahlý zvon.

Produktivita lúky je nízka. Kŕmna hodnota je priemerná, kvôli veľkému množstvu podvyživených forbov.

Nížinné lúky sa nachádzajú v údoliach malých riek, potokov s vlhkosťou v dôsledku atmosférickej a podzemnej vody. Prevláda v nich trávno-bylinný typ porastu s dominanciou kostrava lúčna, kohútik, lipnica mäkká, lipnica obyčajná, rebríček obyčajný.

Využitie týchto druhov pôdy - ako pasienky, sena. Lužné lúky vysokej úrovne sú zastúpené béžovo-trávnicovým porastom.

Hojne sa vyskytujú: modráčica lúčna, kostrava, kohútik, gaučovka. Výdatnosť týchto lúk je priemerná, kŕmna hodnota je dobrá, sú vhodné na použitie na senníky.

Hlavnú časť územia zaberajú poľnohospodárske plodiny, z ktorých väčšinu tvoria trváce trávy a obilniny.

Polia štátneho statku sú posiate prevažne trvácou burinou. Z podzemkovitých druhov praslička roľná, podbeľ, pýr plazivý, pšenica plazivá, z koreňových výhonkov: pŕhľava poľná, sviňa poľná, z letničiek jarná - pastierska kapsička, pikulník nádherný, zimuje: nevädza modrá, rumanček bez zápachu.

2.3 Charakteristika ekonomickej činnosti SHPK "Rus"

SHPK "Rus" je jednou z najväčších fariem v okrese Bolshesosnovsky. Už viac ako desať rokov sa farma neustále venuje poľnohospodárskej činnosti, ktorej hlavnými smermi sú elitná produkcia semien a chov dojníc.

Celková výmera pôdy družstva je 7114 ha, z toho poľnohospodárska pôda 4982 ha, z toho orná pôda 4548 ha, sená 110 ha, pasienky 324 ha. Družstvo už tri roky využíva pozemok rôznymi spôsobmi. K miernemu úbytku užívaných pozemkov dochádza od ich družstevníkov – podielnikov.

Hlavným smerom živočíšnej výroby je chov dobytka na produkciu mäsa a mlieka.

Chov zvierat je hlavným smerom získavania krmiva pre zvieratá.

Hlavná časť dopestovaných produktov farmy sa používa ako krmivo, časť zostáva na semená a veľmi malá časť zostáva na predaj. Obilie na predaj možno predávať len na kŕmne účely, pretože má nízky obsah bielkovín a vlákniny, má vysoký obsah vlhkosti, a preto nie je rentabilné pestovať obilie na predaj.

Na farme je dostatok krmiva. Ako krmivo sa používa seno, siláž, zelená hmota. Na zelenú hmotu sa používa ovos a ďatelina. Siláž sa pripravuje z ďateliny a ovsa, sena z ďateliny a mažiarov a obilných tráv na prírodných senách. Slama sa nepoužíva na kŕmenie hospodárskych zvierat, keďže krmiva je dostatok.

Za posledné tri roky boli na území SHPK Rus zavedené komplexné hnojivá, ako aj fosfor, potaš a organické hnojivá.

Hnoj sa skladuje vo vonkajších skladoch hnoja. Pesticídy sa používajú málo, nosia sa na závesných klzákoch, neskladujú sa.

Poľnohospodárske stroje dovezené. Na sklad pohonných hmôt, mazacích olejov slúži čerpacia stanica - čerpacia stanica, ktorá sa nachádza mimo osady. Je oplotený, je urobený zelený násyp zabraňujúci zatekaniu taveniny a dažďovej vody, ako aj rozliateho paliva z územia čerpacej stanice.

2.4 Predmety a metódy výskumu

Štúdie sa uskutočnili v rokoch 2007-2008. Predmetom štúdia sú fytocenózy nachádzajúce sa pozdĺž diaľnice federálnej diaľnice "Jekaterinburg - Kazaň", ktorá patrí do SHPK "Rus" okresu Bolshesonovskoye. Zážitkové možnosti - vzdialenosť od cesty: 5 m, 30 m, 50 m, 100 m, 300 m.

V regióne Bolshesonovsky prevládajúci vietor fúka juhozápadným smerom, takže výfukové plyny ICE sa prenášajú do študijnej oblasti. Kvôli nízkej rýchlosti a sile vetra dochádza v blízkosti federálnej diaľnice k poklesu.

Na štúdium vplyvu vozidiel na cestné úseky federálnej diaľnice boli použité nasledujúce metódy:

Zisťovanie intenzity premávky motorových vozidiel na federálnej diaľnici.

Intenzita dopravného prúdu bola určená metódou Begma, ako ju prezentoval A.I. Fedorová (2003). Predtým bol celý dopravný tok rozdelený do týchto skupín: ľahké nákladné autá (sem patrili nákladné autá s nosnosťou do 3,5 tony), stredné nákladné autá (s nosnosťou 3,5 - 12 ton), ťažké nákladné vozidlá (s nosnosťou s nosnosťou viac ako 12 ton).

Počítanie prebiehalo na jeseň (september) a na jar (máj) 1 hodinu ráno (od 8. do 9. hodiny) a večer (od 19. do 20. hodiny). Opakovanie bolo 4-násobné (pracovné dni) a 2-násobné (víkendy).

Stanovenie agrochemických ukazovateľov a obsahu mobilných foriem ťažkých kovov v pôde.

Odber vzoriek bol realizovaný vo vzdialenosti 5 m, 30 m, 50 m, 100 m a 300 m od cesty. V týchto vzdialenostiach sa vzorky odobrali v štyroch replikátoch. Vzorky pôdy na stanovenie agrochemických ukazovateľov boli odoberané do hĺbky ornej vrstvy, na stanovenie ťažkých kovov do hĺbky 10 cm, hmotnosť každej vzorky pôdy bola cca 500 g.

Chemická analýza bola vykonaná v laboratóriu na Katedre ekológie PGSHA. Z agrochemických ukazovateľov boli stanovené: obsah humusu, pH, obsah mobilných foriem fosforu; V pôde boli identifikované ťažké kovy, mobilné formy kadmia, zinku a olova.

· pH soľného extraktu podľa metódy TsINAO (GOST 26483-85);

· mobilné zlúčeniny fosforu fotometrickou metódou podľa Kirsanova (GOST 26207-83);

Stanovenie fytotoxicity

Metóda je založená na reakcii testovacích kultúr. Táto metóda umožňuje odhaliť toxický účinok ťažkých kovov na vývoj a rast rastlín. Experiment sa uskutočnil v štyroch opakovaniach. Ako kontrola bola použitá pôdna pôda na báze biohumu zakúpená v obchode s agrochemickými indikátormi: dusík najmenej 1%, fosfor najmenej 0,5%, draslík najmenej 0,5% v sušine, pH 6,5-7, 5. Do nádob sa umiestni 250 g pôdy, ktorá sa navlhčí na 70 % PV a táto vlhkosť sa udržiava počas celého experimentu. Do každej nádoby sa zasialo 25 semien reďkovky (ružovočervenej s bielou špičkou) Štvrtý deň sa nádoby umiestnili na svetlý stojan s osvetlením na 14 hodín denne. Reďkovky sa pestovali za týchto podmienok dva týždne.

Počas experimentu sa pozorovania vykonávajú podľa nasledujúcich ukazovateľov: zaznamenáva sa čas vzniku sadeníc a ich počet za deň; zhodnotiť celkovú klíčivosť (do konca zážitku); pravidelne merať dĺžku prízemnej hmoty (výšku rastliny). Na konci pokusu sa rastliny opatrne oddelia od zeme, oklepú sa, zvyšky zeminy sa vytrasú a zmeria sa konečná dĺžka nadzemnej časti rastlín, dĺžka koreňov. Potom sa rastliny sušia na vzduchu a biomasa nadzemných častí a koreňov sa odváži oddelene. Porovnanie týchto údajov umožňuje odhaliť fakt fytotoxicity alebo stimulačného účinku (Orlov, 2002).

Fytotoxický účinok možno vypočítať podľa rôznych ukazovateľov.

FE = M Komu - M Hm Komu *100,

kde M Komu - hmotnosť kontrolnej rastliny (alebo všetkých rastlín na nádobu);

M X je množstvo rastlín pestovaných na pravdepodobne fytotoxickom médiu.

Indikácia lišajníkov bola vykonaná podľa metódy Shkraba (2001).

Určenie lišajníkov sa vykonáva na skúšobných lokalitách. Na každej lokalite sa berie do úvahy minimálne 25 dospelých stromov všetkých druhov zastúpených v lesnom poraste.

Paleta je vyrobená z priehľadnej dvojlitrovej fľaše 10-30 cm, na ktorej je cez každý centimeter nakreslená mriežka s ostrým predmetom. Najprv sa vypočíta celkové krytie, t.j. oblasť, ktorú zaberajú všetky druhy lišajníkov, a potom sa určí pokrytie každého jednotlivého druhu lišajníka. Množstvo pokrytia pomocou mriežky je určené počtom štvorcov mriežky, v ktorých lišajníky zaberajú viac ako polovicu plochy štvorca (a), čo im podmienečne pripisuje pokrytie rovnajúce sa 100%. Potom spočítajte počet štvorcov, v ktorých lišajníky zaberajú menej ako polovicu plochy štvorca (b), čím sa im podmienečne pripíše pokrytie rovnajúce sa 50%. Celkové projektívne pokrytie (K) sa vypočíta podľa vzorca:

K \u003d (100 a + 50 b) / C,

kde C je celkový počet štvorcov mriežky (Pchelkin, Bogolyubov, 1997).

Po určení celkového pokrytia sa rovnakým spôsobom stanoví pokrytie každého druhu lišajníka prezentovaného na účtovnej lokalite.

3. Výsledky výskumu

.1 Charakteristika intenzity dopravy na federálnej diaľnici

Zo získaných výsledkov môžeme usúdiť, že intenzita vozidiel pre jesenné a jarné obdobie je rozdielna a intenzita sa mení aj počas pracovných a víkendových dní v závislosti od dennej doby. Na jeseň prejde 12-hodinovým pracovným dňom 4080 áut a na jar 2448 áut, t.j. 1,6 krát menej. Na jeseň prejde 12-hodinovým voľným dňom 2880 jednotiek vozidiel, na jar 1680 jednotiek, t.j. 1,7 krát menej. Na jeseň je priemer za 1 hodinu pracovného dňa ľahkej nákladnej dopravy 124 jednotiek, na jar 38, čo je 3,2-krát menej. Počet ťažkej nákladnej dopravy na jar klesol, na jeseň vzrástol.

Na jeseň v deň voľna vzrástli osobné vozidlá za 1 hodinu 1,7-krát. Na jar v pracovné dni vzrástla priemerná nákladná preprava 1,8-násobne. Priemerný počet áut za deň na jeseň bol 120 kusov, na jar - 70, čo je 1,7-krát menej.

Intenzita vozidiel na federálnej diaľnici je v jesennom období za deň väčšia ako na jar. Najvyššia intenzita strednej nákladnej dopravy bola zaznamenaná v jarnom období v pracovných dňoch a na jeseň v deň pracovného voľna. Intenzita osobnej automobilovej dopravy na jeseň v pracovné dni je 1,6-krát vyššia ako na jar a cez víkendy je 1,7-krát nižšia ako na jeseň. Ťažké nákladné vozidlá sú pozorované viac v pracovných dňoch na jeseň a na jar - cez víkendy. Autobusy jazdia najviac na jeseň.

Pomer počtu cestných prepráv v rôznych dňoch a ročných obdobiach je znázornený na obrázkoch 1.2.

Ryža. 1 Pomer počtu vozidiel, % (jeseň)

Ryža. 2 Pomer počtu vozidiel, % (jar)

Na jeseň v pracovných dňoch sú na prvom mieste v dopravnom prúde osobné autá (47,6 %), druhé miesto sú ľahké nákladné autá (34,9 %), potom ťažké nákladné autá (12 %), stredné nákladné autá (3,36 %) a autobusy. (1,9 %). Na jeseň, cez víkendy, bol počet osobných automobilov (48,9 %), ľahkých nákladných vozidiel – 31,5 %, stredných nákladných vozidiel – 9,9 %, ťažkých nákladných vozidiel – 7,3 % a autobusov – 2,1 %. Počas jarného obdobia (pracovné dni) osobné vozidlá – 48,7 %, ťažké nákladné vozidlá – 20,2 %, ľahké nákladné vozidlá – 18,4 %, stredné nákladné vozidlá – 10,6 %, autobusy – 1,9 %. A cez víkendy tvoria osobné vozidlá 48,1 %, stredné a ťažké nákladné vozidlá – 7 %, respektíve 18 %, ľahké nákladné vozidlá – 25 % a autobusy – 1,5 %.

3.2 Charakteristika emisií z motorovej dopravy federálnej diaľnice

Analýzou údajov o emisiách vozidiel (Príloha 1,2,3,4) a tabuliek 2,3,4,5,6 môžeme vyvodiť tieto závery: v jesennom období počas 12-hodinového pracovného dňa na Kazani. Jekaterinburská federálna diaľnica 1 km je emitovaná: oxid uhoľnatý - 30,3 kg, oxidy dusíka - 5,06 kg, uhľovodíky - 3,14 kg, sadze - 0,13 kg, oxid uhličitý - 296,8 kg, oxid siričitý - 0,64 kg; za 12-hodinový voľný deň: oxid uhoľnatý - 251,9 kg, oxidy dusíka - 3,12 kg, uhľovodíky - 2,8 kg, sadze - 0,04 kg, oxid uhličitý - 249,4 kg, oxid siričitý - 0,3 kg.

Analýza údajov za jarné obdobie ukazuje, že v pracovný deň sa na 1 km federálnej diaľnice tvorí nasledovné znečistenie: oxid uhoľnatý - 26 kg, oxidy dusíka - 8,01 kg, uhľovodíky - 4,14 kg, sadze - 0,13 kg, uhlík oxid siričitý - 325 kg, oxid siričitý - 0,60 kg. V deň voľna: oxid uhoľnatý - 138,2 kg, oxidy dusíka - 5,73 kg, uhľovodíky - 3,8 kg, sadze - 0,08 kg, oxid uhličitý - 243 kg, oxid siričitý - 8 kg.

Dá sa povedať, že zo všetkých šiestich zložiek vo výfukových plynoch spaľovacieho motora prevláda z hľadiska množstva oxidu uhličitého oxid uhličitý, jeho najväčšie množstvo je pozorované na jeseň v pracovné dni. Aj počas tohto obdobia sa pozoruje najväčšie množstvo oxidu uhoľnatého, oxidov dusíka a uhľovodíkov a najmenšie - na jarné prázdniny.

V pracovných dňoch jesenného obdobia teda dochádza k najväčšiemu znečisteniu životného prostredia výfukovými plynmi ICE a v jarných dňoch k najmenšiemu.

V pracovných dňoch jesene najväčšie množstvo uhlíka vypúšťajú osobné autá, menej stredné nákladné autá a najmenšie autobusy. Počas jarného dňa voľna vypúšťa najväčšie množstvo oxidov dusíka ťažké nákladné autá, menej ľahké nákladné autá, stredné nákladné autá a osobné autá a najmenšie autobusy.

Počas jesenných voľných dní tvoria najväčšie množstvo oxidu uhoľnatého osobné a ľahké nákladné autá, najmenej autobusy a ťažké nákladné autá. V pracovné dni na jar vypúšťa veľké množstvo oxidu uhoľnatého osobné auto, najmenej autobusy.

3.3 Agrochemický rozbor skúmaných pôd

Výsledky chemickej analýzy pôd vybraných na cestných úsekoch federálnej diaľnice sú uvedené v tabuľke.

Agrochemické ukazovatele

Vzdialenosť od cesty KCI Humus, %P 2O 5,mg/kg5 m 30 m 50 m 100 m 300 m5,4 5,1 4,9 5,4 5,22,1 2,5 2,7 2,6 2,4153 174 180 189 195

Agrochemický rozbor ukázal, že pôda skúmanej oblasti je mierne kyslá, skúmané plochy sa od seba kyslosťou nelíšili. Podľa obsahu humusu sú pôdy mierne humózne.

Je možné poznamenať, že obsah fosforu sa zvyšuje so vzdialenosťou od vozovky.

Charakteristiky pôd podľa agrochemických ukazovateľov teda naznačujú, že iba pôdy nachádzajúce sa vo vzdialenosti 100 m a 300 m od cesty sú optimálne pre rast a vývoj rastlín.

Analýza pôdnych vzoriek na obsah ťažkých kovov v nich ukázala, že (tabuľka 7) ak vezmeme do úvahy, že MPC kadmia v pôde je 0,3 mg/kg (Staroverová, 2000), potom v pôde nachádzajúcej sa na mieste 5 m od cesty, obsah kadmia prekročil túto MPC 1,3-krát. So vzdialenosťou od cesty obsah kadmia v pôde klesá.

Vzdialenosť od vozovkyCd, mg/kgZn, mg/kgPb, mg/kg5 m 30 m 50 m 100 m 300 m 0,4 0,15 00,7 0,04 0,0153,3 2,4 2,0 ​​1,8 1 205-2,05 PD

MPC index pre zinok je 23 mg/kg (Staroverova, 2000), preto možno konštatovať, že v tejto oblasti nedochádza k znečisteniu cestných plôch zinkom. Najvyšší obsah zinku v 5 m je 3,3 mg/kg z vozovky, najnižší v 300 m je 1,0 mg/kg.

Na základe uvedeného môžeme konštatovať, že cestná doprava je zdrojom kontaminácie pôdy skúmaných prícestných oblastí na federálnej diaľnici len kadmiom. Okrem toho sa pozoruje pravidelnosť: so zvyšujúcou sa vzdialenosťou od cesty množstvo ťažkých kovov v pôde klesá, to znamená, že časť kovov sa usadzuje v blízkosti cesty.

3.4 Stanovenie fytotoxicity

Analýzou údajov získaných pri štúdiu fytotoxicity pôdy znečistenej emisiami vozidiel (obr. 3) môžeme povedať, že najväčší fytotoxický účinok sa prejavil vo vzdialenosti 50 a 100 m od cesty (43, resp. 47 %). Dá sa to vysvetliť tým, že najväčšie množstvo škodlivín sa usadzuje 50 a 100 m od cesty, kvôli zvláštnostiam ich distribúcie. Tento vzor zaznamenali viacerí autori, napríklad N.A. Golubkina (2004).

Ryža. 3. Vplyv pôdnej fytotoxicity na dĺžku sadeníc reďkovky odroda Rosovo-červená s bielou špičkou Obr.

Po otestovaní tejto techniky je potrebné poznamenať, že neodporúčame používať reďkovku ako testovaciu kultúru.

Štúdium údajov získaných pri určovaní energie klíčenia reďkovky ukázalo, že v porovnaní s kontrolným variantom vo variantoch so vzdialenosťou 50 a 100 m bola W 1,4 a 1,3 krát menšia.

Energia klíčenia reďkovky sa výrazne nelíšila od kontrolného variantu len vo vzdialenosti 300 m od spolkovej diaľnice.

Je potrebné poznamenať, že rovnaký trend sa pozoruje aj pri analýze údajov o klíčení študovanej kultúry.

Najvyššia klíčivosť bola dosiahnutá v kontrolnom variante (97 %) a najmenšia - vo variante 50 m od cesty (76 %), čo je 1,3-krát menej ako pri kontrolnom variante.

Rozptylová analýza získaných údajov ukázala, že rozdiel je pozorovaný len vo vzdialenosti 50 m a 30 m od cesty, v ostatných prípadoch je rozdiel nevýznamný.

3.5 Indikácia lišajníkov

Výsledky štúdia druhového zloženia a stavu lišajníkov sú uvedené v tabuľke 11.

Pri štúdiu lišajníkov sa v skúmaných oblastiach našli dva ich druhy: Platysmatia glauca a Platysmatia glauca.

Pokrytie trupu lišajníkmi sa líši od opuchnutej hypohymnie (Platysmatia glauca) v rozsahu od 37,5 do 70 cm 3, Platysmatia glauca (Platysmatia glauca) od 20 do 56,5 cm3 .

Vplyv federálnej diaľnice na stav lišajníkov

Z pokusnej parcely Druh a číslo stromu Názov druhu lišajníka Umiestnite a zaznamenajte na kmeň Kryt stonky, cm 3Celkové pokrytie, % Celkové skóre pokrytia11 - breza Hypogymnia physodes (Hypogymnia physodes) Pás 702352 - breza-----3 - smrek-----4 - breza Platism sivý (Platismatia Lesný ochranný pás 55,59,235 - smrek Platism sivý ochranný pás lesa 35,55,9321 - smrek Lesný ochranný pás 56,59,433 - breza Hypohymna zdurená -0--4 - smrek Hypohymna zdurená-0--5 - brezaHypohymna zdurená-0--31 - breza Platizácia sivosivá lesná ochranná lišta 37,56,242 - smrek Hypohymická breza zdurená-0--3 - breza. ochranný pás zdureného lesa 451544 - smrek Pokovovanie šedo-sivá spolukonštrukcia Pás20,53,425 - smrekHypohymnaya opuchnutý-0--41 - brezaHypohymný pás zdurený les 421442 - breza pás,01531 -52 breza,51531,52 opuchnutý-0 --4 - breza Platovanie sivosivá Lesná ochrana Pás 35,55,935 - smrek Hypohymous zdurený-0--

Celkové pokrytie bolo: Opuchnutá hypohymnia (Platysmatia glauca) od 2 % do 23 % a Platysmatia glauca od 5 % do 9 %.

Pri použití desaťbodovej stupnice (tabuľka 12) môžeme konštatovať, že dochádza k znečisteniu emisiami vozidiel. Celkové pokrytie hypohymnie opuchnutej (Platysmatia glauca) je od 1 do 5 bodov a Platysmatia glauca je od 1 do 3 bodov.

4. Ekonomický úsek

.1 Výpočet ekonomických škôd z emisií

Kritériom ekologickej a ekonomickej efektívnosti poľnohospodárskej výroby je maximalizácia riešenia problému uspokojenia dopytu verejnosti po poľnohospodárskych produktoch získaných s optimálnymi výrobnými nákladmi pri zachovaní a reprodukcii životného prostredia.

Stanovenie environmentálnej a ekonomickej efektívnosti poľnohospodárskej výroby sa uskutočňuje na základe výpočtov ukazovateľa environmentálnej a ekonomickej škody.

Ekologické a ekonomické škody sú skutočné alebo možné straty, vyjadrené hodnotou, spôsobené poľnohospodárstvu v dôsledku zhoršenia kvality prírodného prostredia s dodatočnými nákladmi na kompenzáciu týchto strát. Ekologické a ekonomické škody spôsobené na pôde využívanej v poľnohospodárstve ako hlavnom výrobnom prostriedku sa prejavujú v nákladoch na posúdenie kvalitatívneho zhoršenia jej stavu, čo sa prejavuje predovšetkým v znižovaní úrodnosti pôdy a strate produktivity poľnohospodárskej pôdy (Minakov). , 2003).

Účelom tejto časti je určiť škody spôsobené emisiami vozidiel na federálnej diaľnici "Kazaň - Jekaterinburg" z poľnohospodárskeho využitia.

Pozdĺž federálnej diaľnice vedie prideľovací pás. Územie, na ktorom sa nachádza, patrí SHPK "Rus". Vedľa prednosti je ochranný pás, potom je pole. Spoločnosť ho využíva v poľnohospodárskej výrobe.

Je známe, že rastliny rastúce v tejto oblasti akumulujú niektoré zložky skleníkových plynov a tie sa zase pohybujú po článkoch potravinového reťazca (tráva - hospodárske zvieratá - ľudia), čím znižujú kvalitu krmiva, znižujú výnosy, produktivitu hospodárskych zvierat. a kvalitu produktov živočíšnej výroby.zhoršovanie zdravia zvierat a ľudí.

Pre výpočty je potrebné poznať priemernú úrodu sena na 1 hektár a náklady na 1 cent sena za posledné 3 roky (2006-2007). Priemerná úroda sena za posledné 3 roky bola: 17,8 q/ha, náklady na 1 q sena boli 64,11.

Ekologicko - ekonomická škoda (E) z vyradenia RÚ z poľnohospodárskeho využitia sa vypočíta podľa vzorca:

kde B je hrubý zber sena z odňatej oblasti; C - náklady na 1 cent sena, rub.

Hrubá úroda sena sa vypočíta podľa vzorca:

B = Ur * P

kde R - priemerná úroda za 3 roky, c/ha; P - stiahnutá plocha, ha

B \u003d 17,8 * 22,5 \u003d 400 c

Y \u003d 400 * 64,11 \u003d 25676 rubľov.

Predpokladajme, že farma naplní nedostatok nákupom za trhovú cenu. Potom sa náklady na jeho obstaranie môžu vypočítať podľa vzorca:

Zpr = K*C,

kde Z atď - náklady na nákup sena za trhovú cenu, rubľov; K - potrebné množstvo na nákup sena, q; C - trhová cena 1 centu sena.

Hodnota Z atď sa rovná neprijatému senu v dôsledku stiahnutia pôdy, to znamená 400 centov, trhová cena je 1 cent, trhová cena 1 centu sena je 200 rubľov.

Potom, Z pr \u003d 17,8 * 200 \u003d 80 100 rubľov.

Rozloha pozemku teda bola 17,8 hektára. Strata sena na telesnej hmotnosti bude 400 centov. Odňatím práva prechodu z poľnohospodárskeho využívania predstavovala ročná strata 25 676 rubľov. náklady na nákup neprijatého sena budú 80 100.

závery

Na základe vykonaného výskumu možno vyvodiť tieto závery:

1. Zloženie výfukových plynov spaľovacích motorov zahŕňa 200 zložiek, medzi najtoxickejšie pre živé organizmy patrí oxid uhoľnatý, oxidy dusíka, uhľovodíky, aldehydy, oxidy, oxid siričitý a ťažké kovy.
2. Výfukové plyny ovplyvňujú plodiny, ktoré sú hlavnou zložkou agroekosystému. Vplyv výfukových plynov vedie k zníženiu výnosu a kvality poľnohospodárskych produktov. Niektoré látky z emisií sa môžu hromadiť v rastlinách, čo predstavuje ďalšie nebezpečenstvo pre zdravie ľudí a zvierat.
3. Na jeseň prejde 12-hodinovým pracovným dňom 4080 vozidiel, ktoré na 1 km cesty vypustili do životného prostredia asi 3,3 tony škodlivých látok a na jar 1,2 tony škodlivých látok. Na jeseň bolo počas 12-hodinového voľna spozorovaných 2880 vozidiel, ktoré tvorili 3,2 tony škodlivých látok a na jar 1680 ton, ktoré tvorili 1,7 tony škodlivých látok. K najväčšiemu znečisteniu dochádza v dôsledku osobných a ľahkých nákladných automobilov.
4. Agrochemický rozbor pôdy ukázal, že skúmaná plocha v tejto oblasti je mierne kyslá, v pokusných variantoch sa pohybovala od 4,9 do 5,4 pH KCI, pôdy majú nízky obsah humusu a sú mierne kontaminované kadmiom.
5. Ekonomická škoda z emisií vozidiel na federálnej diaľnici "Kazaň - Jekaterinburg" je 25 676 rubľov.

Bibliografický zoznam

1. Alekseev Yu.V. Ťažké kovy v pôde a rastlinách / Yu.V. Aleksejev. - L.: Agropromizdat, 1987. - 142 s.

2. Artamonov V.I. Rastliny a čistota prírodného prostredia / V.I. Artamonov. - M.: Nauka, 1968. - 172 s.

Bezuglová O.S. Biogochémia / O.S. Bezuglová, D.S. Orlov. - Rostov n / Don.: "Phoenix", 2000. - 320 s.

Berinya Dz.Zh. / Distribúcia emisií z vozidiel a znečistenia pôdy na cestách / Dz.Zh. Berinya, L.K. Kalvinya // Vplyv emisií vozidiel na životné prostredie. - Riga: Noble, 1989. - S. 22-35.

Valová V.D. Základy ekológie / V.D. Valová. - M.: Vydavateľstvo "Dashkov and K", 2001. - 212 s.

Varshavsky I.L. Ako neutralizovať výfukové plyny auta / I.L. Varšava, R.V. Malov. - M.: Doprava, 1968. - 128 s.

Golubkina N.A. Laboratórny workshop o ekológii / N.A. Golubkina, M.: FÓRUM - INTRA - M, 2004. - 34 s.

Gutarevič Yu.F. Ochrana životného prostredia pred znečistením emisiami motora / Yu.F. Gutarevič, - M.: Žatva, 1989. - 244 s.

Armor B.A. Metódy terénnej skúsenosti (Sosnovami štatistické spracovanie výsledkov výskumu) / B.A. Brnenie. - M.: Kolos, 197 * 9. - 413 s.

Drobot V.V. Boj proti znečisťovaniu životného prostredia v cestnej doprave / V.V. Drobot, P.V. Kositsin, A.P. Lukjanenko, V.P. Hrob. - Kyjev: Technika, 1979. - 215 s.

Evguniev I.Ya. Automobilové cesty a ochrana životného prostredia / I.Ya. Evgeniev, A.A. Mironov. - Tomsk: Vydavateľstvo Tomskej univerzity, 1986. - 281 s.

Ilyin V.B. Ťažké kovy v systéme pôda-rastlina. Novosib.: Veda. 1991. - 151 s.

Kuznecovová L.M. Vplyv ťažkých kovov na úrodu a kvalitu pšenice / L.M. Kuznetsova, E.B. Zubarev // Chémia v poľnohospodárstve. - 1997. - č.2. - S. 36-37.

Lukanin V.N. Priemyselná a dopravná ekológia / V.N. Lukanin. - M.: Vyššia škola, 2001. - 273 s.

Lukanin V.N., Trofimenko Yu.V. Priemyselná a dopravná ekológia: Proc. pre univerzity / Ed. V.N. Lukanin. - M.: Vyššie. škola, 2001. - 273 s.

Mineev V.G. Workshop o agrochémii / V.G. Minejev. - M.: Vydavateľstvo Moskovskej štátnej univerzity, 2001. - 689 s.

Mineev V.G. Chemizácia poľnohospodárstva a prírodného prostredia. M.: Agropromizdat, 1990. - 287 s.

Molčanov A.A. Vplyv lesa na životné prostredie / A.A. Molčanov. - M.: Nauka, 1973. - 145 s.

Nikiforová E.M. Znečistenie prírodného prostredia olovom z výfukových plynov vozidiel // Vesti Moskovskej univerzity. - 1975. - č.3. - S. 28-36.

Obukhov A.I. Vedecký základ pre vývoj MPC pre ťažké kovy v pôdach / A.I., Obukhov, I.P. Babieva, A.V. Usmievaj sa. - M.: Moskovské vydavateľstvo. Univ., 1980. - 164 s.

Oreshkina A.V. Zvláštnosti kontaminácie pôdy kadmiom // EkiP. - 2004. Číslo 1. - S. 31-32.

Orlov D.S. Ekológia a ochrana biosféry pri chemickom znečistení: Proc. príspevok na chem., chemicko-techn. a biol. špecialista. univerzity / D.S. Orlov, L.K. Sadovníková, I.N. Lozanovská. M.: Vyššie. škola, - 2002. - 334 s.

Pavlova E.I. Ekológia dopravy / E.I. Pavlova. - M.: Doprava, 2000, - 284 s.

Perelman A.I. Krajinná geochémia / A.I. Perelman. - M.: Vyššia škola, 1975. - 341 s.

Pchelkina A.V., Bogolyubov A.S. Metódy indikácie znečistenia životného prostredia lišajníkmi. Toolkit. - M.: Ekosystém, 1997. - 80 s.

Staroverová A.V. Prideľovanie toxických látok v pôde a potravinových produktoch / A.V. Staroverová, L.V. Vashchenko // Agrochemický bulletin. - 2000. - č. 2. - S. 7-10.

Fellenberg G. znečistenie životného prostredia. Úvod do ekologickej chémie / G. Fellenberg. - M.: Mir, 1997. - 232 s.

Feldman Yu.G. Hygienické hodnotenie motorovej dopravy ako zdroja znečistenia ovzdušia / Yu.G. Feldman. - M.: Medicína, 1975.

Chirkov Yu.I., Agrometeorológia / Yu.A. Čirkov. - L.: Gidrometeoizdat, 1986. - 296 s.

Shilnikov I.A. Migrácia kadmia, zinku, olova a stroncia z koreňovej vrstvy sodno-podzolových pôd / I.A. Shilnikov, M.M. Ovcharenko // Agrochemický bulletin. - 1998. - č. 5 - 6. - S. 43-44.

Yusfin Yu.S., Priemysel a životné prostredie / Yu.S. Yusfin, Ya.I. Leontiev, P.I. Černousov. - M.: ICC "Acadeikniga", 2002. - 469 s.

Yufit S.S. Jedy sú všade okolo nás. Výzvy pre ľudskosť / S.S. Yufit. - M.: Classics Style, 2002. - 368 s.

Yagodin B.A. Ťažké kovy a ľudské zdravie // Chémia v poľnohospodárstve. - 1995. - č.4. - S. 18-20.

Yakubovsky Yu Automobilová doprava a ochrana životného prostredia / Yu. Yakubovsky. - M.: Doprava, 1979. - 198 s.

Doučovanie

Potrebujete pomôcť s učením témy?

Naši odborníci vám poradia alebo poskytnú doučovacie služby na témy, ktoré vás zaujímajú.
Odoslať žiadosť s uvedením témy práve teraz, aby ste sa dozvedeli o možnosti konzultácie.

Interakcia dopravných objektov s prostredím

Doprava je jedným z hlavných zdrojov znečistenia ovzdušia v atmosfére. Environmentálne problémy spojené s vplyvom rôznych dopravných zariadení na životné prostredie sú determinované množstvom emisií toxických látok z motorov a spočívajú aj v znečistení vodných útvarov. Produkcia tuhého odpadu a hluková záťaž majú svoj podiel na negatívnych vplyvoch. Zároveň je to cestná doprava, ktorá je na prvom mieste ako znečisťovateľ životného prostredia a spotrebiteľ energetických zdrojov. O rádovo nižší je negatívny vplyv zariadení železničnej dopravy. Znečistenie – v klesajúcom poradí – z leteckej, námornej a vnútrozemskej vodnej dopravy je ešte menšie.

Vplyv cestnej dopravy na životné prostredie

Spálením obrovského množstva ropných produktov autá poškodzujú životné prostredie (predovšetkým ovzdušie), ako aj ľudské zdravie. Vzduch je ochudobnený o kyslík, nasýtený škodlivými látkami výfukových plynov, zvyšuje sa množstvo prachu suspendovaného v atmosfére a usadeného na povrchu rôznych substrátov.

Odpadové vody z podnikov komplexu motorovej dopravy sú zvyčajne nasýtené ropnými produktmi a nerozpustenými látkami a povrchový odtok z vozovky obsahuje ďalšie ťažké kovy (olovo, kadmium atď.) a chloridy.

Autá sú tiež intenzívnymi faktormi pri likvidácii stavovcov a bezstavovcov, sú nebezpečné aj pre človeka, spôsobujú veľa úmrtí a ťažkých zranení.

Poznámka 1

Majitelia osobných vozidiel často umývajú svoje autá na brehoch vodných plôch pomocou syntetických čistiacich prostriedkov, ktoré sa dostávajú do vody.

Škody na prírodných ekosystémoch sú spôsobené chemickým spôsobom odstraňovania snehu a ľadu z povrchu ciest pomocou činidiel - chloridových zlúčenín (priamym kontaktom a pôdou).

Nebezpečný účinok týchto solí sa prejavuje procesom korózie kovu, ktorý je súčasťou automobilu, ničením cestných strojov a konštrukčných prvkov dopravných značiek a zvodidiel.

Príklad 1

Podiel prevádzkovaných áut, napriek prekročeniu moderných noriem na toxicitu a opacitu emisií, je v priemere 20 - 25 %.

Lokálny geoekologický vplyv dopravy sa prejavuje intenzívnou akumuláciou oxidu uhoľnatého, oxidov dusíka, uhľovodíkov či olova v blízkosti zdrojov znečistenia (pri diaľniciach, hlavných uliciach, v tuneloch, na križovatkách). Časť znečisťujúcich látok je transportovaná z miesta emisie, čo spôsobuje regionálne geoekologické vplyvy. Oxid uhličitý a ďalšie plyny, ktoré majú skleníkový efekt, šíria sa atmosférou a spôsobujú globálne geoekologické dopady, ktoré sú pre človeka nepriaznivé.

Príklad 2

Približne 15 % vzoriek v oblastiach zasiahnutých dopravou prekročilo MPC ťažkých kovov nebezpečných pre zdravie.

Hlavným odpadom z motorovej dopravy sú batérie (olovo), prvky čalúnenia interiéru (plasty), pneumatiky automobilov, úlomky karosérií (oceľ).

Vplyv železničnej dopravy

Hlavným zdrojom znečistenia ovzdušia sú výfukové plyny vypúšťané dieselovými lokomotívami s obsahom oxidu uhoľnatého, oxidov dusíka, rôznych druhov uhľovodíkov, oxidu siričitého a sadzí.

Okrem toho sa ročne z osobných áut na kilometer trate vyhodí až 200 m³ odpadových vôd obsahujúcich patogénne mikroorganizmy, navyše sa vyhodí až 12 ton suchého odpadu.

V procese umývania koľajových vozidiel sa do vody spolu s odpadovou vodou vhadzujú aj detergenty – syntetické povrchovo aktívne látky, rôzne ropné produkty, fenoly, šesťmocný chróm, kyseliny, zásady, rôzne organické látky a anorganické nerozpustné látky.

Hlukové znečistenie z pohybujúcich sa vlakov spôsobuje negatívne účinky na zdravie a vo všeobecnosti ovplyvňuje kvalitu života obyvateľstva.

Vplyv leteckej dopravy

Letecká doprava saturuje atmosféru oxidom uhoľnatým, uhľovodíkmi, oxidmi dusíka, sadzami a aldehydmi. Motory leteckých a raketových dopravných objektov majú negatívny vplyv na troposféru, stratosféru a vesmír. Emisie, ktoré prispievajú k ničeniu ozónovej vrstvy planéty, tvoria asi 5 % toxických látok vstupujúcich do atmosféry z celého sektora dopravy.

Vplyv na flotilu

Rieka a najmä námorná flotila vážne znečisťuje atmosféru a hydrosféru. Dopravná lodná doprava saturuje atmosféru freónmi, ktoré ničia ozónovú vrstvu zemskej atmosféry a palivo pri spaľovaní uvoľňuje oxidy síry, dusíka a oxidu uhoľnatého. Je známe, že 40 % negatívnych vplyvov vodnej dopravy má na svedomí znečistenie ovzdušia. 60% medzi sebou „zdieľa“ hluk, vibrácie neobvyklé pre biosféru, tuhý odpad a korózne procesy dopravných zariadení, úniky ropy pri haváriách tankerov a niektoré ďalšie veci. Úmrtnosť mladých rýb a mnohých ďalších hydrobiontov je spojená s vlnami vyskytujúcimi sa počas prevádzky námorných plavidiel.

Cestná doprava je v porovnaní s ostatnými druhmi dopravy vo vzťahu k životnému prostrediu najagresívnejšia. Je silným zdrojom jeho chemického (dodáva obrovské množstvo toxických látok do prostredia), hluku a mechanického znečistenia. Je potrebné zdôrazniť, že s nárastom parkoviska sa intenzívne zvyšuje miera škodlivého vplyvu vozidiel na životné prostredie. Ak teda začiatkom 70. rokov hygienici určili podiel znečistenia, ktoré do ovzdušia prináša cestná doprava, v priemere na 13 %, teraz už dosiahol 50 % a naďalej rastie. A pre mestá a priemyselné centrá je podiel vozidiel na celkovom objeme znečistenia oveľa vyšší a dosahuje 70 % a viac, čo vytvára vážny ekologický problém sprevádzajúci urbanizáciu.

V autách je niekoľko zdrojov toxických látok, hlavné sú tri:

• výfukové plyny
• plyny z kľukovej skrine
• palivové výpary

Ryža. Zdroje toxických emisií

Najväčší podiel na chemickom znečisťovaní životného prostredia cestnou dopravou majú výfukové plyny spaľovacích motorov.

Teoreticky sa predpokladá, že pri úplnom spaľovaní paliva vzniká v dôsledku interakcie uhlíka a vodíka (ktoré sú súčasťou paliva) so vzdušným kyslíkom oxid uhličitý a vodná para. V tomto prípade majú oxidačné reakcie formu:

С+О2=СО2,
2H2+02=2H2.

V praxi je v dôsledku fyzikálnych a mechanických procesov vo valcoch motora skutočné zloženie výfukových plynov veľmi zložité a zahŕňa viac ako 200 zložiek, z ktorých značná časť je toxických.

Tabuľka. Približné zloženie výfukových plynov automobilových motorov

Zloženie výfukových plynov motorov na príklade osobných automobilov bez ich neutralizácie je možné znázorniť vo forme diagramu.

Ryža. Zložky výfukových plynov bez použitia neutralizácie

Ako je zrejmé z tabuľky a obrázku, zloženie výfukových plynov uvažovaných typov motorov sa výrazne líši, predovšetkým v koncentrácii produktov nedokonalého spaľovania - oxidu uhoľnatého, uhľovodíkov, oxidov dusíka a sadzí.

Medzi toxické zložky výfukových plynov patria:

• oxid uhoľnatý
• uhľovodíky
• oxidy dusíka
• oxidy síry
• aldehydy
• benzo(a)pyrén
• zlúčeniny olova

Rozdiel v zložení výfukových plynov benzínových a naftových motorov sa vysvetľuje veľkým súčiniteľom prebytku vzduchu α (pomer skutočného množstva vzduchu vstupujúceho do valcov motora k množstvu vzduchu teoreticky potrebnému na spálenie 1 kg paliva ) pre dieselové motory a lepšie rozprašovanie paliva (vstrekovanie paliva). Navyše v benzínovom karburátorovom motore nie je zmes pre rôzne valce rovnaká: pre valce umiestnené bližšie ku karburátoru je bohatá a pre tie vzdialenejšie od neho je chudobnejšia, čo je nevýhoda benzínových karburátorových motorov. . Časť zmesi vzduch-palivo v karburátorových motoroch vstupuje do valcov nie v parnom stave, ale vo forme filmu, ktorý tiež zvyšuje obsah toxických látok v dôsledku zlého spaľovania paliva. Táto nevýhoda nie je typická pre benzínové motory so vstrekovaním paliva, pretože palivo sa dodáva priamo do sacích ventilov.

Príčinou tvorby oxidu uhoľnatého a čiastočne uhľovodíkov je nedokonalé spaľovanie uhlíka (ktorého hmotnostný podiel v benzíne dosahuje 85 %) v dôsledku nedostatočného množstva kyslíka. Preto sa koncentrácie oxidu uhoľnatého a uhľovodíkov vo výfukových plynoch zvyšujú s obohacovaním zmesi (α 1, pravdepodobnosť týchto premien v čele plameňa je malá a výfukové plyny obsahujú menej CO, existujú však dodatočné zdroje jeho výskyt vo valcoch:

• nízkoteplotné úseky plameňa stupňa zapaľovania paliva
• kvapôčky paliva vstupujúce do komory v neskorých štádiách vstrekovania a horiace v difúznom plameni s nedostatkom kyslíka
• častice sadzí vznikajúce pri šírení turbulentného plameňa pozdĺž heterogénnej náplne, v ktorej sa pri všeobecnom nadbytku kyslíka môžu vytvárať zóny s jeho nedostatkom a môžu sa uskutočňovať reakcie typu:

2С+О2 → 2СО.

Oxid uhličitý CO2 je netoxická, ale škodlivá látka v dôsledku zaznamenaného zvýšenia jeho koncentrácie v atmosfére planéty a jeho vplyvu na klimatické zmeny. Hlavný podiel CO vznikajúceho v spaľovacej komore sa oxiduje na CO2 bez opustenia komory, pretože nameraný objemový podiel oxidu uhličitého vo výfukových plynoch je 10-15%, teda 300 ... 450 krát viac ako v atmosférickom vzduchu. Nevratná reakcia najviac prispieva k tvorbe CO2:

CO + OH → CO2 + H

K oxidácii CO na CO2 dochádza vo výfukovom potrubí, ako aj v konvertoroch výfukových plynov, ktoré sú inštalované na moderných automobiloch na nútenú oxidáciu CO a nespálených uhľovodíkov na CO2 kvôli potrebe dodržiavať normy toxicity.

uhľovodíky

Uhľovodíky - početné zlúčeniny rôznych typov (napríklad C6H6 alebo C8H18) pozostávajú z pôvodných alebo rozpadnutých molekúl paliva a ich obsah sa zvyšuje nielen obohacovaním, ale aj ochudobňovaním zmesi (a > 1,15), čo sa vysvetľuje zvýšené množstvo nezreagovaného (nespáleného) paliva v dôsledku prebytočného vzduchu a vynechávanie zapaľovania v jednotlivých valcoch. K tvorbe uhľovodíkov dochádza aj v dôsledku toho, že pri stenách spaľovacej komory nie je teplota plynov dostatočne vysoká na to, aby spálili palivo, takže plameň tu zhasne a nedôjde k úplnému spáleniu. Najtoxickejšie polycyklické aromatické uhľovodíky.

V dieselových motoroch vznikajú ľahké plynné uhľovodíky pri tepelnom rozklade paliva v zóne zlyhania plameňa, v jadre a v prednej časti plameňa, na stenách na stenách spaľovacej komory a v dôsledku sekundárneho vstrekovania. (po injekcii).

Pevné častice zahŕňajú nerozpustné (pevný uhlík, oxidy kovov, oxid kremičitý, sírany, dusičnany, asfalty, zlúčeniny olova) a rozpustné v organických rozpúšťadlách (živice, fenoly, aldehydy, laky, sadze, ťažké frakcie obsiahnuté v palive a oleji) látky.

Pevné častice vo výfukových plynoch preplňovaných dieselových motorov pozostávajú z 68 ... 75 % nerozpustných látok, 25 ... 32 % rozpustných látok.

Sadze

Sadze (pevný uhlík) sú hlavnou zložkou nerozpustných častíc. Vzniká pri hromadnej pyrolýze (tepelný rozklad uhľovodíkov v plynnej alebo parnej fáze pri nedostatku kyslíka). Mechanizmus tvorby sadzí zahŕňa niekoľko fáz:

• nukleácia
• rast jadier na primárne častice (šesťhranné dosky grafitu)
• zvýšenie veľkosti častíc (koagulácia) na komplexné útvary - konglomeráty vrátane 100 ... 150 atómov uhlíka
• vyhorieť

Uvoľňovanie sadzí z plameňa nastáva pri α = 0,33…0,70. V ladených motoroch s externým karburovaním a iskrou (benzín, plyn) je pravdepodobnosť takýchto zón zanedbateľná. V dieselových motoroch sa častejšie vytvárajú lokálne pretankované zóny a plne sa realizujú uvedené procesy tvorby sadzí. Preto sú emisie sadzí z výfukových plynov dieselových motorov vyššie ako emisie zážihových motorov. Tvorba sadzí závisí od vlastností paliva: čím väčší je pomer C/H v palive, tým vyššia je výťažnosť sadzí.

Zloženie pevných častíc okrem sadzí zahŕňa zlúčeniny síry a olova. Oxidy dusíka NOx predstavujú súbor nasledujúcich zlúčenín: N2O, NO, N2O3, NO2, N2O4 a N2O5. Vo výfukových plynoch automobilových motorov prevláda NO (99% v benzínových motoroch a viac ako 90% v dieselových motoroch). V spaľovacej komore môže NO tvoriť:

• pri vysokoteplotnej oxidácii vzdušného dusíka (tepelný NO)
• v dôsledku nízkoteplotnej oxidácie palivových zlúčenín obsahujúcich dusík (palivo NO)
• v dôsledku kolízie uhľovodíkových radikálov s molekulami dusíka v spaľovacej reakčnej zóne za prítomnosti teplotnej pulzácie (rýchle NO)

V spaľovacích komorách dominuje tepelný NO vznikajúci z molekulárneho dusíka pri spaľovaní chudobnej zmesi vzduch-palivo a zmes blízka stechiometrii za čelom plameňa v zóne splodín horenia. Prevažne pri spaľovaní chudobných a stredne bohatých zmesí (α > 0,8) prebiehajú reakcie podľa reťazového mechanizmu:

O + N2 → NO + N
N + O2 → NO + O
N+OH -» NO+H.

V bohatých zmesiach< 0,8) осуществляются также реакции:

N2 + OH -> NO + NH
NH + O → NO + OH.

V chudobných zmesiach je výstup NO určený maximálnou teplotou reťazovo-tepelného výbuchu (maximálna teplota 2800 ... 2900 ° K), t.j. kinetikou tvorby. V bohatých zmesiach výťažok NO prestáva závisieť od maximálnej teploty výbuchu a je určený kinetikou rozkladu a obsah NO klesá. Pri spaľovaní chudobných zmesí je tvorba NO výrazne ovplyvnená nerovnomerným teplotným poľom v zóne splodín horenia a prítomnosťou vodnej pary, ktorá je inhibítorom reťazovej oxidačnej reakcie NOx.

Vysoká intenzita procesu zahrievania a následného ochladzovania zmesi plynov vo valci ICE vedie k tvorbe výrazne nerovnovážnych koncentrácií reaktantov. Dochádza k tuhnutiu (tvrdnutiu) vzniknutého NO na úrovni maximálnej koncentrácie, ktorá sa nachádza vo výfukových plynoch v dôsledku prudkého spomalenia rýchlosti rozkladu NO.

Hlavnými zlúčeninami olova vo výfukových plynoch vozidiel sú chloridy a bromidy, ako aj (v menšom množstve) oxidy, sírany, fluoridy, fosforečnany a niektoré ich medziprodukty, ktoré sú vo forme aerosólov alebo pevných častíc pri teplotách pod 370 °C. C. Asi 50% olova zostáva vo forme sadzí na častiach motora a vo výfukovom potrubí, zvyšok ide do atmosféry s výfukovými plynmi.

Pri použití tohto kovu ako antidetonačného činidla sa do ovzdušia uvoľňuje veľké množstvo zlúčenín olova. V súčasnosti sa zlúčeniny olova nepoužívajú ako antidetonačné činidlá.

Oxidy síry

Oxidy síry vznikajú pri spaľovaní síry obsiahnutej v palive mechanizmom podobným vzniku CO.

Koncentrácia toxických zložiek vo výfukových plynoch sa odhaduje v objemových percentách, ppm objemových - ppm -1, (časti na milión, 10 000 ppm \u003d 1 % objemu) a menej často v miligramoch na 1 liter výfukových plynov.

Zdrojom znečistenia životného prostredia automobilmi s karburátorovými motormi sú okrem výfukových plynov aj plyny z kľukovej skrine (pri absencii uzavretého vetrania kľukovej skrine, ako aj odparovania paliva z palivového systému).

Tlak v kľukovej skrini benzínového motora, s výnimkou sacieho zdvihu, je oveľa nižší ako vo valcoch, takže časť zmesi vzduch-palivo a výfukové plyny prenikajú cez netesnosti v skupine valec-piest zo spaľovacej komory. do kľukovej skrine. Tu sa miešajú s olejovými a palivovými výparmi zmývanými zo stien valcov studeného motora. Plyny z kľukovej skrine riedia olej, prispievajú ku kondenzácii vody, starnutiu a kontaminácii oleja a zvyšujú jeho kyslosť.

Pri naftovom motore pri kompresnom zdvihu vniká do kľukovej skrine čistý vzduch a pri spaľovaní a expanzii výfukové plyny s koncentráciami toxických látok úmernými ich koncentráciám vo valci. V plynoch z kľukovej skrine nafty sú hlavnými toxickými zložkami oxidy dusíka (45 ... 80 %) a aldehydy (až 30 %). Maximálna toxicita plynov z kľukovej skrine dieselových motorov je 10-krát nižšia ako toxicita výfukových plynov, preto podiel plynov z kľukovej skrine v dieselovom motore nepresahuje 0,2 ... 0,3 % z celkových emisií toxických látok. Vzhľadom na to sa nútené vetranie kľukovej skrine zvyčajne nepoužíva v automobilových dieselových motoroch.

Hlavnými zdrojmi palivových výparov sú palivová nádrž a energetický systém. Vyššie teploty motorového priestoru v dôsledku viac zaťažených prevádzkových podmienok motora a relatívnej stiesnenosti motorového priestoru vozidla spôsobujú pri zastavení horúceho motora značné vyparovanie paliva z palivového systému. Vzhľadom na veľké emisie uhľovodíkových zlúčenín v dôsledku odparovania paliva používajú v súčasnosti všetci výrobcovia automobilov špeciálne systémy na ich zachytávanie.

Okrem uhľovodíkov pochádzajúcich z palivového systému automobilu dochádza pri tankovaní automobilov k výraznému znečisteniu atmosféry prchavými uhľovodíkmi automobilového paliva (v priemere 1,4 g CH na 1 liter natankovaného paliva). Odparovanie spôsobuje fyzikálne zmeny aj v samotných benzínoch: v dôsledku zmeny frakčného zloženia sa zvyšuje ich hustota, zhoršujú sa východiskové vlastnosti a klesá oktánové číslo benzínov s tepelným krakovaním a priamou destiláciou. Vo vozidlách s naftovým motorom prakticky chýba odparovanie paliva v dôsledku nízkej prchavosti nafty a tesnosti palivového systému nafty.

Úroveň znečistenia ovzdušia sa hodnotí porovnaním nameranej a maximálnej prípustnej koncentrácie (MAC). Hodnoty MPC sú stanovené pre rôzne toxické látky s konštantným, priemerným denným a jednorazovým účinkom. V tabuľke sú uvedené priemerné denné hodnoty MPC pre niektoré toxické látky.

Tabuľka. Prípustné koncentrácie toxických látok

Podľa výskumov osobné auto s priemerným ročným nájazdom 15-tisíc km „vdýchne“ 4,35 tony kyslíka a „vydýchne“ 3,25 tony oxidu uhličitého, 0,8 tony oxidu uhoľnatého, 0,2 tony uhľovodíkov, 0,04 tony oxidov dusíka. Na rozdiel od priemyselných podnikov, ktorých emisie sa sústreďujú v určitej oblasti, automobil rozptyľuje produkty nedokonalého spaľovania paliva takmer po celom území miest a priamo v povrchovej vrstve atmosféry.

Podiel znečistenia automobilmi vo veľkých mestách dosahuje veľké hodnoty.

Tabuľka. Podiel cestnej dopravy na celkovom znečistení ovzdušia v najväčších mestách sveta, %

Toxické zložky výfukových plynov a výparov z palivového systému nepriaznivo ovplyvňujú ľudský organizmus. Stupeň expozície závisí od ich koncentrácií v atmosfére, stavu človeka a jeho individuálnych vlastností.

oxid uhoľnatý

Oxid uhoľnatý (CO) je bezfarebný plyn bez zápachu. Hustota CO je menšia ako hustota vzduchu, a preto sa môže ľahko šíriť v atmosfére. CO vstupuje do ľudského tela s vdychovaným vzduchom, znižuje funkciu zásobovania kyslíkom a vytláča kyslík z krvi. Je to spôsobené tým, že absorpcia CO krvou je 240-krát vyššia ako absorpcia kyslíka. CO má priamy vplyv na biochemické procesy v tkanivách, čo vedie k narušeniu metabolizmu tukov a uhľohydrátov, rovnováhy vitamínov atď. V dôsledku kyslíkového hladovania je toxický účinok CO spojený s priamym účinkom na bunky centrálneho nervového systému. Zvýšenie koncentrácie oxidu uhoľnatého je nebezpečné aj preto, že v dôsledku kyslíkového hladovania organizmu dochádza k oslabeniu pozornosti, spomaleniu reakcie, zníženiu výkonnosti vodičov, čo ovplyvňuje bezpečnosť na cestách.

Charakter toxických účinkov CO možno vysledovať z diagramu znázorneného na obrázku.

Ryža. Schéma účinkov CO na ľudský organizmus:
1 - smrť; 2 - smrteľné nebezpečenstvo; 3 - bolesť hlavy, nevoľnosť; 4 - začiatok toxického účinku; 5 - začiatok nápadnej akcie; 6 - nepostrehnuteľná akcia; T, h - expozičný čas

Z diagramu vyplýva, že už pri nízkej koncentrácii CO vo vzduchu (do 0,01 %) jej dlhodobé pôsobenie spôsobuje bolesť hlavy a vedie k poklesu výkonnosti. Vyššia koncentrácia CO (0,02...0,033 %) vedie k rozvoju aterosklerózy, vzniku infarktu myokardu a vzniku chronických pľúcnych ochorení. Okrem toho je obzvlášť škodlivý účinok CO na ľudí trpiacich koronárnou nedostatočnosťou. Pri koncentrácii CO okolo 1% dochádza po niekoľkých nádychoch a výdychoch k strate vedomia. CO má tiež negatívny vplyv na nervový systém človeka, spôsobuje mdloby, ako aj zmeny farby a citlivosti očí na svetlo. Príznaky otravy CO sú bolesť hlavy, búšenie srdca, dýchavičnosť a nevoľnosť. Je potrebné poznamenať, že pri relatívne nízkych koncentráciách v atmosfére (do 0,002 %) sa CO spojený s hemoglobínom postupne uvoľňuje a ľudská krv sa ho zbavuje o 50 % každé 3-4 hodiny.

Uhľovodíkové zlúčeniny

Uhľovodíkové zlúčeniny ešte nie sú dostatočne preskúmané z hľadiska ich biologického pôsobenia. Experimentálne štúdie však ukázali, že polycyklické aromatické zlúčeniny spôsobujú u zvierat rakovinu. Za určitých atmosférických podmienok (pokoj, intenzívne slnečné žiarenie, výrazná teplotná inverzia) slúžia uhľovodíky ako východiskové produkty vzniku extrémne toxických produktov - fotooxidantov, ktoré majú silný dráždivý a celkovo toxický účinok na ľudské orgány a tvoria fotochemický smog. Zo skupiny uhľovodíkov sú nebezpečné najmä karcinogénne látky. Najviac študovaný je viacjadrový aromatický uhľovodík benzo(a)pyrén, tiež známy ako 3,4-benzo(a)pyrén, látka, ktorá je žltým kryštálom. Zistilo sa, že zhubné nádory sa objavujú v miestach priameho kontaktu karcinogénnych látok s tkanivom. Ak sa karcinogénne látky usadené na prachových časticiach dostanú cez dýchacie cesty do pľúc, zadržia sa v tele. Toxickými uhľovodíkmi sú aj benzínové výpary, ktoré sa dostávajú do atmosféry z palivového systému a plyny z kľukovej skrine unikajúce cez ventilačné zariadenia a netesnosti v spojoch jednotlivých komponentov a systémov motora.

Oxid dusnatý

Oxid dusnatý je bezfarebný plyn a oxid dusičitý je červenohnedý plyn s charakteristickým zápachom. Oxidy dusíka sa pri požití spájajú s vodou. Zároveň v dýchacích cestách tvoria zlúčeniny kyseliny dusičnej a dusitej, dráždiace sliznice očí, nosa a úst. Oxidy dusíka sa podieľajú na procesoch vedúcich k tvorbe smogu. Nebezpečenstvo ich vplyvu spočíva v tom, že otrava tela sa neobjaví okamžite, ale postupne a neexistujú žiadne neutralizačné činidlá.

Sadze

Sadze, keď vstupujú do ľudského tela, spôsobujú negatívne dôsledky v dýchacích orgánoch. Ak sa z tela ľahko vylúčia relatívne veľké častice sadzí s veľkosťou 2…10 mikrónov, potom malé častice s veľkosťou 0,5…2 mikrónov zostávajú v pľúcach, dýchacom trakte a spôsobujú alergie. Ako každý aerosól, aj sadze znečisťujú ovzdušie, zhoršujú viditeľnosť na cestách, ale čo je najdôležitejšie, adsorbujú sa na nich ťažké aromatické uhľovodíky vrátane benzo(a)pyrénu.

Oxid siričitý SO2

Oxid siričitý SO2 je bezfarebný plyn so štipľavým zápachom. Dráždivý účinok na horné dýchacie cesty je spôsobený absorpciou SO2 vlhkým povrchom slizníc a tvorbou kyselín v nich. Narúša metabolizmus bielkovín a enzymatické procesy, spôsobuje podráždenie očí, kašeľ.

CO2 oxid uhličitý

Oxid uhličitý CO2 (oxid uhličitý) - nemá toxický účinok na ľudský organizmus. Je dobre absorbovaný rastlinami s uvoľňovaním kyslíka. Ak je ale v zemskej atmosfére značné množstvo oxidu uhličitého, ktorý pohlcuje slnečné lúče, vzniká skleníkový efekt, ktorý vedie k takzvanému „tepelnému znečisteniu“. V dôsledku tohto javu stúpa teplota vzduchu v nižších vrstvách atmosféry, dochádza k otepľovaniu, pozorujú sa rôzne klimatické anomálie. Okrem toho zvýšenie obsahu CO2 v atmosfére prispieva k tvorbe „ozónových“ dier. S poklesom koncentrácie ozónu v zemskej atmosfére sa zvyšuje negatívny vplyv tvrdého ultrafialového žiarenia na ľudský organizmus.

Auto je tiež zdrojom znečistenia ovzdušia prachom. Počas jazdy, najmä pri brzdení, vzniká v dôsledku trenia pneumatík o vozovku gumový prach, ktorý je neustále prítomný vo vzduchu na diaľniciach s hustou premávkou. Pneumatiky však nie sú jediným zdrojom prachu. Pevné častice vo forme prachu sú vypúšťané výfukovými plynmi, sú privádzané do mesta vo forme nečistôt na karosériách automobilov, vznikajú odieraním povrchu vozovky, sú zdvíhané do vzduchu vírivými prúdmi, ktoré vznikajú pri jazde auta. sťahovanie atď. Prach nepriaznivo ovplyvňuje ľudské zdravie, má škodlivý vplyv na rastlinný svet.

V mestských podmienkach je auto zdrojom otepľovania okolitého vzduchu. Ak sa v meste pohybuje súčasne 100 000 áut, rovná sa to účinku 1 milióna litrov teplej vody. Výfukové plyny z vozidiel obsahujúce teplú vodnú paru prispievajú ku klimatickým zmenám v meste. Vyššie teploty pary zvyšujú prenos tepla pohybujúcim sa médiom (tepelná konvekcia), čo má za následok viac zrážok nad mestom. Vplyv mesta na množstvo zrážok sa prejavuje najmä v ich pravidelnom náraste, ku ktorému dochádza súbežne s rastom mesta. Za desaťročné pozorovacie obdobie spadlo napríklad v Moskve 668 mm zrážok ročne, v jej okolí 572 mm, v Chicagu 841 a 500 mm.

Medzi nežiaduce účinky ľudskej činnosti patria kyslé dažde – splodiny horenia rozpustené v vzdušnej vlhkosti – oxidy dusíka a síry. Týka sa to najmä priemyselných podnikov, ktorých emisie sú odvádzané vysoko nad povrchom a ktoré obsahujú veľa oxidov síry. Škodlivý účinok kyslých dažďov sa prejavuje ničením porastov a urýchľovaním korózie kovových konštrukcií. Dôležitým faktorom je tu fakt, že kyslé dažde spolu s pohybom atmosférických vzdušných hmôt dokážu prekonať vzdialenosti stoviek a tisícok kilometrov, prekračujúcich hranice štátov. V dobovej tlači sa objavujú správy o kyslých dažďoch v rôznych krajinách Európy, v USA, Kanade a dokonca aj v takých chránených oblastiach, ako je povodie Amazonky.

Nepriaznivý vplyv na životné prostredie majú teplotné inverzie, zvláštny stav atmosféry, kedy teplota vzduchu s výškou skôr stúpa ako klesá. Povrchové teplotné inverzie sú výsledkom intenzívneho tepelného žiarenia z povrchu pôdy, v dôsledku čoho dochádza k ochladzovaniu povrchu aj priľahlých vzduchových vrstiev. Tento stav atmosféry bráni rozvoju vertikálnych pohybov vzduchu, preto sa v spodných vrstvách hromadia vodné pary, prach, plynné látky, ktoré prispievajú k tvorbe vrstiev oparu a hmly vrátane smogu.

Široké používanie soli na boj proti námraze na cestách vedie k zníženiu životnosti automobilov a spôsobuje neočakávané zmeny v cestnej flóre. V Anglicku bol teda zaznamenaný výskyt rastlín charakteristických pre morské pobrežia pozdĺž ciest.

Auto je silným znečisťovateľom vodných plôch, podzemných vodných zdrojov. Zistilo sa, že 1 liter oleja môže spôsobiť, že niekoľko tisíc litrov vody nie je vhodné na pitie.

Veľký podiel na znečisťovaní životného prostredia má údržba a opravy železničných koľajových vozidiel, ktoré si vyžadujú energetické náklady a sú spojené s vysokou spotrebou vody, emisiami znečisťujúcich látok do ovzdušia a tvorbou odpadu vrátane toxických.

Pri vykonávaní údržby vozidiel sú zapojené divízie, zóny periodickej a prevádzkovej formy údržby. Opravy sa vykonávajú na výrobných miestach. Technologické zariadenia, obrábacie stroje, mechanizácia a kotolne používané v procesoch údržby a opráv sú stacionárnymi zdrojmi znečisťujúcich látok.

Tabuľka. Zdroje uvoľňovania a zloženie škodlivých látok vo výrobných procesoch v prevádzkových a opravárenských podnikoch dopravy

Odpadová voda

Pri prevádzke vozidiel vznikajú odpadové vody. Zloženie a množstvo týchto vôd je rôzne. Odpadové vody sa vracajú späť do životného prostredia, hlavne do objektov hydrosféry (rieka, kanál, jazero, nádrž) a pôdy (polia, nádrže, podzemné horizonty a pod.). V závislosti od typu výroby môžu byť odpadové vody v dopravných podnikoch:

• odpadová voda z autoumyvární
• olejové odpadové vody z výrobných miest (premývacie roztoky)
• odpadové vody obsahujúce ťažké kovy, kyseliny, zásady
• odpadová voda obsahujúca farby, rozpúšťadlá

Odpadové vody z umývania áut tvoria 80 až 85 % objemu priemyselných splodín organizácií motorovej dopravy. Hlavnými znečisťujúcimi látkami sú nerozpustné látky a ropné produkty. Ich obsah závisí od typu auta, charakteru povrchu vozovky, poveternostných podmienok, charakteru prepravovaného nákladu a pod.

Odpadová voda z umývacích jednotiek, zostáv a dielov (odpadové čistiace roztoky) sa vyznačuje prítomnosťou značného množstva ropných produktov, nerozpustených látok, alkalických zložiek a povrchovo aktívnych látok.

Odpadová voda obsahujúca ťažké kovy (chróm, meď, nikel, zinok), kyseliny a zásady sú najtypickejšie pre automobilový priemysel využívajúci galvanické procesy. Vznikajú pri príprave elektrolytov, príprave povrchu (elektrochemické odmasťovanie, leptanie), galvanickom pokovovaní a umývaní dielov.

V procese lakovania (pneumatickým striekaním) sa 40% náterových a lakovacích materiálov dostáva do vzduchu pracovného priestoru. Pri vykonávaní týchto operácií v striekacích kabínach vybavených hydraulickými filtrami sa 90 % tohto množstva usadzuje na samotných prvkoch hydraulických filtrov, 10 % sa odnáša vodou. Do odpadových vôd lakovacích plôch sa tak dostanú až 4 % použitých náterových a lakovacích materiálov.

Hlavným smerom v oblasti znižovania znečistenia vodných plôch, podzemných vôd a podzemných vôd priemyselným odpadom je vytváranie systémov recyklácie dodávok vody do výroby.

Opravárenské práce sprevádza aj znečistenie pôdy, hromadenie kovového, plastového a gumeného odpadu v blízkosti výrobných miest a oddelení.

Počas výstavby a opravy komunikačných liniek, ako aj výrobných a domácich zariadení dopravných podnikov sa z ekosystémov sťahuje voda, pôda, úrodná pôda a nerastné zdroje, ničí sa prírodná krajina a zasahuje do flóry a fauny.

Hluk

Spolu s inými druhmi dopravy, priemyselnými zariadeniami, domácimi spotrebičmi je auto zdrojom umelého hluku v meste, ktoré spravidla negatívne ovplyvňuje človeka. Treba poznamenať, že aj bez hluku, ak neprekročí prípustné limity, človek cíti nepohodlie. Nie je náhoda, že arktickí vedci opakovane písali o „bielom tichu“, ktoré pôsobí na človeka depresívne, zatiaľ čo „hlukový dizajn“ prírody má pozitívny vplyv na psychiku. Umelý hluk, najmä vysoký hluk, však negatívne vplýva na nervový systém. Obyvateľstvo moderných miest čelí vážnemu problému kontroly hluku, pretože silný hluk vedie nielen k strate sluchu, ale spôsobuje aj duševné poruchy. Nebezpečenstvo vystavenia hluku je umocnené vlastnosťou ľudského tela akumulovať akustické podráždenie. Pod vplyvom hluku určitej intenzity dochádza k zmenám krvného obehu, činnosti srdca a žliaz s vnútornou sekréciou, znižuje sa svalová vytrvalosť. Štatistiky ukazujú, že percento neuropsychiatrických ochorení je vyššie u ľudí pracujúcich v prostrediach s vysokou hladinou hluku. Reakcia na hluk sa často prejavuje zvýšenou excitabilitou a podráždenosťou, pokrývajúc celú sféru citlivých vnemov. S ľuďmi, ktorí sú neustále vystavení hluku, je často ťažké komunikovať.

Hluk má škodlivý vplyv na zrakové a vestibulárne analyzátory, znižuje stabilitu jasného videnia a reflexnú aktivitu. Oslabuje sa citlivosť videnia za šera, znižuje sa citlivosť denného videnia na oranžovo-červené lúče. V tomto zmysle je hluk nepriamym zabijakom mnohých ľudí na svetových diaľniciach. Platí to tak pre vodičov vozidiel, ktorí pracujú v podmienkach intenzívneho hluku a vibrácií, ako aj pre obyvateľov veľkých miest s vysokou hladinou hluku.

Obzvlášť škodlivý je hluk v kombinácii s vibráciami. Ak krátkodobá vibrácia tónuje telo, potom stála spôsobuje takzvanú chorobu z vibrácií, t.j. celý rad porúch v tele. Zhoršuje sa zraková ostrosť vodiča, zužuje sa zorné pole, môže sa meniť vnímanie farieb či schopnosť odhadnúť vzdialenosť od protiidúceho vozidla. Tieto porušenia sú, samozrejme, individuálne, ale pre profesionálneho vodiča sú vždy nežiaduce.

Nebezpečný je aj infrazvuk, t.j. zvuk s frekvenciou menšou ako 17 Hz. Tento individuálny a nepočuteľný nepriateľ vyvoláva reakcie, ktoré sú pre človeka za volantom kontraindikované. Vplyv infrazvuku na organizmus spôsobuje ospalosť, zhoršenie zrakovej ostrosti a pomalú reakciu na nebezpečenstvo.

Zo zdrojov hluku a vibrácií v aute (prevodovka, zadná náprava, kardan, karoséria, kabína, odpruženie, ako aj kolesá, pneumatiky) je hlavným motor so sacím a výfukovým systémom, chladiacim a energetickým systémom.

Ryža. Analýza zdroja hluku nákladného vozidla:
1 – celkový hluk; 2 - motor; 3 – systém vypúšťania splnených plynov; 4 - ventilátor; 5 - prívod vzduchu; 6 - zvyšok

Pri rýchlostiach vozidla nad 50 km/h však hluk pneumatík prevláda a zvyšuje sa úmerne s rýchlosťou vozidla.

Ryža. Závislosť hluku vozidla od rýchlosti pohybu:
1 - rozsah rozptylu hluku v dôsledku rôznych kombinácií povrchov vozovky a pneumatík

Kumulatívne pôsobenie všetkých zdrojov akustického žiarenia vedie k tým vysokým hladinám hluku, ktoré charakterizujú moderné auto. Tieto úrovne závisia aj od iných dôvodov:

• stav chodníka
• rýchlosť a zmena smeru
• zmeny otáčok motora
• zaťaženie
• atď.

Existuje konská, automobilová, poľnohospodárska (traktory a kombajny), železničná, vodná, letecká a potrubná doprava. Dĺžka hlavných svetových ciest so spevneným povrchom presahuje 12 miliónov km, letecké linky - 5,6 milióna km, železnice - 1,5 milióna km, hlavné potrubia - asi 1,1 milióna km, vnútrozemské vodné cesty - viac ako 600 tisíc km. Morské línie sú dlhé milióny kilometrov.

Všetky vozidlá s autonómnymi hnacími strojmi znečisťujú ovzdušie do určitej miery chemickými zlúčeninami obsiahnutými vo výfukových plynoch. V priemere je príspevok určitých typov vozidiel k znečisteniu ovzdušia nasledovný:

automobil - 85 %;

more a rieka - 5,3%;

vzduch - 3,7 %;

železnica - 3,5 %;

poľnohospodárska - 2,5 %.

V mnohých veľkých mestách, ako je Berlín, Mexico City, Tokio, Moskva, Petrohrad, Kyjev, predstavuje znečistenie ovzdušia výfukovými plynmi automobilov podľa rôznych odhadov 80 až 95 % všetkého znečistenia.

Čo sa týka znečistenia ovzdušia inými druhmi dopravy, tu je problém menej akútny, keďže vozidlá tohto typu nie sú sústredené priamo v mestách. Takže v najväčších železničných uzloch bola všetka doprava prevedená na elektrickú trakciu a dieselové lokomotívy slúžia len na posunovacie práce. Riečne a námorné prístavy sa spravidla nachádzajú mimo obytných oblastí miest a pohyb lodí v prístavných oblastiach je takmer zanedbateľný. Letiská sú spravidla 20-40 km od miest. Okrem toho veľké otvorené priestranstvá nad letiskami, ako aj nad riečnymi a námornými prístavmi nepredstavujú nebezpečenstvo vysokých koncentrácií toxických nečistôt emitovaných motormi. Spolu so znečistením životného prostredia škodlivými emisiami je potrebné upozorniť na fyzikálny vplyv na atmosféru v podobe tvorby antropogénnych fyzikálnych polí (zvýšený hluk, infrazvuk, elektromagnetické žiarenie). Z týchto faktorov má najväčší vplyv zvýšený hluk. Doprava je hlavným zdrojom akustického znečistenia životného prostredia. Vo veľkých mestách dosahuje hladina hluku 70-75 dBA, čo je niekoľkonásobne viac ako prípustné normy.

10.2. Automobilová doprava

Celkový svetový vozový park má viac ako 800 miliónov kusov, z ktorých 83 – 85 % tvoria osobné automobily a 15 – 17 % nákladné autá a autobusy. Ak sa rastové trendy vo výrobe motorových vozidiel nezmenia, do roku 2015 sa môže počet vozidiel zvýšiť na 1,5 miliardy kusov. Motorová doprava na jednej strane spotrebováva kyslík z atmosféry a na druhej strane do nej vypúšťa výfukové plyny, plyny z kľukovej skrine a uhľovodíky v dôsledku ich vyparovania z palivových nádrží a netesností palivových systémov. Auto negatívne ovplyvňuje takmer všetky zložky biosféry: atmosféru, vodné zdroje, pôdne zdroje, litosféru a ľudí. Hodnotenie environmentálneho nebezpečenstva prostredníctvom zdrojových a energetických premenných počas celého životného cyklu automobilu od momentu vyťaženia nerastných surovín potrebných na jeho výrobu až po recykláciu odpadu po skončení jeho prevádzky ukázalo, že environmentálne „náklady“ “ 1-tonového auta, v ktorom približne 2/3 hmoty tvorí kov, čo sa rovná 15 až 18 tonám pevného a 7 až 8 tonám tekutého odpadu umiestneného do životného prostredia.

Emisie z motorových vozidiel sú distribuované priamo do ulíc mesta pozdĺž ciest s priamym škodlivým vplyvom na chodcov, obyvateľov okolitých domov a vegetáciu. Zistilo sa, že zóny s prekročením MPC pre oxid dusičitý a oxid uhoľnatý pokrývajú až 90 % mestskej oblasti.

Automobil je najaktívnejším spotrebiteľom vzdušného kyslíka. Ak človek spotrebuje do 20 kg vzduchu (15,5 m 3) za deň a do 7,5 tony za rok, potom moderné auto spotrebuje asi 12 m 3 vzduchu alebo asi 250 litrov kyslíka v ekvivalente kyslíka na spálenie 1 kg benzín. Celá cestná doprava v Spojených štátoch teda spotrebuje 2-krát viac kyslíka, ako ho príroda regeneruje na celom ich území.

teda vo veľkých metropolách absorbuje cestná doprava desaťkrát viac kyslíka ako celá ich populácia. Štúdie uskutočnené na moskovských diaľniciach ukázali, že v pokojnom pokojnom počasí a nízkom atmosférickom tlaku na rušných diaľniciach spaľovanie kyslíka vo vzduchu často stúpa na 15% jeho celkového objemu.

Je známe, že pri koncentrácii kyslíka vo vzduchu pod 17 % sa u ľudí objavia príznaky malátnosti, pri 12 % alebo menej hrozí ohrozenie života, pri koncentrácii pod 11 % nastáva strata vedomia a pri 6 % dýchanie sa zastaví. Na druhej strane, na týchto diaľniciach je nielen málo kyslíka, ale vzduch je stále nasýtený škodlivými látkami z výfukových plynov áut. Charakteristickým znakom automobilových emisií je aj to, že znečisťujú ovzdušie na vrchole ľudského rastu a ľudia tieto emisie dýchajú.

Pozostáva z emisií vozidiel zahŕňa asi 200 chemických zlúčenín, ktoré sú v závislosti od charakteristík vplyvu na ľudské telo rozdelené do 7 skupín.

IN 1. skupina zahŕňa chemické zlúčeniny obsiahnuté v prirodzenom zložení atmosférického vzduchu: voda (vo forme pary), vodík, dusík, kyslík a oxid uhličitý. Automobilová doprava vypúšťa do ovzdušia také obrovské množstvo pary, že v Európe a európskej časti Ruska prevyšuje výparovú hmotu všetkých nádrží a riek. Z tohto dôvodu rastie oblačnosť a počet slnečných dní sa výrazne znižuje. Šedá, bez slnka, dni, nevyhrievaná pôda, neustále vysoká vlhkosť - to všetko prispieva k rastu vírusových ochorení, zníženiu výnosov plodín.

In 2. skupina vrátane oxidu uhoľnatého (maximálny koncentračný limit 20 mg/m3; trieda 4). Je to bezfarebný plyn, bez zápachu a chuti, veľmi málo rozpustný vo vode. Pri vdýchnutí osobou sa spája s krvným hemoglobínom a inhibuje jeho schopnosť dodávať kyslík do telesných tkanív. V dôsledku toho dochádza k hladovaniu tela kyslíkom a dochádza k poruchám v činnosti centrálneho nervového systému. Účinky expozície závisia od koncentrácie oxidu uhoľnatého vo vzduchu; takže pri koncentrácii 0,05% sa po 1 hodine objavia známky miernej otravy a pri 1% po niekoľkých vdychoch nastáva strata vedomia.

IN 3. skupina zahŕňa oxid dusnatý (MPC 5 mg / m 3, 3 bunky) - bezfarebný plyn a oxid dusičitý (MPC 2 mg / m 3, 3 bunky) - červenohnedý plyn s charakteristickým zápachom. Tieto plyny sú nečistoty, ktoré prispievajú k tvorbe smogu. Keď sa dostanú do ľudského tela, pri interakcii s vlhkosťou tvoria kyseliny dusičné a dusičné (MPC 2 mg / m 3, 3 bunky). Dôsledky expozície závisia od ich koncentrácie vo vzduchu, takže pri koncentrácii 0,0013% dochádza k miernemu podráždeniu slizníc očí a nosa, pri 0,002% - tvorbe methemoglobínu, pri 0,008% - pľúcnom edém.

IN 4. skupina zahŕňa uhľovodíky. Najnebezpečnejším z nich je 3,4-benz (a) pyrén (MPC 0,00015 mg / m 3, 1 trieda) - silný karcinogén. Za normálnych podmienok je táto zlúčenina ihlovité žlté kryštály, zle rozpustné vo vode a dobre - v organických rozpúšťadlách. V ľudskom sére dosahuje rozpustnosť benzo(a)pyrénu 50 mg/ml.

IN 5. skupina zahŕňa aldehydy. Pre človeka sú najnebezpečnejšie akroleín a formaldehyd. Akroleín je aldehyd kyseliny akrylovej (MPC 0,2 mg / m 3, 2 bunky), bezfarebný, s vôňou prepáleného tuku a veľmi prchavá kvapalina, ktorá sa dobre rozpúšťa vo vode. Koncentrácia 0,00016 % je prahom vnímania pachu, pri 0,002 % je zápach ťažko tolerovateľný, pri 0,005 % je neznesiteľný a pri 0,014 nastáva smrť po 10 minútach. Formaldehyd (MPC 0,5 mg / m 3, 2 bunky) je bezfarebný plyn štipľavého zápachu, ľahko rozpustný vo vode.

Pri koncentrácii 0,007 % spôsobuje mierne podráždenie slizníc očí a nosa, ako aj horných dýchacích orgánov, pri koncentrácii 0,018 % je dýchací proces komplikovaný.

IN 6. skupina obsahuje sadze (MPC 4 mg / m 3, 3 bunky), ktoré majú dráždivý účinok na dýchaciu sústavu. Štúdie uskutočnené v Spojených štátoch odhalili, že každý rok zomiera 50-60 tisíc ľudí na znečistenie ovzdušia sadzami. Zistilo sa, že častice sadzí na svojom povrchu aktívne adsorbujú benzo(a)pyrén, v dôsledku čoho sa prudko zhoršuje zdravotný stav detí s respiračnými chorobami, ľudí s astmou, bronchitídou, zápalom pľúc, ako aj seniorov.

IN 7. skupina zahŕňa olovo a jeho zlúčeniny. Tetraetylolovo (MAC 0,005 mg/m3, 1 článok) sa pridáva do benzínu ako antidetonačná prísada. Preto sa doň pri použití olovnatého benzínu dostáva asi 80 % olova a jeho zlúčenín, ktoré znečisťujú ovzdušie. Olovo a jeho zlúčeniny znižujú aktivitu enzýmov a narúšajú látkovú výmenu v ľudskom organizme a majú aj kumulatívny účinok, t.j. schopnosť hromadiť sa v tele. Zlúčeniny olova sú obzvlášť škodlivé pre intelektuálne schopnosti detí. V tele dieťaťa zostáva až 40% zlúčenín, ktoré sa do neho dostali. V Spojených štátoch je používanie olovnatého benzínu zakázané všade av Rusku - v Moskve, Petrohrade a mnohých ďalších veľkých mestách.

TÉMA: Vplyv cestnej dopravy na životné prostredie

PLÁN:

1.3.2 Dôsledky vplyvu TDC na biotu ekosystémov

2. Problémy mestskej dopravy

2.1. Vplyv vozidiel na mestské prostredie

2.2. Svetová úroveň motorizácie

2.3. Spôsoby ekologizácie mestskej dopravy

2.4. Skúsenosti samosprávy s riadením najazdených kilometrov osobných vozidiel

2.5. Úloha verejnej dopravy

2.6. Problém recyklácie starých áut

3.1. Letecké a raketové nosiče

Dopravný komplex najmä v Rusku, ktorý zahŕňa cestnú, námornú, vnútrozemskú vodnú, železničnú a leteckú dopravu, je jedným z najväčších znečisťovateľov ovzdušia, jeho vplyv na životné prostredie sa prejavuje najmä v emisiách toxických látok do atmosféry s výfukovými plynmi. plyny dopravných motorov a škodlivé látky zo stacionárnych zdrojov, ako aj znečisťovanie útvarov povrchových vôd, tvorba tuhého odpadu a vplyv hluku z dopravy.

Medzi hlavné zdroje znečistenia životného prostredia a spotrebiteľov energetických zdrojov patrí cestná doprava a infraštruktúra komplexu automobilovej dopravy.

Emisie látok znečisťujúcich ovzdušie z automobilov sú o rádovo vyššie ako emisie z koľajových vozidiel. Nasleduje (v zostupnom poradí) letecká doprava, námorná a vnútrozemská vodná doprava. Nesúlad vozidiel s ekologickými požiadavkami, neustály nárast dopravných tokov, zlý stav ciest – to všetko vedie k neustálemu zhoršovaniu environmentálnej situácie.

1. Vplyv cestnej dopravy na životné prostredie

V poslednej dobe sa v dôsledku rýchleho rozvoja cestnej dopravy problémy s dopadom na životné prostredie stali oveľa akútnejšie.

Cestnú dopravu treba považovať za odvetvie spojené s výrobou, údržbou a opravami vozidiel, ich prevádzkou, výrobou palív a mazív, rozvojom a prevádzkou cestnej dopravnej siete.

Z tejto pozície možno formulovať nasledujúce negatívne vplyvy áut na životné prostredie.

Prvá skupina súvisí s výrobou automobilov:

– vysoká zdrojová a surovinová a energetická kapacita automobilového priemyslu;

– vlastný negatívny vplyv na životné prostredie automobilového priemyslu (zlievareň, nástrojársko-mechanická výroba, skúšobné stolice, výroba farieb a lakov, výroba pneumatík a pod.).

Druhá skupina je spôsobená prevádzkou automobilov:

– spotreba paliva a vzduchu, emisie škodlivých výfukových plynov;

- produkty opotrebovania pneumatík a bŕzd;

– hlukové znečistenie životného prostredia;

– materiálne a ľudské straty v dôsledku dopravných nehôd.

Tretia skupina je spojená s odcudzením pozemkov pre diaľnice, garáže a parkoviská:

– rozvoj infraštruktúry autoservisov (čerpacie stanice, čerpacie stanice, autoumyvárne a pod.);

– udržiavanie dopravných ciest v prevádzkyschopnom stave (použitie soli na roztápanie snehu v zimnom období).

Štvrtá skupina spája problémy regenerácie a likvidácie pneumatík, olejov a iných procesných kvapalín, najpoužívanejších automobilov.

Ako už bolo uvedené, najnaliehavejším problémom je znečistenie ovzdušia.

1.1. Znečistenie ovzdušia motorovými vozidlami

Podľa štátnej správy „O stave životného prostredia Ruskej federácie v roku 1995“ bolo cestnou dopravou do ovzdušia vypustených 10 955 tisíc ton znečisťujúcich látok. Motorová doprava je jedným z hlavných zdrojov znečisťovania životného prostredia vo väčšine veľkých miest, pričom 90 % dopadov na ovzdušie je spojených s prevádzkou motorových vozidiel na diaľniciach, zvyšok tvoria stacionárne zdroje (dielne, areály, čerpacie stanice , parkoviská a pod.)

Vo veľkých mestách Ruska je podiel emisií z automobilovej dopravy úmerný emisiám z priemyselných podnikov (Moskva a Moskovský región, St. v niektorých prípadoch dosahuje 80 % 90 % (Nalčik, Jakutsk, Machačkala, Armavir, Elista, Gorno -Altaisk atď.).

Hlavný podiel na znečistení ovzdušia v Moskve majú vozidlá, ktorých podiel na celkových emisiách znečisťujúcich látok zo stacionárnych a mobilných zdrojov vzrástol z 83,2 % v roku 1994 na 89,8 % v roku 1995.

Vozový park moskovského regiónu má približne 750 tisíc vozidiel (z toho 86 % v individuálnom používaní), emisie škodlivín, z ktorých tvoria asi 60 % celkových emisií do ovzdušia.

Podiel automobilovej dopravy na znečisťovaní ovzdušia Petrohradu presahuje 200 tis. ton/rok a jej podiel na celkových emisiách dosahuje 60 %.

Výfukové plyny automobilových motorov obsahujú asi 200 látok, z ktorých väčšina je toxických. V emisiách karburátorových motorov má hlavný podiel škodlivých produktov oxid uhoľnatý, uhľovodíky a oxidy dusíka a v dieselových motoroch oxidy dusíka a sadze.

Hlavným dôvodom nepriaznivého vplyvu vozidiel na životné prostredie zostáva nízka technická úroveň prevádzkovaných koľajových vozidiel a chýbajúci systém dodatočnej úpravy výfukových plynov.

Indikatívna je štruktúra zdrojov primárneho znečistenia v USA uvedená v tabuľke 1, z ktorej je zrejmé, že emisie z cestnej dopravy pre mnohé znečisťujúce látky sú dominantné.

Vplyv výfukových plynov automobilov na verejné zdravie. Výfukové plyny spaľovacích motorov (EGD) obsahujú komplexnú zmes viac ako 200 zlúčenín. Ide najmä o plynné látky a malé množstvo pevných častíc v suspenzii. Plynná zmes pevných častíc v suspenzii. Plynná zmes pozostáva z inertných plynov prechádzajúcich spaľovacou komorou v nezmenenej forme, produktov spaľovania a nespáleného okysličovadla. Pevné častice sú produkty dehydrogenácie paliva, kovy a iné látky, ktoré sú obsiahnuté v palive a nemožno ich spáliť. Podľa chemických vlastností, charakteru vplyvu na ľudský organizmus sa látky, ktoré tvoria OG, delia na netoxické (N 2, O 2, CO 2, H 2 O, H 2) a toxické (CO, CmHn, H2S, aldehydy a iné).

Rozmanitosť výfukových zlúčenín ICE sa dá zredukovať na niekoľko skupín, z ktorých každá kombinuje látky, ktoré sú si svojím účinkom na ľudské telo viac-menej podobné alebo sú si chemickou štruktúrou a vlastnosťami príbuzné.

Do prvej skupiny patria netoxické látky.

Druhý ipyrare obsahuje oxid uhoľnatý, ktorého prítomnosť vo veľkých množstvách až do 12% je typická pre výfukové plyny benzínových motorov (BD) pri prevádzke na bohatú zmes vzduchu a paliva.

Tretiu skupinu tvoria oxidy dusíka: oxid (NO) a oxid (NO:). Z celkového množstva oxidov dusíka obsahuje DU EG 98–99 % NO a len 12 % N02 a dieselové motory 90, resp. 100 %.

Štvrtá, najpočetnejšia skupina zahŕňa uhľovodíky, medzi ktorými sa našli zástupcovia všetkých homologických sérií: alkány, alkény, alkadiény, cyklické uhľovodíky vrátane aromatických uhľovodíkov, medzi ktorými je veľa karcinogénov.

Piatu skupinu tvoria aldehydy, pričom formaldehyd predstavuje 60 %, alifatické aldehydy 32 % a aromatické 3 %.

Do šiestej skupiny patria častice, ktorých hlavnou časťou sú sadze, pevné uhlíkové častice vznikajúce v plameni.

Z celkového množstva organických zložiek obsiahnutých vo výfukových plynoch ICE v objeme viac ako 1 %, nasýtené uhľovodíky tvoria 32 %, nenasýtené 27,2 %, aromatické 4 %, aldehydy, ketóny 2,2 %, olovo (pri použití tetraetylolova (TES) ako antidetonačného činidla).

Zatiaľ asi 75 % benzíny vyrábané v Rusku sú olovnaté a obsahujú od 0,17 do 0,37 g/l olova. V emisiách z dopravy nafty nie je žiadne olovo, avšak obsah určitého množstva síry v motorovej nafte spôsobuje prítomnosť 0,003 0,05 % oxidu siričitého vo výfukových plynoch. Automobilová doprava je teda zdrojom emisií do ovzdušia komplexnej zmesi chemických zlúčenín, ktorých zloženie závisí nielen od druhu paliva, typu motora a jeho prevádzkových podmienok, ale aj od účinnosti emisnej kontroly. Ten najmä stimuluje opatrenia na zníženie alebo neutralizáciu toxických zložiek výfukových plynov.

V atmosfére sa zložky výfukového plynu ICE na jednej strane zmiešajú so znečisťujúcimi látkami prítomnými vo vzduchu, na druhej strane prechádzajú sériou zložitých premien vedúcich k tvorbe nových zlúčenín. Zároveň prebiehajú procesy riedenia a odstraňovania škodlivín z atmosférického vzduchu mokrou a suchou výsadbou na zem. Vzhľadom na obrovskú rôznorodosť chemických premien škodlivín v atmosférickom ovzduší je ich zloženie mimoriadne dynamické.

Riziko poškodenia tela toxickou zlúčeninou závisí od troch faktorov: fyzikálnych a chemických vlastností zlúčeniny, dávky interagujúcej s tkanivami cieľového orgánu (orgánu, ktorý je poškodený toxickou látkou) a času expozíciu, ako aj biologickú odpoveď tela na expozíciu toxickej látke.

Ak fyzikálny stav látok znečisťujúcich ovzdušie určuje ich distribúciu v atmosfére a pri vdýchnutí so vzduchom - v dýchacom trakte jednotlivca, potom chemické vlastnosti v konečnom dôsledku určujú mutagénny potenciál toxickej látky. Rozpustnosť toxickej látky teda určuje jej rôzne umiestnenie v tele. Zlúčeniny rozpustné v biologických tekutinách sa rýchlo transportujú z dýchacieho traktu do celého tela, zatiaľ čo nerozpustné zlúčeniny sa zadržiavajú v dýchacom trakte, v pľúcnom tkanive, priľahlých lymfatických uzlinách alebo pri pohybe smerom k hltanu sa prehĺtajú.

Vo vnútri tela zlúčeniny podliehajú metabolizmu, počas ktorého sa uľahčuje ich vylučovanie a prejavuje sa aj toxicita. Je potrebné poznamenať, že toxicita výsledných metabolitov môže niekedy prevýšiť toxicitu materskej zlúčeniny a vo všeobecnosti ju dopĺňa. Rovnováha medzi metabolickými procesmi, ktoré zvyšujú toxicitu, znižujú ju alebo podporujú elimináciu zlúčenín, je dôležitým faktorom citlivosti jedinca na toxické zlúčeniny.

Pojem "dávka" možno vo väčšej miere pripísať koncentrácii toxickej látky v tkanivách cieľového orgánu. Jej analytická definícia je pomerne ťažká, keďže je potrebné popri identifikácii cieľového orgánu pochopiť aj mechanizmus interakcie toxikantu na bunkovej a molekulárnej úrovni.

Biologická odpoveď na pôsobenie OG toxických látok zahŕňa početné biochemické procesy, ktoré sú zároveň pod komplexnou genetickou kontrolou. Zhrnutím takýchto procesov určite individuálnu citlivosť a podľa toho aj výsledok vystavenia toxickým látkam.

Nižšie sú uvedené údaje štúdií vplyvu jednotlivých zložiek výfukových plynov ICE na ľudské zdravie.

Oxid uhoľnatý (CO) je jednou z prevládajúcich zložiek v komplexnom zložení výfukových plynov vozidiel. Oxid uhoľnatý je bezfarebný plyn bez zápachu. Toxický účinok CO na ľudský organizmus a teplokrvné živočíchy spočíva v tom, že interaguje s hemoglobínom (Hb) krvi a zbavuje ho schopnosti vykonávať fyziologickú funkciu prenosu kyslíka, t.j. alternatívna reakcia, ktorá sa vyskytuje v tele pri vystavení nadmernej koncentrácii CO, vedie predovšetkým k narušeniu tkanivového dýchania. O 2 a CO teda súťažia o rovnaké množstvo hemoglobínu, ale afinita hemoglobínu k CO je asi 300-krát väčšia ako k O 2, takže CO je schopný vytesniť kyslík z oxyhemoglobínu. Reverzný proces disociácie karboxyhemoglobínu prebieha 3600-krát pomalšie ako u oxyhemoglobínu. Vo všeobecnosti tieto procesy vedú k narušeniu metabolizmu kyslíka v tele, kyslíkovému hladovaniu tkanív, najmä buniek centrálneho nervového systému, t.j. otrave tela oxidom uhoľnatým.

Prvé príznaky otravy (bolesť hlavy v čele, únava, podráždenosť, mdloby) sa objavujú pri 20-30% premene Hb na HbCO. Keď premena dosiahne 40 - 50 %, obeť omdlieva a pri 80 % nastáva smrť. Dlhodobé vdychovanie CO v koncentrácii vyššej ako 0,1 % je teda nebezpečné a koncentrácia 1 % je smrteľná, ak je vystavená niekoľko minút.

Predpokladá sa, že vplyv výfukových plynov ICE, ktorých hlavný podiel tvorí CO, je rizikovým faktorom rozvoja aterosklerózy a srdcových chorôb. Analógia súvisí so zvýšenou chorobnosťou a úmrtnosťou fajčiarov, ktorí vystavujú telo dlhodobému pôsobeniu cigaretového dymu, ktorý, podobne ako výfukový plyn ICE, obsahuje značné množstvo CO.

oxidy dusíka. Zo všetkých známych oxidov dusíka v ovzduší diaľnic a ich priľahlých oblastí sa stanovujú najmä oxid (NO) a oxid (NO 2). V procese spaľovania paliva v spaľovacom motore najskôr vzniká NO, koncentrácia NO 2 je oveľa nižšia. Pri spaľovaní paliva sú možné tri spôsoby tvorby NO:

1. 
   Pri vysokých teplotách, ktoré sú súčasťou plameňa, atmosférický dusík reaguje s kyslíkom, pričom vzniká tepelný NO, rýchlosť tvorby tepelného NO je oveľa nižšia ako rýchlosť spaľovania paliva a zvyšuje sa s obohacovaním zmesi vzduch-palivo;
2. 
   Prítomnosť zlúčenín s chemicky viazaným dusíkom v palive (v asfalténových frakciách vyčisteného paliva je obsah dusíka 2,3 % hm., v ťažkých palivách 1,4 %, v rope je priemerný obsah dusíka 0,65 %). tvorba paliva pri spaľovaní N0. Dochádza k oxidácii zlúčenín obsahujúcich dusík (najmä jednoduchého NH3, HCN)! rýchlo, v čase porovnateľnom s reakčným časom spaľovania. Výťažnosť paliva NO závisí len málo od teploty;
3. 
   Vytvorené na frontoch plameňa N0 (nie z atmosférického N2 a Oi) volal rýchlo. Predpokladá sa, že režim prebieha cez medziprodukty obsahujúce CN skupiny, ktorých rýchle vymiznutie v blízkosti reakčnej zóny vedie k tvorbe NO.

2 NO + O2 -» 2NO 2; NIE + Oz

Súčasne na slnečné poludnie dochádza k fotolýze NO2 s tvorbou NO:

N02 + h -> N0 + O.

V atmosférickom vzduchu teda dochádza k premene NO a NO2, čo zahŕňa organické znečisťujúce zlúčeniny v interakcii s oxidmi dusíka za vzniku veľmi toxických zlúčenín. napríklad nitrozlúčeniny, nitro-PAH (polycyklické aromatické uhľovodíky) atď.

Expozícia oxidom dusíka je spojená najmä s podráždením slizníc. Dlhodobá expozícia vedie k akútnym respiračným ochoreniam. Pri akútnej otrave oxidom dusíka sa môže vyskytnúť pľúcny edém. Oxid siričitý. Podiel oxidu siričitého (SO2) vo výfukových plynoch spaľovacích motorov je v porovnaní s oxidmi uhlíka a dusíka malý a závisí od obsahu síry v použitom palive, pri spaľovaní ktorého vzniká. Pozoruhodný je najmä podiel vozidiel s naftovým motorom na znečistenie ovzdušia zlúčeninami síry, pretože. obsah zlúčenín síry v palive je pomerne vysoký, rozsah jeho spotreby je obrovský a každým rokom sa zvyšuje. Zvýšené hladiny oxidu siričitého možno často očakávať v blízkosti vozidiel na voľnobeh, najmä na parkoviskách, v blízkosti regulovaných križovatiek.

Oxid siričitý je bezfarebný plyn s charakteristickým dusivým zápachom horiacej síry, pomerne ľahko rozpustný vo vode. Oxid siričitý v atmosfére spôsobuje kondenzáciu vodnej pary na hmlu aj v podmienkach, keď je tlak pary nižší ako tlak potrebný na kondenzáciu. Oxid siričitý, ktorý sa rozpúšťa vo vlhkosti dostupnej na rastlinách, vytvára kyslý roztok, ktorý má škodlivý účinok na rastliny. Postihnuté sú tým najmä ihličnaté stromy nachádzajúce sa v blízkosti miest. U vyšších živočíchov a ľudí pôsobí oxid siričitý predovšetkým ako lokálne dráždidlo sliznice horných dýchacích ciest. Štúdium procesu absorpcie SO2 v dýchacom trakte vdychovaním vzduchu obsahujúceho určité dávky tejto toxickej látky ukázalo, že protiprúdny proces adsorpcie, desorpcie a odstraňovania SO2 z tela po desorpcii pri výdychu znižuje jeho celkovú záťaž v hornej časti tela. dýchacieho traktu. V priebehu ďalšieho výskumu v tomto smere sa zistilo, že zvýšenie špecifickej odozvy (vo forme bronchospazmu) na expozíciu SO2 koreluje s veľkosťou plochy dýchacieho traktu (v oblasti hltanu), ktorá adsorbovaný oxid siričitý.

Je potrebné poznamenať, že ľudia s respiračnými chorobami sú veľmi citliví na účinky vystavenia vzduchu kontaminovanému SO2. Zvlášť citliví na vdýchnutie aj tých najnižších dávok SO2 sú astmatici, u ktorých sa vyvinie akútny, niekedy symptomatický bronchospazmus už počas krátkeho vystavenia nízkym dávkam oxidu siričitého.

Štúdium synergického efektu pôsobenia oxidantov, najmä ozónu a oxidu siričitého, odhalilo výrazne vyššiu toxicitu zmesi v porovnaní s jednotlivými zložkami.

Viesť. Použitie antidetonačných prísad do palív s obsahom olova viedlo k tomu, že motorové vozidlá sú hlavným zdrojom emisií olova do atmosféry vo forme aerosólu anorganických solí a oxidov. Podiel zlúčenín olova vo výfukových plynoch ICE je od 20 do 80 % hmotnosti emitovaných častíc a mení sa v závislosti od veľkosti častíc a prevádzkového režimu motora.

Používanie olovnatého benzínu v hustej premávke vedie k výraznému znečisteniu ovzdušia olovom, ako aj pôdy a vegetácie v oblastiach susediacich s diaľnicami.

Nahradenie TES (tetraetylolova) inými neškodnejšími antidetonačnými zlúčeninami a následný postupný prechod na bezolovnatý benzín pomáha znižovať obsah olova v atmosférickom vzduchu.

U nás, žiaľ, výroba olovnatého benzínu pokračuje, aj keď sa v blízkej budúcnosti počíta s prechodom na používanie bezolovnatého benzínu motorovými vozidlami.

Olovo vstupuje do tela buď s jedlom alebo vzduchom. Príznaky intoxikácie olovom sú známe už dlho. V podmienkach dlhodobého priemyselného kontaktu s olovom boli teda hlavnými sťažnosťami bolesť hlavy, závraty, zvýšená podráždenosť, únava a poruchy spánku. Do pľúc sa môžu dostať častice zlúčenín olova s ​​veľkosťou menšou ako 0,001 mm. Väčšie sa zdržiavajú v nosohltane a prieduškách.

Podľa údajov sa 20 až 60 % inhalovaného olova nachádza v dýchacom trakte. Väčšina z neho je potom odvádzaná z dýchacích ciest prúdením telesných tekutín. Z celkového množstva olova absorbovaného telom tvorí atmosférické olovo 7-40%.

O mechanizme pôsobenia olova na telo stále neexistuje jediná predstava. Predpokladá sa, že zlúčeniny olova pôsobia ako protoplazmatický jed. V ranom veku expozícia olovu spôsobuje nezvratné poškodenie centrálneho nervového systému.

Organické zlúčeniny. Spomedzi mnohých organických zlúčenín identifikovaných vo výfukových plynoch spaľovacieho motora sa z toxikologického hľadiska rozlišujú 4 triedy:

Alifatické uhľovodíky a produkty ich oxidácie (alkoholy, aldehydy, kyseliny);

Aromatické zlúčeniny vrátane heterocyklov a ich oxidovaných produktov (fenoly, chinóny);

• 
  alkylom substituované aromatické zlúčeniny a ich oxidované
• 
  produkty (alkylfenoly, alkylchinóny, aromatické karboxyaldehydy, karboxylové kyseliny);

Je potrebné poznamenať, že toxikologické štúdie väčšiny inhalovaných zlúčenín zaradených do zoznamu látok znečisťujúcich ovzdušie sa uskutočnili najmä v čistej forme, hoci väčšina organických zlúčenín emitovaných do atmosféry je adsorbovaná na pevných, relatívne inertných a nerozpustných časticiach. Pevné častice sú sadze, produkt nedokonalého spaľovania paliva, častice kovov, ich oxidy alebo soli, ako aj prachové častice, ktoré sa vždy nachádzajú v atmosfére. Je známe, že 20 30 % tuhé častice v mestskom ovzduší sú mikročastice (veľké menej ako 10 mikrónov) emitované z výfukových plynov nákladných áut a autobusov.

Emisie pevných častíc z výfukových plynov závisia od mnohých faktorov, z ktorých treba vyzdvihnúť konštrukčné vlastnosti motora, jeho prevádzkový režim, technický stav a zloženie použitého paliva. Adsorpcia organických zlúčenín obsiahnutých vo výfukovom plyne ICE na pevných časticiach závisí od chemických vlastností interagujúcich zložiek. V budúcnosti bude miera toxikologických účinkov na organizmus závisieť od rýchlosti separácie pridružených organických zlúčenín a pevných častíc, rýchlosti megabolizmu a neutralizácie organických toxických látok. Častice môžu tiež ovplyvniť telo a toxický účinok môže byť rovnako nebezpečný ako rakovina.

Oxidačné činidlá. Zloženie zlúčenín GO vstupujúcich do atmosféry nemožno posudzovať izolovane vzhľadom na prebiehajúce fyzikálne a chemické premeny a interakcie, ktoré vedú na jednej strane k premene chemických zlúčenín a na druhej strane k ich odstráneniu z prostredia. atmosféru. Komplex procesov vyskytujúcich sa s primárnymi emisiami ICE zahŕňa:

Suchá a mokrá depozícia plynov a častíc;

Chemické reakcie plynných emisií EG spaľovacích motorov s OH, ICHO3, radikálmi, Oz, N2O5 a plynnou HNO3; fotolýza;

Reakcie organických zlúčenín adsorbovaných na časticiach so zlúčeninami v plynnej fáze alebo v adsorbovanej forme; - reakcie rôznych reaktívnych zlúčenín vo vodnej fáze vedúce k tvorbe zrážania kyselin.

Proces suchého a mokrého zrážania chemických zlúčenín z emisií ICE závisí od veľkosti častíc, adsorpčnej kapacity zlúčenín (adsorpčné a desorpčné konštanty) a ich rozpustnosti. Posledne menovaný je obzvlášť dôležitý pre zlúčeniny, ktoré sú vysoko rozpustné vo vode, ktorých koncentrácia v atmosférickom vzduchu počas dažďa môže byť znížená na nulu.

Fyzikálne a chemické procesy prebiehajúce v atmosfére s počiatočnými zlúčeninami EG spaľovacieho motora, ako aj ich vplyv na ľudí a zvieratá, úzko súvisia s ich životnosťou v atmosférickom vzduchu.

Pri hygienickom hodnotení vplyvu výfukových plynov ICE na verejné zdravie je teda potrebné vziať do úvahy, že zlúčeniny primárneho zloženia výfukových plynov v atmosférickom vzduchu podliehajú rôznym premenám. Počas fotolýzy GO ICE dochádza k disociácii mnohých zlúčenín (NO2, O2, O3, HCHO atď.) s tvorbou vysoko reaktívnych radikálov a iónov, ktoré interagujú navzájom aj so zložitejšími molekulami, najmä s zlúčeniny aromatického radu, ktorých je v OG pomerne veľa.

V dôsledku toho sa medzi novovzniknutými zlúčeninami v atmosfére objavujú nebezpečné látky znečisťujúce ovzdušie ako ozón, rôzne anorganické a organické peroxidové zlúčeniny, amino-, nitro- a nitrózozlúčeniny, aldehydy, kyseliny atď.. Mnohé z nich sú silné karcinogény.

Napriek rozsiahlym informáciám o atmosférických premenách chemických zlúčenín, ktoré tvoria GO, tieto procesy neboli doteraz úplne študované, a preto mnohé produkty týchto reakcií neboli identifikované. Avšak aj to, čo je známe najmä o vplyve fotooxidantov na verejné zdravie, najmä na astmatikov a ľudí oslabených chronickými pľúcnymi ochoreniami, potvrdzuje toxicitu výfukových plynov ICE.

Normy pre emisie škodlivých látok z výfukových plynov automobilov- jedným z hlavných opatrení je zníženie toxicity automobilových emisií, ktorých stále väčšie množstvo má hrozivý vplyv na úroveň znečistenia ovzdušia vo veľkých mestách a tým aj na ľudské zdravie. Prvýkrát bola pozornosť venovaná automobilovým emisiám pri štúdiu chémie atmosférických procesov (60. roky 20. storočia, USA, Los Angeles), keď sa ukázalo, že fotochemické reakcie uhľovodíkov a oxidov dusíka môžu vytvárať mnohé sekundárne znečisťujúce látky, ktoré dráždia sliznice očí. dýchacie cesty a zhoršujú viditeľnosť.

Vzhľadom na to, že hlavný podiel na celkovom znečistení ovzdušia uhľovodíkmi a oxidmi dusíka majú výfukové plyny ICE, tieto boli uznané za príčinu fotochemického smogu a spoločnosť čelila problému legislatívneho obmedzenia škodlivých emisií automobilov.

Výsledkom bolo, že koncom 50. rokov začala Kalifornia v rámci štátnej legislatívy o kvalite ovzdušia vypracovávať emisné normy pre znečisťujúce látky obsiahnuté v kvalite ovzdušia vozidiel.

Účelom normy bolo „stanoviť maximálne prípustné úrovne znečisťujúcich látok v emisiách vozidiel, spojené s ochranou verejného zdravia, zabránením podráždenia zmyslov, zhoršenia viditeľnosti a poškodenia vegetácie“.

V roku 1959 boli v Kalifornii stanovené prvé normy na svete - limitné hodnoty pre výfukové plyny CO a CmHn, v roku 1965 - v USA bol prijatý zákon o kontrole znečisťovania ovzdušia motorovými vozidlami av roku 1966 - štát USA norma bola schválená.

Štátna norma bola v podstate technickou úlohou pre automobilový priemysel, stimulovala rozvoj a realizáciu mnohých opatrení zameraných na zlepšenie automobilového priemyslu.

Americkej agentúre pre ochranu životného prostredia to zároveň umožnilo pravidelne sprísňovať normy, ktoré znižujú kvantitatívny obsah toxických zložiek vo výfukových plynoch.

U nás bola v roku 1970 prijatá prvá štátna norma na obmedzenie škodlivých látok vo výfukových plynoch áut s benzínovým motorom.

V nasledujúcich rokoch boli vypracované a sú v platnosti rôzne regulačné a technické dokumenty, vrátane priemyselných a štátnych noriem, ktoré odrážajú postupné znižovanie emisných noriem škodlivých zložiek výfukových plynov.

1.2. Zníženie emisií z vozidiel

V súčasnosti bolo navrhnutých mnoho metód na zníženie škodlivých emisií z motorových vozidiel: používanie nových (H 2, CH4 a iné plynné palivá) a kombinovaných palív, elektronika na riadenie chodu motora na chudobné zmesi, zlepšenie spaľovacieho procesu (predkomorové flare), katalytické čistenie výfukových plynov atď.

Pri tvorbe katalyzátorov sa využívajú dva prístupy – vyvíjajú sa systémy na oxidáciu oxidu uhoľnatého a uhľovodíkov a na komplexné („trojzložkové“) čistenie založené na redukcii oxidov dusíka oxidom uhoľnatým za prítomnosti kyslíka a uhľovodíkov. Úplné čistenie je najatraktívnejšie, ale sú potrebné drahé katalyzátory. Pri dvojzložkovom čistení vykazovali najvyššiu aktivitu platino-paládiové katalyzátory a pri trojzložkovom čistení platino-ródiové alebo zložitejšie katalyzátory s obsahom platiny, ródia, paládia, céru na granulovanom oxide hlinitom.

Dlho sa vytváral dojem, že používanie dieselových motorov prispieva k čistote životného prostredia. Napriek tomu, že dieselové motory sú úspornejšie, nevypúšťajú viac látok ako CO, NO X ako benzínové motory, emitujú oveľa viac sadzí (ktorých čistenie stále nemá zásadné riešenia), oxidu siričitého. V kombinácii s vytváraným hlukom nie sú dieselové motory ekologickejšie ako benzínové motory.

Nedostatok kvapalného paliva ropného pôvodu, ako aj dostatočne veľké množstvo škodlivých látok vo výfukových plynoch pri jeho používaní prispievajú k hľadaniu alternatívnych palív. S prihliadnutím na špecifiká cestnej dopravy je formulovaných päť hlavných podmienok perspektívy nových druhov palív: dostupnosť dostatku energie a surovín, možnosť sériovej výroby, technologická a energetická kompatibilita s dopravnými elektrárňami, prijateľné toxické a environmentálne ukazovatele procesu využívania energie, bezpečnosť a neškodnosť prevádzky. Sľubným automobilovým palivom teda môže byť ten chemický zdroj energie, ktorý do určitej miery umožňuje riešiť energetický a environmentálny problém.

Podľa odborníkov tieto požiadavky v najväčšej miere spĺňajú uhľovodíkové plyny prírodného pôvodu a syntetické palivové alkoholy. V mnohých prácach sú zlúčeniny obsahujúce vodík a dusík, ako je amoniak a hydrazín, označené ako sľubné palivá. Vodík ako perspektívne automobilové palivo už dlho priťahuje pozornosť vedcov pre svoju vysokú energetickú výkonnosť, jedinečné kinetické vlastnosti, absenciu väčšiny škodlivých látok v produktoch spaľovania a prakticky neobmedzenú základňu zdrojov.

Vodíkový motor je šetrný k životnému prostrediu, pretože pri spaľovaní zmesí vodík-vzduch vzniká vodná para a je vylúčená tvorba akýchkoľvek toxických látok, okrem oxidov dusíka, ktorých emisiu je možné tiež znížiť na nevýznamnú úroveň.

Vodík sa získava najmä pri spracovaní zemného plynu a ropy, za perspektívnu metódu sa považuje splyňovanie uhlia pod tlakom paro-kyslíkovým rázom a skúma sa aj využitie prebytočnej energie z elektrární na výrobu vodíka elektrolýzou vody. .

Početné schémy možného využitia vodíka v automobile sú rozdelené do dvoch skupín: ako hlavné palivo a ako prísada do moderných motorových palív a vodík je možné použiť v čistej forme alebo ako súčasť sekundárnych nosičov energie. Vodík ako hlavné palivo je vzdialená perspektíva spojená s prechodom automobilovej dopravy na zásadne novú energetickú základňu.

Reálnejšie je použitie vodíkových prísad, ktoré zlepšujú ekonomický a toxický výkon automobilových motorov.

Najväčší záujem ako sekundárne nosiče energie je akumulácia vodíka v zložení hydridov kovov. Aby som nabil metal hydridovú batériu cez hydrid niektorých kovov pri nízkych teplotách, prešiel som! vodík a odstráňte teplo. Pri bežiacom motore sa hydrid zahrieva horúcou vodou alebo výfukovými plynmi s uvoľňovaním vodíka.

Ako ukázali štúdie na prepravných zariadeniach, je najvýhodnejšie použiť kombinovaný systém skladovania, ktorý obsahuje hydridy železa a titánu a horčíka a niklu.

V porovnaní s vodíkom, ktorý je v súčasnosti považovaný za perspektívny typ plynového motorového paliva (keďže neboli vyvinuté priemyselné spôsoby jeho výroby v dostatočnom množstve pre masové použitie), sú prírodné a ropné uhľovodíkové plyny najprijateľnejšími alternatívnymi palivami pre motorové vozidlá, ktoré by mohla pokryť neustále sa zvyšujúci nedostatok kvapalných motorových palív.

Skúšky prevádzky motorov na skvapalnený plyn ukazujú, že v porovnaní s použitím benzínu obsahuje EG 24-krát menej CO, 1,4-1,8-krát menej NO X . Súčasne sa emisie uhľovodíkov, najmä pri prevádzke pri nízkych rýchlostiach a nízkom zaťažení, zvyšujú 1,2 - 1,5 krát.

Zavedenie plynového paliva do cestnej dopravy je stimulované nielen snahou o diverzifikáciu zdrojov energie vzhľadom na rastúci nedostatok ropy, ale aj ekologickosťou tohto druhu paliva, ktorá je mimoriadne dôležitá v kontexte sprísňovania normy toxických emisií, ale aj absenciou akýchkoľvek serióznych technologických procesov prípravy tohto typu paliva na použitie.

Z hľadiska čistoty životného prostredia je najperspektívnejším elektromobil. Súčasné problémy (vytvorenie spoľahlivých elektrochemických zdrojov energie, vysoké náklady atď.) možno v budúcnosti dobre vyriešiť.

Celkový ekologický stav v mestách určuje aj správna organizácia premávky vozidiel. K najväčším emisiám škodlivých látok dochádza pri brzdení, akcelerácii, dodatočnom manévrovaní. Preto vytváranie cestných „križovatiek“, rýchlostných diaľnic so sieťou podzemných chodieb, správna inštalácia semaforov, riadenie dopravy podľa princípu „zelenej vlny“ v mnohých ohľadoch znižuje uvoľňovanie škodlivých látok do atmosféry. a prispieť k bezpečnosti dopravy.

Hluk z cestnej dopravy - ide o najbežnejší typ nepriaznivého vplyvu životného prostredia na ľudský organizmus. V mestách žije až 60 % obyvateľov v oblastiach so zvýšenou hlučnosťou spojenou práve s cestnou dopravou. Hladina hluku závisí od štruktúry dopravného prúdu (podiel kamiónov), intenzity dopravy, kvality povrchu vozovky, charakteru zástavby, správania sa vodiča počas jazdy a pod.

Zníženie hladiny hluku z cestnej dopravy je možné dosiahnuť na základe technického zhodnotenia automobilu, protihlukových konštrukcií a zelených plôch. Racionálna organizácia dopravy, ako aj obmedzenie automobilovej dopravy v meste môže pomôcť vyriešiť problém zníženia hluku.

1.3. Vplyv dopravného a cestného komplexu na biocenózy

Antropický účinok TDA je spôsobený mnohými faktormi. Medzi nimi však prevládajú dve:

získavanie pôdy a súvisiace narúšanie prírodných systémov,

Environmentálne znečistenie. Akvizícia pôdy sa vykonáva v súlade s SNiP pre projektovanie ciest. Sadzby nadobúdania pozemkov zohľadňujú ich hodnotu a závisia od kategórie projektovanej cesty.

Na 1 km diaľnice V (najnižšej) kategórie s jedným jazdným pruhom sa tak prideľuje 2,1-2,2 ha poľnohospodárskej pôdy alebo 3,3-3,4 ha nepoľnohospodárskej pôdy, pre cesty I. kategórie - 4,7-6,4 ha resp. 5,5-7,5 ha, resp.

Okrem toho sú vyčlenené významné plochy na parkovanie áut, cestné križovatky, mimoúrovňové križovatky atď. Napríklad na umiestnenie dopravných uzlov na rôznych úrovniach na križovatke diaľnic sa prideľuje od 15 hektárov na križovatku v prípade križovatky dvoch dvojprúdových ciest do 50 hektárov v prípade križovatky dvoch osemprúdových ciest. .

Tieto prídely zaisťujú kvalitu výstavby a prevádzky ciest, a tým aj bezpečnosť dopravy. Preto ich treba považovať za nevyhnutné straty so zvyšovaním úrovne civilizácie.

Cestná sieť Ruskej federácie je asi 930 tisíc km, vrátane. 557 tisíc km verejnej spotreby. Pri podmienenom pridelení 4 hektárov pôdy na 1 km sa ukazuje, že 37,2 tisíc km2 zaberajú cesty.

Parkovisko v Rusku je asi 20 miliónov jednotiek (z toho iba 2% áut používa plynové palivo). Dopravou sa zaoberá asi 4 tisíc veľkých a stredných podnikov motorovej dopravy, veľa malých, ktoré sú prevažne v súkromnom vlastníctve.

Zo všetkých látok znečisťujúcich ovzdušie je 53 % tvorených rôznymi typmi vozidiel. Z toho 70 % pripadá na cestnú dopravu (I.I. Mazur, 1996). Celková emisia škodlivých látok do ovzdušia mobilnými a stacionárnymi zdrojmi TDA je asi 18 miliónov ton ročne. Najväčšie nebezpečenstvo predstavuje CO, uhľovodíky, NO 2, sadze, SO 2 Pb, prašné látky rôzneho pôvodu.

Podniky TDK ročne vypúšťajú do životného prostredia milióny ton priemyselných odpadových vôd. Najvýznamnejšie z nich sú nerozpustné látky, ropné produkty, chloridy a úžitková voda.

Znečistenie životného prostredia dopravnými podnikmi a podnikmi TDK nie je ekvivalentné, avšak ich spoločný vplyv na životné prostredie je kolosálny a dnes sa považuje za najvýznamnejší.

Medzi dôvody rozhodujúceho príspevku TDC k znečisteniu životného prostredia Ruskej federácie možno rozlíšiť:

1. Neexistuje účinný systém na reguláciu technogénneho vplyvu TDK na životné prostredie;

2. Neexistujú žiadne záruky výrobcov na stabilitu environmentálneho správania;

3. nedostatočná kontrola kvality palív a mazív vyrábaných a predávaných spotrebiteľom;

4. Nízka úroveň opravárenských prác na TDK a najmä cestnej dopravy (podľa I.I. Mazur et al., 1996);

5. Nízka právna a morálno-kultúrna úroveň významnej časti osôb slúžiacich TDC Ruskej federácie. Na zlepšenie súčasnej situácie v Ruskej federácii bol vypracovaný a implementovaný cielený komplexný program „Ekologická bezpečnosť Ruska“.

1.3.2 Dôsledky vplyvu TDC na biotu ekosystémov

Vplyv TDC na biosféru alebo jednotlivé ekosystémy je len časťou antropogénneho vplyvu na životné prostredie. Preto sa vyznačuje všetkými znakmi určenými dôsledkami vedecko-technického pokroku, urbanizácie a aglomerácie. Existuje však špeciálna funkcia.

Pôsobenie dopravných systémov a dopravy na životné prostredie možno rozdeliť na:

1. Trvalé

2. Ničenie

3. Poškodzovanie.

Trvalý vplyv na ekosystém vedie k periodickým zmenám, ktoré ho nevyvedú z rovnováhy. Týka sa to niektorých typov znečistenia (napríklad mierne akustické) alebo zvýšenej občasnej rekreačnej záťaže.

V súlade so zákonom (pravidlom), 1 % zmena energie prírodného systému až do 1 % ho nevyvedie z rovnováhy. Ekosystém je za špecifikovaných podmienok schopný sebazáchovy a sebaobnovy.

Deštruktívny účinok na biotu vedie k jej úplnému alebo výraznému vyhubeniu. Výrazne sa znižuje druhová diverzita a množstvo biomasy. Vykonáva sa pri výstavbe dopravných systémov a podnikov TDK, ako aj v dôsledku nehôd spôsobených človekom.

Okrem priamych negatívnych dôsledkov je zrejmé, že každá ekonomická činnosť, ktorá vedie k priamemu ničeniu životného prostredia, vedie k nežiaducim následkom, ktoré v konečnom dôsledku ovplyvňujú mikroekonomické a sociálne procesy. Tento vzorec prvýkrát vyjadril P. Dancero (1957) a nazýva sa Zákon spätnej väzby interakcie „človek-biosféra“. B. Commoner v tejto súvislosti vyjadril jeden zo svojich environmentálnych „postulátov“ – „za všetko musíte platiť“. A napokon, škodlivý účinok na ekosystémy sa prejavuje v podmienkach, keď energetická zmena presiahne 1 % energetického potenciálu systému (pozri vyššie), ale nezničí ho. V podmienkach TDK sa prejavuje vo výstavbe a prevádzke dopravných systémov.

Príroda sa neustále snaží obnoviť stratenú rovnováhu pomocou mechanizmu nástupníctva a človek sa snaží získané výhody udržať napríklad opravou a obnovou komunikácií a území, ktoré im slúžia.

Aké sú dôsledky poškodenia prírodných ekosystémov TDC pre biotu ekosystémov?

1. Niektoré druhy živých bytostí môžu zmiznúť. Všetky z nich sú obnoviteľné zdroje pre ľudí. Ale podľa Zákona nezvratnosti interakcie „človek-biosféra“ (P.Dancero, 1957) sa v prípade iracionálneho využívania prírody stávajú neobnoviteľnými a vyčerpateľnými.

2. Počet existujúcich populácií sa znižuje. Jedným z dôvodov pre výrobcov je zníženie úrodnosti pôdy a znečistenie životného prostredia. Zistilo sa, že ťažké kovy, tradičné cestné znečisťujúce látky, sa vo vzdialenosti 100 m od vozovky nachádzajú v množstvách prekračujúcich prípustné limity. Spomaľujú vývoj mnohých druhov rastlín, znižujú ich ontogenézu. Napríklad lipy (Tilia L.) rastúce pozdĺž diaľnic odumierajú 30-50 rokov po výsadbe, kým v mestských parkoch rastú 100-125 rokov (E.I. Pavlova, 1998). Počet konzumentov klesá v dôsledku znižovania zdrojov potravy a vody, ako aj možností pohybu a rozmnožovania (pozri prednášku č. 5).

3. Porušuje sa celistvosť prírodnej krajiny. Keďže všetky ekosystémy sú vzájomne prepojené, poškodenie alebo zničenie aspoň jedného z nich v dôsledku vplyvu TDC alebo iných štruktúr nevyhnutne ovplyvňuje existenciu biosféry ako celku.

Poznámka: táto prednáška je určená pre študentov študujúcich špecializáciu "Inžinierstvo ochrany životného prostredia v doprave".

2. Problémy mestskej dopravy

Ústredným problémom mestskej ekológie je znečistenie ovzdušia dopravnými prostriedkami, ktorého „príspevok“ sa pohybuje od 50 do 90 %. (Podiel automobilovej dopravy na globálnej bilancii znečistenia ovzdušia je -13,3 %).

2.1. Vplyv vozidiel na mestské prostredie

Auto spaľuje značné množstvo kyslíka a vypúšťa do atmosféry ekvivalentné množstvo oxidu uhličitého. Výfuk auta obsahuje asi 300 škodlivých látok. Hlavnými znečisťujúcimi látkami ovzdušia sú oxidy uhlíka, uhľovodíky, oxidy dusíka, sadze, olovo a oxid siričitý. Z uhľovodíkov sú najnebezpečnejšie benzopyrén, formaldehyd a benzén (tabuľka 45).

Počas prevádzky auta sa do atmosféry dostáva aj gumený prach, ktorý vzniká odieraním pneumatík. Pri použití benzínu s prídavkom zlúčenín olova automobil znečisťuje pôdu týmto ťažkým kovom. K znečisteniu vodných plôch dochádza pri umývaní áut a pri vniknutí použitého motorového oleja do vody.

Na pohyb áut sú potrebné asfaltové cesty, významnú plochu zaberajú garáže a parkoviská. Najväčšiu škodu spôsobujú osobné autá, keďže znečistenie životného prostredia pri cestovaní autobusom na jedného cestujúceho je asi 4-krát menšie. Autá (a iné vozidlá, najmä električky) sú zdrojom hluku.

2.2. Svetová úroveň motorizácie

Na svete je asi 600 miliónov áut (v Číne a Indii - 600 miliónov bicyklov). Lídrom v motorizácii sú Spojené štáty americké, kde na 1000 ľudí pripadá 590 áut. V rôznych mestách Spojených štátov jeden obyvateľ spotrebuje 50 až 85 galónov benzínu ročne na cestovanie po meste, čo stojí 600 až 1 000 dolárov (Brown, 2003). V ostatných rozvinutých krajinách je toto číslo nižšie (vo Švédsku - 420, v Japonsku - 285, v Izraeli - 145). Zároveň existujú krajiny s nízkou úrovňou motorizácie: v Južnej Kórei je 27 áut na 1 000 ľudí, v Afrike - 9, v Číne a Indii - 2.

Zníženie počtu osobných áut možno dosiahnuť vyššími cenami vozidiel vybavených elektronickými environmentálnymi kontrolami a ekologickým daňovým systémom. Napríklad v USA bola zavedená ultra vysoká „zelená“ daň na motorový olej. V mnohých európskych krajinách sa poplatky za parkovanie neustále zvyšujú.

V Rusku sa za posledných 5 rokov počet áut zvýšil o 29 % a ich priemerný počet na 1 000 Rusov dosiahol 80

(vo veľkých mestách - viac ako 200). Ak budú súčasné trendy mestskej motorizácie pokračovať, môže to viesť k prudkému zhoršeniu stavu životného prostredia.

Osobitnou úlohou, obzvlášť relevantnou pre Rusko, je zníženie počtu zastaraných áut, ktoré sa naďalej používajú a znečisťujú životné prostredie viac ako nové, ako aj recyklácia áut vstupujúcich na skládky.

2.3. Spôsoby ekologizácie mestskej dopravy

Znižovanie negatívneho vplyvu auta na životné prostredie je dôležitou úlohou pre mestskú ekológiu. Najradikálnejším spôsobom, ako tento problém vyriešiť, je znížiť počet áut a nahradiť ich bicyklami, avšak, ako bolo uvedené, na celom svete sa tento počet neustále zvyšuje. A preto je zatiaľ najrealistickejším opatrením na zníženie škôd spôsobených automobilom zníženie nákladov na palivo zlepšením spaľovacích motorov. Pracuje sa na vytvorení automobilových motorov z keramiky, ktoré zvýšia teplotu spaľovania paliva a znížia množstvo výfukových plynov. Japonsko a Nemecko už používajú autá vybavené špeciálnymi elektronickými zariadeniami, ktoré zabezpečujú dokonalejšie spaľovanie paliva. To všetko v konečnom dôsledku zníži spotrebu paliva na 100 km trate asi 2-krát. (V Japonsku sa Toyota pripravuje na uvedenie modelu auta so spotrebou paliva 3 litre na 100 kilometrov.)

Palivo sa ekologizuje: používa sa benzín bez olovnatých prísad a špeciálne prísady-katalyzátory pre kvapalné palivo, čím sa zvyšuje úplnosť jeho spaľovania. Znečistenie ovzdušia autami sa znižuje aj nahradením benzínu skvapalneným plynom. Vyvíjajú sa aj nové druhy palív.

Elektrické vozidlá, ktoré sa vyvíjajú v mnohých krajinách, nemajú nevýhody áut so spaľovacím motorom. Výroba takýchto dodávok a áut sa začala. Aby slúžili mestskej ekonomike, vznikajú elektrické minitraktory. Je však nepravdepodobné, že by elektrické vozidlá v najbližších rokoch zohrávali významnú úlohu v celosvetovom vozovom parku, keďže vyžadujú časté dobíjanie batérií. Navyše nevýhodou elektromobilu je nevyhnutné znečistenie životného prostredia olovom a zinkom, ku ktorému dochádza pri výrobe a spracovaní batérií.

Vyvíjajú sa rôzne varianty vozidiel na vodíkové palivo, v dôsledku čoho sa v dôsledku spaľovania tvorí voda a nedochádza tak vôbec k znečisťovaniu životného prostredia.

stredy. Keďže vodík je výbušný plyn, je potrebné vyriešiť množstvo zložitých technologických bezpečnostných problémov, aby sa mohol použiť ako palivo.

V rámci vývoja fyzikálnych možností solárnej energie sa vyvíjajú modely solárnych vozidiel. Tieto vozidlá síce prechádzajú fázami experimentálnych vzoriek, no napriek tomu sa v Japonsku pravidelne konajú ich mítingy, na ktorých sa zúčastňujú aj ruskí tvorcovia nových vozidiel. Náklady na modely šampiónov sú stále 5-10 krát vyššie ako náklady na najprestížnejšie auto. Nevýhodou solárnych áut je veľká veľkosť solárnych článkov, ako aj závislosť od počasia (solárne auto je dodávané s batériou v prípadoch, keď je slnko skryté za mrakmi).

Vo veľkých mestách sa budujú obchvaty pre medzimestské autobusy a nákladnú dopravu, ako aj podzemné a nadzemné dopravné trasy, pretože pri dopravných zápchach na križovatkách ulíc sa do ovzdušia uvoľňuje veľa výfukových plynov. V mnohých mestách je pohyb áut organizovaný podľa typu „zelenej vlny“.

2.4. Skúsenosti samosprávy s riadením najazdených kilometrov osobných vozidiel

Veľké množstvo áut v mnohých mestách sveta vedie nielen k znečisteniu ovzdušia, ale spôsobuje aj narušenie dopravy a tvorbu dopravných zápch, čo je sprevádzané nadmernou spotrebou benzínu a stratou času pre vodičov. Pôsobivé sú najmä údaje za mestá USA, kde je úroveň motorizácie obyvateľstva veľmi vysoká. V roku 1999 predstavovali celkové náklady na dopravné zápchy v Spojených štátoch 300 USD ročne na jedného Američana alebo celkovo 78 miliárd USD. V niektorých mestách sú tieto čísla obzvlášť vysoké: v Los Angeles, Atlante a Houstone každý majiteľ auta stráca „ dopravné zápchy na viac ako 50 hodín ročne a spotrebuje ďalších 75-85 galónov benzínu, čo ho stojí 850-1000 dolárov (Brown, 2003).

Mestské úrady robia všetko pre to, aby tieto straty znížili. Takže v USA niekoľko štátov podporuje spoločné cesty susedov v tom istom aute do práce. V Miláne sa na zníženie počtu najazdených kilometrov u súkromných áut praktizuje ich používanie každý druhý deň: v párne dni môžu odísť autá s párnymi číslami a v nepárne dni s nepárnymi. V Európe* od konca 80. rokov 20. storočia popularita „spoločných parkovísk“ stúpa. Európska sieť takýchto parkov dnes zahŕňa 100 000 členov v 230 mestách v Nemecku, Rakúsku, Švajčiarsku a Holandsku. Každé hromadné auto nahradí 5 osobných a vo všeobecnosti sa celkový počet najazdených kilometrov ročne zníži o viac ako 500 tisíc km.

2.5. Úloha verejnej dopravy

V mnohých mestách bolo možné dosiahnuť zníženie počtu najazdených kilometrov osobných automobilov vďaka dokonalej organizácii práce verejnej dopravy (špecifická spotreba paliva v tomto prípade klesá asi 4-krát). Podiel verejnej dopravy je maximálny v Bogote (75 %), Curitibe (72 %), Káhire (58 %), Singapure (56 %), Tokiu (49 %). Vo väčšine amerických miest úloha verejnej dopravy nepresahuje 10 %, ale v New Yorku toto číslo dosahuje 30 % (Brown, 2003).

Najdokonalejšia organizácia verejnej dopravy je v Curitibe (Brazília). V tomto 3,5-miliónovom meste jazdia trojčlánkové autobusy na piatich radiálnych trasách, dvojčlánkové autobusy na troch okružných trasách a jednočlánkové autobusy na kratších trasách. Pohyb prebieha striktne podľa grafikonu, zastávky sú vybavené tak, aby cestujúci rýchlo nastupovali a vystupovali z autobusov. Výsledkom je, že napriek tomu, že počet súkromných áut medzi obyvateľmi nie je menší ako v iných mestách, používajú ich len zriedka a uprednostňujú verejnú dopravu. Okrem toho sa počet bicyklov v meste z roka na rok zvyšuje a dĺžka cyklotrás presiahla 150 km. Od roku 1974 sa počet obyvateľov mesta zdvojnásobil a prúdenie áut na cestách sa znížilo o 30 %.

2.6. Problém recyklácie starých áut

Vozidlá po dobe životnosti sú jednou z najobjemnejších a najťažšie recyklovateľných frakcií domáceho odpadu (pozri 7.5). V krajinách „zlatej miliardy“ sa ich spracovanie etablovalo. Ak predtým bolo potrebné zaplatiť značné množstvo peňazí za zošrotovanie auta, teraz sa to robí bezplatne: náklady na recykláciu starého auta sú zahrnuté v cene nového. Náklady na likvidáciu automobilových „zvyškov“ teda znášajú výrobné podniky a nákupcovia. V Európe sa ročne spracuje 7 miliónov áut a všetky nové modely zahŕňajú „ľahkú demontáž“ na komponenty ako povinné technické riešenie – Renault je v tomto lídrom.

V Rusku je recyklácia starých áut stále zle organizovaná (Romanov, 2003). Aj preto podiel áut starších ako 10 rokov v súčasnom vozovom parku presahuje 50 % a je známe, že sú hlavnými znečisťovateľmi mestského prostredia. Všade sú porozhadzované „pozostatky“ starých áut a znečisťujú životné prostredie. Tam, kde sa organizuje recyklácia starých áut, je to primitívne: buď sa staré karosérie lisujú do brikiet (v tomto prípade pri pretavovaní dochádza k znečisteniu životného prostredia odpadom zo spaľovania plastov), ​​alebo sa najťažšie časti auta zbierajú ako kovový šrot. a všetko ostatné je hodené do jazier a lesov.

Recyklácia s frakcionáciou áut je nielen ekologickejšia, ale aj cenovo výhodnejšia. Len recykláciou batérií môže Rusko vyriešiť problém s dodávkami olova. Vo vyspelých krajinách končí na skládkach nie viac ako 10 % pneumatík, 40 % z nich sa spaľuje na výrobu energie, rovnaké množstvo sa podrobuje hĺbkovému spracovaniu a 10 % sa melie na drviny, ktoré sa využívajú ako cenná zložka povrchy ciest. Niektoré pneumatiky sú navyše protektorované. Pri hĺbkovom spracovaní sa z každej tony pneumatík získa 400 litrov ropy, 135 litrov plynu a 140 kg oceľového drôtu.

Situácia v Rusku sa však začína meniť. Lídrom je Moskovský región, kde sa vytvorilo množstvo odvetví, na čele ktorých stoja závody na spracovanie kovového šrotu Noginsk a Lyubertsy. Do procesu spracovania bolo zaradených 500 firiem a „firiem“.

Je jasné, že Rusko potrebuje nový právny rámec na reguláciu osudu starých áut.

3. Ostatné druhy dopravy a ich vplyv na životné prostredie

3.1. Letecké a raketové nosiče

Štúdie zloženia produktov spaľovania motorov inštalovaných na lietadlách Boeing-747 ukázali, že obsah toxických zložiek v produktoch spaľovania výrazne závisí od prevádzkového režimu motora.

Vysoké koncentrácie CO a CnHm (n sú menovité otáčky motora) sú typické pre motory s plynovou turbínou v redukovaných režimoch (voľnobeh, rolovanie, priblíženie k letisku, pristátie), pričom obsah oxidov dusíka NOx (NO, NO2, N2O5) sa výrazne zvyšuje pri práci v režimoch blízkych nominálnym (vzlet, stúpanie, letový režim).

Celkové emisie toxických látok lietadlami s motormi s plynovou turbínou neustále rastú, čo je spôsobené nárastom spotreby paliva až na 20–30 t/h a neustálym nárastom počtu lietadiel v prevádzke.

Emisie plynových turbín majú najväčší vplyv na životné podmienky na letiskách a v priestoroch susediacich s testovacími stanicami. Porovnávacie údaje o emisiách škodlivých látok na letiskách ukazujú, že príjmy z motorov s plynovou turbínou do povrchovej vrstvy atmosféry sú:

oxidy uhlíka - 55%

oxidy dusíka - 77%

Uhľovodíky - 93%

Aerosól - 97

Zvyšok emisií pochádza z pozemných vozidiel so spaľovacími motormi.

K znečisťovaniu ovzdušia dopravou s raketovými pohonnými systémami dochádza najmä pri ich prevádzke pred štartom, pri štarte a pristátí, pri pozemných skúškach pri ich výrobe a po oprave, pri skladovaní a preprave paliva, ako aj pri tankovaní lietadiel. Prevádzka kvapalného raketového motora je sprevádzaná uvoľňovaním produktov úplného a neúplného spaľovania paliva, pozostávajúceho z O, NOx, OH atď.

Pri spaľovaní tuhých palív sa zo spaľovacej komory uvoľňujú H2O, CO2, HCl, CO, NO, Cl, ako aj Al2O3 pevné častice s priemernou veľkosťou 0,1 µm (niekedy až 10 µm).

Motory raketoplánov spaľujú kvapalné aj tuhé pohonné látky. Keď sa loď vzďaľuje od Zeme, produkty spaľovania paliva prenikajú do rôznych vrstiev atmosféry, najviac však do troposféry.

V podmienkach štartu sa na štartovacom systéme vytvára oblak produktov spaľovania, vodná para zo systému na potlačenie hluku, piesok a prach. Objem splodín horenia možno určiť z času (zvyčajne 20 s) prevádzky zariadenia na odpaľovacej rampe a v povrchovej vrstve. Vysokoteplotný oblak po štarte vystúpi do výšky až 3 km a pohybuje sa vplyvom vetra do vzdialenosti 30-60 km, môže sa rozplynúť, ale môže spôsobiť aj kyslé dažde.

Raketové motory pri štarte a návrate na Zem nepriaznivo ovplyvňujú nielen povrchovú vrstvu atmosféry, ale aj kozmický priestor, čím ničia ozónovú vrstvu Zeme. Rozsah deštrukcie ozónovej vrstvy je určený počtom štartov raketových systémov a intenzitou letov nadzvukových lietadiel. Za 40 rokov existencie kozmonautiky v ZSSR a neskôr v Rusku sa uskutočnilo viac ako 1800 štartov nosných rakiet. Podľa predpovedí spoločnosti Aerospace v XXI storočí. na prepravu nákladu na obežnú dráhu sa uskutoční až 10 štartov rakiet denne, pričom emisia splodín horenia každej rakety presiahne 1,5 t/s.

Podľa GOST 17.2.1.01 - 76 sú emisie do atmosféry klasifikované:

Podľa súhrnného stavu škodlivých látok v emisiách ide o plynné a parné (SO2, CO, NOx uhľovodíky a pod.); kvapalina (kyseliny, zásady, organické zlúčeniny, roztoky solí a tekutých kovov); pevné (olovo a jeho zlúčeniny, organický a anorganický prach, sadze, živicové látky atď.);

Podľa hmotnosti emisií, pričom sa rozlišuje šesť skupín, t/deň:

menej ako 0,01 vrátane;

viac ako 0,01 až 0,1 vrátane;

viac ako 0,1 až 1,0 vrátane;

Viac ako 1,0 až 10 vrátane;

Viac ako 10 až 100 vrátane;

Viac ako 100.

V súvislosti s rozvojom leteckej a raketovej techniky, ako aj intenzívnym využívaním lietadiel a raketových motorov v iných odvetviach národného hospodárstva výrazne vzrástli ich celkové emisie škodlivých nečistôt do ovzdušia. Tieto motory však stále tvoria nie viac ako 5 % toxických látok vstupujúcich do atmosféry z vozidiel všetkých typov.

3.2. Znečistenie lodí

Aby sa znížilo znečistenie plynov počas prevádzky nafty kovmi, sadzami a inými pevnými nečistotami, sú dieselové motory a stavitelia lodí nútení vybaviť lodné elektrárne a pohonné komplexy zariadeniami na čistenie výfukových plynov, účinnejšími odlučovačmi zaolejovanej odpadovej vody, splaškovej a úžitkovej vody. čističky, moderné spaľovne.

Chladničky, tankery, nosiče plynu a chemikálií a niektoré ďalšie lode sú zdrojom znečistenia ovzdušia freónmi (oxidy dusíka0 používané ako pracovná tekutina v chladiacich zariadeniach. Freóny ničia ozónovú vrstvu zemskej atmosféry, ktorá je ochranným štítom pre všetkých živých veci pred drsným ultrafialovým žiarením.

Je zrejmé, že čím ťažšie je palivo používané pre tepelné motory, tým viac ťažkých kovov obsahuje. V tomto smere je veľmi perspektívne používanie zemného plynu a vodíka, ktoré sú najekologickejšie druhy paliva, na lodiach. Výfukové plyny dieselových motorov na plynové palivo prakticky neobsahujú pevné látky (sadze, prach), ako aj oxidy síry, obsahujú oveľa menej oxidu uhoľnatého a nespálených uhľovodíkov.

Sírny plyn SO2, ktorý je súčasťou výfukových plynov, oxiduje na stav SO3, rozpúšťa sa vo vode a vytvára kyselinu sírovú, a preto je stupeň škodlivosti SO2 pre životné prostredie dvakrát vyšší ako u oxidov dusíka NO2, tieto plyny a kyseliny narúšajú ekologickú rovnováhu.

Ak berieme ako 100 % všetky škody spôsobené prevádzkou dopravných lodí, potom, ako ukazuje analýza, ekonomické škody spôsobené znečistením morského prostredia a biosféry sú v priemere 405 %, vibráciami a hlukom zariadení a lodnej dopravy. trup - 22%, z korózie zariadenia a trupu -18%, z nespoľahlivosti dopravných motorov -15%, zo zhoršenia zdravotného stavu posádky -5%.

Pravidlá IMO z roku 1997 obmedzujú maximálny obsah síry v palive na 4,5 % a v obmedzených vodných oblastiach (napríklad v oblasti Baltského mora) na 1,5 %. Čo sa týka oxidov dusíka Nox, pre všetky nové lode vo výstavbe sú limitné hodnoty pre ich obsah vo výfukových plynoch stanovené v závislosti od otáčok kľukového hriadeľa naftového motora, čo znižuje znečistenie ovzdušia o 305. Zároveň sa hodnota horná hranica obsahu Nox pre nízkootáčkové dieselové motory je vyššia ako pre stredné a vysokootáčkové motory, pretože majú viac času na spálenie paliva vo valcoch.

Na základe analýzy všetkých negatívnych faktorov ovplyvňujúcich životné prostredie pri prevádzke dopravných lodí je možné sformulovať hlavné opatrenia zamerané na zníženie tohto vplyvu:

používanie motorových palív vyššej kvality, ako aj zemného plynu a vodíka ako alternatívneho paliva;

Optimalizácia pracovného procesu v dieselovom motore vo všetkých prevádzkových režimoch s rozsiahlym zavedením elektronicky riadených systémov vstrekovania paliva a variabilného časovania ventilov a prívodu paliva, ako aj optimalizácia prívodu oleja do naftových valcov;

Kompletná prevencia požiarov v úžitkových kotloch ich vybavením systémami regulácie teploty v dutine kotla, hasením, vyfukovaním sadzí;

Povinné vybavenie lodí technickými prostriedkami na kontrolu kvality výfukových plynov unikajúcich do atmosféry a olejových, odpadových a domácich vôd odstraňovaných cez palubu;

Úplný zákaz používania látok obsahujúcich dusík na lodiach na akékoľvek účely (v chladiacich zariadeniach, hasiacich systémoch atď.)

Zabránenie úniku v upchávkových a prírubových spojoch a lodných systémoch.

Efektívne využitie jednotiek hriadeľ-generátor ako súčasti lodných energetických systémov a prechod na prevádzku dieselových generátorov s premenlivou rýchlosťou.