Министерство науки и высшего образования Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова

Кафедра: Экология и безопасность жизнедеятельности (О1) Дисциплина: Экология

Реферат На тему «Автомобильный транспорт и окружающая среда»

Выполнил студент группы

Преподаватель:

Санкт-Петербург

2020

Содержание

Глобальное потепление 5

Загрязнение атмосферы 6

Загрязнение литосферы 9

Загрязнение гидросферы 12

Физическое воздействие автомобильного транспорта 13

Введение

Одной из основных проблем экологии является загрязнение окружающей среды. Особенно это касается атмосферы. Ее загрязнения происходит ежеминутно посредством выброса химически вредных элементов из труб промышленных заводов, транспорта и других аспектов. Происходит смешение веществ, соотношение газов меняется и это пагубно влияет на всю биосферу Земли в целом, в том числе и на человека. Опаснее всего содержание оксидов углерода (особенно угарный газ), азота и серы. И хоть на 78% наш воздух состоит из N₂, превышение его концентрации повышает риск развития болезней у человека. Например, бронхит, воспалительный процесс в легких, простудные заболевания и другие.

Главным «поставщиком» опасных веществ в атмосферу является транспорт. Лидирующие показатели по урону достаются автомобильному транспорту благодаря его распространенности и частоты использования. При работе ДВС происходит неполное сгорание топлива, и вредные вещества выбрасываются в атмосферу, а затем оседают в легких людей. Кроме изменения состава воздуха на атомно-молекулярном уровне автомобили также способствуют образованию смога в городах, что вызывает еще более затрудненное дыхание и повышает опасность нахождения на воздухе. Частички вредных веществ оседают не только в легких и других органах, задействованных при дыхании, но и на кожных покровах, слизистой глаз. И при большой концентрации вредного вещества это может привести к еще худшим последствиям.

Автомобильный транспорт также ухудшает состояние почвы – при работе выделяются топливно-смазочные материалы, попадающие и отравляющие литосферу. Шум и электромагнитные излучения, создаваемые автомобилями, пагубно влияют на окружающую среду, а не только на человека.

Ежегодно подводится статистика по уровню загрязнения атмосферы, но ее показатели показывают ухудшение ситуации. Однако это не как не влияет на производство автомобильного транспорта: машины выпускаются в большем количестве и разнообразии, а инженеры создают все более «нужные» варианты авто, которые более отрицательно влияют на окружающую среду.

Влияние автомобильного транспорта на окружающую среду

Воздействие автомобильного транспорта на окружающую среду очень значительно, поскольку транспорт выступает в качестве основного потребителя энергии (рис. 1) и сжигает большую часть мировой нефти. Именно автомобили становятся основным источником глобального потепления.

Рисунок 1. Мощность воздействия на окружающую среду автомобильного парка России (300 млн.кВт) в сравнении с электростанциями (230 млн.кВт)

Другие экологические последствия эксплуатации автомобильного транспорта включают пробки на дорогах и автомобильное разрастание городов. А так как их нужно где-то оставлять на некоторое время (люди используют машины не полные сутки; даже те, чья профессия напрямую связана с использованием автомобиля – таксисты, дальнобойщики, водители), то они занимают площадь окружающей среды. А она могла вполне стать средой обитания организмов либо использоваться, как сельскохозяйственные угодья.

Воздействие автомобильных выхлопов на здоровье человека также вызывает обеспокоенность. Причем оно может происходить как напрямую, так и косвенно: влияя на окружающую среду, автомобили ухудшают условия жизни людей.

Загрязнение автомобильным транспортом оказывает воздействие по нескольким направлениям:

• глобальное потепление;

• загрязнение воздуха, воды и почвы;

• влияние на человеческое здоровье.

Их мы и рассмотрим в дальнейшем более подробно.

Основная концентрация автомобильного транспорта происходит в крупных городах. Во-первых, численность населения в агломерациях, мегаполисах гораздо выше, чем в деревне либо поселке. Во-вторых, в городах заработок людей позволяет им приобрести автомобили, использовать их по назначению, т.к. расстояние от дома до работы, к примеру, трудно преодолеть пешком. Отсюда вытекает третья причина большой плотности автомобилей в городах – необходимость использования личного или общественного транспорта, чтобы добраться из пункта А в пункт В. Поэтому городские жители между улучшением экологической ситуации и удобной жизнью выбирают второе.

Глобальное потепление

Человечество с течением времени все больше влияет на окружающую среду своей деятельностью. Последствия бывают самыми разными: от незначительных до катастрофически ужасных. Глобальное потепление является одним из таких последствий.

Глобальное потепление — долгосрочное повышение средней температуры климатической системы Земли, происходящее уже более века, основной причиной чего является человеческая деятельность. Во время эксплуатации автомобиля с ДВС источниками выбросов вредных веществ являются отработанные и картерные газы, испарения из систем питания, неконтролируемый разлив на грунт эксплуатационных материалов. Основную «помощь» в глобальном потеплении несет именно углекислый газ. В отработанных газах автомобилей находится большое количество свинца, который вместе с солями других металлов попадает в почву, в поверхностные и грунтовые воды и поглощается растениями, которые затем использует и потребляет человек.

Выхлоп из автомобилей содержит различные парниковые газы, такие как монооксид углерода (угарный газ) и оксид азота. Среднестатистический автомобиль выбрасывает в год: 135 килограмм окиси углерода, 25 килограмм окислов азота, 20 килограмм углеводородов, от 7 до 10 килограмм бензпирена, 4 килограмма двуокиси серы, 1,2 килограмма твердых частиц. Так как на данный момент в мире около 1,3 млрд автомобилей, то ежегодно атмосфера убивается 176 Мт СО и 32,6 Мт NO. Эти газы обладают способностью блокировать солнечные лучи, которые отражаются от поверхности Земли. Эта солнечная энергия попадает в атмосферу Земли и вызывает отклонения в температуре. Так появляется причина возникновения глобального потепления – парниковый эффект (повышение температуры нижних слоев атмосферы).

Используя сложные климатические модели, Межправительственная группа экспертов по изменению климата прогнозирует, что глобальная средняя температура поверхности поднимется с 1,4 ℃ до 5,8 ℃ к концу 2100 года. По данным Росгидромета за 2018 год, за последние 30 лет по всей стране увеличилась среднегодовая температура. Особенно это заметно на Чукотке, где она выросла больше чем на 3 °C.

И, казалось бы, в этом нет проблемы, если не 1 «но». Вредное воздействие глобального потепления на окружающую среду проявляется в таких негативных последствиях как:

• Опустынивание (меньше жилых зон для человека);

• Увеличение таяния снега и льда (затопления);

• Повышение уровня моря (уменьшение количества питьевой воды);

• Сильные штормы и экстремальные природные явления;

• Разброс температур: зимой будет гораздо холоднее, летом будет либо аномально жарко, либо достаточно холодно;

• Вымирание растений и животных из-за неприспособленности организмов к новым условиям (сокращение количества “легких планеты” ведет к колоссальному выбросу углекислого газа, который некому будет превратить в кислород).

И если продолжить игнорировать глобальное потепление, то это приведет к печальным последствиям. Например, к такому сценарию развития событий:  Согласно модельным расчетам на планете ожидается около 529 000 смертей в год, вызванных ухудшением питания, особенно снижением потребления овощей и фруктов. Немецкий институт экономических исследований считает, что к 2050 году изменение климата приведет к экономическим потерям в 200 000 млрд. долларов.

Загрязнение атмосферы

Большинство автомобилей изготавливаются для обеспечения идеального сжигания топлива, но через некоторое время, когда автомобиль подвергается износу, двигатель не может эффективно функционировать, что приводит к выбросу токсичных веществ. Причем нет особой разницы, какой двигатель – бензиновый или дизельный – загрязнение все равно происходит (табл.1). Хотя и эксперты советуют переходить на дизельное топливо: при его использовании не используется тэтраэтил свинца, а топливо сжигается практически полностью. Теоретически предполагается, что при полном сгорании топлива в ре­зультате взаимодействия углерода и водорода (входят в состав топлива) с кислородом воздуха образуется углекислый газ и водяной пар. Реакции окис­ления при этом имеют вид:

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

Вред приходится на живых существ и вызывает множество заболеваний органов дыхания и рака легких у людей. Токсичные газы могут также разрушать растения, которые являются важной составляющей экологического цикла.

Табл.1 Состав автомобильных выхлопных газов (оксиды азота* – токсичные компоненты, сажа – канцерогены)

Одной из самых больших угроз, которую загрязнение автомобилей создает для окружающей среды, является истощение озонового слоя (самый легкий и тонкий слой в атмосфере, который содержит относительную концентрацию озона (до 0,001%)). Озоновый слой предотвращает попадание вредных ультрафиолетовых (УФ) лучей в нашу атмосферу. Но это не значит, что он полностью отражает солнечные лучи, он ослабляет радиацию примерно в 6500 раз, делая их относительно безвредными. УФ-лучи могут вызывать множество заболеваний и изменять генетический состав живых существ. Хотя хлорфторуглероды (ХФУ) были запрещены к использованию в автомобилях, страны, где правила регулирования и контроля менее строгие, все еще используют их.

Разрушение озонового слоя представляет собой образование озоновых дыр, через которые проникает ультрафиолетовое излучение. Без озонового слоя уничтожению подлежали бы многие важные для экосистемы микроорганизмы, флора и фауна была бы подвержена мутации, сильно пострадало бы зрение животных и человека. Примечательно, что сам озон также является опасным веществом, в больших объемах негативно влияющим на здоровье человека. Он способствует разрушительным процессам в легких человека, преждевременному старению тканей и т.д. Запах озона можно услышать после сильной грозы.

В России влияние автотранспорта на состояние атмосферы ухудшают следующие факторы:

1. Некачественное топливо; хоть Россия и является одним из лидеров по добыче нефти, качество бензина оставляет желать лучшего. Очень часто на заправочных станциях продают топливо, разбавленное тетраэтилсвинцом, который повышает октановое число. Однако сейчас официально добавление этого вещества под запретом, хотя оно широко использовалось в СССР с 1942 года. И до сих пор экологи не могут оправиться от урона атмосфере: проехав 100 м, машина выбрасывала около 3-4 г свинца.

2. Старые отечественные автомобили, не имеющие нейтрализатора выхлопных газов.

3. Российские дороги; из-за того, что большинство дорог узкие, с большим количеством перекрестков и светофоров, автомобилистам приходится стоять в «пробках». Количество выхлопных газов при этом увеличивается, а люди в городах получают еще большую дозу токсичных веществ.

Чтобы определить качество воздуха, следует учитывать не только концентрацию токсичных веществ в атмосфере, но и промежуток между их выбросом и негативным воздействием. Уровень загрязнения устанавливают по следующим критериям:

1. Наибольшая повторяемость (НП). Частота превышения разрешенной концентрации в течение месяца или года.

2. Стандартный индекс (СИ). Величина является результатом отношения измеренной концентрации загрязняющего материала на максимально допустимую концентрацию примесей. Данные параметры определяют во время выброса загрязняющих веществ в атмосферу.

3. Индекс загрязненности атмосферы (ИЗА). Комплексный показатель, для расчета которого потребуется определить коэффициент токсичности загрязнителя и его среднюю концентрацию за сутки и за год.

4. Предельно допустимая концентрация (ПДК) загрязняющих веществ в качестве меры, ограничивающей содержание загрязняющих веществ в окружающей природной среде. ПДК – это такая концентрация, при воздействии которой на организм человека периодически или в течение всей жизни, прямо или опосредованно (через экологические системы, а также через возможный экономический ущерб) не возникает заболеваний или изменений состояния здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований сразу или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений.

Низкий уровень засорения – СИ менее 1, показатель ИЗА входит в промежуток между 0 и 4, НП не более 10%. Данным стандартам на территории России соответствуют: Сочи и Кострома. Высокая степень загрязнения фиксируется в Чите, Новороссийске и Магнитогорске, где СИ варьируется от 5 до 10, НП достигает 50%, ИЗА составляет 7-13 единиц.

Если населению Земли удастся снизить уровень загрязнения атмосферы, то люди удивятся, насколько чистым и прозрачным может быть воздух.