Влияние транспорта на окружающую среду

Транспорт – один из основных потребителей энергии и один из главных источников выбросов в атмосферу вредных веществ. Причина этого сжигание огромных объёмов ископаемых видов топлива (в основном нефтепродуктов, таких как бензин, керосин и дизельное топливо) в двигателях внутреннего сгорания наземных, воздушных и водных транспортных средств.

Отрицательное влияние транспорта на окружающую среду выражается в:

• загрязнении воздуха выхлопными газами и мельчайшими твёрдыми частицами, загрязнении грунтовых вод токсичными стоками с автодорог, автомоек и стоянок автотранспорта;
• шумовом загрязнении;
• вибрации;
• потере городского жизненного пространства (до 50 % площади современных городов отводится на дороги, парковки, гаражи и заправочные станции).

Основная причина загрязнения воздуха транспортными средствами заключается в неполном сгорании топлива. В отработавших газах двигателя внутреннего сгорания (ДВС) содержится свыше 170 вредных компонентов (N₂, O₂, CO₂, H₂, CO, NOx, альдегиды, сажа), из них 160 – производные углеводородов, прямо обязанные своим появлением неполному сгоранию топлива в двигателе.

Оксид углерода СО – бесцветный не имеющий запаха газ. Воздействуют на нервную и сердечно сосудистую систему, вызывает удушье.

Диоксид азота NO₂ – бесцветный не имеющий запаха ядовитый газ, раздражающе действующий на органы дыхания. При повышении концентрации оксидов азота возникает сильный кашель, рвота, иногда головная боль. При контакте с влажной поверхностью слизистой оболочке оксиды азота образуют кислоты, которые приводят к отёку легких.

Диоксид серы SO₂ – бесцветный газ с острым запахом, уже в малых концентрациях создаёт неприятный вкус во рту, раздражает слизистые оболочки глаз и дыхательные пути. Образуется в отработавших газах в том случае, когда сера содержится в исходном топливе (дизельное топливо).

Углеводороды (пары бензина, пентан, гексан и др.) – обладают наркотическим действием, в малых концентрациях вызывают головную боль и головокружение. Так. при вдыхании в течение 8ч. паров бензина возникают головные боли, кашель неприятное ощущение в горле.

Альдегиды. При длительном воздействии на человека альдегиды вызывают раздражение слизистых оболочек глаз и дыхательных путей, а при повышенных концентрациях отмечается головная боль, слабость, потеря аппетита, бессонница.

Соединения свинца. В организм через органы дыхания поступает ~ 50 % соединений свинца от количества, содержащегося в воздухе. Под действием свинца нарушается синтез гемоглобина и возникают заболевания дыхательных путей, мочеполовых органов, нервной системы. В крупных городах содержание свинца в атмосфере превышает естественный фон в 10⁴ раз.

Анализ показывает, что наибольшей токсичностью обладает выхлоп карбюраторных ДВС.

Дизельные ДВС выбрасывают в больших количествах сажу, которая в чистом виде не токсична. Однако частицы сажи несут на своей поверхности частицы токсичных веществ, в том числе и канцерогенных. Сажа может длительное время находиться во взвешенном состоянии в воздухе, увеличивая тем самым время воздействия токсических веществ на человека.

Шумы тоже могут оказывать на человека негативное воздействие. Человек реагирует на шум в зависимости от особенностей его организма. Раздражающие действия шума зависит, прежде всего, от его уровня, а также от спектральных и временных характеристик. Считается, что шум с уровнем ниже 60 дБ вызывает нервное раздражение. Рядом исследователей установлена прямая связь между возрастающим уровнем шума в городах и увеличением числа нервных заболеваний. Особо нужно сказать об инфразвуке. Инфразвук вызывают механизмы с большей поверхностью, совершающие вращательное или возвратно-поступательное движение (сваебойки, виброплощадки и т.п. ), с числом рабочих циклов не более 20 раз в секунду (инфразвук механического происхождении); реактивные двигатели; ДВС большей мощности; турбины и другие установки создающие большие турбулентные массы потоков газов (инфразвук аэродинамического происхождения). Инфразвук воспринимается человеком за счет слуховой и тактильной чувствительности, так при частотах 2-5 Гц и уровне звукового давления 100-125 дБ наблюдается осязаемое движение в барабанных перепонках из-за изменения давления в среднем ухе, затрудненное глотание, головная боль. Повышение уровня до 125-137 дБ может вызвать вибрацию грудной клетки, чувство “падения“. Инфразвук с частотой 15-20 Гц вызывает чувство страха. Известно влияние инфразвука на вестибулярный аппарат и снижение слуховой чувствительности. Все названные аномалии приводят к нарушению нормальной жизнедеятельности человека и проявляются даже на достаточно удаленных от источника инфразвука расстояниях (до 800м). Инфразвук может указывать и косвенное воздействие (дребезжание стекол, посуды и др.), что в свою очередь обуславливает высоко частотные шумы с уровнем более 40 дБ.

Вибрация. Источниками вибрации является рельсовый транспорт (метрополитен, трамвай), а также железнодорожный транспорт. Во всех случаях вибрации распространяются по грунту и достигают фундаментов общественных жилых зданий, часто вызывая звуковые колебания. Передача вибраций через фундаменты и грунт может способствовать их неравномерной осадке, приводящей к разрушению расположенных на них инженерных и строительных конструкций. Особенно это опасно для грунтов, насыщенных влагой.

Воздействие на окружающую среду различных видов транспорта

Воздушный и космический транспорт.

В наше время воздушному транспорту отводится особая роль. Прежде всего, он развивается как пассажирский транспорт. Вместе с тем, от авиационных шумов страдает население, проживающее вблизи аэропортов.

Кроме того, в среднем один реактивный самолет, потребляя в течение 1 часа 15 тонн топлива и 625 тонн воздуха, выпускает в окружающую среду 46,8 тонн СО₂ , 18 тонн паров воды, 635 кг угарного газа, 635 кг окиси азота, 15 кг окиси серы, 2,2 кг твердых частиц. Средняя длительность пребывания этих веществ в атмосфере составляет примерно два года. Содержание токсичных составляющих в продуктах сгорания существенно зависит от режима работы двигателя.

Оценка суммарного количества основных загрязнителей, поступающих в воздушную среду контролируемой зоны аэропорта гражданской авиации в результате его производственной деятельности показывает, что на площади около 4 км² выделяется в атмосферу за одни сутки от 1000 до 1500 кг окиси углерода, 300-500 кг углеводородных соединений и 50-80 кг окислов азота. Такое количество выделяемых вредных веществ при неблагоприятном сочетании метеорологических условий может приводить к повышению их концентраций до значительных величин.

При чрезвычайных и аварийных ситуациях самолеты вынуждены сливать в воздухе излишнее топливо для уменьшения посадочной массы. Количество топлива, сливаемого самолетом за один раз, колеблется от 1-2 тыс. до 50 тыс. литров. Испарившаяся часть топлива рассеивается в атмосфере без опасных последствий, однако неиспарившаяся часть достигает поверхности земли и водоемов и может вызвать сильные местные загрязнения. Доля неиспарившегося топлива, достигающего поверхности земли в виде капель, зависит от температуры воздуха и высоты слива. Даже при температуре более 20°С на землю может выпадать до нескольких процентов сливаемого топлива, особенно при сливе на малых высотах.

Загрязнение воздушной среды транспортом с ракетными двигательными установками происходит главным образом при их работе перед стартом, при взлете и посадке, при наземных испытаниях в процессе их производства и после ремонта, при хранении и транспортировке топлива, а так же при заправке топливом летательных аппаратов. Работа жидкостного ракетного двигателя сопровождается выбросом продуктов полного и неполного сгорания топлива. При сгорании твердого топлива из камеры сгорания выбрасываются H₂O, CO₂, HCl, CO, NO, Cl, а также твердые частицы со средним размером 0,1 мкм (иногда до 10 мкм).