Автомобильный транспорт

Введение

     Автомобильный транспорт занимает важное место в единой транспортной системе страны. Он перевозит более 80% народнохозяйственных грузов, что обусловлено высокой маневренностью автомобильного транспорта, возможностью доставки грузов «от двери до двери» без дополнительных перегрузок в пути, а, следовательно, высокой скоростью доставки и сохранностью грузов.

     Большая протяженность автомобильных дорог  обеспечивает возможность их повсеместной эксплуатации при значительной провозной  способности.

     Высокая мобильность, способность оперативно реагировать на изменения пассажиропотоков ставят автомобильный транспорт «вне конкуренции» при организации местных перевозок пассажиров. На его долю приходится почти половина пассажирооборота.

     Целью данной работы является изучение и анализ загрязнения атмосферного воздуха выхлопами газа автомобильного транспорта и пути уменьшения вредных последствий.

     Начало  второй половины XX столетия ознаменовалось интенсивным процессом автомобилизации  общества. Развитие автомобильного транспорта предопределило две четко выраженные и противоречивые тенденции. С одной стороны, достигнутый уровень автомобилизации, отражая технико-экономический потенциал развития общества, способствовал удовлетворению социальных потребностей населения, а с другой - обусловил увеличение масштаба негативного воздействия на общество и окружающую среду, приводя к нарушению экологического равновесия на уровне биосферных процессов. Очевидная позитивность первой тенденции повлекла за собой ярко выраженные нежелательные последствия. К концу века возникла, повсеместно проявила себя и накрепко обосновалась новая угроза жизненно важным интересам личности, общества, государства - реальная экологическая опасность для жизнедеятельности, связанная с достигшим гигантских масштабов уровнем автомобилизации.

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

     Изучение  негативных последствий развития автотранспортного комплекса позволяет определить два пути воздействия автомобильного транспорта на природную среду с учетом его недостаточно высокого уровня эколого-технологического совершенства. Во-первых, автотранспорт потребляет значительное количество природных материалов и сырья и, прежде всего, невозобновляемых и дефицитных энергоносителей, таких, например, как нефть, а во-вторых - загрязняет окружающую среду.

     Исследование  данной работы предопределило ряд задач:

     1. Выявить основные загрязняющие  вещества от автомобильного транспорта.

     2. Рассмотреть специфику влияния  автомобильного транспорта на  окружающую среду.

     3. Проанализировать уровень загрязнения  атмосферного воздуха в городах.

     4. Пути уменьшения загрязнения  окружающей среды.

     Основная  часть

     Российская  Федерация располагает всеми видами современного транспорта, образующими единую транспортную систему. Современный транспорт сделал доступным для человека и колоссальные скорости, и отдаленнейшие уголки планеты, позволил ему вырваться из околоземного пространства. Благодаря развитой транспортной сети стало возможным быстрое перемещение грузов и пассажиров в нужном направлении. Однако автотранспорт является одним из основных источников загрязнения атмосферы, количество автомашин непрерывно растет, особенно в крупных городах; а вместе с этим растет валовой выброс вредных продуктов в атмосферу.

     Развитие  транспортных средств является частью общего научно-технического прогресса, оно необходимо и не может быть приостановлено. Конфликты между  транспортными средствами и средой обитания человека серьезны. Однако эти конфликты вызваны целым комплексом разнородных факторов и в принципе поддаются устранению.

     Основная  причина загрязнения воздуха  заключается в неполном сгорании топлива. В отработавших газах двигателя  внутреннего сгорания (ДВС) содержится свыше 170 вредных компонентов (основные из которых приведены     в таблице 1.1.), из них 160 – производные углеводородов, прямо обязанные своим появлением неполному сгоранию топлива в двигателе.

     Принцип работы автомобильных двигателей основан на превращении химической энергии жидких и газообразных топлив нефтяного происхождения в тепловую, а затем  в механическую энергию. Жидкие топлива в основном состоят из углеводородов, газообразные, наряду с углеводородами, содержат негорючие газы, такие как азот и углекислый газ. При сгорании топлива в цилиндрах двигателей образуются нетоксичные (водяной пар, углекислый газ) и токсичные вещества. Последние являются продуктами сгорания или побочных реакций, протекающих при высоких температурах. К ним относятся окись углерода СО₂, углеводороды C_mH_n, окислы азота (NO и NO₂) обычно обозначаемые NO_X. Кроме перечисленных веществ вредное воздействие на организм человека оказывают выделяемые при работе двигателей соединения свинца, канцерогенные вещества, сажа и альдегиды. В таблице 1 приведено содержание основных токсичных веществ в отработавших газах бензиновых двигателей.

1) Содержание основных токсичных веществ в отработавших газах бензиновых двигателей.

     Таблица 1 

     Основным  токсичным компонентом отработавших газов, выделяющихся при работе бензиновых двигателей, является окись углерода. Она образуется при неполном окислении углерода топлива из-за недостатка кислорода во всем объеме цилиндра двигателя или в отдельных его частях.

     Основным  источником токсичных веществ, выделяющихся при работе дизелей, являются отработавшие газы. Картерные газы дизеля содержат значительно меньшее количество углеводородов по сравнению с бензиновым двигателем в связи с тем, что в дизеле сжимается чистый воздух, а прорвавшиеся в процессе расширения газы содержат небольшое количество углеводородных соединений, являющихся источником загрязнений атмосферы.

     Загрязнение воздуха автомобильным транспортом  происходит в результате сжигания топлива. Химический состав выбросов зависит  от вида и качества топлива, технологии производства, способа сжигания в двигателе и его технического состояния.

     Наиболее  неблагоприятными режимами работы являются малые скорости и «холостой ход» двигателя, когда в атмосферу  выбрасываются загрязняющие вещества в количествах, значительно превышающих  выброс на нагрузочных режимах. Техническое состояние двигателя непосредственно влияет на экологические показатели выбросов. Отработавшие газы бензинового двигателя с неправильно отрегулированными зажиганием и карбюратором содержат оксид углерода в количестве, превышающем норму в 2-3 раза.

     2) Специфика влияния автомобильного транспорта на окружающую среду.

     Необходимым условием успешного развития одной  из важнейших составляющих материально-технической  базы любого общества является автодорожный комплекс. Во всем мире автомобильный транспорт приобретает все более интенсивное развитие: по объему перевозок он в четыре раза превосходит все остальные виды транспорта, вместе взятые. Однако, наряду с очевидными преимуществами, процесс развития автодорожного комплекса сопровождается возрастающим негативным воздействием на окружающую среду.

     Специфика источников загрязнения (автомобилей) проявляется:

     - в высоких темпах роста численности  автомобилей;

     - в их пространственной рассредоточенности (автомобили распределяются по  территории и создают общий повышенный фон загрязнения);

     - в непосредственной близости  к жилым районам (автомоби-ли  заполняют все местные проезды  и дворы жилой застройки);

     - в более высокой токсичности  выбросов автотранспорта;

     - в сложности технической реализации  средств защиты от загрязнений на подвижных источниках;

     - в низком расположении источника  загрязнения от земной поверхности,  в результате чего отработавшие  газы автомобилей скапливаются  в зоне дыхания людей (приземном  слое) и слабее рассеиваются естественным образом (даже при ветре) по сравнению с промышленными выбросами, которые, как правило, осуществляются через дымовые и вентиляционные трубы значительной высоты.

     Перечисленные особенности подвижных источников приводят к тому, что автотранспорт  создает в городах обширные зоны с устойчивым превышением санитарно-гигиенических нормативов загрязнения воздуха.

     Наибольшее  загрязнение выбросами от автотранспорта отмечается в Татарстане, Краснодарском  и Ставропольском краях, Ростовской, Московской, Ленинградской, Нижегородской, Волгоградской областях. На долю автотранспорта в ряде регионов приходится свыше 50 % общего объема выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, в том числе, согласно данным Минздрава РФ, в Пензенской области - 70 %, в Санкт-Петербурге -71 %, в Воронежской области - 77 %, в Краснодарском крае - 87 %, в Москве - 88 %. Оценки, выполненные для действующего парка автотранспортных средств, показывают, что в целом по России от автотранспорта ежегодно в атмосферу поступает 27 тыс. т бензола, 17,5 тыс. т формальдегида.

     Высокий процент автомобилей с карбюраторными двигателями, наряду с широким применением  этилированного бензина на большей  части территории России, обусловили загрязнение атмосферы соединениями свинца. Суммарный выброс свинца от автотранспорта по России в целом в 1998 г. составил 3 тыс. т., причем основным загрязнителем является грузовой транспорт: на его долю приходится 54 % общей массы выброса свинца. На территории России максимальные выбросы свинца по абсолютной величине отмечаются в Уральском, Поволжском и Западно-Сибирском регионах.

     Загрязнение атмосферы подвижными источниками  автотранспорта происходит в большей  степени отработавшими газами через  выпускную систему двигателя  автомобиля, а также, в меньшей  степени, картерными газами через систему вентиляции картера двигателя и углеводородными испарениями бензина из системы питания двигателя (бака, карбюратора, фильтров, трубопроводов) при заправке и в процессе эксплуатации.

     Отработавшие  газы автомобилей с карбюраторными двигателями в числе наиболее токсичных компонентов содержат оксид углерода, оксиды азота и углеводороды, а газы дизелей - оксиды азота, углеводороды, сажу и сернистые соединения. Один автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы в среднем более 4 т. кислорода, выбрасывая при этом с отработавшими газами примерно 800 кг угарного газа, 40 кг оксидов азота и почти 200 кг различных углеводородов. Снижению токсичности и нейтрализации отработавших газов уделяется основное внимание, и в этом направлении ведется постоянный поиск эффективных технических решений.

     Картерные газы вносят свою долю в загрязнение  атмосферного воздуха. Их количество в  двигателе возрастает с увеличением  износа. Кроме того, оно зависит  от условий движения и режимов  работы двигателя. На холостом ходу система  вентиляции картерных газов, которой снабжены практически все современные двигатели, работает менее эффективно, что ухудшает экологические показатели автомобилей.

     Испарения бензина имеют место при работе двигателя и в нерабочем состоянии. Внутренняя полость бензобака автомобиля всегда сообщается с атмосферой для поддержания давления внутри бака на уровне атмосферного по мере выработки бензина, что является необходимым условием нормальной работы всей системы питания двигателя, но в то же время создает условия для испарения легких фракций бензина и загрязнения ими воздуха.

     2.1) Загрязнение воздуха отработавшими газами автомобилей.