Экология воздуха

Федеральное агентство  по образованию Российской Федерации

«Южно-Уральский государственный  университет»

Факультет «Экономика и предпринимательство»

Кафедра «Экономика фирм и рынков»

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

по дисциплине  «Концепции современного естествознания»

                        на тему: «Экология воздушного бассейна Земли»

 

                                                                                                          

                                                                    Проверил:   

                                                                    Д.А. Винник

                                                                     ____________/________________/

                                                                 ________________________2010г.

 

                                                                     Автор работы:

                                                                 Студент группы ЭиП-264

                                                                     И.В. Константинов

                                                                 ____________/________________/

                                                                      _________________________2010г.    

                                                                 Реферат защищен с оценкой

                                                                     _____________________________

                                                      _________________________2010г.

 

 

 

 

 

                                                 

 

                                                  Челябинск 2010

                                                                ОГЛАВЛЕНИЕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ            

В современный  период атмосфера Земли претерпевает множественные изменения коренного характера: модифицируются ее свойства и газовый состав, возрастает опасность разрушения ионосферы и стратосферного озона; повышается ее запыленность; нижние слои атмосферы насыщаются вредными доля живых организмов газами и веществами промышленного и другого хозяйственного происхождения. Вследствие огромных выбросов техногенных газов и веществ, достигающих многих миллиардов тонн в год происходит нарушение газового состава атмосферы. Весьма важную роль в составе атмосферы играет двуокись углерода – СО₂, который играет важную роль не только в жизнедеятельности человека, но и в выполнении атмосферной функции предохранения подстилающей поверхности от перегрева и переохлаждения. Однако, хозяйственная деятельность человека нарушила естественный баланс выделения и ассимиляции СО₂ в природе, в результате чего его концентрация в атмосфере увеличивается. Если до 1850 года содержание СО₂ в атмосфере Земли составляло 260 – 290 объемных частей на миллион (ч/млн.), то в 2010 этот показатель возрос до 445 ч/млн.           Наука еще не в полной мере прояснила некоторые важные элементы кругооборота СО_2. Остается неясным вопрос о количественных характеристиках связи между увеличением концентрации этого газа в атмосфере и мерой его способности задерживать обратное излучение в космос тепла, получаемого Землей от Солнца. Тем не менее неоспоримый рост концентрации СО₂ в атмосфере свидетельствует о глубоком нарушении одного из компонентов глобального равновесия в биосфере, что в сочетании с другими нарушениям может иметь очень серьезные последствия.         Очень важен также вопрос увеличения масштабов нарушения баланса кислорода в атмосфере. Ранее масса свободного кислорода (порядка 1,18 * 10¹⁵ т) длительное время оставалась постоянной( производимый растениями ежегодный прирост тратился на естественные окислительные процессы), однако в настоящее время этот баланс нарушен и ситуация продолжает ухудшаться. Современное человечество ежегодно за счет сжигания топлива потребляет примерно 20 млрд. т атмосферного кислорода. Современная наука считает что, кислород представляет собой продукт не подвергшихся окислению органических остатков прошлых биосфер. Человечество используя эти «остатки» в техногенном кругообороте кислорода по существу возвращает нынешнюю биосферу в некое исходное (конечно, в известном отношении) состояние. Примерно в том же направлении действует и процесс увеличения концентрации углекислого газа, объемное содержание которого в атмосфере уже к 2015 году может возрасти на 30 – 40 %.

Многие современные  техногенные вещества при попадании  в атмосферу представляют собой немалую угрозу для жизни человека. Они наносят большой ущерб здоровью людей и живой природе. Некоторые из этих веществ могут переноситься ветрами на большие расстояния. Для них не существует границ государств, вследствие чего данная проблема является международной.   Основными загрязнителями такого плана являются окислы серы (в особенности двуокись серы – сернистый ангидрид) а также окислы азота. Быстрое накопление этих загрязнителей в атмосфере северного полушария (годовой прирост около 5 %) породило такое явление, как кислые и подкисленные осадки. Эти осадки пагубно влияют на биологическую продуктивность почв и водоемов, наносят большой экономический ущерб.       Наконец, еще одна крупная проблема, это увеличение запыленности атмосферы вследствие антропогенных факторов. По различным оценкам, поступление техногенных, взвешенных в воздухе частиц (аэрозолей) в атмосферу Земли достигает ежегодно 1 - 2,6 млрд. т и равно количеству аэрозолей природного происхождения. В результате запыленность атмосферы в целом увеличилось за последние 50 лет на 70 %.          Обо всех указанных выше экологических проблемах пойдёт речь в данном реферате.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I. Загрязнение атмосферного  воздуха выбросами автомобильного транспорта

Автомобиль – этот «символ» XX в. в индустриальных странах Запада, где слабо развит общественный транспорт, все чаще становится настоящим бедствием. Десятки миллионов личных автомашин заполнили улицы городов и автострады, то и дело возникают многокилометровые «пробки», без толку сжигается дорогостоящее горючее, воздух отравляется ядовитыми выхлопными газами. Во многих городах они превышают суммарные выбросы в атмосферу промышленных предприятий.

Суммарная мощность автомобильных двигателей в России значительно превышает установленную мощность всех тепловых электростанций страны. Соответственно и горючего автомобили «съедают» гораздо больше, чем тепловые электростанции и если удастся повысить экономичность автомобильных двигателей хотя бы немного, это обернется миллионной экономией.

Автомобильные выхлопные  газы – смесь примерно 200 веществ. В них содержатся углеводороды – не сгоревшие или не полностью сгоревшие компоненты топлива, доля которых резко возрастает, если двигатель работает на малых оборотах или в момент увеличения скорости на старте, т. е. во время заторов и у красного сигнала светофора. Именно в этот момент, когда нажимают на акселератор, выделяется больше всего несгоревших частиц: примерно в 10 раз больше, чем при работе двигателя в нормальном режиме.

К несгоревшим газам  относят и обычную окись углерода, образующуюся в том или ином количестве повсюду, где что-то сжигают. В выхлопных газах двигателя, работающего на нормальном бензине и при нормальном режиме, содержится в среднем 2,7 % оксида углерода. При снижении скорости эта доля увеличивается до 3,9 %, а на малом ходу – до 6,9 %.

Оксид углерода, углекислый газ и большинство других газовых выделений двигателей  тяжелее воздуха, поэтому все они скапливаются у земли,

Оксид углерода соединяется  с гемоглобином крови и мешает ему нести кислород в ткани  организма.

В выхлопных газах  содержатся также альдегиды, обладающие резким запахом и раздражающим действием. К ним относятся акролеины и формальдегид; последний обладает особенно сильным действием. В автомобильных выбросах содержатся также оксиды азота. Двуокись азота играет большую роль в образовании продуктов превращения углеводородов в атмосферном воздухе. В выхлопных газах присутствуют неразложившиеся углеводорода топлива. Среди них особое место занимают непредельные углеводороды этиленового ряда, в частности гексен и пентен.

Из-за неполного сгорания топлива в двигателе автомашины часть углеводородов превращается в сажу, содержащую смолистые вещества. Особенно много сажи и смол образуется при технической неисправности мотора и в моменты, когда водитель, форсируя работу двигателя, уменьшает соотношение воздуха и горючего, стремясь получить так называемую «богатую смесь». В этих случаях за машиной тянется видимый хвост дыма, который содержит полициклические углеводороды.

В 1 литр бензина может содержаться около 1 г тетраэтилсвинца, который разрушается и выбрасывается в виде соединений свинца. В выбросах дизельного транспорта свинец отсутствует. Тетра-этилсвинец используют в США с 1923 г. в качестве добавки к бензину. С этого времени выброс свинца в окружающую среду непрерывно возрастает. Годовое потребление свинца для бензина на душу населения составляет в США около 800 г. Близкое к токсическому уровню содержание свинца в организме наблюдалось у дорожных полицейских и у тех, кто постоянно подвергается воздействию выхлопных газов автомобилей. Исследованиями было, показано, что в организме голубей, живущих в Филадельфии, содержится в 10 раз больше свинца, чем у голубей, живущих в сельской местности. Свинец – один из основных отравителей внешней среды; и поставляют его главным образом современные двигатели с высокой степенью сжатия, выпускаемые автомобильной промышленностью.

Противоречия, из которых «соткан» автомобиль, пожалуй, ни в чем не выявляется так резко, как в деле защиты природы. С одной стороны, он облегчил нам жизнь, с другой – отравляет ее. В самом прямом и печальном смысле.

Один легковой автомобиль поглощает ежегодно из атмосферы в среднем больше 4 тонн кислорода, выбрасывая с выхлопными газами примерно 800 кг окиси углерода, около 40 кг окислов азота и почти 200 кг различных углеводородов.

II. Мероприятия по борьбе с выбросами автотранспорта

1. Оценка автомобилей по токсичности выхлопов

Большое значение также имеет повседневный контроль, над автомашинами. Все автохозяйства обязаны следить за исправностью выпускаемых на линию машин. При хорошо работающем двигателе в выхлопных газах окиси углерода должно содержаться не более допустимой нормы.

Положением о Государственной  автомобильной инспекции на нее  возложен контроль за выполнением мероприятий по охране окружающей среды от вредного влияния автомототранспорта.

ГОСТ под номером 17.2.03.77, введенный в нашей стране с 1 июля 1978 года, имеет символическое название «Охрана природы. Атмосфера».

В подзаголовке конкретизируется: «Содержание окиси углерода в отработавших газах автомобилей с бензиновыми двигателями. Нормы и метод определения».

В принятом стандарте  на токсичность предусмотрено дальнейшее ужесточение нормы, хотя они и были в СССР жестче европейских: по окиси углерода – на 35 %, по углеводородам – на 12 %, по окислам азота – на 21 %. Советский автомобиль 1978 г. должен выбрасывать в атмосферу окиси углерода почти вдвое, а углеводородов на 21 % меньше, чем машина выпуска 1975 г. С 1978 г. ограничен выброс окислов азота. В таких больших городах, как Москва, Киев, Алма-Ата, работают службы чистого воздуха.

На дизельные автомобили имеется специальный ГОСТ «Автомобили с дизелями. Дымность отработавших газов». Интересной особенностью автомобильного ГОСТа является то обстоятельство, что он обращен к огромной массе водителей. Кроме норм, ГОСТ содержит методику, которая дает подробные рекомендации водителю: как определить содержание окиси углерода в выхлопе, как отрегулировать двигатель.

Отечественные стандарты  предусматривают дальнейшее поэтапное ужесточение норм выброса токсичных веществ.

Автомобили, выпускаемые  в нашей стране, отвечают требованиям действующих стандартов. На заводах введены контроль и регулирование автомобилей по токсичности и дымности отработавших газов.

В Советском Союзе были созданы приборы, которые и в наше время следят за тем, чтобы машины, выходящие в рейс, не превышали допустимых норм выбросов вредных газов. Так, в Смоленске выпускаются переносные устройства «ГАИ-1» для измерения окиси углерода в выхлопных газах. Другие приборы измеряют окислы азота, углеводорода. Создана аналитическая система, автоматически регистрирующая одновременно основные транспортные выбросы. Смоленские приборостроители начали ее серийный выпуск.

2. Системы управления городским транспортом

 

Разработаны новые системы регулирования уличного движения, которые сводят к минимуму возможность образования пробок, потому что, останавливаясь и потом набирая скорость, автомобиль выбрасывает в несколько раз больше вредных веществ, чем при равномерном движении. Расширяются улицы между проезжей частью дорог и жилыми домами.

Построены автомагистрали в обход городов. Например, в Саратове построена автомагистраль в обход города. Дорога приняла весь поток транзитного транспорта, который раньше нескончаемой лентой тянулся по городским улицам. Резко снизилась интенсивность движения, уменьшился шум, чище стал воздух.

Любые вопросы организации движения надо рассматривать с точки зрения не только обеспечения безопасности, но и уменьшения токсичности выхлопных газов. Почему, скажем, предельная скорость движения в городе установлена не 80 и не 50, а 60 км в час? Именно на эту скорость у легковых автомобилей приходится минимум вредных выбросов. При резком же увеличении или уменьшении скорости движения выброс возрастает более чем вдвое.

В столице проводится большая работа по улучшению организации и безопасности движения транспорта, роль техники регулирования сегодня очень велика.

В Москве создана автоматизированная система управления дорожным движением «Старт», которая принципиально отличается от более простых подобных систем, действующих в настоящее время в столице и во многих других городах Советского Союза. Благодаря совершенным техническим средствам, математическим методам и вычислительной технике она позволит оптимально управлять движением транспорта во всем городе и полностью освободит человека от обязанностей непосредственного регулирования автомобильных потоков. В новом здании, которое поднялось на Садово-Каретной улице столицы, расположился единый общегородской центр управления движением транспорта уникальной телеавтоматической системы «Старт».

За последнее десятилетие  в Москве значительно возросли количество автомобилей и интенсивность транспортных потоков на ее магистралях. Одновременно на них находится в движении от 350 до 450 тыс. автомобилей. Основные магистрали города, как Садовое кольцо, улица Горького и другие, уже давно работают на пределе своих пропускных возможностей.

Системе «Старт» и  предстоит решать задачи по организации  движения, управлению потоками транспортных средств, равномерному распределению их по уличным артериям. С ее помощью можно будет оперативно анализировать изменяющиеся дорожные условия, выбирать оптимальный режим регулирования движения транспорта светофором.

На первом этапе «Старт» внедряется в пределах Садового кольца. «Старт» – сложная и уникальная система, на данный момент не имеющая аналогов в мире. Автоматизированное управление движением в таких крупных городах, как Токио, Лондон или Вашингтон, осуществляется лишь в пределах района или одной магистрали, а не всего города, как это будет в Москве. Несомненно, «Старт» усилит пропускную способность столичных магистралей, снизит число дорожно-транспортных происшествий и не только повысит эффективность работы транспорта, но и, сократив задержки движения, благотворно повлияет на состояние воздушного бассейна города. «Старт» – пионер комплексного решения проблемы автоматического управления дорожным движением. «Старт» на 20 – 25 % сократит задержки транспорта у перекрестков, на 8 – 10 % уменьшит количество дорожно-транспортных происшествий, улучшит санитарное состояние городского воздуха, увеличит скорость сообщения общественного транспорта, снизит уровень шумов.