Воздействие различных видов транспорта на окружающую среду и раскрытие путей и методов предупреждения негативных явлений

Современное общество не обходится без транспорта. Сейчас используются как грузовые, так и общественные средства передвижения, которые снабжаются различными видами энергии для обеспечения движения. На данный момент в разных частях света используются следующие транспортные средства:

автомобильный (автобусы, легковые авто, микроавтобусы);
железнодорожный (метро, поезда, электропоезда);
водный (лодки, катера, контейнерные суда, танкеры, паромы, круизные суда);
воздушный (самолеты, вертолеты);
электротранспорт (трамваи, троллейбусы).

Несмотря на то, что транспорт позволяет ускорить время всех передвижений людей не только по поверхности земли, но по воздуху и воде, различные ТС оказывают воздействие на окружающую среду.

Загрязнение окружающей среды

Каждый вид транспорта загрязняет экологию, но существенное преимущество – 85% загрязнения осуществляет автомобильный транспорт, который выделяет выхлопные газы. Машины, автобусы и другой транспорт этого вида приводит к различным проблемам:

загрязнение атмосферы;
ухудшение здоровья людей и животных.

Морской транспорт

Морской транспорт более всего загрязняет гидросферу, поскольку в водоемы поступает грязная балластная вода и вода, которой моют плавательные суда. Энергетические установки кораблей загрязняют воздух различными газами. Если танкеры перевозят нефтепродукты, то существует риск загрязнения воды нефтью.

Авиационный транспорт

Авиационный транспорт загрязняет, прежде всего, атмосферу. Их источником являются газы авиационных двигателей. Благодаря работе авиатранспорта в воздух попадает углекислый газ и оксиды азота, пары воды и оксиды серы, оксиды углерода и твердые частицы.

Электротранспорт

Электротранспорт вносит свою лепту в загрязнение окружающей среды путем электромагнитных излучений, шумов и вибраций. При его обслуживании в биосферу поступают различные вредные вещества.

Таким образом, при эксплуатации самых разных транспортных средств происходит загрязнение окружающей среды. Вредные вещества загрязняют воду, почву, но более всего загрязнителей поступает в атмосферу. Это угарный газ, оксиды, тяжелые соединения и парообразные вещества. В результате этого происходит не только парниковый эффект, но и выпадают , учащается количество заболеваний и ухудшается состояние здоровья людей.

В своей практической деятельности человек использует различные виды транспорта, имеющие передвижные и стационарные силовые установки. Передвижные силовые установки позволяют передвигаться транспортному средству по поверхности (сухопутной или водной, или в атмосфере), это автомобили, корабли, самолеты и т.д. Стационарные силовые установки снабжают электрической или другими энергиями видами устройства, совершающие необходимую работу, в том числе и передвижение транспортных средств, примером могут служить электрические железнодорожные поезда, трамваи и троллейбусы.

Различают следующие виды транспорта: автомобильный, железнодорожный (наземный и подземный - метро), воздушный, водный (речной и морской), а также рельсовый и безрельсовый наземный электротранспорт (трамваи, троллейбусы). Электротранспорт оказывает загрязняющее действие на среду за счет шума и электромагнитных излучений, а также за счет попадания в среду веществ, применяемых при обслуживании этого транспорта, однако, за счет того, что электроэнергия вырабатывается за пределами населенных пунктов, электрический транспорт значительно улучшает экологическую атмосферу в городах.

На различных видах транспорта используют следующие виды топлива: автомобильный и авиационный бензин, дизельное топливо, керосиновые фракции, природный газ и смесь разных видов топлива. По конструкции двигателей различают карбюраторные, инжекторные, двигатели с прямым впрыском топливной смеси, дизельные и реактивные силовые установки, которые имеют разные конструкции и оказывают на природную среду различное воздействие.

Негативное влияние транспорта на окружающую среду состоит в том, что для его функционирования необходимо топливо, которое само по себе токсично; при работе разных поглощается кислород и выделяются выхлопные газы, многие из которых отрицательно влияют на Природу. Нерациональное использование веществ, применяемых при уходе за двигателями, также загрязняет внешнюю среду. Работа транспорта сопровождается шумом, вибрациями, излучением электромагнитных колебаний, тепловым загрязнением среды обитания. При машин по грунтовым дорогам нарушается поверхностный слой почвы, возникает запыление и т. д.

Краткая экологическая характеристика видов топлива

В промышленности и на транспорте используют автомобильные бензины марок А-72, А-76, АИ-92, АИ-93, АИ-95 и АИ-98. Цифры в обозначении бензина указывают на октановое число (стойкость топлива к самовоспламенению при повышенных давлении и ). Чем выше октановое число тем более качественным является бензин. Самые современные двигатели внутреннего сгорания автомобилей работают на бензине АИ-98.

Большинство видов бензина этилируется (вводится добавка тетраэтилсвинца) для повышения октанового числа. Авиационные бензины выпускаются ограниченно.

Широко применяются разные виды дизельного топлива. Для быстроходных дизельных двигателей используют марки ЗЛ, ДЗ, ДЛ, а для тихоходных - ДТ и ДМ. В этих топливах содержание серы должно быть не более 0,2-0,5% (для быстроходных) и 0,5-3% (для тихоходных дизелей).

Реактивные двигатели могут развивать дозвуковую и сверхзвуковую скорость. Для первых используют топливо марок Т-1, ТС-1 и РТ, а для вторых - Т-6 и Т-8. В своей основе указанные марки топлива являются керосиновыми фракциями нефтеперегонки с температурами кипения 150-315 °С, в которые добавляют противоизносные, антиокислительные, защитные, антистатические и другие присадки.

Для работы газотурбинных двигателей можно применять и газообразное, и жидкое, и твердое, и пылевидное топливо. Топливо для этих двигателей должно содержать не более 3 % серы и 0,05% золы.

Для судовых и стационарных силовых установок используют мазут марок - Ф5, Ф12 (мазуты флотские), 40, 100 и 200 (мазуты топочные) и топливо МП. Топочные мазуты, в отличие от флотских, имеют большую зольность, вязкость и большее содержание серы, воды и смолистых веществ.

Для эксплуатации двигателей применяют смазочные масла и специальные органические жидкости, которые огнеопасны и токсичны. Так, содержание бензинов в воздухе в количестве 5-10 мг/л вызывает острое отравление, концентрация в 35-40 мг/л приводит к хроническим нарушениям, а концентрации более 50 мг/л могут привести к летальному исходу. Токсичность компонентов дизельного топлива выше, чем у компонентов бензина, но это топливо менее летуче, и опасные концентрации могут возникать только при повышенных температурах.

Очень вредным для здоровья является этиловая жидкость из-за наличия в ней свинца. Эта жидкость летуча, и уже при 0 °С возникают опасные для здоровья человека концентрации этого вещества в , поэтому работа с тетраэтилсвинцом требует предельной осторожности.

В составе смазочных масел и гидравлических жидкостей содержатся вредные компоненты (это соединения серы, хлора, цинка, свинца). Весьма опасен и этиленгликоль, используемый в качестве антифриза (смеси этиленгликоля и воды замерзают при низких температурах); он поражает нервную систему, почки; смертельная доза - 50 грамм, его ни в коем случае нельзя принимать внутрь.

Краткая экологическая характеристика продуктов сгорания топлива

Транспорт - основной загрязнитель . Установлено, что ежегодно один легковой автомобиль, поглощая 4 тонн молекулярного кислорода, выделяет в атмосферу 0,8 т СО, до 40 кг различных оксидов азота, до 200 кг углеводородов, кроме того, сажу, тетраэтилсвинец и другие вещества (альдегиды, органические кислоты, полициклические углеводороды и их производные).

Двигатели, работающие на дизельном топливе, выделяют в окружающую среду меньшее количество угарного газа, но большее количество диоксидов углерода и серы. Наименьшее количество вредных примесей содержится в выхлопных газах двигателей, работающих на сжиженном газе (СО в пять раз меньше, чем у карбюраторных двигателей, оксидов азота - в два раза, а оксиды серы отсутствуют).

Состав выхлопных газов в значительной степени зависит от режима работы двигателя. Так, содержание СО составляет: на холостом ходу 0,5-6,5, при постоянной скорости движения - 0,3 - 3,5, при разгоне (от 0 до 40 км/ч) - 2,5-5,0, при торможении (от 40 км/ч до 0) - 1,8-4,5 % по объему. Для оксидов азота: 0,005 - 0,01; 0,1-0,2; 0,12-0,19; 0,003-0,005 (соответственно с СО).

В выхлопных газах содержатся канцерогенные (вещества, способствующие развитию раковых заболеваний) соединения, например бензапирен.

Анализируя приведенные выше сведения, необходимо отметить, что состав выхлопных газов зависит как от типа двигателя, так и от режима работы транспорта, что важно учитывать при реализации природоохранных мероприятий.

Особенности загрязняющего воздействия транспорта на биосферу

Как было показано выше, при эксплуатации транспортных средств выделяются газообразные (оксиды серы, азота, угарный газ, различные углеводороды, продукты неполного сгорания и разложения топлива переменного состава), парообразные (тетраэтилсвинец и другие вещества), жидкие (сточные воды переменного состава) и твердые (золы) загрязняющие вещества.

Транспортные средства, работающие на карбюраторных двигателях, сильно загрязняют среду угарным газом, тетраэтилсвинцом (его в атмосферу поступает более 8 тыс. т ежегодно), оксидами азота и углеводородами.

Транспортные средства, работающие на дизельных двигателях, в меньшей степени загрязняют среду СО, но в большей - оксидами серы и азота.

За счет работы транспортных средств возникает фотохимический смог, связанный с поступлением в атмосферу оксидов азота, углеводородов, кислорода и паров воды. Под воздействием солнечной радиации образуются оксиданты, отравляющее воздействие которых очень велико и превышает таковое для других веществ, поступающих в атмосферу.

Продукты превращений различных загрязнителей, находящихся в атмосфере, попадают в почву и природные воды.

Уход за транспортными средствами требует большого расхода воды и сопровождается образованием сточных вод. Сточные станций техобслуживания содержат суспензии твердых веществ, эмульсии масел, а также растворы солей и моющих средств. Попадание таких вод в природные водоемы или в почву приводит к загрязнению последних.

И атмосфера, и , и почвы загрязняются в результате нарушения правил перевозки грузов и различных аварий на транспорте. Большое количество нефти и нефтепродуктов, угля, различных солей попадают и в , и в моря, и в литосферу. Однако обнаружено, что как загрязняющее вещество попадает в среду обитания () преимущественно через сливные воды, образующиеся при отстое транспортируемой нефти.

Атмосфера является мощным загрязняющим фактором природных вод и литосферы, так как более 50% всех загрязнений, поступивших в нее, попадает в Мировой океан и на сушу. Поэтому автомобильный, наземный железнодорожный и другие виды наземного транспорта являются источником загрязнения и гидросферы, и литосферы.

Помимо того, что транспортные средства выделяют большое количество продуктов сгорания топлива, все виды транспорта являются источником теплового и шумового загрязнения, а также электромагнитного излучения.

Краткий обзор природоохранных мероприятий, проводимых при эксплуатации и обслуживании транспортных средств

Транспортные средства - необходимый атрибут жизни современного человека.

Полностью исключить отрицательное воздействие транспорта на Природу невозможно, но снизить негативное воздействие можно и необходимо.

Основные направления природоохранной деятельности на транспорте таковы:

1. Строгое соблюдение правил транспортировки людей и грузов, что сделает работу транспорта более оптимальной, экономически выгодной, снизит расходы энергии, топлива и других ресурсов.

2. Проведение реконструкции двигателей, которая позволит уменьшить расход топлива на единицу пробега, снизить уровень шума и вибрации (за счет принципиально новых технологических решений), значительно уменьшить содержание вредных примесей в выхлопных или отходящих газах.

3. Разработка новых типов двигателей (типа электромобилей), которые в минимальной степени загрязняют природную среду, и внедрить их в практику.

4. Разработка новых видов топлива, которые были бы более экологичными, т. е. при их сжигании образовывалось бы меньшее количество веществ, обладающих отрицательным воздействием на здоровье человека и природные экологические процессы.

5. Учитывая, что количество вредных загрязнителей зависит от режима работы двигателя, оптимизировать режим движения на автомобильных дорогах, по возможности исключая возникновение «дорожных пробок» и других затруднений при движении транспортных средств.

6. Применение новых технологий сжигания топлива без использования тетраэтилсвинца, способствующих более полному сжиганию топлива.

7. Разработка приборов, улавливающих или обезвреживающих вредные загрязняющие примеси, содержащиеся в выхлопных газах, и оборудование ими транспортных средств.

8. Разработка оптимального режима работы двигателей разных типов и использование ЭВМ для тонкого управления режимом сжигания топлива.

9. Сбор, обезвреживание сточных вод, образующихся при эксплуатации и уходе за транспортными средствами, утилизация полезных компонентов, извлеченных из них.

10. Сбор отстойных вод, обезвреживание и удаление из них полезных компонентов с целью утилизации; воздействие на эти воды различными средствами очистки.

11. Проведение систематически организованного экологического просвещения работников, занятых в сфере эксплуатации и обслуживания транспортных средств, с целью их активного вовлечения в работу, обеспечивающую минимальное загрязнение среды обитания.

Специалисты, занятые в сфере транспорта, должны знать технические особенности реализации рассмотренных выше направлений природоохранной деятельности, это необходимо и руководителям транспортных предприятий, и инженерно-техническим работникам. Данные вопросы рассматриваются в специальных курсах.

Негативное влияние автомобилей на окружающую среду очевидно. В нашем мире невозможно прожить без использования двигателей внутреннего сгорания. Человеком используются эти механизмы как в бытовой, так и в других видах деятельности. К сожалению, помимо всех тех положительных качеств, которые несет с собой использование двигателей внутреннего сгорания, также наблюдается и множество отрицательных факторов. Основным из них является негативное воздействие на окружающую среду.

Это негативное влияние с каждым годом только увеличивается, это связано с тем, что спрос на автомобили тоже растет. Двигатели внутреннего сгорания, на которых работают все автомобили, за время своей работы сжигают просто огромное количество нефтепродуктов разной степени очистки. Это наносит вред окружающей среде и, в первую очередь, атмосфере. Так как автомобили в большом количестве в основном сосредоточены в больших городах, то воздух в мегаполисах обеднен кислородом и загрязнен продуктами горения нефтепродуктов. Такой воздух приносит вред здоровью человека, из-за такого воздействия нарушается экологическая среда, меняются природные и климатические условия. Также общеизвестно, что из воздуха эти вредные продукты попадают еще и в воду, а значит, загрязняется и водная среда.

В процессе сгорания топливных жидкостей происходит выброс следующих веществ в большом количестве:

1. Оксид углерода. Это вещество очень токсично, то есть представляет опасность для природной среды и для человека.

Если человек будет вдыхать этот газ в небольшой концентрации на протяжении небольшого количества времени, то возможно отравление, которое может привести к обмороку. Оксид углерода поражает кору головного мозга человека, вызывает необратимые расстройства нервной системы.

2. Твердые частицы. При сгорании топливных жидкостей также происходит выброс в атмосферу твердых частиц, которые при вдыхании человеком могут повлечь за собой нарушение работы многих внутренних органов, а, в первую очередь, органов дыхания. Кроме этого, эти элементы оказывают негативное влияние на окружающую среду, в частности, на водоемы, образуют пыль, которая препятствует росту растений.
3. Оксид азота. Во время контакта с влажной поверхностью происходит образование азотистой и азотной кислот, которые своим действием приводят к различным нарушениям работы органов дыхания. Действие этого элемента на кровеносную систему приводит также к различным нарушениям.
4. Сернистый ангидрид. Этот элемент является высокотоксичным элементом, который оказывает самое негативное влияние на всех теплокровных существ. Воздействие этого элемента может вызвать у человека почечную недостаточность, легочно - сердечную недостаточность, расстройство сердечно - сосудистой системы и т. д. Также сернистый ангидрид оказывает разрушающее действие на строительные конструкции, в его присутствии ускоряется рост коррозии металлических предметов.
5. Сероводород.

Это удушливый и токсичный газ, который вызывает у человека расстройство нервной, сердечно - сосудистой, дыхательной систем. При длительном воздействии может вызвать тяжелые формы отравления, которые могут привести к летальному исходу.

6. Ароматические углеводороды. Также очень токсичные элементы, которые могут вызвать очень негативные последствия для человеческого организма.
7. Бензапирен. Очень канцерогенное вещество, которое может вызывать мутационные изменения в организме человека.
8. Формальдегид. Имеет очень токсичное действие, которое влияет на нервную системы человека, на многие органы и вызывает необратимые последствия для здоровья человека.

Опасность неотработанных элементов горения нефтепродуктов заключается, в первую очередь, в том, что это воздействие невозможно увидеть сразу, многие из вредных веществ имеет свойство накапливаться в организме человека, многие не выводятся из него вообще. Иногда последствия такого воздействия можно увидеть только через годы, тогда, когда уже невозможно что-либо изменить. В последствии это приводит к тому, что многие заболевания становятся наследственными, многие болезни получили очень широкое распространение.

Помимо влияния, связанного с последствиями сгорания топливных жидкостей, автомобили оказывают и другое негативное влияние на окружающую среду. Влияние автомобилей на жизнь человека тоже проявляется не только в положительном ключе, но, в первую очередь и главным образом, в негативном направлении. Автомобили оказывают огромное шумовое воздействие на человека.

Шумы, которые издаются при работе двигателя автомобиля, вызывают у человека чрезмерную усталость у людей, что может служить поводом к различным психическим и нервным расстройствам. Постоянно превышается шумовой порог, при котором возможна нормальная работа органов слуха человека. Кроме того, постоянное шумовое воздействие может заметно сокращать жизнь человека. Постоянные шумы мешают людям совершать необходимые действия, такие как, например, сон, отдых, плодотворная работа и т. д. Утомление также имеет свойство накапливаться, особенно в условиях постоянной трудовой занятости, это тоже может привести к нервным и психическим расстройствам. На распространение уровня шума влияют также климатические и природные факторы. Так, например, в зоне, которая насыщена зелеными насаждениями, шум распространяется гораздо в меньшей концентрации, чем, например, в городе. Именно поэтому жители городов ощущают часто постоянную усталость. Уровень шумового фона измеряется в децибелах. По нормам для человека этот уровень не должен превышать порога в 40 децибел, в современном же мире он часто перешагивает порог в 100 децибел.

Таким образом, можно сказать о том, что автомобили оказывают негативное воздействие на окружающую среду и на человека. Необходимо различными методами пытаться сократить это влияние, хотя бы до того уровня, который не будет мешать нормальному функционированию организма человека, а также не будет нарушать работу экологических систем.

Специфика водного транспорта

Водный транспорт является самым экономичным, поскольку перемещается по поверхности воды, выполняющей поддерживающую функцию. Исторически водный транспорт использовал мускульную силу человека (гребные суда) или энергию ветра (парусные), являясь, таким образом, экологически чистым. В настоящее время объекты водного транспорта передвигаются на основе энергии двигателей внутреннего сгорания, с чем связано в основном их воздействие на среду.

Водный транспорт используется для перемещения объемных, но несрочных грузов.

Замечание 1

Загрязнение окружающей среды под воздействием водного транспорта происходит по двум основным каналам: это загрязнение гидросферы и атмосферы отходами эксплуатационной деятельности и загрязнение (обычно аварийное) токсичными грузами.

Загрязнение среды при нормальной работе водного транспорта

Главными источниками загрязнения среды являются судовые двигатели и вода, используемая для мытья грузовых танков, а также балластная вода.

Двигатели судов выбрасывают отработавшие газы первоначально атмосферу, а уже оттуда токсичные вещества вновь попадают в воды гидросферы. Большинство судов современного флота оборудовано дизельными двигателями.

Объекты водного транспорта на единицу перевозимой массы потребляют относительно немного топлива, они передвигаются на большие расстояния с определенной скоростью, при которой большую часть времени двигатели работают условиях оптимального режима, и поэтому отработавшие газы содержат минимум вредных веществ.

Нефть и нефтепродукты служат основными загрязнителями гидросферы при работе водного транспорта. Их большое влияние определяется технологией промывки емкостей (танков) на судах, перевозящих нефть и нефтепродукты, для удаления остатков предыдущего груза перед каждой следующим загрузкой. Промывочная вода, вместе с остатками груза обычно сбрасывается за борт.

После успешной доставки нефтегрузов по назначению танкеры обычно отправляются в пункт новой загрузки без груза. Поэтому емкости заполняют балластной водой, которая загрязняется нефтяными остатками, а затем также выливается за борт.

Аварийное загрязнение

С ростом перевозок нефтепродуктов и наливного тоннажа все больше этих токсичных веществ стало попадать в океан при авариях. Загрязнение оказывается максимальным на основных морских путях перевозки нефти, хотя аварии могут происходить в любой акватории. Особенно загрязнены акватории Персидского залива, южной оконечности Африки, европейские моря, Северная Атлантика, побережье США, Японии. Особенно неблагоприятна ситуация в Персидском заливе, поскольку здесь начинает свой путь почти две трети нефти, перевозимой морским транспортом.

На аварийные разливы приходится более половины сбросов углеводородов в гидросферу. Наибольшая опасность таких сбросов заключается в их (как и вообще любых аварий) практической непредсказуемости, и из-за современной тенденции к гигантизму – в огромных объемах разовых сбросов. К постепенному загрязнению небольшими дозами нефтепродуктов среда в какой-то степени может приспособиться, в частности, путем увеличения популяций разлагающих нефть микроорганизмов. К аварийному же загрязнению подобное, даже относительное, приспособление оказывается невозможным.

Другие виды воздействия водного транспорта

Замечание 2

Водный транспорт является мощным источником не только химического загрязнения, но и физического воздействия на среду. В том числе суда являются источником шума, различных вибраций, находящаяся на них аппаратура формирует электромагнитные поля.

При быстром движении суда формируют волны, которые могут быть причиной гибели многих гидробионтов, в том числе потомства рыб. Как и все виды транспорта, водный транспорт является мощным фактором беспокойства для животных.

Для нужд водного транспорта производится зарегулирование рек, техногенный подъем их уровня (чтобы сделать реки судоходными, затопить пороги и перекаты), устройство шлюзов, дноуглубительные работы и многое другое. Все это крайне разрушительно влияет на водные экосистемы.