Автотранспорт и его влияние на экологию города

Влияние автомобильного транспорта на экологию города

Основная причина загрязнения воздуха заключается в неполном и неравномерном сгорании топлива. Всего 15% его расходуется на движение автомобиля, а 85% «летит на ветер». К тому же камеры сгорания автомобильного двигателя — это своеобразный химический реактор, синтезирующий ядовитые вещества и выбрасывающий их в атмосферу.

Двигаясь со скоростью 80-90 км/ч в среднем автомобиль превращает в углекислоту столько же кислорода, сколько 300-350 человек. Но дело не только в углекислоте. Годовой выхлоп одного автомобиля — это 800 кг окиси углерода, 40 кг окислов азота и более 200 кг различных углеводородов. В этом наборе весьма коварна окись углерода.

Из-за высокой токсичности её допустимая концентрация в атмосферном воздухе не должна превышать 1 мг/м3. Известны случаи трагической гибели людей, запускавших двигатели автомобилей при закрытых воротах гаража. В одноместном гараже смертельная концентрация окиси углерода возникает уже через 2-3 минуты после включения стартера. В холодное время года, остановившись для ночлега на обочине дороги, неопытные водители иногда включают двигатель для обогрева машины. Из-за проникновения окиси углерода в кабину такой ночлег может оказаться последним.

Уровень загазованности магистралей и примагистральных территорий зависит от интенсивности движения автомобилей, ширины и рельефа улицы, скорости ветра, доли грузового транспорта и автобусов в общем потоке и других факторов. При интенсивности движения 500 транспортных единиц в час концентрация окиси углерода на открытой территории на расстоянии 30-40 м от автомагистрали снижается в 3 раза и достигает нормы. Затруднено рассеивание выбросов автомобилей на тесных улицах. В итоге практически все жители города испытывают на себе вредное влияние загрязнённого воздуха.

На скорость распространения загрязнения и концентрацию его в отдельных зонах города значительно влияют температурные инверсии. В основном, они характерны для севера европейской части России, Сибири, Дальнего Востока и возникают, как правило, при штилевой погоде (75% случаев) или при слабых ветрах (от 1 до 4 м/с). Инверсионный слой выполняет роль экрана, от которого на землю отражается факел вредных веществ, в результате чего их приземные концентрации возрастают в несколько раз.

Из соединений металлов, входящих в состав твёрдых выбросов автомобилей, наиболее изученными являются соединения свинца.

Это обусловлено тем, что соединения свинца, поступая в организм человека и теплокровных животных с водой, воздухом и пищей, оказывают на него наиболее вредное действие. До 50% дневного поступления свинца в организм приходится на воздух, в котором значительную долю составляют отработавшие газы автомобилей.

Поступления углеводородов в атмосферный воздух происходит не только при работе автомобилей, но и при разливе бензина. По данным американских исследователей в Лос-Анджелесе за сутки испаряется в воздух около 350 тонн бензина. И повинен в этом не столько автомобиль, сколько сам человек. Чуть-чуть пролили при заливке бензина в цистерну, забыли плотно закрыть крышку при перевозке, плеснули на землю при заправке на автозаправочной станции, и в воздух потянулись различные углеводороды.

В условиях сильного городского шума происходит постоянное напряжение слухового анализатора. Это вызывает увеличение порога слышимости (10 дБ для большинства людей с нормальным слухом) на 10-25 дБ.

Шум в больших городах сокращает продолжительность жизни человека. По данным австрийских исследователей, это сокращение колеблется в пределах 8-12 лет. Чрезмерный шум может стать причиной нервного истощения, психической угнетённости, вегетативного невроза, язвенной болезни, расстройства эндокринной и сердечно-сосудистой систем. Шум мешает людям работать и отдыхать, снижает производительность труда.

Массовые физиолого-гигиенические обследования населения, подвергающегося воздействию транспортного шума в условиях проживания и трудовой деятельности, выявили определённые изменения в состоянии здоровья людей.

При этом изменения функционального состояния центральной нервной и сердечно-сосудистой систем, слуховой чувствительности зависели от уровня воздействующей звуковой энергии, от пола и возраста обследованных. Наиболее выраженные изменения выявлены у лиц, испытывающих шумовое воздействие в условиях, как труда, так и быта, по сравнению с лицами, проживающими и работающими в условиях отсутствия шума.

Высокие уровни шума в городской среде, являющиеся одним из агрессивных раздражителей центральной нервной системы, способны вызвать её перенапряжение. Городской шум оказывает неблагоприятное влияние и на сердечно-сосудистую систему. Ишемическая болезнь сердца, гипертоническая болезнь, повышенное содержание холестерина в крови встречаются чаще у лиц, проживающих в шумных районах.

Шум в значительной мере нарушает сон. Крайне неблагоприятно действуют прерывистые, внезапно возникающие шумы, особенно в вечерние и ночные часы, на только что заснувшего человека. Внезапно возникающий во время сна шум (например, грохот грузовика) нередко вызывает сильный испуг, особенно у больных людей и у детей. Шум уменьшает продолжительность и глубину сна. Под влиянием шума уровнем 50 дБ срок засыпания увеличивается на час и более, сон становится поверхностным, после пробуждения люди чувствуют усталость, головную боль, а нередко и сердцебиение.

Отсутствие нормального отдыха после трудового дня приводит к тому, что естественно развивающееся в процессе работы утомление не исчезает, а постепенно переходит в хроническое переутомление, которое способствует развитию ряда заболеваний, таких как расстройство центральной нервной системы, гипертоническая болезнь.

Наибольшие уровни шума 90-95 дБ отмечаются на магистральных улицах городов со средней интенсивностью движения 2-3 тыс. и более транспортных единиц в час.

Уровень уличных шумов обуславливается интенсивностью, скоростью и характером (составом) транспортного потока. Кроме того, он зависит от планировочных решений (продольный и поперечный профиль улиц, высота и плотность застройки) и таких элементов благоустройства, как покрытие проезжей части и наличие зелёных насаждений. Каждый из этих факторов способен изменить уровень транспортного шума в пределах до 10 дБ.

В промышленном городе обычно высок процент грузового транспорта на магистралях. Увеличение в общем потоке автотранспорта грузовых автомобилей, особенно большегрузных с дизельными двигателями, приводит к повышению уровней шума. В целом грузовые и легковые автомобили создают на территории городов тяжёлый шумовой режим.

Шум, возникающий на проезжей части магистрали, распространяется не только на примагистральную территорию, но и вглубь жилой застройки. Так, в зоне наиболее сильного воздействия шума находятся части кварталов и микрорайонов, расположенных вдоль магистралей общегородского значения (эквивалентные уровни шума от 67,4 до 76,8 дБ). Уровни шума, замеренные в жилых комнатах при открытых окнах, ориентированных на указанные магистрали, всего на 10-15 дБ ниже.

Акустическая характеристика транспортного потока определяется показателями шумности автомобильности. Шум, производимый отдельными транспортными экипажами, зависит от многих факторов: мощности и режима работы двигателя, технического состояния экипажа, качества дорожного покрытия, скорости движения. Кроме того, уровень шума, как и экономичность эксплуатации автомобиля, зависит от квалификации водителя.

Шум от двигателя резко возрастает в момент его запуска и прогревания (до 10 дБ). Движение автомобиля на первой скорости (до 40 км/ч) вызывает излишний расход топлива, при этом шум двигателя в 2 раза превышает шум, создаваемый им на второй скорости. Значительный шум вызывает резкое торможение автомобиля при движении на большой скорости. Шум заметно снижается, если скорость движения гасится за счёт торможения двигателем до момента включения ножного тормоза.

За последнее время средний уровень шума, производимый транспортом, увеличился на 12-14 дБ. Вот почему проблема борьбы с шумом в городе приобретает всё большую остроту.

Эволюция развития человечества и создание индустриальных методов хозяйствования привели к образованию глобальной техносферы, одним из элементов которой является железнодорожный транспорт. Природная среда при функционировании элементов техносферы является источником сырьевых и энергетических ресурсов и пространства для размещения ее инфраструктуры.

Успешное функционирование и развитие железнодорожного транспорта зависит от состояния природных комплексов, наличия природных ресурсов, развития инфраструктуры искусственной среды и социально-экономической среды общества.

В свою очередь состояние окружающей среды при взаимодействии с объектами железнодорожного транспорта зависит от инфраструктуры по строительству железных дорог, производству, ремонту и эксплуатации подвижного состава, производственного оборудования, интенсивности использования подвижного состава и других объектов на железных дорогах, результатов научных исследований и их внедрения на предприятиях и объектах отрасли.

Достаточно сказать, что железнодорожный транспорт потребляет до 7% добываемого топлива, 6% электроэнергии и 4,5% леса. Поэтому уровень воздействия железнодорожного транспорта на окружающую среду достаточно велик.

Характер влияния транспорта на природу определяется составом технических факторов, интенсивностью их воздействия, экологической весомостью этих воздействий на элементы окружающей среды.

Загрязнение от объектов железнодорожного транспорта накладываются на загрязнения от хозяйственно-производственной деятельности предприятий и коммунальных служб городов.

Техногенное воздействие на окружающую среду может носить локальный (от единичного фактора) или комплексный (от группы различных факторов) характер. Эти воздействия, как правило, характеризуются различными коэффициентами экологической опасности в зависимости от вида воздействия и их характера, а также объекта воздействия.

Для оценки уровня воздействия объектов железнодорожного транспорта на экологическое состояние окружающей среды используются следующие интегральные характеристики:

абсолютные потери окружающей среды, выраженные в конкретных единицах измерения состояния биоценозов (флоры, фауны, почвы, морей);

компенсационные возможности экосистем, характеризующие их восстанавливаемость в естественном или искусственном режимах, созданных принудительно;

опасность нарушения природного баланса, возникновение потерь и локальных экологических сдвигов, которые могут вызвать экологический риск и кризисные ситуации в окружающей среде;

уровень экологических потерь, вызванных воздействием объектов железнодорожного транспорта на окружающую среду.

Эти характеристики и позволяют определить экологическую

безопасность в районах расположения транспортных объектов.

Воздействие объектов железнодорожного транспорта на окружающую среду, как уже отмечалось, обусловлено строительством железных дорог и транспортной инфраструктуры, производственно-хозяйственной транспортных предприятий, эксплуатацией железных дорог и подвижного состава, сжиганием большого количества топлива, применением пестицидов на полосах отчуждения и др.

Строительство и эксплуатация железных дорог связано с загрязнением природных комплексов, выбросами в атмосферу, стоками в водоемы и отходами. Железные дороги прокладываются на сложившихся путях миграции животных, нарушают их развитие и даже приводят к гибели целых сообществ и видов.

Рассмотрим схему воздействия железнодорожного транспорта на окружающую среду (рис.1).

Окружающая среда

Солнечное излучение

Осадки

Воздух

Вода

Земля

Железнодорожный транспорт

Выбросы в атмосферу

Здания и сооружения

Стоки в водоем

Готовая продукция

Оборудование

Отходы

Топлива, масла,

Спецжидкости

Излучение

Тепло и электроэнергия

Шум, вибрация

Сырье

Тепловое загрязнение

Комплектующие

Изделия

Землеотвод

Продукты

Питания

Хоз.-бытовые

предметы

Окружающая среда

Химикаты

Рис.1 Воздействие железнодорожного транспорта на окружающую среду

Число и характер производственных зданий и сооружений на железнодорожных станциях и узлах определяется объемом производимых работ и их характером. На предприятиях железнодорожного транспорта используются следующие основные процессы, обеспечивающие ремонт и профилактику подвижного состава:

мойка;

разборка;

ремонт узлов и агрегатов, дефектовка, восстановление изделий

сварка;

сборка и окраска;

испытание подвижного состава и др.

Кроме металла и дерева используется широкий спектр синтетических материалов, пластмассы, полиамидные и композиционные материалы.

В таблице 1 приведены источники выделения вредных веществ и их состав от производственных процессов на предприятиях железнодорожного транспорта.

Таблица 1

Источники и виды загрязнений на предприятиях железнодорожного транспорта

Название зоны или участка работ

Производственный процесс

Использованное оборудование

Выделяющиеся вредные вещества

Мойка подвижного состава

Обмывка наружных поверхностей

Механическая или ручная мойка

Пыль, щелочи, синтетические вещества, нефтепродукты, кислоты, фенолы

Зона технического обслуживания, диагностика

Техническое обслуживание

Смотровые канавы, подъемно- транспортное оборудование, стенды, замена масла, системы вентиляции

Оксид углерода, углеводороды, оксиды азота, сажа, пыль, масляный туман

Слесарно-механическое отделение

Станочное оборудование

Токарный, сверлильный, фрезерный, шлифовальный станки

Абразивная пыль, металлическая стружка, масляный туман, эмульсии

Электротехническое отделение

Заточные изолировочные, обмоточные работы

Абразивная и асбестовая пыль, оборудование для пайки

Абразивная и асбестовая пыль, канифоль, пара кислот

Аккумуляторный участок

Сборочно-разборочные и зарядные работы

Ванные для промывки и очистки, стеллажи, сварочные оборудования

Промывочные растворы, пары кислот, щелочи, электролит, аэрозоли

Отделение топливной аппаратуры

Регулированные ремонтные работы

Проверочные стенды, система вентиляции

Бензин, керосин, диз. топливо, бензол ветошь

Кузнечно-рессорное отделение

Ковка, закалка, отпуск металлических изделий

Кузнечные горны, печи, ванны, вытяжная вентиляция

Угольная пыль, сажа, оксиды, углерода, азота, серы, загрязненные сточные воды

Жестяное отделение

Резка, пайка, формовка по шаблонам

Оборудование для резки, пайки и формовки

Пары кислот, абразивная и металлическая пыль, отходы

Сварочное отделение

Электрооборудование и газовая сварка

Оборудование для сварки, вентиляция

Минеральная пыль, оксиды марганца, азота, хрома, хлористый водород, фториды

Арматурное отделение

Ремонт и замена сидений

Электроинструменты, сварочное оборудование

Пыль, сварочная аэрозоль, древесная и металлическая стружка, металлические и пластмассовые отходы

Обойное отделение

Резка стекол, ремонт дверей, полов, сидений, внутренняя отделка

Швейные машины, раскройные столы

Пыль минеральная и органическая, отходы тканей и синтетических материалов

Участок шиномонтажа

Разработка и сборка шин

Оборудование для ремонта шин

Минеральная и резиновая пыль, сернистый ангидрид, пара бензина

Участок лакокрасочных покрытий

Удаление старой краски

Краскопульвезаторы, сушилки, вентиляции

Пара растворителей и красок, загрязненные сточные воды

Склад топливно-смазочных материалов

Хранение, получение, выдача

Тара и емкости, весовое оборудование

Пары и жидкие разливы топлив и масел

Участок обработки древесины

Распилка, строгание, шлифование

Деревообрабатывающие станки

Древесная пыль, стружка, маслянная эмульсия и туман

Гальваническое отделение

Нанесение металлопокрытий

Электролитические ванны

Соляные и серные кислоты, медь, гидрооксид натрия, хромовый альгидрид

Котельные

Теплоснабжение

Котлы, насосы, химводоочистки

Зола, сажа, пыль, сернистый альгидрид, оксиды углерода, азота, серы, углеводороды, оксид ванадия

В целом, факторы воздействия объектов железнодорожного транспорта на окружающую среду можно классифицировать по следующим признакам:

механическое воздействие (твердые отходы, воздействие дорожной техники на почву);

физическое (тепловое излучение, электромагнитные поля, ультра и инфразвук, вибрация, радиация);

химическое (кислоты, щелочи, сои металлов, углеводороды, краски и растворители, пестициды);

биологическое (макро и микроорганизмы, бактерии, вирусы);

эстетическое (нарушение ландшафтов, осушение, заболачивание).

Эти факторы могут действовать на природу долговременно,

сравнительно недолго, кратковременно и мгновенно.

В то же время период действия отрицательных факторов не всегда определяет размер вреда и ущерб природе. По своим масштабам действия от вредных факторов подразделяются на действующие на небольших площадях, на отдельные участки местности и глобальные.

Интегральным критерием экологической эффективности влияния производственной деятельности объектов железнодорожного транспорта, служит степень нарушения природного баланса в регионе. В случае, если природная среда на способна самостоятельно справиться с воздействием железнодорожного транспорта, необходимо предусматривать технические средства по защите окружающей среды в виде пылеочистных установок или очистных сооружений для сточных вод. В ряде случаев необходимо проводить восстановительные работы по возвращению земельных угодий в сельскохозяйственный оборот или по замене земли в постоянного пребывания человека.