Экологическая безопасность

Атмосферный воздух - смесь различных газов. В его  составе содержится приблизительно 78,08% азота, 20,95% кислорода, 0,93% аргона, 0,03% углекислого газа. На долю остальных  газов (неон, гелий, метан, ксенон, радон  и др.) приходится примерно 0,01%.

Важнейшая задача экологии - определение путей, направлений  и способов защиты воздушной среды (атмосферы) от газопылевого загрязнения, шумов, электромагнитного и радиоактивного излучений. Последние три воздействия  часто объединяют термином «физическое  загрязнение».

Атмосфера играет роль защитной тепловой оболочки, предохраняющей землю от резких перепадов температуры. Только для дыхания одному человеку в сутки требуется около 20м3 воздуха. Без пищи человек может прожить  пять недель, без воды пять - дней, а без воздуха - пять минут. Кроме того, подсчитано, что при отсутствии атмосферы среднегодовая температура приземного слоя составляли бы - 23оС.

Основная часть  воздуха содержится в нижних слоях  атмосферы, имеющий сложный характер по высоте. Нижний слой наиболее плотный. Он определяет погоду и содержит около 80% воздуха, простирается до 12 - 15 км и называется тропосферой (давление на высоте 3 км составляет почти 0,7 от земного, а на высоте 9км - 0,3. Над тропосферой до высоты40 км находится стратосфера и озоновый слой, поглощающий ультрафиолет.

От 40 км до 1300 км расположена ионосфера. Слой ионизированного  газа, определяющего отражения и  прохождения радиоволн.

Выше ионосферы (до 10 тыс. км) располагается экзосфера. В атмосфере постоянно происходит отклонения температуры, давления и влажности от расчетных величин, вызывающие ветры, приводящие к переносу загрязнений.

Основной компонент  воздуха - азот (78%), кислород (21%), аргон (0,9%) и примеси (неон, криптон, ксенон). В воздухе содержатся пары воды и  двуокись углерода (СО2 около 0,03%, что составляет 1,561012т.).

Автотранспорт - один из важнейших компонентов  общественного и экономического развития, поглощающий значительное количество природных ресурсов и  оказывающий серьезное влияние  на окружающую среду. Транспорт играет важную роль в экономике и повседневной жизни людей. Использование практически всех видов транспорта на всех континентах возрастает и по объему перевозимых грузов, и по количеству тонно-километров, и по числу перевозимых пассажиров. Существенна роль транспорта и в загрязнении окружающей среды. Кроме того, транспорт является одним из основных источников шума в городах и вносит значительный вклад в тепловое и прочее загрязнение окружающей среды.

Автотранспорт тесно взаимодействует с окружающей природной средой потребляя необходимый для его работы атмосферный воздух, водные ресурсы, углеводородное сырье (топливо, смазочные материалы).

Основными процессами при воздействии транспорта и  автомобильных дорог с их инфраструктурным комплексом на окружающую среду являются:

горение, термогазодинамические  процессы в двигателях, технологических  печах и устройствах сжигания твердых, жидких и газообразных ископаемых топлива для получения электрической, тепловой энергии, пара, сжатого воздуха;

каталитическая  нейтрализация, абсорбция, перегонка жидкостей, жидкостная экстракция, адсорбция, сушка, растворение и экстрагирование, кристаллизация, массообмен, реализуемые на этапах жизненного цикла объектов транспорта;

испарение, потери топлива, эксплуатационных жидкостей, лакокрасочных и других материалов при создании, обслуживании и ремонте транспортной техники;

износ деталей, узлов машин, элементов транспортных средств, дорожной одежды (выбросы частиц конструкционных материалов, продуктов  износа шин, дорожного покрытия, функциональных материалов);

пластическаядеформация,механическая,

электромеханическая обработка материалов, очистка деталей  на этапах жизненных циклов объектов транспорта; виброакустическое излучение  движущихся объектов транспорта и частей машин, а также электромагнетическое излучение электрических машин и электронных устройств, используемых для управления в технологических процессах реализации жизненных циклов объектов транспорта и управления движением, другие виды энергетического загрязнения;

ландшафтные нарушения.

Наиболее значительный урон окружающей среде наносят выхлопные  газы, представляющие собой продукт  переработки в двигателях

внутреннего сгорания автомобиля рабочей смеси (смесь  воздуха и топлива). Отработавшие газы можно назвать основным элементом  вредного воздействия автомобиля на окружающую природную среду.

Образование токсичных  веществ - продуктов неполного сгорания и окислов азота в цилиндре двигателя в процессе сгорания происходит принципиально различными путями. Первая группа токсичных веществ, связана с химическими реакциями окисления топлива, протекающими как в предпламенный период, так и в процессе сгорания - расширения. Вторая группа токсичных веществ образуется при соединении азота и избыточного кислорода в продуктах сгорания. Реакция образования окислов азота носит термический характер и не связана непосредственно с реакциями окисления топлива.

Таким образом, наибольший ущерб от работы автотранспортных средств наносится атмосферному воздуху. Особенно остро проблема загрязнения  атмосферного воздуха стоит в городах. Учитывая темпы урбанизации, наблюдаемые во всем мире эта проблема приобретает

катастрофический  характер. Автомобильный парк, являющийся одним из основных источников загрязнения  окружающей среды, сосредоточен в основном в городах. Если в среднем в мире на 1 км2 территории приходится пять автомобилей, то плотность их в крупнейших городах развитых стран во много раз выше. Во всех странах мира продолжается концентрация населения в крупных городских агломерациях. В городах с населением 100 тыс. и более проживает свыше 3 млрд. человек, т. е. почти в 10 раз больше по сравнению с началом столетия. Опережающие темпы роста численности городского населения характерны для менее индустриально развитых стран.

С развитием  городов и ростом городских агломераций всё большую актуальность приобретают своевременное и качественное транспортное обслуживание населения, а также охрана окружающей среды от негативного воздействия городского, особенно автомобильного транспорта. Автомобили сжигают огромное количество ценных нефтепродуктов, а также воздуха, нанося одновременно ощутимый вред окружающей среде, главным образом, атмосфере. Поскольку основная масса автомобилей сконцентрирована в крупных и крупнейших городах, воздух этих городов не только обедняется кислородом, но и загрязняется вредными компонентами отработавших газов.

Эффективным мероприятием по снижению вредного влияния автомобильного транспорта на горожан является организация  пешеходных зон с полным запретом въезда транспортных средств на жилые  улицы. Менее эффективное, но более реальное мероприятие - это введение системы пропусков, дающих право на въезд в пешеходную зону только специальным автомобилям, владельцы которых живут в конкретной зоне жилой застройки. При этом должен быть полностью исключён сквозной проезд автотранспорта через жилой квартал.

В наше время, воздействие  автотранспорта на окружающую среду -самая  насущная и актуальная проблема современного общества. Последствия этого воздействия  сказываются не только на нашем поколении, но могут сказаться и на будущем поколении, если мы не примем серьёзные меры по снижению и даже устранению последствий воздействия и самого воздействия.

 

.3 Последствия  загрязнения окружающей среды

 

Воздействие сернистого газа и его производных на человека и животных проявляется прежде всего в поражении верхних дыхательных путей, под влиянием сернистого газа и серной кислоты происходит разрушение хлорофилла в листьях растений, в связи с чем ухудшается фотосинтез и дыхание, замедляется рост, снижается качество древесных насаждений и урожайность сельскохозяйственных культур, а при более высоких и продолжительных дозах воздействия растительность погибает.

Загрязненная  атмосфера вызывает увеличение числа  заболеваний дыхательных путей. Состояние атмосферы сказывается  на показателях заболеваемости даже в разных районах индустриальных городов. Например, в Москве предрасположенность к бронхиальной астме, бронхиту, конъюнктивиту, фарингиту, тонзиллиту, хроническим отитам на 40-60% выше в районах с повышенным уровнем загрязнения атмосферного воздуха.

Загрязнения оказывают  и другие неблагоприятные воздействия, приводя к таким проблемам  как парниковый эффект, озоновые дыры, смоги, кислотные дожди.

Накопление углекислого  газа в атмосфере - одна из основных причин парникового эффекта, возрастающего от разогревания Земли лучами Солнца. Этот газ не пропускает солнечное тепло обратно в космос.

По сравнению  с доиндустриальной эпохой концентрация двуокиси углерода в атмосфере увеличилась  на 28%. Если человечество не примет меры, чтобы сократить выбросы этих газов, к середине будущего века средняя глобальная температура приземной атмосферы повысится на 1,5-4,5°С.

Последняя цифра  относится к высоким российским широтам. Произойдет перераспределение  осадков на территории страны, увеличится число засух, изменится режим речного стока и режим работы гидроэлектростанций. Растает верхний слой вечной мерзлоты, занимающий в России около 10 млн.м2 (60% территории страны), что повлияет на устойчивость фундаментов инженерных сооружений. Уровень Мирового океана поднимется к 2030 г. на 20 см, что приведет к затоплению низколежащих побережий.

Одним из главных  источников загрязнения атмосферы  углекислым газом является автомобильный  транспорт. Есть несколько путей  борьбы с этим видом загрязнений: техническое совершенствование двигателей, топливной аппаратуры; повышение качества топлива, снижение содержания токсичных веществ в выхлопных газах в результате применения дожигателей топлива, каталитических катализаторов; использование альтернативных видов топлива и др.

Существует мощный потребитель СО2 - это растительность суши, потребляющая 20-30 млрд. т. углерода в форме СО2, и водоросли мирового океана, потребляющие около 40 млрд. т. углерода в год. Однако они не в состоянии  переработать атмосферу, в связи  с чем проблема глобального потепления является насущной и решение которой требует безотлагательных мер.

Стратосферный озоновый слой защищает людей и живую  природу от жесткого ультрафиолетового  и мягкого рентгеновского излучения  в ультрафиолетовой части солнечного спектра. Каждый потерянный процент озона в масштабах планеты вызывает до 150 тыс. дополнительных случаев слепоты из-за катаракты, на 2,6% увеличивает число раковых заболеваний кожи. Установлено, что жесткий ультрафиолет подавляет иммунную систему организма.

Озоновая защитная оболочка очень невелика: всего 3 млрд. т. газа, наибольшая концентрация - на высоте 20-25 км; если гипотетически сжать  эту оболочку при нормальном атмосферном  давлении, получится слой всего в 2 мм, однако без него жизнь на планете  невозможна.

Запуск мощных ракет, полеты реактивных самолетов  в высоких слоях атмосферы, испытания  ядерного и термоядерного оружия, ежегодное уничтожение природного озонатора - миллионов гектаров леса - пожарами и хищнической рубкой массовое применение фреонов в технике, парфюмерной и химической продукции в быту - главные факторы разрушения озонового экрана Земли.

В 1987 г. правительства 56 стран, в том числе и СССР, подписали Монреальский протокол, по которому обязались в ближайшее  десятилетие вдвое сократить  производство фторуглеродов и других веществ, разрушающих озоновый слой. Более поздние соглашения (в 1990 г. в Лондоне, в 1992 г. в Копенгагене) содержат призыв постепенно прекратить производство таких веществ.

В 1997 г. исполнилось 10 лет с момента подписания Монреальского протокола. За это время осуществлялось широкое международное сотрудничество по охране озонового слоя Земли. Благодаря согласованным усилиям международного сообщества за эти годы производство и потребление веществ, наиболее опасных для озонового слоя, сократилось более чем вдвое. Остановлен рост содержания в атмосфере озоноразрушающих веществ. Ученые полагают, что уже в ближайшие годы начнется восстановление озонового слоя. Но пока эта проблема остается актуальной.

С 30-х гг. над  Лос-Анджелесом в теплое время года стал появляться смог - туман влажностью около 70%. Это явление назвали фотохимическим туманом, так как для его возникновения необходим солнечный свет, вызывающий сложные фотохимические превращения смеси углеродов и окислов азота, поступивших в воздух в результате автомобильных выбросов, в вещества, значительно превышающие по своей токсичности исходные атмосферные загрязнения.

Фотохимический  туман сопровождается неприятным запахом, резко снижается видимость, у  людей воспламеняются глаза, слизистые оболочки носа и горла, возникает удушье, обостряются легочные заболевания, бронхиальная астма. Фотохимический туман повреждает и растения. Сначала на листьях появляется водное набухание, через некоторое время нижние поверхности листьев приобретают серебристый или бронзовый оттенок, а верхние становятся пятнистыми с белым налетом. Затем наступает быстрое увядание.

Фотохимический  туман вызывает коррозию металлов, растрескивание красок резиновых и  синтетических изделий, портит одежду. Нарушает работу транспорта.

В настоящее  время во многих крупных городах  мира - Нью-Йорке, Чикаго, Бостоне, Детройте, Токио, Милане - образуется фотохимический туман. В городах России подобных явлений не наблюдалось, однако условия  для них могут возникнуть.

Кислотные дожди, содержащие растворы серной и азотной кислот, наносят значительный ущерб природе. Земля, водоемы, растительность, животные и постройки становятся их жертвами. На территории России в 1996 г. вместе с осадками выпало более 4 млн. т серы и 1,25 млн. т нитратного азота. В Москве и Санкт-Петербурге с кислотными дождями на землю в год выпадает до 1500 кг серы на 1 км2.

Увеличение кислотности  водоемов приводит к гибели рыб и  водяных растений.

Огромный вред наносят кислотные дожди лесам. Леса высыхают, развивается суховершинность на больших площадях.

Все больший  ущерб кислотные дожди наносят  сельскохозяйственным культурам: повреждаются покровные ткани растений, изменяется обмен веществ в клетках, растения замедляют рост и развитие, уменьшается  их сопротивляемость к болезням и паразитам, падает урожайность.