Экологическая характеристика автотранспорта

Введение

 

Автомобильный транспорт - один из важнейших компонентов об­щественного и экономического развития, поглощающий  значитель­ное количество ресурсов и оказывающий серьезное влияние  на ок­ружающую среду. Быстрый рост количества автотранспортных средств на дорогах привёл к существенному усложнению экологической обстановки, особенно в крупных городах.

 

Природа – целостная система  с множеством сбалансированных связей.

 

Нарушение этих связей приводит к изменению установившихся в  природе круговоротов веществ и  энергии.

 

Усиление техногенного воздействия  автомобильного транспорта на природную  среду породило ряд экологических  проблем. Самые острые связаны с  состоянием атмосферы, гидросферы и  литосферы. Некоторые «изменения», такие как загрязнение воздуха  или воды, могут непосредственно  влиять на здоровье и жизнедеятельность  организма. Другие чреваты косвенными эффектами. Загрязнения, поступающие  в атмосферу, с осадками возвращаются на Землю и попадают в водоемы  и почву.

В данной работе рассмотрены  экологические проблемы автотранспорта и его инфраструктуры связанные  с негативным воздействием на воздух, воду, почву и здоровье населения.

 

Основная часть

 

К концу XX века в Российской Федерации создан и в целом  успешно функционирует современный  транспортный комплекс, обеспечивающий ее территориальную целостность  и национальную безопасность. Ключевую роль в его развитии играет автомобильный  транспорт: по данным Министерства транспорта РФ, вклад автомобильного транспорта в перевозки грузов составляет 75—77 %, пассажиров (без учета личных легковых автомобилей) — 53—55 %. Почему — очевидно: автотранспорт обладает такими важнейшими преимуществами, как мобильность, способность  доставлять грузы и пассажиров "от двери до двери" и "точно вовремя".

 

Но наряду с преимуществами, которые обеспечивает обществу развитый автотранспортный комплекс, его прогресс сопровождается, к сожалению, и негативным воздействием на окружающую среду и  человека. Поэтому ученые и специалисты  всего мира усиленно ищут пути и  средства снижения отрицательных последствий  автомобилизации

 

Многие российские ученые к источникам загрязнения окружающей среды автотранспортным комплексом большого города относят: автомобили в  движении; производственно-техническую  базу — автостоянки, автотранспортные предприятия, гаражно-строительные кооперативы, станции технического обслуживания автомобилей, автозаправочные станции, а также автомобильные дороги и инженерные сооружения (мосты, путепроводы), т. е., по сути, только технические объекты. По мнению ученых, вредное воздействие  АТК на окружающую среду заключается  в ее негативном изменении в результате попадания в атмосферный воздух, воду, почву токсичных компонентов  отработавших газов, продуктов изнашивания  деталей, дорожного полотна, отходов  производственно-эксплуатационной деятельности, образующихся при движении, в процессах  погрузочно-разгрузочных работ, заправки, мойки, хранения, технического обслуживания и ремонта автомобилей. В то же время федеральный закон "Об охране окружающей среды", который подготовлен, разумеется, не без участия ученых и специалистов, к негативным воздействиям на окружающую среду относит: выбросы в атмосферный воздух загрязняющих и иных веществ; сбросы загрязняющих, иных веществ и микроорганизмов в поверхностные, подземные водные объекты и на водосборные площади; загрязнение недр, почв; размещение отходов производства и потребления; повышенный шум, влияние тепловых, электромагнитных, ионизирующих и других видов физических воздействий. То есть закон рассматривает проблему значительно шире, однако и он не затрагивает аспекты взаимодействия некоторых элементов автотранспортного комплекса с окружающей средой.

 

Первый из таких элементов  — непрерывно растущий автомобильный  парк: в настоящее время в мире эксплуатируется более 800 млн автомобилей, в Европе — свыше 100 млн., в России — 33,4 млн. Из них 83—85 % составляют легковые автомобили и 15—17 % — грузовые и автобусы. Ежегодное производство легковых автомобилей в мире за последние 50 лет увеличилось в 5,5 раза и, например, в 2002 г. составило 60 млн. ед., в том числе в странах ЕС — 16,9 млн. При этом рост объемов выпуска АТС продолжается. В результате они ежегодно потребляют 2,1 млрд. т топлива и выбрасывают в атмосферу ~700 млн. т вредных веществ, т. е. 1,3 т/год на один среднестатистический автомобиль. Поэтому и доля автомобильного транспорта в общем загрязнении атмосферы в развитых странах достигала в среднем 45—50 %, России — 40, городах — 50—60, мегаполисах — до 85—90 %. [6]

 

Рассмотрим обмен веществ  «среднего» легкового автомобиля с  карбюраторным двигателем при расходе  горючего в смешанном режиме движения 8 л (6 кг) на 100 км. При оптимальной  работе двигателя сжигание 1 кг бензина  сопровождается потреблением 13,5 кг воздуха  и выбросом 14,5 кг отработанных веществ. Их состав отражен в табл. 1. Соответствующий  выброс дизельного двигателя несколько  меньше. Вообще в выхлопе современного автомобиля регистрируется до 200 индивидуальных веществ. Общая масса загрязнителей - в среднем около 270 г на 1 кг сжигаемого бензина – дает в пересчете  на весь объем горючего, потребляемого  легковыми автомобилями мира, около 340 млн т. Аналогичный расчет для всего автомобильного транспорта (плюс грузовые автомобили, автобусы) увеличит эту цифру по меньшей мере до 400 млн т. Следует также иметь в виду, что в реальной практике эксплуатации автотранспорта весьма значительны разливы и утечки горючего и масел, образование металлической, резиновой и асфальтовой пыли, вредных аэрозолей. [1]

Таблица 1

 

Состав отработавших газов  автомобиля, % по объему

 

Компоненты

 

Двигатели

 

Карбюраторные

 

Дизельные

 

N2

 

72- 75

 

74-76

 

O2

 

0,3 - 0,8

 

1,5-3,6

 

Н2О

 

3-8

 

0,8-4

 

СО2

 

10- 14,5

 

6-10

 

СО

 

0,5 - 1,3

 

0,1 - 0,5

 

NOx

 

0,1 - 0,8

 

0,01 - 0,5

 

СxНy

 

0,2 - 0,3

 

0,02 - 0,5

 

Альдегиды

 

0-0,2

 

0 - 0,01

 

Частицы, г/м3

 

0,1 - 0,4

 

0,1 - 1,5

 

Бензопирен, мкг/м3

 

10-20

 

до 10

 

 

 

Загрязнители воздуха, непосредственно  продуцируемые автомо­билями, такие как окись углерода, оксиды азота, углеводороды или свинец, главным образом накапливаются по соседству с источника­ми загрязнения, т.е. вдоль шоссейных дорог, улиц, в тоннелях, на пе­рекрестках и пр. Таким образом создаются локальные геоэкологиче­ские воздействия транспорта.

 

Часть загрязнителей транспортируется на большие расстояния от места эмиссии, трансформируется в процессе переноса и вызывает региональные геоэкологические воздействия. Наиболее распростра­ненным процессом этой категории является асидификацня – закисление окружающей среды.

 

Двуокись углерода и другие газы, обладающие парниковым эф­фектом, распространяются на всю атмосферу, вызывая глобальные геоэкологические воздействия. [3]

 

В производство автомобилей  вовлечена почти 1/4 часть всего  промышленного потенциала развитых стран мира, почти все отрасли  промышленности. Создание 1-тонного  автомобиля сопровождается образованием во всех обеспечивающих производствах  от 15 до 18 т твердых и 7-8 т жидких отходов. [1]

Автомобильный транспорт  является одним из основных источников шума в городе, интенсивность движения которого постоянно растёт. Наибольшие уровни шума 90-95 дБ отмечаются на магистральных  улицах городов со средней интенсивностью движения 2-3 тыс. и более транспортных единиц в час. [7]

 

Высокие значения шумовых  характеристик автотрасс обуславливают  превышения действующих санитарных нормативов на 20-25 дБА (СН 2.2.4/2.1.8.562-96) на территориях, прилегающих к жилым  домам, расположенным в непосредственной близости от автотрасс.

 

На жилых территориях, удаленных от транспортных магистралей  либо «защищенных» посадками деревьев, уровни шума существенно ниже, превышения нормативов составляют не более 5-8 дБА.

 

Превышения допустимых уровней  шума вблизи автотрасс наблюдаются  в течение дневного времени суток, затрагивая и ночные часы с 23.00 до 01.00 часов.

 

Исключение составляют дворы  жилых домов, расположенные вне  прямой видимости автотрасс либо на удалении (70-100 метров от трассы), а  также территории, защищенные первым эшелоном зданий или другими шумозащитными  конструкциями. [5]

 

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. [7]

Вторым элементом АТК  является производственно-техническая  база (ПТБ), включающая в себя: грузовые терминалы; автовокзалы; автозаправочные  станции; автостоянки; гаражно-строительные кооперативы; автомойки; автотранспортные предприятия; станции технического обслуживания автомобилей и другие технические объекты, предназначенные  для погрузочно-разгрузочных работ, перевозки пассажиров, заправки, хранения, мойки, технического обслуживании и  ремонта АТС. [6]

 

Эти объекты также оказывают  негативное воздействие на окружающую среду. Так в частных автомастерских отсутствуют контейнеры для сбора  отходов, загрязненных нефтепродуктами (фильтры, резинотехнические изделия, промасленная ветошь и т.п.), не решен  вопрос по утилизации отработанных моторных масел и других технических жидкостей, вследствие чего образуются неорганизованные свалки в городской черте.

 

Большая часть автомобильных  моек работает без оборотных систем водоснабжения, поэтому значительная часть жидких отходов, загрязненных нефтепродуктами, вывозится на полигон.

 

Под автостоянки приспосабливаются  различного вида площадки и пустыри. Однако, строительство и эксплуатация автостоянок часто сопровождаются нарушением природоохранных требований. Так территория некоторых автостоянок не имеет твердого покрытия, отсутствуют системы ливневой канализации, не озеленена прилегающая территория.[2]

 

 

Третий элемент АТК  — автомобильные дороги, представляющие собой один из важнейших объектов транспортно-коммуникационной инфраструктуры.

 

Транспортная сеть дает, наряду с преимуществами, также и существенное отрицательное воздействие на окружающую среду. Причем воздействие многогранное: отчуждение земель, загрязнение придорожной  территории (свинец, тяжелые металлы, отходы АТК), канцерогенные выбросы  асфальтобетонных заводов и строительно-дорожных машин, невысокое качество дорог  и состояния их покрытия, являющиеся причиной многочисленных ДТП, и т. д. И здесь Россия тоже "лидирует".

 

Так, если взять 2002 г., то в  мире протяженность автомобильных  дорог с твердым покрытием  составляла 12 млн. км, что в 1,36 раза больше суммарной протяженности (8,8 млн. км) всех других видов транспортной сети (воздушные линии — 5,6 млн. км, железные дороги — 1,5 млн., магистральные трубопроводы — около 1,1 млн., внутренние водные пути — более 0,6 млн. км). Протяженность же автомобильных дорог Российской Федерации была равна 910—920 тыс. км, из которых лишь 750 тыс. км — с твердым покрытием. Причем основная их часть (более 80 %) — второй, третьей и четвертой категории, свыше трети нуждались в реконструкции. По оценкам же специалистов, экономические и социальные потребности страны требуют увеличения дорожной сети до 1500 тыс. км, т. е. на 600 тыс. км больше. Нетрудно подсчитать, что при нынешнем среднем темпе строительства (~6 тыс. км в год) эта задача может быть решена не менее чем через 100 лет. В итоге сейчас дорог с твердым покрытием и круглогодичной связи с внешним миром не имеют 29 тыс. городов и поселков, в которых проживает более 10 млн. человек, а низкий технический уровень имеющихся дорог обусловливает увеличение себестоимости перевозок в 1,5 раза, расхода топлива на 30 % по отношению к аналогичным показателям развитых зарубежных стран.

 

Не лучше обстоят дела и в городах: их дорожно-транспортная инфраструктура фактически соответствует  уровню 60—100 автомобилей на 1 тыс. жителей, в то время как современный  уровень уже превысил 200 автомобилей  на 1 тыс. населения. Следствие такого положения общеизвестно: ухудшение  условий движения, заторы, увеличение расхода топлива, неблагоприятная  экологическая обстановка и рост числа ДТП (их в городах и населенных пунктах происходит более 70 %).

 

Быстрое увеличение численности  автомобильного парка, недостаточное  количество современных автомобильных  дорог и ПТБ неизбежно сопровождается ростом числа ДТП и числа погибших и раненых в авариях людей. По данным ООН (1998 г.), ежегодно в автомобильных  авариях в мире погибает около 300 тыс. человек и ~10 млн. получают телесные повреждения, а национальный совет  по безопасности движения США отмечает, что ущерб от ДТП в этой стране в том же 1998 г. составил 50 млрд. долл. в год. В Германии ежегодные потери от аварий автотранспорта достигли 14—15 млрд. марок. И надо сказать, что за прошедшие с тех пор восемь лет положение не очень-то изменилось. Например, в нашей стране за 2004 г. произошло свыше 208 тыс. ДТП, в которых  погибли 34,5 тыс. человек. То есть по сравнению  с 1997 г. число погибших возросло на 28 %. Причем более четверти из них —  люди наиболее трудоспособного возраста (26—40 лет). Хуже того, в России число  ДТП на 1 тыс. автомобилей в 7—10 раз  выше, чем в Германии, США, Франции, Японии и других экономически развитых странах. Автомобильные аварии за последние четыре года нанесли экономике России ущерб, который составил 2,5 % ВВП страны (например, только в 2004 г. ущерб был равен 369 млрд. руб., в том числе в результате гибели и ранения людей — 228 млрд. руб.).