ЗАБРУДНЕННЯ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА ТРАНСПОРТНИМИ ЗАСОБАМИ

Структура забруднень від стаціонарних та рухомих джерел. Частка рухомих джерел - транспортних засобів - в забрудненні атмосфери, води і грунту істотно вище, ніж частка стаціонарних джерел. Загальна кількість забруднюючих речовин, що надійшли в атмосферне повітря від рухомих джерел, протягом останніх десятиліть стабільно збільшується.

На частку автомобільного транспорту припадає близько 41% сумарних по Росії викидів забруднюючих речовин в атмосферу і більше 90% - від усього транспортного комплексу (без урахування трубопровідного транспорту). Основний внесок у викиди доводиться на рухливі джерела близько 13 млн т, або приблизно 99% всіх викидів автотранспорту. На залізничному транспорті співвідношення між рухомими і стаціонарними джерелами викиду становить приблизно 1: 3.

Найбільша величина скидання забруднених стічних вод надходить від залізничного транспорту, в тому числі більше половини - від рухомих джерел (тепловозів, вагонів), решта - від стаціонарних (в основному котелень). Друге місце належить автомобільному транспорту, за ним слідують морський транспорт, повітряний і річковий.

При роботі транспорту виникає велика кількість відходів: в 2010 р в філіях ВАТ «РЖД» утворилося майже 2 млн т відходів виробництва і споживання, причому найбільша їх кількість (70%) відноситься до практично безпечним.

Забруднення повітря рухливими джерелами транспорту. Воно відбувається в результаті спалювання палива. Хімічний склад викидів залежить від виду і якості палива, технології виробництва, способу спалювання в двигуні і його технічного стану.

Найбільш несприятливими режимами роботи є малі швидкості і «холостий хід» двигуна, коли в атмосферу викидаються забруднюючі речовини в кількостях, які значно перевищують викид на навантажувальних режимах. У період розгону викид в атмосферу сажі зростає. Технічний стан двигуна безпосередньо впливає на екологічні показники викидів.

Транспортні засоби для своєї роботи використовують в основному паливо, що отримується з нафти. До складу органічної маси нафтового палива входять наступні хімічні елементи: вуглець, водень, кисень, азот і сірка. Негорюча частина палива включає вологу і мінеральні домішки. Продуктами повного згоряння палива є вуглекислий газ, водяна пара і діоксид сірки. При недостатньому надходженні кисню відбувається неповне згоряння, в результаті чого замість вуглекислого газу утворюється чадний газ.

Забруднюючі речовини. Відпрацьовані гази ДВС містять понад 500 компонентів. Період їх існування триває від декількох хвилин до 4-5 років. За хімічним складом і властивостями, а також характером впливу на організм людини їх об'єднують в групи.

В першу групу входять нетоксичні речовини - азот, кисень, водень, водяна пара, вуглекислий газ і інші природні компоненти атмосферного повітря. У цій групі заслуговує на увагу вуглекислий газ (С0 2 ), зміст якого контролюється в ряді країн (США, країни ЄС, Японія, Австралія та ін.) В зв'язку з особливою роллю С0 2 в парниковому ефекті. У Росії не прийнята національна програма в області зниження викидів С0 2 , однак маса викидів С0 2 від автотранспортних засобів склала в 2010 р понад 140 млн т.

До другої групи відносять тільки одна речовина - оксид вуглецю, або чадний газ (СО). Продукт неповного згоряння нафтових видів палива не має кольору і запаху, легший за повітря. Перебуваючи в атмосфері, чадний газ поступово (протягом приблизно 0,3 року) окислюється до вуглекислого газу.

Оксид вуглецю має виражену отруйною дією. Вона зумовлена його здатністю вступати в реакцію з гемоглобіном крові, в результаті чого утворюється карбоксигемоглобін, який не пов'язує кисень. Внаслідок цього порушується газообмін в організмі і з'являється кисневе голодування. Погіршується функціонування всіх систем організму. Отруєння чадним газом часто схильні до водії автотранспортних засобів при ночівлі в кабіні з працюючим двигуном або при прогріванні двигуна в закритому гаражі. Характер отруєння оксидом вуглецю залежить від його концентрації в повітрі, тривалості впливу та індивідуальної чутливості людини. Легкий ступінь отруєння викликає пульсацію в голові, потемніння в очах, підвищене серцебиття. При тяжкому отруєнні свідомість затуманюється, зростає сонливість. При дуже великих дозах чадного газу (понад 1%) наступають втрата свідомості і смерть.

Характерно, що оксид вуглецю може повністю виводитися з організму після перебування потерпілого на свіжому повітрі. Ознаки хронічного отруєння чадним газом - поступове схуднення, головні болі, різні вегетативні і психічні розлади, порушення розумової працездатності.

У складі третьої групи оксиди азоту, головним чином NO - оксид азоту та N0 2 - діоксид азоту. Це гази, що утворюються в камері згоряння ДВС при температурі 2800 ° С. Оксид азоту - безбарвний газ, не взаємодіє з водою, але легко окислюється киснем повітря і утворює N0 2 - газ бурого кольору з характерним запахом. Він важчий за повітря, тому збирається в поглибленнях, канавах і становить велику небезпеку при технічному обслуговуванні транспортних засобів.

Дія того і іншого газу шкідливо для людського організму. Вдихаючи повітря, що містить оксиди азоту в високих концентраціях, людина не має неприємних відчуттів і не передбачає негативних наслідків. Однак ці гази, потрапивши в органи дихання і взаємодіючи там з вологою, утворюють азотисту і азотну кислоти, подразнюють слизові оболонки. При тривалому впливі оксидів азоту в концентраціях, що перевищують норму, люди хворіють на хронічний бронхіт, запалення слизової шлунково-кишкового тракту, страждають серцевою слабкістю, а також нервовими розладами. При високих концентраціях оксидів азоту (0,004-0,008%) виникають астматичні прояви і набряк легенів. Причому наслідки впливу оксидів азоту проявляються не відразу. Деякий час після отруєння людина відчуває себе добре, а потім важко хворіє.

Оксиди азоту негативно впливають і на рослинність, утворюючи на листових пластинах розчини азотної і азотистої кислот. Цим же властивістю обумовлено вплив оксидів азоту на будівельні матеріали і металеві конструкції. Крім того, вони беруть участь в фотохімічної реакції утворення смогу.

У четверту , найбільш численну за складом групу входять різні вуглеводні, тобто з'єднання типу С Г Н ^. У відпрацьованих газах містяться вуглеводні різних гомологічних рядів, всього близько 160 компонентів. Вони утворюються в результаті неповного згоряння палива в двигуні. Незгорілі вуглеводні є однією з причин появи білого або голубого диму.

Вуглеводні токсичні і несприятливо впливають на серцево-судинну систему людини. Поліциклічні ароматичні вуглеводні, поряд з токсичними властивостями, мають канцерогенну дію. Канцерогени - це речовини, що сприяють виникненню або розвитку злоякісних новоутворень. Особливою канцерогенною активністю відрізняється ароматичний вуглеводень бензапірен З 20 Н 12 , що міститься у відпрацьованих газах бензинових двигунів і дизелів. Він добре розчиняється в маслах, жирах, сироватці людської крові. Накопичуючись в організмі людини до небезпечних концентрацій, бензапірен стимулює утворення злоякісних пухлин.

Введено нормування змісту вуглеводнів в бензині і дизельному паливі. В Європі їх зміст відповідає нормам Євро-5 і не повинно перевищувати: в бензині для ароматичних вуглеводнів - 35%, олефінових - 14%, в дизельному паливі для поліциклічних ароматичних вуглеводнів - не більше 3%. Діючі в Росії обмеження узгоджені з європейськими стандартами, але відстають за часом.

Негативний вплив вуглеводнів на навколишнє природне середовище проявляється також і в тому, що вони під дією ультрафіолетового випромінювання Сонця вступають в реакцію з оксидами азоту, в результаті утворюються нові токсичні продукти - фотооксидантами, що є основою «смогу» (від англ, smoke - дим і fog - туман). Фотооксидантами біологічно активні, мають шкідливий вплив на живі організми, ведуть до зростання легеневих і бронхіальних захворювань людей, руйнують гумові вироби, прискорюють корозію металів, погіршують умови видимості.

Вперше поява смогу було зафіксовано в Лос- Анджелесі в кінці 40-х рр. XX ст. Причиною його стало надмірне забруднення повітря промисловими і транспортними викидами. У 1952 р явище смогу спостерігалося в Лондоні. Воно викликало катастрофічні наслідки - його жертвами стали близько 4 тис. Осіб, які загинули через збільшення числа респіраторних захворювань під впливом смогу.

Згодом зміг періодично з'являвся в багатьох найбільших містах світу. За характером дії стали виділяти два різновиди смогу: лос-анджелеського типу, сухий, і лондонського типу, вологий. При смог у людей відбувається запалення очей, слизових оболонок, відзначаються симптоми задухи.

П'яту групу складають альдегіди - органічні сполуки, що містять альдегідну групу СНО. У відпрацьованих газах присутні в основному формальдегід, акролеїн і оцтовий альдегід. Найбільша кількість альдегідів утворюється на режимах холостого ходу і малих навантажень, коли температури згоряння в двигуні невисокі.

Формальдегід IICIIO - безбарвний газ з неприємним запахом, важчий за повітря, легкорозчинний у воді. Він подразнює слизові оболонки людини, дихальні шляхи, вражає центральну нервову систему. Створює запах відпрацьованих газів, особливо у дизелів.

Акролеїн СН 2 = СН-СОН, або альдегід акрилової кислоти, - безбарвний отруйний газ із запахом підгоріли жирів. Впливає на слизові оболонки.

Оцтовий альдегід З 2 Н 4 0 - газ з різким запахом і токсичною дією на людський організм.

У шосту групу виділяють сажу та інші дисперсні частинки (продукти зносу двигунів, аерозолі, масла, нагар і ін.). Сажа - частинки твердого вуглецю чорного кольору, що утворюються при неповному згорянні і термічному розкладанні вуглеводнів палива. Вона не становить безпосередньої небезпеки для здоров'я людини, але може дратувати дихальні шляхи. Створюючи димний шлейф за транспортним засобом, сажа погіршує видимість на дорогах. Найбільшої шкоди сажі полягає в адсорбції на її поверхні бензапирена, який в цьому випадку надає більш сильний негативний вплив на організм людини, ніж в чистому вигляді.

Сьома група являє собою сірчисті з'єднання - такі неорганічні гази, як сірчистий ангідрид, сірководень, які з'являються в складі відпрацьованих газів двигунів, якщо використовується паливо з підвищеним вмістом сірки. Значно більше сірки присутній в дизельних паливах в порівнянні з іншими видами палив, які використовуються на транспорті. Наявність сірки підсилює токсичність відпрацьованих газів дизелів. Сірчисті сполуки згоряють в дизельних двигунах в основному до діоксиду сірки, який викликає корозію металів, кислотні дощі.

Сірчисті сполуки мають різким запахом, важчий за повітря, розчиняються у воді. Надають подразнюючу дію на слизові оболонки горла, носа, очей людини, можуть призвести до порушення вуглеводного і білкового обміну, при високій концентрації (понад 0,01%) - до отруєння організму. Сірчистий ангідрид згубно впливає і на рослинний світ.

Для вітчизняних родовищ нафти (особливо в східних районах) характерний високий відсоток присутності сірчистих сполук (для нафти марки Urals - 1,3%, в той час як для норвезької нафти - всього 0,3%). Тому і отримується з вітчизняної нафти дизельне паливо складніше очистити від сірчистих і парафінових сполук. Підвищення якості палива нафтопереробними заводами призводить до скорочення викидів діоксиду сірки. Високоякісне дизельне паливо виробляється на основі сучасних дорогих технологій гідроочищення (гідрокрекінг і ін.) З додаванням присадок різного функціонального призначення, таких як депресорні, миючі, антідимние, протизносні.

Світові вимоги до характеристик різних видів палива встановлені Всесвітньої паливної хартії (ВТХ), підготовленої до 2000 р за участю ряду країн, і директивами Європейського Союзу. Було затверджено європейський стандарт EN 590, в якому регламентується вміст сірки в дизельному паливі. Відповідно до вимог цього стандарту вміст сірки постійно знижувалося: у 2005 році - до 0,0050% (50 ppm), в 2010 р - до 0,00010% (10 ppm). Очікується, що в найближчі роки майже 100% дизельного палива на ринку ЄС буде «бессерним». У США і Канаді також встановлені жорсткі вимоги на вміст сірки в дизельному паливі.

Російський ГОСТ Р 52368-2005 дублює всі вимоги європейського стандарту в версії 2004 г. - EN 590: 2004 (саме тому в позначеннях дизельного палива, виготовленого але ГОСТ Р 52368-2005, обов'язково присутнє слово «Євро» і посилання на «EN 590: 2004 »). Однак не всі нафтопереробні заводи відразу перейшли на випуск палива європейського стандарту, і норма вмісту сірки до 350 мг / кг існувала до 2012 р З цього часу норма вмісту сірки була посилена до 50 мг / кг; вона проіснує до 31 грудня 2014 г. Отже, з 2012 р нафтопереробна промисловість виробляє дизельне паливо з вмістом сірки 10 і 50 мг / кг.

Для суден морського і річкового флоту вітчизняні нафтопереробні заводи постачають маловязкое суднове паливо, яке замінило дизельне і газотурбінне паливо для використання в суднових високо- і середньооборотних дизелях, а також на газотурбінних установках. Головною відмінністю цього палива від дизельного є більш високий відсоток вмісту сірки (до 1,5%) і більш низьке цетанове число. Паливо суднове маловязкое проводиться трьох видів, які розрізняються між собою по масовій частці сірки - не більше 0,5; не більше 1,0; не більше 1,5%.

Мікрочастинки важких металів - цинку, срібла, нікелю і ін. - утворюються не при згорянні горючих сумішей в транспортних двигунах. Ці елементи надходять в простір поблизу автодоріг від рухомих автомобілів за рахунок зносу металевих частин транспортних засобів (циліндро-поршневої групи двигуна, рухливих деталей кузова, підвісок та ін.), А також протекторів шин. Нікель є однією з основних легуючих добавок в конструкційних сталях, з яких виготовлені кузов і двигун автомобіля. Цинк використовується в якості сполучного компонента гуми шин. Великі кількості свинцю і цинку фіксуються на узбіччях вузьких доріг, а нікелю і хрому - біля швидкісних трас. Вміст цинку, срібла і міді поблизу доріг в 5-7 разів перевищує фонову концентрацію.

Важкі метали, що надходять в атмосферу від транспортних засобів, знаходяться в підвішеному стані. Разом з частинками пилу вони потрапляють в легені людини і кров, де відбувається накопичення і засвоєння до 50% їх кількості. В результаті виникає порушення роботи кровотворних органів і центральної нервової системи. У той же час потрапляння важких металів в організм людини з їжею не призводить до їх засвоєнню і накопиченню, так як 95% металів в цьому випадку виводиться.

Акумуляція важких металів погано впливає і на рослини. Наприклад, попадання в рослини кадмію призводить до витіснення з них важливого мікроелемента цинку, порушення процесу дихання і білкового обміну.

Для зниження кількості потрапляють в організм людини важких металів необхідно уздовж автотрас висаджувати зелені насадження, здатні накопичувати в листі найбільш небезпечні важкі метали і затримувати пил. Особливо підходять для цих цілей дерева з великою площею листових пластин - клен, дуб. Останній до того ж володіє сильними фітонцидні властивості.

Негативний вплив на екосистеми надають не тільки розглянуті компоненти відпрацьованих газів двигунів і частки продуктів зносу транспортних засобів, а й самі вуглеводневі палива, масла і мастила. Володіючи великою здатністю до випаровування, особливо при підвищенні температури, пари палив і олив розповсюджуються в повітрі і негативно впливають на живі організми.

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >