Автомобиль как источник химического загрязнения атмосферы

Автомобиль как источник химического загрязнения атмосферы

Код баннера:

Исследовательские работы и проекты

Загрязнение окружающей среды автотранспортом

Ученица 9 класса в исследовательской работе по экологии «Загрязнение окружающей среды автотранспортом» поставила цель, подсчитать количество автотранспорта в городе и определить примерное количество выхлопных газов, выделяемое автотранспортом города за 30 минут.

Подробнее о работе:

Тема ученического исследовательского и экологического проекта актуальна сегодня, так как все виды современного транспорта наносят большой ущерб биосфере, но наиболее опасен для нее автомобильный транспорт. Сегодня в мире примерно 600 млн штук автомобилей. В среднем каждый из них выбрасывает в сутки 3,5 — 4 кг угарного газа, значительное количество оксидов азота, серу, сажу.

Проект по экологии «Загрязнение окружающей среды автотранспортом» содержит в себе таблицы, в которых представлены результаты проведенного автором исследования воздуха и качественной оценки загрязнения воздуха автомобильными выхлопными газами на территории г. Раменское.

Оглавление

Введение
1. Загрязнение воздуха автотранспортом.
Заключение
Литература

Введение

Объект исследования: процесс загрязнения воздуха выхлопными газами в городе за 30 минут.

Предмет исследования: г. Раменское.

Гипотеза исследования: загрязнение воздуха отрицательно влияет на здоровье жителей города.

1. Изучить влияние выбросов автотранспорта на здоровье человека;
2. Подсчитать количество автотранспорта в городе;
3. Определить примерное количество выхлопных газов выделяемое автотранспортом города за 30 минут
4. Провести разъяснительную работу с владельцами автотранспортных средств.

1. Изучение литературы по данной теме
2. Наблюдение и сбор информации
3. Обработка полученных данных

Актуальность исследования: Все виды современного транспорта наносят большой ущерб биосфере, но наиболее опасен для нее автомобильный транспорт. Сегодня в мире примерно 600 млн штук автомобилей. В среднем каждый из них выбрасывает в сутки 3,5 — 4 кг угарного газа, значительное количество оксидов азота, серу, сажу.

При использовании этилированного (с добавками свинца Pb) бензина этот высокотоксичный элемент попадает в выхлопы. "Вклад" автомобильного транспорта в загрязнение атмосферы составляет сегодня не менее 30%.

Если развитие человеческого общества не пойдет по другому пути, то, по прогнозам экологов, в середине XXI века произойдет экологический взрыв:

• Будет нарушена способность экосистем к самовосстановлению
• Будут отравлены вода, воздух

Это приведет к вырождению животных и человека. Наиболее грозный предвестник возможность глобальной экологической катастрофы — изменение состава атмосферы. Так 1 автомобиль за 1 год выбрасывает в атмосферу: 200 кг угарного газа, 60кг оксида азота, 70кг углеводорода. А сколько автомашин на Земном шаре?

Дыхание химическими загрязнителями вызывает отравление организма человека и воздействует на его наследственность, что тоже может привести к непредсказуемым последствиям. Проявляется это не сразу, а постепенно, за счет прогрессирующего накопления ядов в организме. В настоящее время проблема загрязнения окружающей среды очень актуальна.

В нашей школе с каждым годом растёт количество детей с хроническими заболеваниями дыхательных путей, пониженным иммунитетом. Загрязнение воздуха влияет на здоровье взрослых и детей. Поскольку в нашем селе нет промышленных предприятий, а количество автомобилей увеличивается с каждым днем, то территория села подвергается только загрязнению продуктами сгорания от выхлопных газов.

Данным исследованием я решил проверить, превышают ли ПДК выхлопные газы, выделяемые автотранспортом на территории нашего села.

Методика проведения исследования:

• Работа выполнялась в сентябре 2019 года.
• Мной была изучена литература по данной проблеме, проводились исследования.
• Наблюдения вела в дневное время.
• Подсчитала количество автомобилей легковых и грузовых с разными типами двигателя. Рассчитала примерный выброс загрязняющих веществ в атмосферу, если весь автотранспорт проедет путь 1км.
• Также подсчитала количество автомашин, проезжающих по дороге за 30 минут, и подсчитала количество выхлопных газов, если в среднем все машины едут со скоростью 40км\час.

Загрязнение воздуха автотранспортом

В законе об охране атмосферы существует установление порядка сертификации топлива, технических, технологических установок, двигателей, транспортных и иных передвижных средств и установок, подтверждающей их соответствие требованиям охраны атмосферного воздуха; определение величины уменьшения выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух.

“Производство и использование топлива на территории Российской Федерации допускаются только при наличии сертификатов, подтверждающих соответствие топлива требованиям охраны атмосферного воздуха. Органам исполнительной власти Российской Федерации и органам государственной власти субъектов Российской Федерации могут вводить ограничения использования нефтепродуктов и других видов топлива, сжигание которых приводит к загрязнению атмосферного воздуха на соответствующей территории, а также стимулировать производство и применение экологически безопасных видов топлива и других энергоносителей.

Увеличение загрязнения происходит дополнительно из-за старения автомобильного парка и эксплуатации транспортных и иных передвижных средств, в выбросах которых содержание вредных (загрязняющих) веществ превышает установленные технические нормативы выбросов. Наиболее вредными выбросами являются аэрозоли свинца.

Их образование, прежде всего, зависит от уровня добавления в бензин этиловой жидкости, которая не только увеличивает число моторного топлива, но и в значительной степени влияет на состояние воздуха. Транспортные и иные передвижные средства, выбросы которых оказывают вредное воздействие на атмосферный воздух, подлежат регулярной проверке на соответствие таких выбросов техническим нормативам в порядке, определенном Правительством Российской Федерации.

Юридические лица при эксплуатации транспортных средств должны обеспечивать для таких средств и установок не превышение установленных технических нормативов выбросов. Контролировать экологическую обстановку можно, только имея достаточное количество постов, хотя эти пункты со слабым техническим оснащением.”

Увеличение масштабов сжигания нефтепродуктов является причиной загрязнения воздушной среды. В особенности это стало ощутимым с развитием автомобильного транспорта. Бензин, израсходованный на приведение в действие двигателей внутреннего сгорания, никуда не исчезает. Отдавая заключённую в нём энергию химических связей, он разлагается на более простые вещества – оксиды углерода, сажу, углеводороды и др.

Наибольшее количество загрязняющих атмосферу веществ выбрасывается с выхлопными газами автомобилей. Анализ выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания показал, что в них содержится около двухсот различных веществ, большинство из которых токсично. Основные компоненты выхлопных газов приведены в таблице 1.

Тип автомобилей	Тип двигателя	Угарный газ	Углеводороды	Оксид азота	Сажа
Легковой	карбюраторный	20	2	3	0,05
Грузовой	карбюраторный	70	8	7	0,15
Грузовой	дизельный	40	3	6	1

Само по себе попадание в окружающую среду с выхлопными газами токсичных веществ является весьма нежелательным, так как они представляют реальную опасность для здоровья людей. Так, оксид углерода инактивирует гемоглобин, обуславливая кислородную недостаточность тканей, вызывая расстройство нервной и сердечно – сосудистой систем, а так же способствует развитию атеросклероза.

Оксиды азота резко раздражают лёгкие и дыхательные пути, способствуя возникновению воспалительных процессов в них. Под влиянием оксидов азота образуется метгемоглобин, понижается кровяное давление, возникает головокружение, сонливость, расстройство дыхания и кровообращения. По литературным источникам изучил влияние загрязнителей на состояние здоровья человека.(таблица 2)

Вредные вещества	Последствия воздействия на организм
Оксид углерода СО	Препятствует адсорбированию кровью кислорода, что ослабляет мыслительные способности, замедляет рефлексы, вызывает сонливость и может быть причиной потери сознания и смерти.
Свинец	Влияет на кровеносную, нервную и мочеполовую системы. Вызывает снижение умственных способностей у детей, откладывается в костях и других тканях, поэтому опасен в течении длительного времени.
Оксиды азота NO, NO2, N2O4	Могут увеличивать восприимчивость организма к вирусным заболеваниям, раздражают легкие, вызывают бронхит и пневмонию.
Углеводороды	Приводят к росту легочных и бронхиальных заболеваний.
Альдегиды	Раздражают слизистые оболочки, дыхательные пути, поражают ЦНС.
Сернистые соединения	Оказывают раздражительное действие на слизистые оболочки горла, носа и глаз человека.
Пыльные частицы	Раздражают дыхательные пути.

Затем я решила подсчитать количество выбросов выхлопных газов автотранспортом в нашем городе. Для этого подсчитала количество автомобилей с различными типами двигателей:

Тип автомобилей	Тип двигателя	Количество
Легковой	карбюраторный	50
Грузовой	карбюраторный	5
Грузовой	дизельный	4

Как видно из данных таблицы 3, у нас имеется 50 легковых автомобилей и 5 грузовых, работающих на бензине, и 4 автомобиля, работающих на дизельном топливе.

Затем, пользуясь таблицей 1 «Выбросы загрязняющих веществ, г\км», подсчитал примерное количество выбросов за сутки, если весь транспорт проедет 1 км. Данные исследования показаны в таблице 4

Тип автомобилей	Тип двигателя	Путь	Угарный газ г/км	Углеводо роды г/км	Оксид азота г/км	Сажа г/км
Легковой	Внутреннего сгорания	1км	1000	100	150	2,5
Грузовой	Внутреннего сгорания	1км	350	40	35	0,75
Грузовой	Дизельный	1км	160	12	24	4

Из таблицы 4 видно, что больше всего автомобили выбрасывают угарного газа и оксида азота. Дизельные автомобили выбрасывают больше сажи.

Далее подсчитал количество автомобилей, проезжающих на разных участках города за 30 минут. Данные показаны в таблице 5

Участки	Количество транспорта
легковой	грузовой	дизельный
Ул. Сибирская д 1 -3 1	10	1	1
Ул. Сибирская д 3 1 — 47	3	2	—
Ул. Сибирская д 47 — 60	4	1	—
Ул. Сибирская д 60 — 92	5	—	1
Ул. Юности	4	—	1
Ул. Таежная	3	—	—
Общее число	29	5	3

Получил следующие данные:

Полученная диаграмма показывает, что больше всего автомобили нашего города выделяют в атмосферу угарного газа и углеводородов, которые оказывают отрицательное воздействие на организм. Для нашего маленького города, это большие цифры. Окружающая среда и воздух загрязняются. Воздух является одним из важнейших элементом среды. Воздушная среда необходима для дыхания человека.

Человеческий организм постоянно испытывает потребность воздуха. Это обусловлено физиологическим значением дыхания. При вдохе в органы внешнего дыхания поступает воздух, в котором содержится необходимый для организма кислород. Человек дышит воздухом помещения, воздухом населенного пункта, где он живет. Рассеивание в воздушной среде автомобильных выбросов изменяет химический состав атмосферы.

Но наше село спасает то, что кругом растет лес. Большинство выхлопных газов поглощается растительностью, поэтому выбросы не превышают ПДК.

Листва деревьев активно улавливает пыль и снижает концентрацию вредных газов. Некоторые растения, например мхи и лиственница, поглощают его в относительно больших количествах, а береза, ива, осина — значительно меньше. Поглощая вредные газы, растения тем самым очищают воздух. В течение вегетационного периода одно дерево может накопить столько свинца, сколько его содержится в 130 л бензина. Простой расчет показывает, что для нейтрализации вредного действия одного автомобиля необходимо не менее 10 деревьев.

Деревья и кустарники, произрастающие в нашей местности, ежедневно и ежечасно проводят огромную работу: поглощают пыль и углекислый газ, вырабатывают кислород, выполняют санитарно-защитные, водоохранные и шумозащитные функции, формируют микроклимат и своеобразный облик села.

Листовой аппарат деревьев снижает промышленную радиацию, очищает воздух от вредных газов . Под деревьями загрязнение воздуха на 30-40% меньше, чем на открытой незаселенной территории. Кроны деревьев задерживают до 20% взвешенных частиц, находящихся в воздухе. За год 1 га леса способен поглотить около 1 т вредных газов, очистить 18 млн м3 воздуха, 1 га соснового насаждения может связать до 26 кг двуокиси серы, лиственного — 72 кг, елового — до 150 кг.

Лиственные растения поглощают своей поверхностью ядовитые выхлопные газы. Причем опушенные растения поглощают их в 10 раз быстрее, чем не опушенные. Более быстрому оседанию выхлопных газов способствует и растущая в придорожной зоне травянистая растительность. Таким образом, зеленые насаждения служат не только украшением, но и являются защитниками здоровья людей.

Но нельзя говорить о том, что это будет всегда. С каждым годом ухудшается экологическая ситуация в стране, изменение климата затрагивает и наше село, и в этом есть вина автомобилей, которые выбросами засоряют атмосферу. Сопоставив данные 2007 и 2011 года я выяснила, что число легковых автомобилей увеличилось на 14 автомобилей, что составляет 38 %. Для нашего небольшогогорода это значительный показатель.

Для того, чтобы сохранить человечеству автомобиль, необходимо если не исключить, то свести к минимуму вредные выбросы. Работы в этом направлении ведутся во всем мире и дают определенные результаты. Автомобили, выпускаемые в настоящее время в промышленно развитых странах, выбрасывают вредных веществ в 10–15 раз меньше, чем 10–15 лет тому назад. Во всех развитых странах происходит ужесточение нормативов на вредные выбросы при работе двигателя.

В настоящее время введены более строгие нормы. Происходит не только количественное ужесточение норм, но и их качественное изменение. Так, вместо ограничений по дымности, введено нормирование твердых частиц, на поверхности которых адсорбируются опасные для здоровья человека ароматические углеводороды и, в частности, канцерогенный бензопирен. Постоянно расширяется список веществ, содержание которых должно находится под контролем.

Действительно, мы редко задумываемся над тем, что мы практически дышим «выхлопными газами». Ведь когда человек здоров, он хорошо себя чувствует, ходит пешком, ездит на автомобиле.… Наверно он думает, что когда он ходит пешком, то дышит свежим и чистым воздухом.… А когда человек едет на автомобиле, не задумывается, что он загрязняет окружающую среду и воздух, а потом сам же его вдыхает.

Рассмотрев влияние автотранспорта на загрязнение окружающей среды нашего города, я обратилася к автовладельцам, предложив меры по сокращению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, выпустив листовки со следующим содержанием:

Каждый из вас должен задуматься о том, какие серьёзные последствия несёт атмосфера, пропитанная вредными химическими веществами. Жизнь, данная нам однажды природой, не должна нарушаться искусственными факторами, которые негативно сказываются на здоровье человека.

Для уменьшения загрязнения атмосферного воздуха:

• заправляйте свой автомобиль качественным топливом;
• следите за техническим состоянием транспортного средства;
• переходите, по возможности, на использование газобаллонных двигателей
• используйте нейтрализаторы отработанных газов;
• выбирайте рациональный режим работы двигателя;
• используйте поездки на автомобиле только на дальние расстояния;
• для передвижения на небольшие расстояния используйте велосипед или пройдитесь пешком.

Движение — это жизнь, а чистый воздух — здоровье каждого из нас. Подумайте об этом!

АВТОМОБИЛЬ КАК ИСТОЧНИК ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ Текст научной статьи по специальности «Математика»

Аннотация научной статьи по математике, автор научной работы — Мишина Анна Михайловна, Мишин Михаил Михайлович, Мишина Мария Николаевна

В данной статье приводятся сведения о современных проблемах загрязнения атмосферы автомобилями.

Похожие темы научных работ по математике , автор научной работы — Мишина Анна Михайловна, Мишин Михаил Михайлович, Мишина Мария Николаевна

THE CAR AS A SOURCE OF ATMOSPHERIC POLLUTION

This article provides information about the current problems of air pollution by cars.

Текст научной работы на тему «АВТОМОБИЛЬ КАК ИСТОЧНИК ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ»

АВТОМОБИЛЬ КАК ИСТОЧНИК ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ

Анна Михайловна Мишина

студент Anja.2001 @yandex.ш Михаил Михайлович Мишин

кандидат технических наук, доцент Meikl2@yandex.ru Мария Николаевна Мишина

кандидат сельскохозяйственных наук, старший преподаватель

Mascha2308@yandex.ru Мичуринский государственный аграрный университет

г. Мичуринск, Россия

Аннотация. В данной статье приводятся сведения о современных проблемах загрязнения атмосферы автомобилями.

Ключевые слова: автомобиль, загрязнение, атмосфера, вещества, выбросы.

Современный человек с трудом может представить себе жизнь без машин. Практически в каждой семье есть хотя бы один автомобиль, который является неотъемлемой частью жизни людей. Количество автомобилей на дорогах с каждым годом лишь увеличивается, что говорит об остро стоящей проблеме загрязнения атмосферы. На сегодняшний день многие люди задумываются об этой проблеме. Человечество приходит к осознанию необходимости коренной трансформации отношения к природной среде и своей роли в окружающем мире.

Если рассмотреть эту проблему более детально, то можно прийти к выводу о том, что современный автомобиль — пример неэкологичного транспортного средства, так как он наносит самый большой урон окружающей среде. По статистике загрязнение воздуха автомобильными выхлопами составляет от 80 до 95% всех загрязнений природы [2, 3].

Машины используют огромное количество кислорода из атмосферы, а также негативно сказывается на водной, земельной сфере и здоровье человека. Так как автомобиль загрязняет воздух на уровне человеческого роста, что является главной особенностью автомобильных выбросов, людям приходится вдыхать все вредные вещества. Причем, эти вещества включают в себя более 200 наименований, в том числе канцерогены.

На сегодняшний день, загрязняющие атмосферу, вещества подразделяют на восемь групп:

1. Вещества, входящие в состав естественного атмосферного воздуха, а именно: азот, кислород, водород, водяной пар, углекислый газ и другие естественные компоненты атмосферного воздуха. Их относят к химическим и нетоксичным веществам.

2. Оксид углерода, или угарный газ (СО) — бесцветный газ без вкуса и запаха, который является продуктом неполного сгорания нефтяных видов топлива. На выбросы оксидов углерода влияет также рельеф дороги, режим и скорость движения автомобиля. Например, если увеличивать скорость авто и резко уменьшать ее во время торможения, то в выхлопных газах количество

оксидов углерода увеличивается в 8 раз. Минимальное количество оксидов углерода выделяется при равномерной скорости автомобиля 60 км/ч.

3. Оксид азота — бесцветный газ и диоксид азота — газ красновато-бурого цвета с характерным запахом. Они являются примесями, способствующими образованию смога.

4. Различные углеводороды. Они образуются в результате неполного сгорания топлива в двигателе. Углеводородные соединения отработавших газов, наряду с токсическими свойствами, обладают канцерогенным действием.

5. Альдегиды — органические соединения, которые содержат альдегидную группу, связанную с углеводородным радикалом. Наибольшее количество альдегидов образуется на режимах холостого хода и малых нагрузок, когда температуры сгорания в двигателе невысокие.

6. Сажа, которая оказывает раздражающее воздействие на органы дыхания, и другие дисперсные частицы (продукты износа двигателей, аэрозоли, масла, нагар и др.).

7. Сернистые соединения — такие неорганические газы, как сернистый ангидрид, сероводород, которые появляются в составе отработавших газов двигателей, если используется топливо с повышенным содержанием серы. Значительно больше серы присутствует в дизельных топливах по сравнению с другими видами топлив, используемых на транспорте.

8. Свинец и его соединения — встречаются в отработавших газах карбюраторных автомобилей только при использовании этилированного бензина [4, 5].

Автомобильные выбросы загрязняют поверхности земли постепенно, и скорость загрязнения зависит от многих факторов. Например, от количества проезжающих машин в данной местности сохраняются вредоносные выбросы крайне долго даже после ликвидации дорожного полотна (закрытие дороги, трассы, магистрали или полная ликвидация пути и асфальтового покрытия).

Вероятно, человечество в скором времени прекратит использование автомобилей в том виде, котором они есть сейчас. И еще на протяжении долгого

времени экология будет восстанавливаться. В настоящее время активно идут разработки транспорта, которые не будут в такой степени вредить природе [3].

Приоритетными направлениями снижения загрязнения окружающей среды автомобильным транспортом являются:

— внедрение современных видов транспорта с минимальным загрязнением среды (например, электромобили);

— рациональная организация и управление транспортными потоками;

— использование более качественных или экологически чистых видов топлива (например, газ) [1];

Помимо этого, существуют мероприятия по снижению выбросов автотранспортом. Они подразделяются на: технологические, санитарно-технические, планировочные, административные. К технологическим мероприятиям относятся: замена топлива, замена двигателя, совершенствование рабочего процесса двигателя, современное техническое обслуживание. К санитарно-техническим: рециркуляция отработавших газов, нейтрализация ОГ. Планировочные включают в себя организацию пересечения улиц на разных дорогах, организацию подземных(надземных) пешеходных переходов, а также озеленение магистралей и улиц. Административными являются мероприятия по установлению нормативов качества топлива и допускаемых региональных выбросов, выводу из города транзитного транспорта, складских баз и терминалов, выделению полос движения общественного автотранспорта и скоростных дорог безостановочного движения.

Экологическая проблема автотранспорта стоит остро не только у нас в стране, поэтому необходимо искать пути её решения: переходить на экологически чистые виды топлива, либо, оснащать автомобили двигателями новой конструкции, а пока у нас нет доступа к этому, нам приходится лишь приспосабливаться.

1. Глушкова В.Г., Шевченко А.Т. Эколого-экономические проблемы России и ее регионов. М.: Московский лицей, 2002.

2. Лубянкин А.Н., Алехин А.В. Альтернативные виды топлива для повышения экологичности автомобильного двигателя // В сборнике: Приоритетные направления развития садоводства (I Потаповские чтения). Материалы Национальной научно-практической конференции, посвященной 85-й годовщине со дня рождения профессора, доктора сельскохозяйственных наук, лауреата Государственной премии Потапова Виктора Александровича. 2019. С. 63-65.

3. Скоркин А.С., Алехин А.В. Пути повышения эффективности системы питания искровых двигателей // Наука и Образование. 2020. Т. 3. № 4. С. 9.

4. Перечень и коды веществ, загрязняющих атмосферный воздух. Изд.6-е. СПб., 2005, 290 с.

5. Шатилов О.И., Алехин А.В. Перспективы развития искрового зажигания ДВС // Наука и Образование. 2020. Т. 3. № 4. С. 8.

THE CAR AS A SOURCE OF ATMOSPHERIC POLLUTION

Anja.2001 @yandex.ru Mikhail M. Mishin

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor

Meikl2@yandex.ru Maria N. Mishina Candidate of Agricultural Sciences, Senior Lecturer

Michurinsk State Agrarian University Michurinsk, Russia

Annotation. This article provides information about the current problems of air pollution by cars.

Key words: car, pollution, atmosphere, substances, emissions.

Статья поступила в редакцию 29.03.2022; одобрена после рецензирования 11.04.2022; принята к публикации 12.05.2022.

The article was submitted 29.03.2022; approved after reviewing 11.04.2022; accepted for publication 12.05.2022.

Исследовательская работа по экологии на тему «Загрязнение атмосферы автотранспортом»

Биосфера – это живая оболочка Земли, где распространяется жизнь. Существует три оболочки Земли: атмосфера, гидросфера и литосфера.

Но в последнее время особое внимание уделяется проблемам, которые мы называем экологическими. Ваше внимание хочу обратить на такую проблему как охрана атмосферного воздуха. Атмосферный воздух это один из важных компонентов среды, который окружает человека. Человек без пищи может находиться пять недель, без воды – пять дней, а без воздуха всего лишь пять минут. При этом воздух должен быть чистым и любое содержание вредных веществ опасно для здоровья. В атмосфере идут метеорологические процессы, формируются климат и погода, она способна к самоочищению. Атмосферный воздух выполняет сложную защитную экологическую функцию: предохраняет Землю от холодного космоса и потока солнечных излучений.

Начало второй половины XX столетия ознаменовалось интенсивным процессом автомобилизации общества. Развитие ав­томобильного транспорта предопределило две четко выраженные и противоречивые тенденции. С одной стороны, достигнутый уровень автомобилизации, отражая технико-экономический по­тенциал развития общества, способствовал удовлетворению со­циальных потребностей населения, а с другой – обусловил увели­чение масштаба негативного воздействия на общество и окру­жающую среду, приводя к нарушению экологического рав­новесия на уровне биосферных процессов.

Цель: Изучить и проанализировать загрязнения атмосферного воздуха выхлопами газа автомобильного транспорта.

Актуальность: Автомобиль – этот символ 21 века.Во всех странах все чаще становится настоящим бедствием. Десятки миллионов личного и общественного транспорта заполнили улицы городов и автострады, возникают многокилометровые «пробки», без толку сжигается дорогостоящее горючее, воздух отравляется ядовитыми выхлопными газами.

1.Изучить влияние отработанных газов на атмосферу и здоровье человека.

2. Выявить количество автомашин на территории Кондинского поселения , рассмотреть их влияние на атмосферу.

3. Искать пути создания «чистой зоны» в нашем селе.

4.Выявить основные загрязняющие вещества от выхлопов автомобиля.

5.В ходе исследования выявить количество вредных веществ выбрасываемых в атмосферу за год.

Теоретическая и практическая значимость:

Полученные результаты должны расширить представления о том, что загрязнение окружающей среды происходит за счет имеющегося автотранспорта не только нашего села, но и проходящего по трассе через наше поселение.

Глава 1:Загрязнение атмосферного воздуха выхлопами газа автомобильного транспорта.

1.1Основные загрязняющие вещества от выхлопов газа автомобильного транспорта.

Изучив литературу, я узнал, что под загрязнением атмосферного воздуха следует понимать любое изменение его состава и свойств, которое оказывает негативное воздействие на здоровье человека и животных, состояние растений и экосистем. Загрязнение атмосферы может быть естественным (природным) и антропогенным (техногенным). Естественное загрязнение воздуха вызвано природными процессами. К ним относятся вулканическая деятельность, выветривание горных пород, ветровая эрозия, массовое цветение растений, дым от лесных и степных пожаров и др. Антропогенное загрязнение связанно с выбросом различных загрязняющих веществ в процессе деятельности человека. По своим масштабам оно значительно превосходит природное загрязнение атмосферного воздуха. В зависимости от масштабов выделяют различные типы загрязнения атмосферы. Местное (локальное) загрязнение характеризуется повышенным содержанием загрязняющих веществ на небольших территориях (город, промышленный район, сельскохозяйственная зона и др.). При региональном загрязнении в сферу негативного воздействия вовлекаются значительные пространства, но не вся планета. Глобальное загрязнение связано изменением состояния атмосферы в целом.

Вследствие загрязнения среды обитания вредными вещест­вами отработавших газов двигателей внутреннего сгорания зоной экологического бедствия для населения становятся целые регионы, в особенности крупные города. Проблема даль­нейшего снижения вредных выбросов двигателей все более обостряется ввиду непрерывного увеличения парка эксплуатируемых авто­транспортных средств, уплотнения автотранспортных по­токов, нестабильности показателей самих мероприятий по сниже­нию вредных веществ в процессе эксплуатации. В денежном исчислении вели­чина ежегодного экологического ущерба (загрязнение атмосферы, шум, воздействие на климат) от функционирования автотранспортного комплекса Россий­ской Федерации достигает 2-3 % валового национального продук­та при общих экологических потерях 10 % и затратах на природоохранные мероприятия не более 1 %. Основная доля ущерба от автотранспорта (78 %) связана с загрязнением атмо­сферного воздуха выбросами вредных веществ (что во многом объясняется низким качеством отечественных топлив в сравнении с европейскими стандартами), 16 % ущерба приходится на последствия шумового воздействия транспорта на население. Общее количество загрязняющих ве­ществ, поступивших в атмосферный воздух на территории Рос­сийской Федерации от выхлопов газа автомобильного транспорта, в 2010 г. состави­ло 11 824,2 тыс. т. Принцип работы автомобильных двигателей основан на пре­вращении химической энергии жидких и газообразных топлив нефтяного происхождения в тепловую, а затем – в механическую энергию. Жидкие топлива в основном состоят из углеводородов, газообразные, наряду с углеводородами, содержат негорючие га­зы, такие как азот и углекислый газ. При сгорании топлива в ци­линдрах двигателей образуются нетоксичные (водяной пар, угле­кислый газ) и токсичные вещества. Последние являются продук­тами сгорания или побочных реакций, протекающих при высоких температурах. К ним относятся окись углерода СО, углеводороды CmHn, окислы азота (NO и NO2) обычно обозначаемые NOX. Кроме перечисленных веществ вредное воздействие на организм челове­ка оказывают выделяемые при работе двигателей соединения свинца, канцерогенные вещества, сажа и альдеги­ды. В таблице 1 приведено содержание основных токсичных веществ в отработавших газах бензиновых двигателей.

1.2Специфика влияния автомобильного транспорта на атмосферу.

В настоящее время основной вклад в загрязнение атмосферного воздуха на территории России вносит автотранспорт. Автомобиль облегчил нам жизнь. Это быстрая доставка товаров, своевременное прибытие в пункт назначения, помощь в хозяйстве и т.д. но оказалось что он отравляет нам жизнь. Ведь автомобильные выхлопные газы – это смесь вредных веществ.Изучая литературу я узнал, что, когда машина стоит, двигается на малом ходу, она выделяет в воздух вредный газ – оксид углерода. Он скапливается у земли, соединяется с гемоглобином ( это красящее вещество крови, входящее в состав красных кровяных шариков) крови и мешает нести кислород в ткани организма.

И еще выхлопные газы машины превращаются в сажу, содержащую смолистые вещества. Особенно много сажи выделяется, если мотор неисправен. Выхлопными газами от автомобилей дышат те, что стоят на посту – это полицейский. Государственной автоинспекции, кто постоянно торгует возле дороги (торговые палатки) и др. Даже при исследовании доказали, что у голубей, живущих в городской зоне больше свинца (такого элемента, содержащегося в выхлопных газах), чем у голубей, живущих в сельской местности. Плохо растет придорожная трава, деревья.

Отсюда можно сделать вывод: загрязненные отработавшие выхлопные газы:

А) угнетают воздух;

Б) уничтожают растительность;

В) наносят вред зданиям и сооружениям;

Г) медицинский анализ показывает, что в организме человека содержатся недопустимые элементы, им становится трудно дышать, поражаются легкие.

Глава 2.Практическая часть.

2.1.Влияние выхлопных газов на здоровье человека.

Многообразие продуктов выхлопов автомобильных двигателей может быть классифицировано по группам, сходным по характеру воздействия на организмы или химической структуре и свойствам:

— нетоксичные вещества: азот, кислород, водород, водяной пар и углекислый газ, содержание которых в атмосфере в обычных условиях не достигает уровня, вредного для человека;

— монооксид углерода, наличие которого характерно для выхлопов бензиновых двигателей;

— оксиды азота, которые по мере пребывания в атмосфере соединяются с кислородом;

— углеводороды (алкаин, алкены, алкадиены, цикланы,ароматические соединения);

Чувствительность населения к действию загрязнения зависит от большого числа факторов, в том числе от возраста, пола, общего состояния здоровья, температуры, влажности и т.д. Лица пожилого возраста, дети, больные, курильщики, страдающие хроническим бронхитом, коронарной недостаточностью, астмой, считаются более уязвимыми.

Среди факторов прямого действия (все, кроме загрязнения окружающей среды) загрязнение воздуха занимает, безусловно, первое место, поскольку воздух — продукт непрерывного потребления организма.

Влияние загрязнения воздуха на здоровье населения состоит в следующем.

Сернистый ангидрид. Оказывает пагубное влияние на слизистую оболочку верхних дыхательных путей, вызывает бронхиальную закупорку.

Оксиды азота. Диоксид азота и фитохимические производные являются побочными продуктами нефтехимических производств и рабочих процессов дизельных двигателей. Оказывают влияние на легкие и на органы зрения, при длительных воздействиях происходит нарушение дыхательных функций.

Озон. Повышение концентрации оксидов азота и углеводородов под действием солнечной радиации порождает фотохимический смог (озон, ПАН и др.)

Монооксид углерода. Соединяясь с гемоглобином, из вдыхаемого воздуха попадает в кровь, препятствуя насыщению крови кислородом, а следовательно, и тканей, мышц, мозга, что , в свою очередь вызывает ослабление зрения, ориентации в пространстве, реакций.

Основными представителями альдегидов, поступающих в атмосферный воздух с выбросами автомобилей, являются формальдегид и акролеин. Действие формальдегида характеризуется раздражающим эффектом по отношению к нервной системе. Он поражает внутренние органы и анактивирует ферменты, нарушает обменные процессы в клетке .

Биологическое действие фотооксидантов (смесь озона, диоксида азота и формальдегида) на клеточном уровне подобно действию радиации, вызывает цепную реакцию клеточных повреждений.(Таблица 2)

На основании статистики отработавшие газы (ОГ) содержат сложную смесь, насчитывающую более 280 соединений. В основном это газообразные вещества и небольшое количество твердых частиц, находящихся во взвешенном состоянии. Влияние этих веществ на здоровье человека показано в таблице 2

Около 70 болезней вызывается выхлопными газами автомобилей. Но самое страшное то, что в час пик вдыхание этого «коктейля» вызывает легочный шок.

Еще неблагоприятный фактор: летом на улицах с оживленным движением возникает особое атмосферное явление — фотосмог. Это когда ядовитые оксиды при ультрафиолетовом облучении в жару образуют летучие соединения в приземном слое — еще более опасный озон, дышать которым просто вредно.

Автомобильные выхлопы — один из самых важных факторов, способствующих развитию у склонных к бронхиальной астме детей тяжелых астматических приступов. К такому выводу пришли английские пульмонологи, изучавшие влияние различных факторов на течение этого заболевания.

Здоровье человека определяется не только наследственностью и образом жизни, но и качеством окружающей среды. На сегодняшний день ухудшение здоровья населения с точки зрения экологии является, прежде всего, следствием загрязнения атмосферного воздуха. Основными источниками загрязнения атмосферы являются автомобильный транспорт и промышленные зоны. При этом в атмосферу поступает множество вредных веществ, например, бенз (а)пирен, сажа, свинец, пары бензина, медь и другие.

2.2Исследования загрязнения атмосферного воздуха села Телемба.

Изучив, влияние отработанных газов автотранспорта на окружающую среду и здоровье человека возник, вопрос: Какова загрязненность атмосферного воздуха в моем селе Телемба, где движение автотранспорта увеличилось вдвое? В администрации Кондинского поселения выяснил,что на территории имеется личного автотранспорта: грузовиков – 90, тракторов – 110, легковых машин – 173. Кроме того имеются в подразделениях поселения ЗАО «Комсомольский»(12-тракторов,2-камаза,3-легковые машины), школы (2-автобуса,1-легковая, 1-трактор,1-грузовая), работников подстанции, индивидуальных предпринимателей другие виды машин. Сравнили с наличием автотранспорта находящегося в 2014 году (см. в приложении диаграмму) Грузовиков – 60, тракторов – 45, легковых машин — 98. (Таблица№3)Оказалось, за 4 года его увеличилось почти в 2 раза. При том, что в 321 дворе нашего села проживает 1199 жителей. Из них по возрасту от 0-16 лет – 313 человека, пенсионеры – 146, а трудоспособное население составляет 740 человек. Значит, на каждого жителя приходится 1 единица автотранспорта (ведь в 706 человек входят и студенты нашего села). Это одно.

А другое? Мы вспомнили, что через наше село проходит очень много других видов машин возят «едкое вещество» с Хиагды (в 2015 году там построили кислотный завод, продукцию которого вывозят через Телембу в Забайкальский край) , в 25 километрах находится полигон, где проходят учебные учения российского масштаба; прибывает до 1000 человек на танках, грузовиках и т.д., рейсовые автобусы; машины контейнеры с грузом, идущие на север, лесовозы и т.д.).

И если каждая машина выбрасывает в нашем селе в воздух вредные смеси, то мы, жители находимся в опасной зоне.

Выброс угарного газа составляет:

Для легкового автомобиля – 2 г/км

Для грузового автомобиля – 10 г/км

Длина улицы Ленина 2000 метров = 2 км

Сколько угарного газа выделяет один автомобиль,
проезжая по ул. Ленина

2 г/км * 2 км = 4 г/км

10 г/км * 2 км = 20 г/км

Сколько угарного газа выделяют все автомобили, проезжающие по улице Ленина за 1 день.

4 * 31 = 124 г — выделяют легковые автомобили;

20 * 26= 520 г — выделяют грузовые автомобили;

124 + 520= 644 г — угарного газа выделяют все автомобили за один день.

За неделю:

644 * 7 =4508г =4,508 кг.

За месяц:

644 * 31 = 19964 г =19,964 кг.

За год:

19,964* 12 =239,568 кг.

Предельно допустимая концентрация угарного газа в воздухе: 0,02 мг/л.

2.3.Пути создания «чистой зоны».

Все мои исследования доказали, что еще не поздно позаботиться о том, чтобы воздух в нашем селе очищался.

Для снижения вредности топлива, необходимо применять водородные двигатели. У них отработанные газы представляют собой пары воды и полностью экологичны. Но эти двигатели, к сожалению, пока не нашли широкого применения. Значит нужно переходить к экологически чистым видам транспорта, особенно в сельской местности. Увеличить лесные насаждения вдоль дорог. Подумать над изобретением специальных приборов очистки воздуха в населенных пунктах. Все дороги (автотрассы) должны проходить за пределами населенного пункта.

Транспортный комплекс является крупнейшим источником загрязнения атмосферного воздуха. Многие отечественные автомобили морально устарели, так что выброс угарного газа равен 3-3,5 %, но все равно продолжается использование этилированного бензина, приводящего к дополнительному загрязнению соединениями свинца, а использование высокосернистого дизельного топлива повышает дымность и содержание серы в отходящих газах.

Решение экологических проблем в транспорте – это комплекс мероприятий, включающий:

1.создание новых высокоэкономичных и малотоксичных двигателей;

2. использование экологически чистого топлива;

3.использование систем нейтрализации отработанных газов.

Охрана атмосферы — задача нашего века, проблема, ставшая социальной. Снова и снова мы слышим об опасности, грозящей окружающей среде, но до сих пор многие из нас считают их неприятным, но неизбежным порождением цивилизации и полагают, что мы ещё успеем справиться со всеми появившимися затруднениями.

Однако воздействие человека на атмосферу приняло угрожающие масштабы.Чтобы в корне улучшить положение, понадобятся целенаправленные и продуманные действия. Ответственная и действенная политика по отношению к оатмосфере будет возможна лишь в том случае, если мы накопим надёжные данные о современном состоянии воздуха, обоснованные знания о взаимодействии важных экологических факторов, если разработает новые методы уменьшения и предотвращения вреда, наносимого Природе Человеком.

Каждый человек должен задуматься о том, какие серьёзные последствия несёт атмосфера, пропитанная вредными химическими веществами. Жизнь, данная нам однажды природой не должна нарушаться искусственными факторами, которые негативно сказываются на здоровье человека.

Подумайте об этом!

Список литературы

1. Казанцева Л.К., Тагаева Т.О. Современная экологическая ситуация в России // ЭКО. – 2005. – № 9. – С.30 – 45. – Таблицы.

2. Коробкин В.И Экология. – М., 2006. – 465с.

3.Петрунин В.В. Плата за негативное воздействие на окружающую среду в 2006 году // Финансы. – 2006. – № 4. – С.25 – 30.

4.Региональная экономика: Учебник для вузов/ Т.Г. Морозова, М.П. Победина, Г.Б. Поляк и др.; Под ред. проф. Т.Г. Морозовой. – М.: Банки и биржи, ЮНИТИ, 2003. – 472 с.

5.Родзевич Н.Н. Экологическая глобализация // География в школе. – 2005. – № 4. – С.8 – 15.

6.Руденко Б. Цена цивилизации // Наука и жизнь. – 2004. – № 7. – С.32 – 36..

Загрязнение атмосферы автотранспортом: как происходит и способы снижения

«Автомобиль не роскошь, а средство передвижения» – ироническое утверждение Ильфа и Петрова давно стало реальностью.

Автомобильный парк растет чуть ли не быстрее, чем народонаселение, с конвейеров мирового автопрома ежегодно сходит более 50 млн автомобилей.

Автомобили интенсивно поглощают кислород, взамен «обогащая» атмосферный воздух токсичными компонентами выхлопов, опасными для живого и неживого.

Загрязнение воздуха опасными примесями приводит к появлению краткосрочных и отдаленных эффектов на экосферу и здоровье людей, интенсифицирует процессы глобального потепления, способствует выпадению кислотных дождей. Цивилизацию уже не заставишь отказаться от автомобилей. Так какой же выход?

Актуальность вопроса

По данным аналитиков INRIX на планете эксплуатируется уже более 1,5 млрд автомобилей. К похожим результатам (1,3 млрд) пришли эксперты автомобильного журнала Ward’s.

На долю азиатских стран приходится треть всех автомобилей, Европа занимает второе место по объему транспорта, а США – третье.

По прогнозам, уже к 2030 году мировой автопарк достигнет 2 млрд единиц. Мировой уровень автомобилизации еще пару лет назад составлял более 180 машин на 1 тыс. человек. Самое большое число автомобилей – у китайцев.

А как в России? По данным аналитического агентства «Автостат» на начало 2022 года в РФ было зарегистрировано 45,5 млн легковых автомобилей. Это составляет 76,3 % от общего количества транспортных средств (59,6 млн ед.).

Автомобиль как основной источник загрязнения

Автотранспорт – один из наиболее опасных источников химического загрязнения атмосферы. Автомобили находятся на «почетном» месте, на их долю приходится около 90 % общего объема вредных примесей, поступающих в атмосферу от всех видов транспорта.

В транспортном секторе именно автомобильный транспорт является крупнейшим источником выбросов СО₂, приближающим глобальное потепление.

Выбросы ДВС представляют собой многокомпонентную смесь отработавших газов (ОГ) и твердых веществ, в которой присутствует немало канцерогенов, а из безопасных – только водяной пар.

Основные компоненты, поступающие в атмосферу при сжигании бензина и дизельного топлива в работающих двигателях:

• углекислый газ;
• оксиды серы и азота;
• сажа;
• соединения свинца;
• альдегиды;
• углеводороды (в том числе канцерогенный и крайне опасный бензапирен).

Основной автопарк сконцентрирован в мегаполисах. В некоторых городах объем выбросов автотранспорта преобладает над выбросами от стационарных промышленных источников, а уровень загрязнения воздуха превышает нормативы ПДК.

Именно выхлопные газы – главная причина присутствия в атмосфере крупных городов токсинов и канцерогенов, образования смога.

Вместе с увеличением количества машин увеличивается валовой выброс загрязнений. Рост числа автомобилей сопровождается отсутствием адекватной организации движения в городах.

В результате на дорогах создаются пробки и, как следствие, в выбросах возрастают концентрации:

• оксидов углерода и азота;
• углеводородов;
• соединений свинца и сажи.

В присутствии углеводородов и оксидов азота под действием солнечного излучения образуется вторичный загрязнитель с выраженными окисляющими свойствами – озон.

• прогрессирующие поражения ЦНС, печени, почек;
• пневмонию;
• подагру;
• бронхиальный рак;
• дерматиты;
• интоксикацию;
• аллергию;
• респираторные и другие заболевания.

Наблюдения показали – в домах вблизи больших магистралей жители болеют раком чаще.

Выбросы транспорта отравляют не только воздух. Страдают почва, водоемы, животные, растения – вся биосфера Земли.

Зеленые насаждения, растущие на расстоянии до 200 м от автодорог, испытывают влияние выхлопных газов, насыщаясь:

• свинцом;
• кадмием;
• кобальтом;
• алюминием;
• мышьяком.

Наибольшей токсичностью обладает выхлоп бензиновых двигателей (из-за высоких концентраций оксидов углерода и азота). Дизельные двигатели образуют в значительных объемах сажу. Вещество в чистом виде не является токсичным, однако на поверхности ее частиц неизбежно присутствуют токсичные элементы.

Сажа способна долго «висеть» в воздухе во взвешенном состоянии, увеличивая этим период токсичного воздействия на живые организмы.

Мировым парком автомобилей с ДВС ежегодно выбрасывается млн тонн:

• оксида углерода – более 200;
• летучих углеводородов – около 50;
• оксидов азота – 25.

Загрязняющие вещества способны сохраняться в воздухе в течение продолжительного периода, переноситься на значительные расстояния.

Степень загрязнения атмосферного воздуха автотранспортом зависит от:

• возможности распространения примесей на дальние расстояния;
• химической активности веществ;
• метеорологических условий.

Первичные загрязнители воздуха при наступлении определенных условий начинают взаимодействовать, образуя:

• сульфаты;
• нитраты;
• кислоты
• фотооксиданты.

Атмосферный воздух выступает «реактором» для образования новых опасных соединений, токсичность которых может существенно превышать токсичность начальных компонентов.

От чего еще страдает воздух?

Дополнительными факторами загрязнения воздуха автотранспортом являются:

• недостаточное техническое обслуживания автомобилей;
• низкое качество топлива;
• недостаточная развитость системы управления транспортными потоками.

Вносят свой опасный вклад тормоза, шины и сами дороги. Их износ способствуют образованию мельчайших фракций, присутствующих в воздухе. Кроме того, в ухудшении качества воздуха от движения автотранспорта есть и другие причины.

Эксплуатация устаревших моделей

При разработке ДВС техники предыдущих поколений экологичности уделялось мало внимания, что приводило к превышению концентрации загрязнений. В старых автомобилях не использовались катализационные системы очистки ОГ.

По данным IHS Markit, за последнее десятилетие средний возраст автомобилей в большинстве стран мира значительно увеличился. Это стало последствием экономического кризиса 2008–2009 годов и пандемии коронавируса.

В России 62 % всех легковушек – «пожилой» автопарк возрастом старше десяти лет, а на новую технику младше трех лет приходится лишь 9 % машин.

Более 30 % легкового и 65 % грузового российского автотранспорта не соответствует даже устаревшему экологическому стандарту Евро-2 1995 года, который нормирует содержание вредных примесей в ОГ.

Но по качеству топлива Россия, по данным Роснефти, «догнала и перегнала Европу» — внутренние стандарты соответствуют международным регламентам, с 2017 года в запрещены продажи топлива ниже класса К5.

Специфика российских дорог

Площадь государства велика, а населенные пункты часто значительно удалены друг от друга. По этим причинам протяженность шоссе и магистралей составляет многие тысячи километров. В некоторых районах автолюбителям приходится преодолевать немало километров и сжигать много топлива, чтобы добраться до места.

В крупных городах постоянно возрастающее число автомобилей превышает пропускную способность дорог. В часы пик движение практически останавливается, ДВС работает вхолостую, выделяя высокую концентрацию токсичных веществ.

19 человек ежегодно потребляют 30 тонн кислорода – столько выделяет за это же время 1 гектар сосновых лесов. Гектар лиственной рощи производит в два раза меньше кислорода, а гектар сельскохозяйственных культур – от 3 до 10 тонн кислорода в год.

Из этого следует: если 100 миллионов гектаров почв превратить в автомагистрали, мы «недосчитаемся» 1,5 миллиарда тонн кислорода в год. Именно столько необходимо для дыхания 1 миллиарда человек.

Механизм загрязнения

Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха автотранспортом являются:

• отработавшие газы (ОГ);
• картерные газы,
• топливные испарения.

Главное влияние автотранспорта и автомобильной инфраструктуры на воздушный бассейн заключается в работе двигателей – как карбюраторных, так и дизельных.

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) – тепловой двигатель, в котором химическая энергия топлива преобразуется в механическое действие. По виду используемого топлива ДВС подразделяют на двигатели, работающие на бензине, дизельном топливе и газе. В основе процессов, приводящих машину в движение, лежит горение топлива, невозможное без кислорода воздуха.

К загрязнению воздуха приводит неполное и неравномерное сгорание бензина и ДТ — лишь 15 % расходуется на движение, а 85 % «летит на ветер».

Камеры сгорания ДВС – своеобразный химический реактор, синтезирующий токсичные соединения и выбрасывающий их в атмосферу.

Образование в выхлопных газах опасных примесей (продуктов неполного сгорания и окислов азота) в цилиндре ДВС происходит в результате различных процессов:

1. Одна группа вредных соединений образуется в результате химических реакций окисления топлива. Процессы протекают в предпламенный период и в процессе сгорания – расширения.
2. Другая группа токсичных примесей появляется при взаимодействии азота и избыточного кислорода в продуктах сгорания.

Картерные газы – смесь части ОГ, которая с парами моторных масел проникает через неплотности поршневых колец в картер двигателя.

Топливные испарения поступают в атмосферу из топливного бака и системы питания двигателя — стыков, шлангов и других узлов. В пространстве под капотом создаются более высокие температуры, способствующие испарениям топлива из топливной системы при остановке горячего двигателя.

На состав и объем выбросов влияет режим работы ДВС, в частности:

• соотношение между массами топлива и воздуха;
• момент зажигания;
• качество топлива;
• отношение поверхности камеры сгорания к ее объему.

При увеличении отношения массы воздуха и топлива в камере сгорания концентрация оксида углерода и углеводородов сокращается, при этом повышается содержание оксидов азота.

Объем выделяемых автомобилями загрязняющих веществ определяется массовым выбросом газов и составом отходящих газов. Качество воздуха вдоль автодорог оценивается по комплексу показателей.

Основной фактор – интенсивность движения. Загрязнение воздуха отмечается при превышении критической загрузки магистралей транспортными единицами (700-800 автомобилей в сутки).

Для сгорания 1 кг бензина (примерно 10 км пробега) требуется около 2500 л кислорода. Если годовой пробег автомобиля составит 10 тыс. км, то поглощаемый ежегодно из атмосферы объем кислорода составит 2,5 млн л (около 4 т).

Уровень загазованности автодорог и прилегающих территорий зависит от:

• интенсивности движения автомобилей;
• ширины улицы;
• скорости ветра;
• доли грузового транспорта и автобусов в общем потоке;
• метеорологических условий;
• ряда других факторов.

Фотохимический смог – смесь, образующаяся из оксида азота и углеводородов при воздействии солнечного света. Метеорологические условия благоприятствуют развитию смога, загрязнения «висят» в воздухе в результате инверсии, увеличивая продолжительность контакта и реакции, препятствуя рассеиванию (новые эмиссии и реакции добавляются к начальным).

Углеводороды поступают в воздух не только при работе ДВС, но и при разливе топлива.

Состав химических выбросов работающего автомобиля

Масса вредных примесей, поступающих в атмосферный воздух в составе ОГ, зависит, в том числе, от общего технического состояния транспорта (в большей степени от двигателя).

Двигаясь со скоростью 90 км/ч, машина превращает в углекислый газ столько же кислорода, сколько 350 человек.

Основная доля химического загрязнения атмосферного воздуха автомобильным транспортом приходится на отработавшие газы ДВС. С выхлопными газами каждого эксплуатируемого автомобиля в атмосферу попадает около 200 загрязняющих веществ, в том числе токсичных.

Годовой выхлоп одной единицы – это:

• 800 кг окиси углерода;
• 40 кг окислов азота;
• более 200 кг углеводородов.

В этом опасном коктейле наиболее коварна окись углерода. Из-за высокой токсичности ее допустимая концентрация в атмосферном воздухе населенных пунктов и жилищ не должна превышать 1 мг/м 3 .

Между газообразными загрязнениями и атмосферным воздухом начинаются реакции синтеза и распада, окисления и восстановления. Некоторые процессы химических преобразований запускаются в момент поступления выбросов в атмосферу, другие – при возникновении благоприятных условий (присутствия других веществ, солнечного излучения).

Состав газовой смеси зависит от типа двигателя, но основной набор химических компонентов выбросов практически одинаков.

К нетоксичным примесям ОГ относятся:

• азот;
• кислород;
• водяной пар;
• диоксид углерода,

• оксид углерода;
• углеводороды;
• альдегиды;
• диоксид серы;
• сажа;
• бензапирен.

Состав автомобильных выхлопных газов:

Вещество	Бензиновые двигатели	Дизели
Азот, об.%	74–77	76–78
Кислород, об.%	0,3–8,0	2,0–18,0
Вода (пары), об.%	3,0–5,5	0,5–4,0
Углекислый газ, об.%	0,0–16,0	1,0–10,0
Окись углерода, об.%	0,1–5,0	0,01–0,5
Оксиды азота, об.%	до 0,8	0,0002–0,5
Углеводороды, об.%	0,2–3,0	0,09–0,5
Альдегиды, об.%	до 0,2	0,001–0,009
Сажа, г/м 3	до 0,04	0,01–1,10

Далее предлагаем ознакомиться с наиболее опасными загрязнителями воздуха.

Оксид углерода

Оксид углерода – газ без цвета и запаха. Плотность ниже, чем у воздуха, поэтому он накапливается у поверхности земли. Очень ядовит. Поступая в организм с вдыхаемым воздухом, СО вытесняет из крови кислород, что может привести к смерти от удушья.

Оксид углерода в воздухе быстро диффундирует, не создавая высоких концентраций, вещество интенсивно поглощают почвенные микроорганизмы, а в атмосфере оно может окисляться до углекислого газа.

В выхлопных газах двигателя, работающего на качественном бензине при стандартном режиме, в среднем содержится 2,7 % оксида углерода. При снижении скорости доля возрастает до 3,9 %, а на малом ходу – до 6,9 %. При нарушении регулировки карбюратора выбросы СО могут увеличиться в 4–5 раз.

Оксиды азота

Оксид азота – бесцветный газ. Выделяемый оксид азота под воздействием солнечного света интенсивно окисляется кислородом атмосферы до диоксида азота – более токсичного газа темно-красного цвета со специфичным запахом.

В результате образуются соединения азотной и азотистой кислот, от которых страдают слизистые глаз, носа и рта. Коварность их воздействия велика — симптомы интоксикации организма нарастают постепенно, в отсутствие возможности быстрой нейтрализации токсинов.

Оксиды азота участвуют в процессах, приводящих к образованию смога.

Углеводороды

Углеводороды – недожог топлива. Доля этих компонентов резко возрастает во время пробок и у красного сигнала светофора — при работе ДВС на малых оборотах и в момент увеличения скорости на старте. Несгоревших частиц образуется примерно в 10 раз больше, чем при работе двигателя в нормальном режиме.

Углеводороды под действием солнечного излучения подвергаются различным трансформациям (окислению, полимеризации), вступая в реакцию с другими загрязнениями. В результате образуются перекиси, свободные радикалы, соединения с оксидами азота и серы.

Сажа (твердый углерод) образуется при термическом разложении углеводородов. Двигатель работает на обогащенной топливной смеси, вследствие чего не происходит ее полное сгорание. Часть топлива прогорает за пределами двигателя, сажа не отводится естественным образом, а остается в выхлопной системе.

Количество сажи зависит от температуры, давления в камере сгора­ния, типа топлива, соотношения «топливо-воздух».

Частицы сажи оседают в легких, провоцируя аллергию и другие, более опасные заболевания.

Оксид серы

Оксиды серы образуются из присутствующей в топливе серы. При сгорании вещество реагирует с кислородом и водой, образуя оксиды серы, серную и сернистую кислоты.

Оксид серы – основной компонент кислотных дождей и причина гибели лесов. Едкий газ воздействует и на организм человека, раз­дражая слизистую глаз и органы дыхания.

Самоочищение атмосферы

Ситуация с загрязнением воздушного бассейна выбросами автомобилей давно стала бы критической, если бы не способность атмосферы к собственному очищению.

Концентрация атмосферных примесей периодически снижается, приближаясь к нормальному состоянию. Это происходит из-за разбавления выхлопных газов воздухом, а также в связи со способностью атмосферы к самоочищению, которое основано на физических, физико-химических и химических процессах.

При интенсивности движения 500 ед./час концентрация окиси углерода на открытом участке на расстоянии 40 м от магистрали снижается в 3 раза и достигает нормы.

На тесных улицах рассеивание выбросов затруднено, поэтому жители страдают от загрязненного воздуха. Концентрация токсичных газов в домах вблизи автодорог в 2-3 раза ниже в сравнении с их концентрацией снаружи.

Автомобильные выбросы распространяются и трансформируются в атмосферном воздухе по определенным законам:

1. Твердые частицы более 0,1 мм оседают под действием гравитации.
2. Частицы менее 0,1 мм, а также газовые примеси распространяются в воздухе в результате диффузии. Они вступают в физико-химическое взаимодействие между собой, а также с компонентами атмосферы. Действие загрязнений проявляется на локальных территориях в пределах определенных регионов.

Быстрая седиментация (выпадение тяжелых взвешенных частиц) освобождает воздух только от грубых примесей. Нейтрализация и связывание газов протекают медленнее. Значительную роль в этом играет зеленая растительность — между растениями идет интенсивный газообмен.

Объем атмосферных осадков сильно влияет на процесс восстановления. Снег и дождь растворяют соли и газы, адсорбируют и осаждают на поверхность земли пылевидные частицы. Деревья и кустарники, поглощая из воздуха и нейтрализуя вредные газы, поддерживают газовый баланс в атмосфере, также способствуют обеззараживанию воздуха.

Способы борьбы с проблемой

Отслеживать экологическое состояние передвижных источников загрязнения воздуха нелегко. Теоретически проблема решилась бы при установке регистраторов качества выброса на каждой транспортной единице, чтобы возмещать экологический ущерб с каждого человека или компании.

Однако пока это невозможно, поэтому принимаются следующие меры:

• вводят экологические стандарты на топливо;
• ограничивают въезд грузовой техники в городскую черту;
• вводят зоны платной парковки;
• обновляют автобусные парки.

Поскольку автомобильный транспорт с ДВС вносит наибольший вклад в глобальные выбросы CO₂, в мире ужесточают нормы выбросов парниковых газов и путем денежно-фискальных мер стимулируют развитие рынка электромобилей.

Евросоюзом законодательно запрещена продажа новых автомобилей с ДВС с 2035 года, а число государств, объявивших о поэтапном отказе от продаж автомобилей с ДВС, достигло 15.

Загрязнение воздушного бассейна автомобильным транспортом характеризуется рассредоточенностью источников по огромной площади и близостью к жилым зонам. Поэтому методы снижения отрицательного влияния выбросов от ДВС должны быть максимально эффективны, от них зависит здоровье человека.

Транспортные потоки в мегаполисах растут вместе с ними. Причина – стихийное, нерациональное размещение жилых и промышленных зон. Популярность пригородного образа жизни продолжает увеличивать рост числа частных машин.

Уличные сети, как правило, не рассчитаны на напряженный трафик, что делает передвижение по городу крайне медленным. Существует много технических и планировочных приемов выравнивания транспортной нагрузки на городские автодороги.

Мероприятия, которые бы позволили снизить объем выбросов автомобилей, сделать их менее опасными, ослабить отрицательное влияние на качество среды обитания людей, приведены в таблице ниже.

1. Технические мероприятия	Усовершенствование ДВС
	Изменение способов подачи топлива в цилиндры двигателей
	Обеспечение рециркуляции ОГ, установка

• исключение пересечений потоков;
• достижение равномерного свободного движения;
• безостановочный проезд;
• устройство развязок на разных уровнях.

Уменьшение загрязнения воздуха автотранспортом в основном зависит от технических мероприятий, направленных на сокращение токсичности автомобильных выбросов и повышение экологичности автомобилей. Это долгосрочная программа, требующая серьезных вложений и времени.

Защитный эффект достигается, если жилые зоны удалены от автомагистралей на 30 м, а зоны разрыва озеленены. При замкнутом типе застройки защищены только внутриквартальные пространства, а внешние фасады зданий оказываются в неблагоприятных условиях.

Более целесообразна свободная застройка, защищенная от стороны улицы растениями и экранирующими зданиями временного пребывания людей (магазины, кафе, аптеки).

Для предупреждения загрязнения воздуха установлены ПДК вредных веществ в атмосфере. Для каждого элемента предусмотрены разовые и среднесуточные концентрации. Разовая ПДК устанавливается при кратковременном воздействии загрязнения, а среднесуточная – при постоянном.

ПДК устанавливается путем высокочувствительных методов анализа, способных определить физиологические пределы приспособления организма.

Необходимость замены устаревающего парка, доминирующая часть которого оснащена ДВС, на новый и экологичный транспорт – главный фактор роста мировой автомобильной промышленности в будущем десятилетии.

Большинство крупных автопроизводителей активно внедряют «зеленые» автомобили без ДВС в свои линейки, делая ставку именно на электрокары, отказавшись от дизельных и бензиновых машин.

Интересное видео

В видео сюжете, представленном ниже, рассказывается об автомобилях как источнике загрязнения атмосферы и способах снижения количества автомобильных выбросов:

Заключение

Количество автотранспорта ежегодно увеличивается, усиливая негативное влияние на состояние окружающей среды. Загрязнение воздуха происходит не только от выхлопных газов, но и от испарений бензина, ДТ из топливной системы автомобиля, утечки топлива из-за негерметичности.

Значительное влияние на интенсивность загрязнения атмосферы оказывает низкое качество технического обслуживания автомобилей, эксплуатация старых машин, не отвечающих требованиям экологичности, некачественное топливо, слабое развитие системы управления транспортными потоками.

Масштабное (на мировом уровне) снижение выбросов от ДВС окажет положительное влияние на качество воздуха, снизит вероятность выпадения кислотных дождей, появления смога, изменения климата.