Стремительное развитие всех отраслей промышленности, энергетики, транспорта, увеличение численности населения и урбанизация, химизация всех сфер деятельности человека привели к определённым изменениям окружающей природной среды, в том числе неблагоприятным, заключающимся главным образом в загрязнении биосферы. Воздействие вредных веществ антропогенного происхождения на природную среду, а так же отклик среды на эти воздействия становятся глобальными всеобъемлющими. Поэтому вопросы наблюдений, охраны и контроля природной среды в условиях научно-технической революции являются составной и неотъемлемой частью социального развития общества.
В нашей стране хорошо осознаётся опасность возможных негативных последствий воздействия человека на природу (хотя мы и не разделяем мнения о неизбежности наступления экологического кризиса) и принимаются действенные меры по регулированию взаимодействия человека с окружающей его средой. Конечно, решение этой проблемы заключается не в ограничении развития человеческого общества, а в оптимизации его отношений с природой, в разумном преобразовании природы, рациональном использовании её ресурсов в интересах нынешнего и будущих поколений.
4. Автотранспорт как основной источник загрязнения атмосферного воздуха.
Я решил выбрать тему “Роль автомобиля в загрязнении окружающей среды”, чтобы ещё раз подчеркнуть и дать возможность задуматься над проблемой, которая должна тревожить каждого жителя города, в котором есть автотранспорт.
К мобильным источникам относятся автомобили и транспортные механизмы, передвигающиеся по земле, по воде и по воздуху. В больших городах к числу основных источников загрязнения атмосферного воздуха относится автотранспорт. Отходящие газы двигателей содержат сложную смесь, их более чем двухсот компонентов, среди которых немало канцерогенов. Наземные транспортные средства - это механизмы, передвигающиеся по шоссейным и железным дорогам, а также строительное, сельскохозяйственное и военное оборудование. В соответствии с различиями в количествах и видах выбрасываемых загрязняющих веществ целесообразно рассматривать в отдельности двигатели внутреннего сгорания (особенно двух- и четырехтактные) и дизели и, аналогичным образом, паровые и дизельные локомотивы. В таблице №3 указаны выбросы от мобильных источников.
Таблица №3
Основные виды выбросов загрязняющих веществ от мобильных источников
| ТИП ДВИГАТЕЛЯ | ТОПЛИВО | ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ЗАГРЯЗНЕНИЙ | ПРИМЕРЫ |
| Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания | Бензин | Углеводороды, оксид углерода, оксиды азота | Автомобили, автобусы, самолеты, мотоциклы |
| Двухтактный двигатель внутреннего сгорания | Бензин (с добавлением масла) | Углеводороды, оксид углерода, оксид азота, твердые вещества | Мотоциклы вспомогательные моторы |
| Дизель | Лигроин | Оксиды азота, твердые вещества | Автобусы, трактора, машины, поезда |
| Газовая турбина | Бензин | Оксиды азота, твердые вещества | Самолеты, корабли, поезда |
| Паровой котел | Уголь, нефть | Оксиды азота, диоксид серы, твердые вещества | Корабли, паровозы |
Вредные вещества при эксплуатации подвижных транспортных средств поступают в воздух с отработавшими газами, испарениями из топливных систем и при заправке, а так же с картерными газами. На выбросы оксида углерода значительное влияние оказывает рельеф дороги и режим движения автомашины. Так, например, при ускорении и торможении в отработавших газах увеличивается содержание оксида углерода почти в 8 раз. Минимальное количество оксида углерода выделяется при равномерной скорости автомобиля 60 км/ч.
В таблице №4 приведены значения концентрации основных примесей карбюраторного двигателя при различных режимах его работы.
Таблица №4
Концентрация веществ в зависимости от режима работы карбюраторного двигателя
| Режим работы двигателя | Оксид углерода, % по объёму | Углеводороды, мг/л | Оксиды азота, мг/л |
| Холостой ход | 4-12 | 2-6 | — |
| Принудительный холостой ход | 2-4 | 8-12 | — |
| Средние нагрузки | 0-1 | 0,8-1,5 | 2,5-4,0 |
| Полные нагрузки | 2 | 0,7-0,8 | 4-8 |
Выбросы оксидов азота максимальны при отношении воздух - топливо 16:1. Таким образом, значения выбросов вредных веществ в отработавших газах автотранспорта зависят от целого ряда факторов: отношения в смеси воздуха и топлива, режимов движения автотранспорта, рельефа и качества дорог, технического состояния автотранспорта и др. Состав и объёмы выбросов зависят также от типа двигателя. В таблице №5 показаны выбросы ряда вредных веществ карбюраторного и дизельного двигателей.
Таблица №5
Выбросы (% по объёму) веществ при работе дизельных и карбюраторных двигателей
| ВЕЩЕСТВО | ДВИГАТЕЛЬ | |
| Карбюраторный | Дизельный | |
| Оксид углерода | 0,5-12,0 | 0,01-0,5 |
| Оксид азота | 0,005-0,8 | 0,002-0,5 |
| Углеводороды | 0,2-0,3 | 0,009-0,5 |
| Бенз(а)пирен | До 20 мкг/м3 | До 10 мкг/м3 |
Как видно из данных таблицы №5, выбросы основных загрязняющих веществ значительно ниже в дизельных двигателях. Поэтому принято считать их более экологически чистыми. Однако дизельные двигатели отличаются повышенными выбросами сажи, образующейся вследствие перегрузки топлива. Сажа насыщена канцерогенными углеводородами и микроэлементами; их выбросы в атмосферу недопустимы.
В связи с тем, что отработавшие газы автомобилей поступают в нижний слой атмосферы, а процесс их рассеяния значительно отличается от процесса рассеяния высоких стационарных источников, вредные вещества находятся практически в зоне дыхания человека. Поэтому автомобильный транспорт следует отнести к категории наиболее опасных источников загрязнения атмосферного воздуха вблизи автомагистралей.
В таблице №6 приведены эти величины для автомобильных выбросов
Таблица №6 Средние удельные выбросы (коэффициенты выбросов) автотранспорта
| ВИД ЗАГРЯЗНЯЮЩЕГО ВЕЩЕСТВА | СРЕДНИЙ УДЕЛЬНЫЙ ВЫБРОС (ПРИ СРЕДНЕЙ СКОРОСТИ ТРАНСПОРТА 31,7 КМ/Ч) | |
| В час | На километр | |
| Оксид углерода | 752 г/ч | 23,7 г/км |
| Несгоревшие углеводороды | 29,4 г/ч | 0,93 г/км |
| Оксиды азота | 33,2 г/ч | 1,05 г/км |
| Свинец | 1,11 г/ч | 0,035 г/км |
| Суммарное количество выхлопных газов (при 00 С) | 28,95 м3/ч | 0,914 м3/км |
| Средний расход топлива | 2,75 кг/ч | 0,087 кг/км |
5. Состояние атмосферного воздуха в Свердловской области.
Содержание работ по анализу состояния атмосферы и выработке мер по её защите включает несколько этапов. На первом - на основе мониторинга выявляются основные загрязнители, представляющие угрозу для здоровья населения, жизни фауны и состояния флоры. Следующий этап связан с установлением источников твердых и газообразных выбросов, вносящих существенный вклад в загрязнение атмосферного воздуха. И, наконец, на последнем этапе осуществляются меры, связанные с разработкой способов и методов, а также устройств для борьбы с загрязняющими атмосферу выбросами.
В разделе Государственного доклада главное внимание сосредоточено на первых двух этапах, а именно оценке состояния атмосферы, как важнейшей части окружающей среды с точки зрения жизнедеятельности человека, тенденциях ее изменения в наиболее крупных городах области и выявлении основных источников загрязнений. Выводы и рекомендации этого раздела могут быть использованы на третьем этапе работ по защите воздушного бассейна.
Наблюдения за загрязнением воздушного бассейна в Свердловской области осуществляется Лабораторией мониторинга загрязнения атмосферного воздуха и комитетом охраны природы
Эта лаборатория проводит мониторинг загрязнения воздушного бассейна на 18 стационарных постах, которые находятся в следующих городах: Екатеринбург (8), Нижний Тагил (4), Первоуральск (2), Каменск-Уральск(2) и Краснотуринск (2).
На указанных постах проводятся 4-разовые суточные отборы проб атмосферного воздуха. Контролируется содержание в атмосфере 34 вредных веществ. При составлении программы наблюдений, для каждого поста учитывая качественный и количественный состав выбросов в атмосферу предприятиями города.
Оценка загрязнения воздушного бассейна проводятся сопоставлением измеренных концентраций с величиной предельно допустимой концентрации (ПДК). Среднегодовые, среднемесячные и среднесуточные значения наблюдаемых концентраций сравниваются со среднесуточной ПДК, а разовые измерения за конкретный срок с максимальной разовой ПДК.
По данным Лаборатории мониторинга загрязнения атмосферного воздуха и комитета охраны природы, в 1995 году повысился потенциал загрязнения атмосферного воздуха, характеризующий условия рассеивания загрязняющих веществ, с 2,85 до 3,04 по сравнению с 1994 годом. Это означает, что в 1995 году условия погоды были более застойными (отмечались продолжительные периоды сухой погоды со слабыми ветрами), что способствовало увеличению загрязнения атмосферного воздуха на территории области.
6. Состояние атмосферного воздуха в г. Нижний Тагил. Нижний Тагил входит в приоритетный список городов с повышенным загрязнением атмосферного воздуха.
В городе с населением свыше 429 тыс. человек расположены крупные предприятия горнорудной и металлургической промышленности, а также машиностроения и химии. Степень загрязнения атмосферного воздуха в Нижнем Тагиле, куда ежегодно выбрасывается более 200 тыс. т. вредных веществ, по среднесуточным концентрациям значительно превышает ПДК.