Экологическая безопасность автотранспорта

Экологическая безопасность автотранспорта.

Известно, что автотранспорт является наиболее важным составляющим элементом, т.к. он является одновременно и потребителям природных ресурсов и загрязнителем ОС. По общим же прогнозам, странам с переходной экономикой следует изучить происходящие изменения и тенденции в потреблении энергоносителей в развитых странах, которые учитывают и структуру на пользование, и разумный баланс между энергопотреблением и экологией. 
В этой связи широкие применения находят различные и научно и практически обоснованные способы достижения решений вышеуказанных проблем, т.е. более правильная оценка эффективности работы автомобилей (через овеществленный и живой труд) должно учитывать при этом и уровень воздействий транспортного процесса в ОС.

Экология – наука, изучающая условия существования живых организмов и взаимосвязи между ними и средой в условиях нарастающей автомобилизации современного общества приобретает особый социальный характер. 

Экологические показатели – это показатели качества, характеризующие уровень вредных воздействий на окружающую среду, возникающие при эксплуатации и потреблении продукции.  
 
В настоящее время автотранспорт является одним из наиболее энергоемких отраслей народного хозяйства. В зависимости от уровня развития на его долю приходится 20…60 % всего потребления жидких топлив нефтяного происхождения, а его удельный вес в загрязнение окружающей среды составляет до 60…80%.  
 
Поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС) являясь основным энергоисточником современных автомобилей, одновременно способствуют загрязнению атмосферы. Они являются источником вредных различных веществ (ВВ), пыли, продуктов износа, шума, вибрации и излучений. 
 
Загрязнение ОС автотранспортом является ингредиентным и параметрическим, имеющим минеральную и органическую основу. 
 
Причем механизм воздействия автотранспорта на окружающую среду имеет ряд особенностей, которые следует учесть при изучении данной проблемы. К ним относятся: 

•  
  динамический рост процесса автомобилизации;
•  
  широкий диапазон отрицательных воздействий автотранспорта на окружающую среду; 
•  
  довольно низкие показатели экологической безопасности автотранспорта;
•  
  ограниченность технических возможностей и сложность улучшения показателей экологической безопасности автотранспорта;
•  
  отставание подготовленности общественного сознания в оценке экологической безопасности автотранспорта;
•  
  отсутствие действенных механизмов (моделей) управления для улучшения экологической безопасности автотранспорта.

В среднем автомобили в масштабе земного шара ежегодно потребляют 2.1 млрд. т топлива, выбрасывая при этом около 700 млн. т. вредных веществ (сажи – 17 млн. т., свинца – 0.6 млн. т.)  

 Состав и токсичность  газов автомобильных двигателей 
Отработавшие газы (ОГ) двигателей представляют собой весьма многокомпонентную смесь, в состав которых входит около 200 составляющих. Однако для классификации анализа состава все компоненты сводятся к нескольким группам, которые сходны по химической структуре, свойствам, а также по характеру воздействия на живой организм. 
 
 Первую группу составляют нетоксичные вещества: азот, кислород, водяной пар, а также углекислый газ, содержание которого не достигает уровня, вредного для человека. Однако по мнению ученых чрезмерное его содержание в составе атмосферного может привести к глобальным природным изменениям. 
 
Во вторую группу входит окись углерода (СО), присутствие которого в больших количествах характерно для ОГ бензиновых двигателей. Согласно теории цепного окисления углеводородов, окись углерода образуется в цилиндре двигателя в качестве промежуточного продукта превращения и разложения альдегидов, получающихся в стадии холодно-пламенного процесса, предшествующего процессу основного горении. 
 
Механизм токсического действия окиси углерода, определяется его способностью соединяясь с гемоглобином крови, образовывать карбоксигемоглобин СОНв (соединение же кислорода с гемоглобином дает окисгемоглобин О2Нв) и тем самым лишает ткани тела кислорода. 
 
В третью группу входят окислы азота, состоящие из окиси (NO) и двуокиси (NO2) азота. Механизм и кинетика образования окислов азота объясняются результатами термической обратимой реакции азота воздуха под действием высокой температуры и давления в цилиндре двигателя. Причем по мере охлаждения ОГ и разбавления их воздухом окись азота окисляется дальше, превращаясь в двуокись, трехокись и четырехокись. На организм человека NO2 действует как острый раздражитель, а 200-300 мг/м3 опасно при кратковременном вздыхании, попадая в легкие и соединяясь с гемоглобином крови, вызывает отек легких. 
 
Под действием солнечной радиации окислы азота в присутствии углеводородов образуют фотохимические оксиданты или фотохимический смог. 
 
Четвертую группу токсичных веществ составляет самая многочисленная группа углевоёдородов, состоящая из представителей всех гомологических рядов: алканы, алкены, алкадиены, цикланы. Из общего количества органических компонентов ОГ на долю предельных углеводородов приходится 32 %, непредельных – 27.2%, ароматических – 4%, альдегидов и кетонов – 2.2 %. 
 
Кроме этого также в составе ОГ обнаружены полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) представителем которых является бензапирен. Механизм образования этих веществ заключается в том, что они под действием термических процессов разлагаются на ряд простых углеводородов и свободных радикалов, а затем в условиях недостатка кислорода атомы водорода отщепляется от образовавшихся продуктов. Полученные соединения объединяются между собой во все более сложные циклические, а затем и полициклические структуры, т.е. при температурах от 400 до 800°С происходит пиролиз углеводородных топлив образуя при этом ПАУ. ПАУ могут вызвать некоторые формы раковых заболеваний легких. 
 
 Пятая группа токсичных веществ состоит из альдегидов (формальдегид 60 %, алифатические альдегиды 32 % и ароматические альдегиды 3 % и др.). 
 
Формальдегиды обладают высокой токсичностью и резким неприятным запахом. Из алифатических альдегидов в ОГ автомобилей в основном содержится акролеин, представляющий собой прозрачную с желтоватым оттенком жидкость, обладающую неприятным резким запахом. 
 

Шестую группу вредных компонентов составляет сажа, которая характерна для дизелей. Она способна адсорбировать канцерогены, содержащиеся в ОГ.  

Особенно следует подчеркнуть вредное воздействие свинца и его органических соединений. В наибольших количествах свинец, накапливаясь в печени, почках, поджелудочной железы и костях поражает их. 
 
Результаты множества исследований, связанных с изучением влияния организации движения (режимов работы автомобиля или двигателя) на расход топлива автомобилями показали, что уровень расхода топлива может быть использован в качестве косвенного критерия, отражающего выброс вредных веществ ОГ автомобилем в зависимости от технического состояния узлов, агрегатов и неисправностей. 

В соответствии с существующими государственными стандартами ГОСТ 27435 и ГОСТ 27436 регламентируется внешний и внутренний шум автомобилей.