Воздействие транспорта на человека и природную среду

     Автомобиль  загрязняет атмосферный воздух не только токсичными компонентами отработанных газов, парами топлива, но и продуктами износа шин, тормозных накладок. В городские водоемы и почву попадают топливо и масла, моющие средства и вода после мойки, сажа. Наибольший ущерб здоровью наносят машины, стоящие в непосредственной близости от жилых зданий.

     На  состав отработанных газов двигателя  большое влияние оказывает режим работы автомобиля в городских условиях. Низкая скорость движения и частые ее изменения, многократные торможения и разгоны способствуют повышенному выделению вредных веществ.   

                                                                                                            Таблица 1.

     Концентрация  оксида углерода и  бенз(а)пирена

     в выхлопных газах  бензинового двигателя. 

     Максимальный  выброс бенз(а)пирена у карбюраторных  ДВС происходит на холостом ходу, неустановившихся режимах, при работе на переобогащенных смесях и на режиме больших нагрузок.

     Автомобиль  отрицательно воздействует практически на все составляющие биосферы: атмосферу, водные ресурсы, земельные ресурсы, литосферу и человека. Оценка экологической опасности через ресурсоэнергетические переменные всего цикла жизни автомобиля с момента добычи минеральных ресурсов, нужных для его производства, до рециклирования отходов после окончания его службы показала, что экологическая «стоимость» 1-тонного автомобиля, в котором примерно 2/3 массы составляет металл, равна от 15 до 18 т твердых и от 7 до 8 т жидких отходов, размещаемых в окружающей среде.

     Выхлопы автотранспорта распространяются непосредственно  на улицах города вдоль дорог, оказывая вредное воздействие на пешеходов, жителей расположенных рядом  домов и растительность. Выявлено, что зоны с превышением ПДК  по диоксиду азота и оксиду углерода охватывают до 90% городской территории.

     Сами  автомобили представляют прямую угрозу для здоровья и жизни людей. В  результате автотранспортных происшествий в мире ежегодно погибают около 300 тыс. человек, в том числе в России – свыше 30 тыс. Автомобиль служит причиной разнообразных заболеваний, обусловленных малоподвижным образом жизни водителей, их психическими стрессами. Постоянная напряженность за рулем вызывает боли в области спины, шеи, повышение кровяного давления, язвенную болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки.

     Автомобили  наносят значительный экологический  ущерб поверхностным водоемам: часто  машины моют в открытых водоемах, ставят их в непосредственной близости от воды. При этом в воду попадают нефтепродукты: бензин, технические масла и т.п. Даже небольшое их количество может резко сократить или полностью ликвидировать способность водоемов к самоочищению, делает большие объемы воды непригодными для питья и хозяйственных целей. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Загрязняющие  вещества в выхлопных газах автотранспорта. 

     Выхлопные газы автомобилей, а также газы, образующиеся при испарении топлива, масла, содержат около 200 химических соединений. В зависимости  от особенностей их воздействия на организм человека указанные ЗВ подразделяют на 7 групп.

     В 1-ю группу входят химические соединения, содержащиеся в естественном составе атмосферного воздуха: вода (в виде пара), водород, азот, кислород и диоксид углерода. Автотранспорт выбрасывает в атмосферу такое огромное количество пара, что в Европе и Европейской части России оно превышает по массе испарения всех водоемов и рек. Из-за этого растет облачность, а число солнечных дней заметно снижается. Все это способствует росту вирусных заболеваний, снижению урожайности сельскохозяйственных культур.

     Во  2-ю группу включен оксид углерода (ПДК 20 мг/м³; IV класс опасности). Этот бесцветный газ без вкуса и запаха, вдыхаемый человеком, соединяется с гемоглобином крови и подавляет его способность снабжать ткани организма кислородом. В результате наступает кислородное голодание организма, и возникают нарушения деятельности центральной нервной системы. Последствия воздействия зависят от концентрации оксида углерода в воздухе; так, при концентрации 0,05% через 1 час появляются признаки слабого отравления, а при 1% наступает потеря сознания после нескольких вздохов. Оксид углерода может быть косвенной причиной многочисленных аварий на дорогах. Его действие на водителя автомашины в небольших концентрациях сходно с действием алкоголя или состоянием утомления. В гаражах, в тоннелях и даже на  напряженных магистралях содержание оксида углерода часто достигает токсичных для человека уровней.

     В 3-ю группу входят оксид азота NO (ПДК 5 мг/м³, III кл.) – бесцветный газ и диоксид азота NO₂ (ПДК 2 мг/м³, III кл.) – газ красновато-бурого цвета с характерным запахом. Попадая в организм человека, они образуют азотистую и азотную кислоты (ПДК 2 мг/м³, III кл.). Последствия зависят от концентрации в воздухе; так, при концентрации 0,0013% происходит слабое раздражение слизистых оболочек глаз и носа, при 0,002% - образование метагемоглобина, при 0,008% - отек легких.

     В 4-ю группу входят углеводороды. К наиболее опасным из них относится 3,4-бенз(а)пирен (ПДК 0,00015 мг/м³, I кл.) – мощный канцероген.

     В 5-ю группу входят альдегиды. Наиболее опасны для человека акролеин и формальдегид. Акролеин – альдегид акриловой кислоты (ПДК 0,2 мг/м³, II кл.). Концентрация 0,00016% является порогом восприятия запаха, при 0,002% запах трудно переносим, при 0,005% непереносим, а при 0,014% через 10 минут наступает смерть. Формальдегид (ПДК 0,5 мг/м³, II кл.) – бесцветный с резким запахом газ, при концентрации 0,007% вызывает легкое раздражение слизистых оболочек глаз и носа, а также верхних органов дыхания, при концентрации 0,018% осложняется процесс дыхания.

     В 6-ю группу входит сажа (ПДК 4 мг/м³, III кл.), оказывающая раздражающее действие на органы дыхания. Частицы сажи активно адсорбируют на своей поверхности бенз(а)пирен, из-за чего резко ухудшается здоровье детей, страдающих респираторными заболеваниями (их частота у детей Москвы на 48% превышает среднюю величину по России), лиц, больных астмой, бронхитом, воспалением легких, а также престарелых людей. Исследования, проведенные в США, показали, что 50-60 тыс. человек умирают ежегодно от загрязнения воздуха сажей.

     В 7-ю группу свинец и его соединения. В бензин в качестве антидетонационной присадки вводят тетраэтилсвинец (ПДК 0,005 мг/м³, I кл.). Поэтому около 80% свинца и его соединений, загрязняющих воздух, попадают в него при использовании этилированного бензина: при сжигании 1 л указанного бензина в воздух поступает 0,2-0,4 г синца.

     В результате сжигания жидкого топлива  в воздух ежегодно выбрасывается, по разным оценкам, от 180 тыс. до 260 тыс. т  свинцовых частиц, что в 60-130 раз  превосходит естественное поступление свинца в атмосферу при вулканических извержениях (2-3 тыс. т/год).

     При вдыхании городского воздуха крупные  свинцовые аэрозоли задерживаются  в бронхах и носоглотке, а те, что имеют размер менее 1мкм (их примерно 70-80%), попадают в легкие, а затем проникают в капилляры и, соединяясь с эритроцитами, отравляют кровь. Анемия, постоянные головные боли, мышечная боль – признаки свинцового отравления – проявляются при содержании в крови свинца 80 мкг/100 мл. Соединения свинца особенно вредны для интеллектуальных способностей детей. В организме ребенка остается до 40% попавших в него соединений.

     В почвах вокруг дорог накапливаются  валовые и подвижные формы  свинца и других тяжелых металлов. Анализ полученных зависимостей выявил проявление двух зон транспортного засоления почв: первая расположена на расстоянии r₀ ≤ 30 м от полотна дороги, а вторая находится на удалении 30-100 м.

     На  московской кольцевой дороге крупные  частицы свинца оседают на обочинах на расстоянии до 30 м, а при отсутствии зеленых насаждений – до 400 м.

     Свинец  и его соединения снижают активность ферментов, нарушают обмен веществ, способствуя тем самым снижению урожаев, потерям в животноводстве, постоянной гибели деревьев. Поскольку  в растениях может аккумулироваться значительное количество свинца, употреблять в пищу злаки и фрукты, выращенные вдоль автодорог, опасно.

     Фотохимический  смог:

     образование и последствия. 

     Отдельные компоненты выхлопных газов автотранспорта в атмосфере могут вступать в  дальнейшие реакции, давая вторичные продукты.

     Озон  и многочисленные активные органические соединения образуются в результате химических взаимодействий между оксидами азота и летучими углеводородами, стимулируемых солнечным светом. Так как последний сообщает энергию для этих растений, их продукты называют фотохимическими окислителями.

     Под действием световой энергии диоксид азота распадается на монооксид NO и атом кислорода, а тот соединяется с О₂, образуя озон О₃. Процесс спонтанно (самопроизвольно) обратим. Если отсутствуют другие факторы, озон и монооксид азота вновь реагируют с образованием NO₂ и О₂, поэтому заметного накопления озона не происходит. Однако в присутствии углеводородов NO реагирует с ними, в результате чего образуются очень агрессивные и вредные соединения, известные под названием пероксиацилнитратов (ПАН); кроме того, монооксид азота, таким образом, связывается и происходит накопление озона.

     Следует указать, что химические вещества, которые  содержатся в выхлопных газах, обладают подчас значительным временем «жизни» в атмосферном воздухе, поэтому процесс самоочищения последнего от различных ингредиентов может колебаться от 1 часа до нескольких тысяч лет (табл. 2). 

                                                                                                              Таблица 2.

     Время «жизни» компонентов  выхлопных газов  ДВС

     при взаимодействии атмосферными составляющими

     до  разложения 60% исходного  количества примеси

     (по  данным ЕРА, США)