Влияние автотранспорта на окружающую среду

В основу гигиенически допустимых уровней шума для населения положены фундаментальные  физиологические исследования по определению  действующих и пороговых уровней  шума. В настоящее время шумы для  условий городской застройки  нормируют в соответствии с Санитарными  нормами допустимого шума в помещениях жилых и общественных зданий и  на территории жилой застройки (№ 3077-84) и Строительными нормами и  правилами II.12-77 «Защита от шума». Санитарные нормы обязательны для всех министерств, ведомств и организаций, проектирующих, строящих и эксплуатирующих жильё и общественные здания, разрабатывающих проекты планировки и застройки городов, микрорайонов, жилых домов, кварталов, коммуникаций и т.д., а также для организаций, проектирующих, изготавливающих и эксплуатирующих транспортные средства, технологическое и инженерное оборудование зданий и бытовые приборы. Эти организации обязаны предусматривать и осуществлять необходимые меры по снижению шума до уровней, установленных нормами.

Одним из направлений борьбы с шумом является разработка государственных стандартов на средства передвижения, инженерное оборудование, бытовые приборы, в  основу которых положены гигиенические  требования по обеспечению акустического  комфорта.

ГОСТ 19358-85 «Внешний и внутренний шум автотранспортных средств. Допустимые уровни и методы измерений» устанавливает шумовые  характеристики, методы их измерения  и допустимые уровни шума автомобилей (мотоциклов) всех образцов, принятых на государственные, межведомственные, ведомственные  и периодические контрольные  испытания. В качестве основной характеристики внешнего шума принят уровень звука, который не должен превышать для  легковых автомобилей и автобусов 85-92 дБ, мотоциклов – 80-86 дБ. Для внутреннего  шума приведены ориентировочные  значения допустимых уровней звукового  давления в октавных полосах частот: уровни звука составляют для легковых автомобилей 80 дБ, кабин или рабочих  мест водителей грузовых автомобилей, автобусов – 85 дБ, пассажирских помещений  автобусов – 75-80 дБ.

Санитарные  нормы допустимого шума обуславливают  необходимость разработки технических, архитектурно-планировочных и административных мероприятий, направленных на создание отвечающего гигиеническим требованиям  шумового режима, как в городской  застройке, так и в зданиях  различного назначения, позволяют сохранить  здоровье и работоспособность населения.

Мероприятия по защите от автомобильного шума.

Снижение  городского шума может быть достигнуто в первую очередь за счёт уменьшения шумности транспортных средств.

К градостроительным  мероприятиям по защите населения от шума относятся: увеличение расстояния между источником шума и защищаемым объектом; применение акустически непрозрачных экранов (откосов, стен и зданий-экранов), специальных шумозащитных полос озеленения; использование различных приёмов планировки, рационального размещения микрорайонов. Кроме того, градостроительными мероприятиями являются рациональная застройка магистральных улиц, максимальное озеленение территории микрорайонов и разделительных полос, использование рельефа местности и др.

Существенный  защитный эффект достигается в том  случае, если жилая застройка размещена  на расстоянии не менее 25-30 м от автомагистралей и зоны разрыва озеленены. При замкнутом типе застройки защищёнными оказываются только внутриквартальные пространства, а внешние фасады домов попадают в неблагоприятные условия, поэтому подобная застройка автомагистралей нежелательна. Наиболее целесообразна свободная застройка, защищённая от стороны улицы зелёными насаждениями и экранирующими зданиями временного пребывания людей (магазины, столовые, рестораны, ателье и т.п.). Расположение магистрали в выемке также снижает шум на близрасположенной территории.

Загрязнение воздуха отработавшими  газами автомобилей.

Основная  причина загрязнения воздуха  заключается в неполном и неравномерном  сгорании топлива. Всего 15% его расходуется  на движение автомобиля, а 85% «летит на ветер». К тому же камеры сгорания автомобильного двигателя – это своеобразный химический реактор, синтезирующий  ядовитые вещества и выбрасывающий  их в атмосферу. Даже невинный азот из атмосферы, попадая в камеру сгорания, превращается в ядовитые окислы азота.

В отработавших газах двигателя внутреннего  сгорания (ДВС) содержится свыше 170 вредных  компонентов, из них около 160 – производные  углеводородов, прямо обязанные  своим появлением неполному сгоранию топлива в двигателе. Наличие  в отработавших газах вредных  веществ обусловлено в конечном итоге видом и условиями сгорания топлива.

Отработавшие  газы, продукты износа механических частей и покрышек автомобиля, а также  дорожного покрытия составляют около  половины атмосферных выбросов антропогенного происхождения. Наиболее исследованными являются выбросы двигателя и  картера автомобиля. В состав этих выбросов, помимо азота, кислорода, углекислого  газа и воды, входят такие вредные  компоненты, как окись углерода, углеводороды, окислы азота и серы, твёрдые частицы.

Состав  отработавших газов зависит от рода применяемых топлива, присадок и  масел, режимов работы двигателя, его  технического состояния, условий движения автомобиля и др. Токсичность отработавших газов карбюраторных двигателей обуславливается главным образом  содержанием окиси углерода и  окислов азота, а дизельных двигателей – окислов азота и сажи.

К числу  вредных компонентов относятся  и твёрдые выбросы, содержащие свинец и сажу, на поверхности которой  адсорбируются циклические углеводороды (некоторые из них обладают канцерогенными свойствами). Закономерности распространения  в окружающей среде твёрдых выбросов отличаются от закономерностей, характерных  для газообразных продуктов. Крупные  фракции (диаметром более 1 мм), оседая поблизости от центра эмиссии на поверхности почвы и растений, в конечном счете, накапливаются в верхнем слое почвы. Мелкие фракции (диаметром менее 1 мм) образуют аэрозоли и распространяются с воздушными массами на большие расстояния.

В таблице  основных загрязнителей воздушной  среды, составленной Организацией Объединённых Наций, окись углерода, помеченная силуэтом автомобиля, стоит на втором месте.

Двигаясь  со скоростью 80-90 км/ч в среднем автомобиль превращает в углекислоту столько же кислорода, сколько 300-350 человек. Но дело не только в углекислоте. Годовой выхлоп одного автомобиля – это 800 кг окиси углерода, 40 кг окислов азота и более 200 кг различных углеводородов. В этом наборе весьма коварна окись углерода. Из-за высокой токсичности её допустимая концентрация в атмосферном воздухе не должна превышать 1 мг/м3. Известны случаи трагической гибели людей, запускавших двигатели автомобилей при закрытых воротах гаража. В одноместном гараже смертельная концентрация окиси углерода возникает уже через 2-3 минуты после включения стартера. В холодное время года, остановившись для ночлега на обочине дороги, неопытные водители иногда включают двигатель для обогрева машины. Из-за проникновения окиси углерода в кабину такой ночлег может оказаться последним.

Окислы  азота токсичны для человека и, кроме  того, обладают раздражающим действием. Особо опасной составляющей отработавших газов являются канцерогенные углеводороды, обнаруживаемые, прежде всего, на перекрёстках у светофоров (до 6,4 мкг/100 м3, что в 3 раза больше, чем в середине квартала).

При использовании  этилированного бензина автомобильный  двигатель выбрасывает соединения свинца. Свинец опасен тем, что способен накапливаться, как во внешней среде, так и в организме человека.

Уровень загазованности магистралей и примагистральных территорий зависит от интенсивности движения автомобилей, ширины и рельефа улицы, скорости ветра, доли грузового транспорта и автобусов в общем потоке и других факторов. При интенсивности движения 500 транспортных единиц в час концентрация окиси углерода на открытой территории на расстоянии 30-40 м от автомагистрали снижается в 3 раза и достигает нормы. Затруднено рассеивание выбросов автомобилей на тесных улицах. В итоге практически все жители города испытывают на себе вредное влияние загрязнённого воздуха.

На скорость распространения загрязнения и  концентрацию его в отдельных  зонах города значительно влияют температурные инверсии. В основном, они характерны для севера европейской  части России, Сибири, Дальнего Востока  и возникают, как правило, при  штилевой погоде (75% случаев) или при  слабых ветрах (от 1 до 4 м/с). Инверсионный слой выполняет роль экрана, от которого на землю отражается факел вредных веществ, в результате чего их приземные концентрации возрастают в несколько раз.

Из соединений металлов, входящих в состав твёрдых  выбросов автомобилей, наиболее изученными являются соединения свинца. Это обусловлено  тем, что соединения свинца, поступая в организм человека и теплокровных животных с водой, воздухом и пищей, оказывают на него наиболее вредное  действие. До 50% дневного поступления  свинца в организм приходится на воздух, в котором значительную долю составляют отработавшие газы автомобилей.

Поступления углеводородов в атмосферный  воздух происходит не только при работе автомобилей, но и при разливе  бензина. По данным американских исследователей в Лос-Анджелесе за сутки испаряется в воздух около 350 тонн бензина. И  повинен в этом не столько автомобиль, сколько сам человек. Чуть-чуть пролили  при заливке бензина в цистерну, забыли плотно закрыть крышку при  перевозке, плеснули на землю при  заправке на автозаправочной станции, и в воздух потянулись различные  углеводороды.

Каждый  автомобилист знает: вылить из шланга весь бензин в бак практически  невозможно, какая-то часть его из ствола «пистолета» обязательно  выплёскивается на землю. Немного. Но сколько  сегодня у нас автомобилей? И  с каждым годом их число будет  расти, а, значит, будут увеличиваться  и вредные испарения в атмосферу. Лишь 300 г бензина, пролитого при заправке автомобиля, загрязняют 200 тысяч кубических метров воздуха. Самый простой путь решения проблемы – создать заправочные автоматы новой конструкции, не позволяющие пролиться на землю даже одной капле бензина.

Альтернативные виды топлива.

До конца XX столетия двигатель внутреннего  сгорания остаётся основной движущей силой автомобиля. В связи с  этим единственный путь решения энергетической проблемы автомобильного транспорта –  это создание альтернативных видов  топлива. Новое горючее должно удовлетворить  очень многим требованиям: иметь  необходимые сырьевые ресурсы, низкую стоимость, не ухудшать работу двигателя, как можно меньше выбрасывать  вредных веществ, по возможности  сочетаться со сложившейся системой снабжения топливом и др.

В значительно больших масштабах в качестве топлива для автомобилей будут использоваться заменители нефти: метанол и этанол, синтетические топлива, получаемые из углей. Их использование поможет существенно снизить токсичность и отрицательное воздействие автомобиля на окружающую среду.

Среди альтернативных видов топлива в первую очередь  следует отметить спирты, в частности  метанол и этанол, которые можно  применять не только как добавку  к бензину, но и в чистом виде. Их главные достоинства – высокая  детонационная стойкость и хороший  КПД рабочего процесса, недостаток – пониженная теплотворная способность, что уменьшает пробег между заправками и увеличивает расход топлива  в 1,5-2 раза по сравнению с бензином. Кроме того, из-за плохой испаряемости метанола и этанола затруднён  запуск двигателя.

Использование спиртов в качестве автомобильного топлива требует незначительной переделки двигателя. Например, для  работы на метаноле достаточно перерегулировать карбюратор, установить устройство для стабилизации запуска двигателя и заменить некоторые подверженные коррозии материалы более стойкими. Учитывая ядовитость чистого метанола, необходимо предусмотреть тщательную герметизацию топливоподающей системы автомобиля.