Реферат Жергин ДВ ЛД 102-1. Влияние автотранспортных средств на загрязнение окружающей среды
 Скачать 147.46 Kb.
|
|
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова» МЕДИЦИНСКИЙ ИНСТИТУТ РЕФЕРАТ на тему: «Влияние автотранспортных средств на загрязнение окружающей среды» Выполнил: Студент: 1-го курса группы: ЛД102/1 Жергин Денис Васильевич г.Якутск. 2021г. Содержание Введение…………………………………………………………………………...3 Факторы, влияющие на распространение отработавших газов…….…...4 Загрязнение почв придорожных участков тяжелыми металлами…….....6 Состав отработавших газов………………………………………………10 Механизмы трансформации загрязнений………………………………..11 Заключение……………………………………………………………………….14 Список литературы………………………………………………………………15 Введение Загрязняющие вещества – это вещества антропогенного происхождения, поступающие в окружающую среду в количествах, превышающих природный уровень их поступления. Загрязнение почв – вид антропогенной деградации, при которой содержание химических веществ в почвах, подверженных антропогенному воздействию, превышает природный региональный фоновый уровень. Превышение содержания определенных химических веществ в окружающей человека среде (по сравнению с природными уровнями) за счет их поступления из антропогенных источников представляет экологическую опасность. Использование человеком химических веществ в хозяйственной деятельности и вовлечение их в цикл антропогенных превращений в окружающей среде постоянно растет. Характеристикой интенсивности извлечения и использования химических элементов является технофильность – отношение ежегодной добычи или производства элемента в тоннах к его кларку в литосфере (А.И. Перельман, 1999). Высокая технофильность характерна для элементов, наиболее активно используемых человеком, особенно для тех, естественный уровень которых в литосфере невысок. Высокие уровни технофильности характерны для таких металлов, как Bi, Hg, Sb, Pb, Cu, Se, Ag, As, Mo, Sn, Cr, Zn, потребность в которых различных видов производств велика. При низком содержании этих элементов в породах (10–2–10–6 %) добыча их значительна. Это ведет к извлечению из недр земли колоссальных количеств руд, содержащих эти элементы, и к последующему глобальному рассеиванию их в окружающей среде. Факторы, влияющие на распространение отработавших газов Вопрос о влиянии факторов, способствующих распространению отработавших газов двигателей внутреннего сгорания (ОГ ДВС), был изучен В.Н. Луканиным и Ю.В. Трофименко. Ими было установлено, что уровень приземной концентрации вредных веществ в атмосфере от автотранспорта при одном и том же массовом выбросе может существенно меняться в зависимости от техногенных и природно-климатических факторов. Техногенные факторы: интенсивность и объем выброса отработавших газов (ОГ), размер территорий, на которой осуществляется загрязнения, уровень освоения территории. Природно-климатические факторы: характеристика циркулярного режима, термическая устойчивость атмосферы, атмосферное давление, влажность воздуха, температурный режим, температурные инверсии и их повторяемость и продолжительность; скорость ветра, повторяемость застоев воздуха и слабых ветров, продолжительность туманов, рельеф местности, геологическое строение и гидрогеология района, почвенно-растительные условия (тип почв, водопроницаемость, пористость, гранулометрический состав, эродированность почвенного покрова, состояние растительности, состав пород, возраст, бонитет), фоновое значение показателей загрязнения природных компонентов атмосферы, состояние животного мира, в том числе ихтиофауны. В природной среде непрерывно меняются температура воздуха, скорость, сила и направление ветра, поэтому распространение энергетических и ингредиентных загрязнений происходит в постоянно изменяющих условиях. В.Н. Луканин и Ю.В. Трифоменко установили зависимость изменения концентрации оксидов азота и расстоянии от дороги и направления ветра: при ветре, имеющем направление параллельно дороге наибольшая концентрация оксида азота наблюдалась на самой дороге и в пределах 10 м от нее и распространение его на более дальние расстояние происходит в меньших концентрациях по сравнению с концентрацией на самой дороге; если же ветер перпендикулярен дороге, то расстояние оксида азота происходит на большие расстояния. Более высокая температура у поверхности земли в дневное время заставляет воздух подниматься вверх, что приводит к дополнительной турбулентности. Турбулентность — это вихревое хаотичное движение небольших объемов воздуха в общем потоке ветра (Чирков, 1986). Ночью температура у поверхности земли более низкая, поэтому турбулентность уменьшается, поэтому рассеивание отработавших газов уменьшается. Способность земной поверхности поглощать или излучать теплоту влияет на вертикальное распределение температуры в приземном слое атмосферы и приводит к температурной инверсии. Инверсия — это возрастание температуры воздуха с высотой (Чирков, 1986). Повышение температуры воздуха с высотой приводит к тому, что вредные выбросы не могут подниматься выше определенного потолка. Для приземной инверсии особое значение имеет повторяемость высот верхней границы, для приподнятой инверсии - повторяемость нижней границы. Определенный потенциал самовосстановления свойств окружающей среды в том числе и очищение атмосферы, связан с поглощением водными поверхностями до 50% природных и техногенных выбросов СО2 в атмосферу. Наиболее глубоко изучен вопрос о влияниях на распространение ОГ ДВС В.И. Артамоновым (1968). Различные биоценозы играют неодинаковую роль в очистке атмосферы от вредных примесей. Один гектар леса производит газообмен в 3-10 раз интенсивнее, чем полевые культуры, занимающие аналогичные площадь. А.А. Молчанов (1973), изучая вопрос о влияние леса на окружающую среду, отметил в своей роботе высокую эффективность леса в очистке окружающей среды от вредных примесей, которая связана отчасти с рассеиванием ядовитых газов в воздухе, поскольку в лесу течение воздуха поверх неровных древесных крон способствует изменению характера потоков в самой части атмосферы. Древесные насаждения увеличивают турбулентность воздуха, создают усиленное смещение воздушных течений, в результате чего загрязнители более быстро рассеиваются. Таким образом, на распространение отработавших газов двигателей внутреннего сгорания влияют природные и техногенные факторы. К наиболее приоритетным природным факторам относятся: климатические, почвенные орографические и растительный покров. Снижение концентрации вредных выбросов автотранспорта в атмосфере происходит в процессе их рассеивания, седиментации, нейтрализации и связывания под действием абиотических факторов биоты. ОГ ДВС участвуют в загрязнении окружающей среды на общепланетарном, региональном и локальном уровнях. Загрязнение почв придорожных участков тяжелыми металлами Тяжелые металлы (ТМ) уже сейчас занимают второе место по степени опасности, уступая пестицидам и значительно опережая такие широко известные загрязнители, как двуокись углерода и серы. В перспективе они могут стать более опасными, чем отходы атомных электростанций и твердые отходы. Загрязнение ТМ связано с их широким использованием в промышленном производстве. В связи с несовершенными системами очистки ТМ попадают в окружающую среду, в том числе и в почву, загрязняя и отравляя ее. ТМ относятся к особым загрязняющим веществам, наблюдения за которыми обязательны во всех средах. Почва является основной средой, в которую попадают ТМ, в том числе из атмосферы и водной среды. Она же служит источником вторичного загрязнения приземного воздуха и вод, попадающих из нее в Мировой океан. Из почвы ТМ усваиваются растениями, которые затем попадают в пищу. Термин «тяжелые металлы», характеризующий широкую группу загрязняющих веществ, получил в последнее время значительное распространение. В различных научных и прикладных работах авторы по-разному трактуют значение этого понятия. В связи с этим количество элементов, относимых к группе тяжелых металлов, изменяется в широких пределах. В качестве критериев принадлежности используются многочисленные характеристики: атомная масса, плотность, токсичность, распространенность в природной среде, степень вовлеченности в природные и техногенные циклы. В работах, посвященных проблемам загрязнения окружающей природной среды и экологического мониторинга, на сегодняшний день к тяжелым металлам относят более 40 элементов периодической системы Д.И. Менделеева с атомной массой свыше 40 атомных единиц: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi и др. По классификации Н. Реймерса (1990), тяжелыми следует считать металлы с плотностью более 8 г/см3. При этом немаловажную роль в категорировании тяжелых металлов играют следующие условия: их высокая токсичность для живых организмов в относительно низких концентрациях, а также способность к биоаккумуляции и биомагнификации. Практически все металлы, попадающие под это определение (за исключением свинца, ртути, кадмия и висмута, биологическая роль которых на настоящий момент не ясна), активно участвуют в биологических процессах, входят в состав многих ферментов. Самыми мощными поставщиками отходов, обогащенных металлами, являются предприятия по выплавке цветных металлов (алюминиевые, глиноземные, медно-цинковые, свинцово-плавильные, никелевые, титаномагниевые, ртутные и др.), а также по переработке цветных металлов (радиотехнические, электротехнические, приборостроительные, гальванические и пр.). В пыли металлургических производств, заводов по переработке руд концентрация Pb, Zn, Bi, Sn может быть повышена по сравнению с литосферой на несколько порядков (до 10–12), концентрация Cd, V, Sb – в десятки тысяч раз, Cd, Mo, Pb, Sn, Zn, Bi, Ag – в сотни раз. Отходы предприятий цветной металлургии, заводов лакокрасочной промышленности и железобетонных конструкций обогащены ртутью. В пыли машиностроительных заводов повышена концентрация W, Cd, Pb (табл. 1). Таблица 1 Основные техногенные источники тяжелых металлов
Под влиянием обогащенных металлами выбросов формируются ареалы загрязнения ландшафта преимущественно на региональном и локальном уровнях. Влияние предприятий энергетики на загрязнение окружающей среды обусловлено не концентрацией металлов в отходах, а их огромным количеством. Масса отходов, например, в промышленных центрах, превышает их суммарное количество, поступающее от всех других источников загрязнения. С выхлопными газами автомобилей в окружающую среду выбрасывается значительное количество Pb, которое превышает его поступление с отходами металлургических предприятий. Пахотные почвы загрязняются такими элементами как Hg, As, Pb, Cu, Sn, Bi, которые попадают в почву в составе ядохимикатов, биоцидов, стимуляторов роста растений, структурообразователей. Нетрадиционные удобрения, изготовляемые из различных отходов, часто содержат большой набор загрязняющих веществ с высокими концентрациями. Из традиционных минеральных удобрений фосфорные удобрения содержат примеси Mn, Zn, Ni, Cr, Pb, Cu, Cd (Гапонюк, 1985). Распределение в ландшафте металлов, поступивших в атмосферу из техногенных источников, определяется расстоянием от источника загрязнения, климатическими условиями (сила и направление ветров), рельефом местности, технологическими факторами (состояние отходов, способ поступления отходов в окружающую среду, высота труб предприятий). Рассеивание ТМ зависит от высоты источника выбросов в атмосферу. Согласно расчетам М.Е. Берлянда (1975), при высоких дымовых трубах значительная концентрация выбросов создается в приземном слое атмосферы на расстоянии 10–40 высот трубы. Вокруг таких источников загрязнения выделяются 6 зон (табл. 2). Площадь воздействия отдельных промышленных предприятий на прилегающую территорию может достигать 1000 км2. Таблица 2 Зоны загрязнения почв вокруг точечных источников загрязнения
Зоны загрязнения почв и их размер тесно связаны с векторами господствующих ветров. Рельеф, растительность, городские постройки могут изменять направление и скорость движения приземного слоя воздуха. Аналогично зонам загрязнения почв можно выделить и зоны загрязнения растительного покрова. Состав отработавших газов Зачастую выхлопными газами называют все выбросы в городскую атмосферу, в том числе котельных, заводов и других промышленных предприятий. На самом деле этим термином правильно называть только транспортные выбросы, которые появляются в результате переработки топлива. Сегодня число мелкодисперсных частиц сократилось по сравнению с показателями предыдущих двух дней, при этом загрязнение остается. Выхлопные газы – продукт работы двигателей внутреннего сгорания, и, учитывая стремительный рост количества транспорта за последние 50 лет и, в частности, прирост личного автотранспорта в городах, выхлопные газы в воздухе городов обосновались всерьёз и надолго, и количество их только растёт. Сейчас именно отходящие газы – основная причина загрязнения воздуха в городе. Они постоянно оказывают влияние на здоровье человека. «По мере увеличения общего объёма автопарка интенсивно растёт и уровень вредного воздействия автомобилей на окружающую среду, – поясняет эколог Дмитрий Марков. – В начале 70-х годов учёные-гигиенисты определили, что доля загрязнений, которую вносят в атмосферу автомобили, в среднем равна 13%. Сейчас она достигла уже 50% и продолжает расти, а для городов и промышленных центров доля выбросов от выхлопных газов в общем объёме загрязнений значительно выше – до 70% и более. Это создаёт серьёзную экологическую проблему». Все автомобили выбрасывают в воздух канцерогены и токсичные вещества. Состав выхлопных газов автомобиля меняется в зависимости от типа двигателя, бензиновый или дизельный, однако основной набор остаётся одинаковым. В состав автомобильных выхлопных газов входят как нетоксичные (азот, кислород, водяной пар, диоксид углерода), так и токсичные (оксид углерода, углеводороды, альдегиды, диоксид серы, сажа, бензапирен) химические вещества. Мельчайшие частицы вредных соединений попадают в тело растения и отравляют его. Именно поэтому растущие у больших дорог или парковок газоны и деревья часто выглядят вяло, быстро желтеют и погибают.  В ОГ двигателей содержатся также: свинец, кремний, медь, кальций, цинк, фосфор, марганец, хром, натрий, барий, железо, никель и ряд других веществ, входящие в состав присадок смазочного масла, либо являющиеся продуктами износа деталей двигателя, попадающие КС вместе с маслом. Загрязнение воздуха выхлопными газами значительно повлияло на состав осадков. Из-за автотранспорта идут кислотные дожди, появляются цветные туманы, выпадает тёмный снег. Конечно, осадки немного очищают воздух, но вся собранная грязь попадает в почву, что вызывает общее загрязнение окружающей среды выхлопными газами. Те же соединения и тяжёлые металлы через почву распространяются дальше: попадают в корм животных, в сельскохозяйственные культуры. Механизмы трансформации загрязнений Загрязняющие вещества, источниками выделения которых являются транспортные объекты, распространяются и накапливаются во всех компонентах биосферы (воде, воздухе, почвах, растениях, животных). Химические элементы и их соединения, обладая определенной подвижностью, устойчивостью, способностью к концентрации и рассеянию во вторичных обстановках кислой, щелочной или нейтральной среды, мигрируют в окружающей среде и воздействуют на биоту (флору и фауну). К числу основных загрязнителей атмосферы относятся взвешенные частицы, СО, СО2, NOх, соединения серы, углеводороды, свинец, ртуть, кадмий, хлорированные органические соединения, аммиак, фреоны, радиоактивные вещества. Изменения в атмосфере связаны с естественными и техногенными факторами нарушения газового равновесия в ней (СО2, О3 и др.); явлением ксеротизации (сухости) климата суши; загрязнением и химическими изменениями, влияющими на энергетические процессы перемещения воздушных масс, на закономерности формирования погоды и климата. Под влиянием транспортных загрязнений изменения в окружающей среде могут происходить в общепланетарном и региональном (локальном) масштабах. К загрязнителям, вызывающим разрушение озонового слоя, который поглощает часть падающего на Землю излучения Солнца, относятся озоноразрушающие вещества искусственного происхождения. В их числе хлорфторуглероды, бромистый метил, талоны. Хлорфторуглероды используются в качестве газов-вытеснителей в аэрозольных упаковках, при производстве мягких и твердых пористых веществ для изготовления автомобильных кресел, в автомобильных кондиционерах. Бромистый метил СН3Вг используется в виде добавки к автомобильному топливу. Талоны (галон-1301) используются для пожаротушения. Количество выделяемой теплоты в ОС примерно равно потребляемой энергии, так как почти вся эта энергия передается окружающей среде или преобразуется в потенциальную энергию продукции или обрабатываемых объектов, что имеет место при металлообработке, в нефтеперерабатывающей, шинной промышленности, строительстве, совершении транспортной работы. Более точная оценка выделяемой в окружающую среду теплоты транспортным комплексом определяется уравнением теплового баланса:  , (1)где  - количество теплоты, отдаваемой окружающей среде в процессах реализации жизненных циклов транспортных объектов и сооружений, Дж; - теплота, отдаваемая окружающей среде двигателями, технологическими печами и горел очными устройствами в результате тепловых потерь, Дж - теплота, отдаваемая ОС в процессах механического трения при движении транспортных средств (торможение, износ агрегатов), обработки заготовок деталей, других процессах, Дж; - теплота, отдаваемая окружающей среде объектами дорожного хозяйства, в том числе дорожным покрытием с низкой отражательной способностью для солнечных лучей видимого спектра и высокой теплоемкостью для длинноволновых лучей, Дж. Поэтому дорожное является интенсивным источником тепловыделения (температура покрытия на солнце на 25° превышает температуру воздуха на уровне 2 м и интенсивность тепловыделения превышает в 3-4 раза фоновые излучения, достигая 700-840 Вт/м2).Объекты транспорта (в местах концентрации транспортных коммуникаций) оказывают влияние на формирование теплового режима и атмосферных процессов в городах и отдельных регионах. Воздействия тепловых выбросов транспорта и промышленности в крупных городах вызывает локальное повышение температуры воздуха над отдельными транспортными магистралями, дорожной сетью города или регионом в целом. Это области атмосферного воздуха с повышенной - "острова теплоты" температурой над транспортными магистралями неустойчивы во времени вследствие воздействия ветра и других атмосферных факторов. Заключение Как видно из приведенных исследований в настоящее время выделяются различные виды транспорта, используемых для передвижения: трубопроводный, железнодорожный, морской, речной, автомобильный, авиатранспорт. Каждый обладает своими преимуществами для использования и проблемами с точки зрения экологичности. Поэтому многие ученые занимаются проблемами снижения выбросов или переходом на альтернативные способы передвижения. Нефть и нефтепродукты являются главным источником бед для экосистем земли. Катастрофы при перевозке, выбросы отработанного топлива, выхлопные газы. Сами того не замечая мы губим и изменяем нашу природу до неузнаваемости. Исчезают различные виды животных, разрушаются экосистемы, проявляются мутации, все это отразится вскоре на нас. Поэтому требуется разработка различных альтернативных видов топлива, и видов транспорта и внедрение их в жизнь. Список литературы Алексеев, Ю. В. Тяжелые металлы в почвах и растениях/Ю. В. Алексеев. -Л.: Агропромиздат, 1987. -142 с. Асцатуров Ю.Г., Греченкова О.Ю. Правовые аспекты воздействия автотранспорта на окружающую природную среду// ИННОВАЦИИ, ТЕХНОЛОГИЯ, НАУКА: Сборник статей Международной научно-практической конференции (3 декабря 2015г., г. Самара). В 2 ч. Ч.2 - Уфа, РИО МЦИИ ОМЕГА САЙНС, 2015. - 264с. Богданов, Н.А. Информационное сообщение о пленуме Научного совета отделения медицинских наук РАМН и Минздрава по экологии человека и гигиене окружающей среды Российской Федерации / Н.А. Богданов // Астраханский вестник экологического образования. - 2015. - 1. - С. 209-214. Василенко А.А. Новые подходы к моделированию экологических процессов / А. А. Василенко, Э. Г. Мирмович / Наука, образование, производство в решении экологических проблем (Экология-2018): материалы XIV Международной научно-технической конференции / Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т. Том I. - Уфа: РИК УГАТУ, 2018. - С. 210-219. Витухин А.Д., Тулупов А.С. О методическом обеспечении оценки вреда от нарушения природоохранного законодательства. Инновационное развитие территорий: материалы Всероссийской научно-практической конференции. Череповец, ЧГУ, 2017. С. 101-105. ГН 2.1.7.020-94. Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) тяжелых металлов и мышьяка в почвах. Дополнение № 1 к перечню ПДК и ОДК №6229-91. – М.: Госкомсаниздат, 1995. ГОСТ 17.4.2.03-86 (СТ СЭВ 5299-85). Охрана природы. Почвы. Паспорт почв. – М.: Госкомсаниздат, 1987. ГОСТ 17.4.3.01-83 (СТ СЭВ 3847-82). Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб. – М.: Госкомсаниздат, 1984. ГОСТ 17.4.3.06-86 (СТ СЭВ 5301-85). Охрана природы. Почвы. Общие требования к классификации почв по влиянию на них химических загрязняющих веществ. – М.: Госкомсаниздат, 1987. Рахманин, Ю. А. Современные проблемы экологии человека и гигиены окружающей среды в обеспечении санитарно-эпидемиологического благополучия населения России [Текст] / Ю. А. Рахманин // Здравоохранение РФ. - 2008. - № 1. - С. 13 Семенихин В. В. Ответственность организаций и их руководителей за нарушения в области охраны окружающей среды и природопользования // Бухгалтер и закон. 2013. №4. С.29-34 Сердюкова А. Ф., Барабанщиков Д. А. Влияние автотранспорта на окружающую среду // Молодой ученый. - 2018. - №25. - С. 31-33. Ситдикова А.А., Святова Н.В., Царева И.В. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ВЫБРОСОВ АВТОТРАНСПОРТА В КРУПНОМ ПРОМЫШЛЕННОМ ГОРОДЕ НА СОСТОЯНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 3.; Транспорт и связь в России. 2017: Стат.сб. / Росстат. - М., 2017. - 200 с. |