Введение. Автомобиль как источник загрязнения

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ

«СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №7»

МУНИЦИПАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОД НОЯБРЬСК

Автомобиль как источник загрязнения

Окружающей среды

Работу выполнил: Клыс Лев

Руководитель:

Беренкеева Татьяна Михайловна

Ноябрьск

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение 3

Глава 1. Проблема загрязнения атмосферного возраста

1.1. Динамика воздействия автотранспорта на загрязнение атмосферного воздуха в городах 5

1.2. Характеристики основных загрязняющих веществ, выбрасываемых автотранспортом 6

1.3. Контроль и нормирование выбросов автотранспорта 7

Глава 2. Влияние вредных выбросов автотранспорта на здоровье человека

2.1. Влияние газообразных веществ, образующихся при сгорании автомобильного топлива, на состояние здоровья человека 9

2.2. Влияние диоксида азота NO2 9

2.3. Влияние угарного газа СО 10

2.4. Влияние углеводородов 10

2.5. Влияние пыли, образующейся при движении автотранспорта, на состояние здоровья человека 11

2.6. Влияние резиновой пыли 11

2.6.1. Влияние асбестовой пыли 12

Глава 3. Методика выполнения исследований

3.1. Характеристика района исследования 13

3.2. Оценка состояния атмосферного воздуха г. Ноябрьска 13

Глава 4. Результаты исследований

4.1. Определение загруженности улиц автотранспортом 15

Заключение и выводы 19

Список литературы 20

Приложения 21

Введение

В настоящее время уменьшение загрязнения атмосферного воздуха токсичными веществами, выделяемыми автомобильным транспортом, является одной из важнейших проблем, стоящих перед человечеством. Загрязнение воздуха оказывает вредное воздействие на организм человека и окружающую среду. За последние десятилетия человечество окончательно убедилось, что первым виновником загрязнения атмосферного воздуха – одного из основных источников жизни на нашей Планете, является детище научно-технического прогресса – автомобиль.

Жизнь современного человека сложно представить без автомобиля. Личное транспортное средство давно перестало быть роскошью, и сегодня 90% семей нашей страны имеют хотя бы один автомобиль. На автомобиле мы ездим на работу и по магазинам, он просто необходим при поездках за город или в гости к родственникам, которые живут в других регионах. Даже при поездке в командировку многие предпочитают воспользоваться услугами компаний, которые предлагают прокат авто без водителя, а не передвигаться по чужому городу на общественном транспорте. Да, это удобно, человек экономит время. Но тот же транспорт «снабжает» атмосферу выхлопными газами, бензолом, свинцом, смолами, угарным газом, копотью и т.д. (всего более 200 вредных веществ). Кроме загрязнения атмосферы токсичными выхлопами автомобиль поднимает клубы пыли. Работающий двигатель - это тепловое и шумовое загрязнение. Транспортный шум создаётся моторами, колёсами, тормозами. Автотранспорт - главный виновник нарушения экологических качеств городской среды. Ухудшение экологических качеств окружающей среды, вызванное нерегулируемой автомобилизацией, губительным образом сказывается на здоровье горожан.

Город Ноябрьск имеет развитую транспортную инфраструктуру. Освоение просторов Севера привело в наш край целые колонны грузовых и специальных машин. Кроме того, жители Ноябрьска с удовольствием пользуются личным автотранспортом. Наши дворы стали огромными стоянками. Естественно все выбросы автомобилей, стоящих с включёнными двигателями во дворах и на светофорах, влияют на здоровье жителей нашего города.

Цель работы: изучить влияние автомобиля на состояние окружающей среды на примере г. Ноябрьск.

Для достижения цели были определены следующие задачи:

1) изучить общие тенденции автомобильного загрязнения (обзор литературы);

2) ознакомиться с влиянием вредных выбросов автотранспорта на здоровье человека;

3) проанализировать количество выбросов вредных веществ в воздух от автотранспорта на выбранных участках.

4) собрать показатели по загруженности автотранспортом дорог в исследуемых участках;

5) оценить экологическую ситуацию в исследуемых участках в соответствии с полученными результатами;

6) внести предложения по улучшению качества воздушной среды.

Основные методы работы: наблюдение, мониторинг, обработка статистических данных, сравнительный анализ, обзор литературы по данной тематике.

Практическая значимость работы заключается в том, что, работая над данным проектом, имеется не только уникальная возможность изучить состояние экологической ситуации нашего небольшого города, но и информировать жителей нашего города о его состоянии, показать его влияние на здоровье, проводить реальные акции по озеленению данной территории.

Глава 1. Характеристика автотранспорта как источника загрязнения атмосферы вредными веществами

1.1. Влияние автотранспорта на загрязнение атмосферного воздуха в городах

Загрязнение атмосферного воздуха непосредственно влияет на здоровье человека, а загрязнение атмосферы (на глобальном уровне) – лишь косвенно через климатические изменения, разрушение озонового экрана биосферы, кислотные дожди и др. Наиболее распространенные группы загрязнителей воздуха: атмосферные газы (окислы азота, серы, углерода, например, углекислый газ), углеводороды, фенолы, аэрозоли тяжелых металлов и другие органические и минеральные соединения. Аэрозоли – взвешенные в газообразной среде частички твердых или жидких веществ как органического, так и неорганического происхождения. Аэрозоли могут содержать сложные комплексы химических веществ, в том числе обладающих высокой степенью токсичности и представляющих опасность для здоровья человека и жизнестойкости растений.

Очень большую группу загрязнителей образуют углеводороды, в составе которых наиболее опасны для человека и животных хлор-, фтор-, азот-, фосфорсодержащие соединения, большинство из которых являются ядовитыми веществами и обладают канцерогенным действием, т.е. могут вызывать онкологические заболевания. В эту группу входят и полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), среди которых наиболее опасны бензапирен и фенантрен, также вызывающие онкологические заболевания.

Наиболее значительный источник загрязнения воздуха – автотранспорт, поставляющий в атмосферу свинец, окись углерода и упоминаемые выше ПАУ. Принято считать, что в большинстве стран мира более половины загрязнения воздуха связано с работой автотранспорта. В среднем, по территории России выхлопные газы автотранспортных средств определяют 40–45% загрязнения воздуха. Но в городах они дают больше 50% загрязнения воздуха, причем в крупных городах (от 0,5 млн. до 1–1,5 млн. жителей) на их долю приходится 55–70%, а в очень крупных (несколько млн. жителей) городах – более 85% от общего объема загрязнения атмосферного воздуха. В России по транспортным выбросам лидируют Москва и Петербург, объемы которых в атмосферу соответственно достигают 800 и 250 тыс. т в год.

Известно, что автотранспорт выбрасывает в воздушную среду более 20 компонентов, среди которых угарный газ, углекислый газ, оксиды азота и серы, альдегиды, свинец, кадмий и канцерогенная группа углеводородов (бензапирен и бензоантроцен). При этом наибольшее количество токсичных веществ выбрасывается автотранспортом в воздух на малом ходу, на перекрестках, остановках перед светофорами. Так, на небольшой скорости бензиновый двигатель выбрасывает в атмосферу 0,05% углеводородов (от общего выброса), а на малом ходу - 0,98%, окиси углерода соответственно - 5,1% и 13,8%. Подсчитано, что среднегодовой пробег каждого автомобиля 15 тыс. км. В среднем за это время он обедняет атмосферу на 4350 кг кислорода и насыщает ее 3250 кг углекислого газа, 530 кг окиси углерода, 93 кг углеводов и 7 кг окислов азота.

Эксплуатируемые в стране автомобили не соответствуют современным европейским

ограничениям по токсичности и выбрасывают вредных веществ существенно больше чем зарубежные аналоги. Существует несколько наиболее важных причин отставания России в этой сфере:

– низкая культура эксплуатации автомобилей. Количество неисправных автомобилей, находящихся в эксплуатации до сих пор весьма велико даже в Москве.

– отсутствие жестких законодательных требований к экологическим качествам автомобилей. С начала 90-х годов стандарты, сохранившиеся в течение 10 лет почти без изменений, начали существенно отставать от европейских норм. В отсутствие достаточно жестких требований по токсичности выбросов, потребитель не заинтересован покупать экологически более чистые, но при этом более дорогие автомобили, а производитель не склонен их выпускать.

– неподготовленность инфраструктуры эксплуатации автомобилей, оборудованных в соответствии с современными экологическими требованиями.

– в отличие от европейских стран, у нас в стране до сих пор затруднено внедрение нейтрализаторов.

Выделяются следующие виды негативного воздействия транспорта:

1.загрязнение атмосферного воздуха,

2. влияние на глобальный климат,

3. воздействие шумов.

Наибольший вклад в экологический ущерб (62,7%) вносит автотранспортный комплекс, вклад железнодорожного транспорта достигает 27,7%, воздушного – 4,5%, морского – 3,6% и речного – 1,5%. Во всех видах негативного воздействия «лидирует» автомобильный транспорт (шум – 49,5%, воздействие на климат – 68%, загрязнение атмосферного воздуха – 71%), за ним следует железнодорожный транспорт.

Один легковой автомобиль поглощает ежегодно из атмосферы в среднем больше 4 т кислорода, выбрасывая с выхлопными газами примерно 800 кг окиси углерода, около 40 кг окислов азота и почти 200 кг различных углеводородов.

1.2. Виды двигателей и экологические проблемы

Каждый автомобиль выбрасывает в атмосферу с отработавшими газами около 200 различных компонентов. В выхлопных газах содержатся углеводороды - несгоревшие или не полностью сгоревшие компоненты топлива, доля которых резко возрастает, если двигатель работает на малых оборотах или в момент увеличения скорости на старте, т. е. во время заторов и у красного сигнала светофора. Именно в этот момент, когда нажимают на акселератор, выделяется больше всего несгоревших частиц: примерно в 10 раз больше, чем при работе двигателя в нормальном режиме.

Тепловыми двигателями называют машины, в которых внутренняя энергия топлива

превращается в механическую энергию. Существует несколько видов тепловых двигателей: паровая машина, двигатель внутреннего сгорания, паровая и газовая турбины, реактивный двигатель.

Двигатель внутреннего сгорания - очень распространенный вид теплового двигателя. Отсюда и происходит название этого двигателя. Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) работают на жидком топливе (бензин, керосин, нефть) или на горючем газе.

У четырехтактных двигателей рабочий цикл каждого поршня состоит из четырех тактов. При первом ходе вниз (такт впуска) горючая смесь всасывается в полость над поршнем. Затем поршень поднимается, сжимая смесь (такт сжатия). Сжатая смесь воспламеняется искрой и заставляет поршень идти вниз (рабочий такт). После этого, поршень вновь поднимается, на этот раз вытесняя отработавшие газы. После завершения четвертого хода (такта выпуска) цикл повторяется сначала.

Хотя четырехтактный двигатель эффективнее двухтактного, лишь около 1/3 энергии топлива преобразуется в полезную движущую энергию, а остальная тратится впустую. Здесь главная проблема связана с возвратно-поступательным движением поршней (взад-вперёд): эти движения ускоряются до достижения высокой скорости сначала в одном направлении, а потом в другом. Двигаясь взад-вперёд несколько тысяч раз в минуту, каждый поршень расходует часть энергии, полученной при сжигании топлива. Это движение передаётся через коленчатый вал и приводной вал на колёса, благодаря чему машина едет.

Конструкторы и учёные давно работают над устранением возвратно-поступательного движения. Наиболее удачной конструкцией оказался двигатель немецкого конструктора Ванкеля. В нём поршень сделан в виде треугольного ротора, вращающегося в овальной камере. Масса и размеры такого двигателя в 2-3 раза меньше, чем у обычного двигателя такой же мощности, он более экономичен и меньше шумит.

Но, как бы ни улучшалась конструкция автомобиля – компоновка, двигатель, повышение скорости и т.д., экологическая проблема остаётся острой. В основе процесса, приводящего автомобиль в движение, лежит горение топлива, невозможное без кислорода воздуха. В среднем один легковой автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы около 5 т кислорода, выбрасывая при этом с отработанными газами более 1 т оксида углерода и других вредных веществ. Если это умножить на число автомобилей в мире, то можно представить себе степень угрозы, таящейся в чрезмерной автоматизации.

Например: Грузовики представляют собой большую экологическую опасность, чем легковые автомобили. Её можно уменьшить за счёт использования альтернативных видов топлива. Кроме того, из-за своих размеров они занимают много места на дорогах, создают сильный шум и разрушают дорожное полотно и мосты. Трейлеры, которые составляют лишь около 5% в общем автомобилепотоке, шумят так же, как все остальные автомобили, вместе взятые. Полностью груженый автопоезд может нанести дорожному покрытию такой же ущерб, как 60000 «легковушек».

1.3. 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 оксиды азота.

В отработавших газах двигателя внутреннего сгорания (ДВС) содержится свыше 170 вредных компонентов. 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.

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. Двигаясь со скоростью 80-90 км/ч, в среднем, автомобиль превращает в углекислоту столько же кислорода, сколько 300-350 человек. Годовой выхлоп одного автомобиля - это 800 кг окиси углерода, 40 кг окислов азота и более 200 кг различных углеводородов. Окислы азота токсичны для человека и, кроме того, обладают раздражающим действием. Особо опасной составляющей отработавших газов являются канцерогенные углеводороды. Свинец опасен тем, что способен накапливаться, как во внешней среде, так и в организме человека.

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.

Глава 2. Влияние вредных выбросов автотранспорта на здоровье человека

2.1. Влияние газообразных веществ, образующихся при сгорании автомобильного топлива, на состояние здоровья человека

Автотранспорт является одним из крупнейших загрязнителей атмосферного воздуха. В России на его долю в середине 90-х годов приходилось 80% выбросов свинца, 59% - оксида углерода, 32% - оксидов азота. В Российской Федерации насчитывается более 150 городов с превалирующим вкладом выбросов автотранспорта в валовые выбросы (более 50%).

Даже в условиях экономического спада загрязнение природных сред в городах, как показывают наблюдения, не уменьшается. Это связано с особенностями автотранспорта как источника выбросов и сбросов загрязняющих веществ в атмосферу, отличающими их от стационарных (промышленных) источников выбросов.

Специфика подвижных источников загрязнения (автомобилей) проявляется в низком расположении пространственной распределённости и непосредственной близости к жилым районам. В результате при общей доле транспорта в массовом выбросе загрязняющих веществ в атмосферу, равной 35-60%, доля транспортных средств в загрязнении воздуха в городах достигает 70-90%. Все это приводит к тому, что автотранспорт создает в городах обширные и устойчивые зоны, в пределах которых в несколько раз превышаются санитарно-гигиенические нормативы загрязнения воздуха.

Длительный контакт со средой, отравленной выхлопными газами автомобилей, вызывает общее ослабление организма – иммунодефицит. Кроме того, газы сами по себе могут стать причиной различных заболеваний. Например, дыхательной недостаточности, гайморита, ларинготрахеита, бронхита, бронхопневмонии, рака лёгких. Кроме того, выхлопные газы вызывают атеросклероз сосудов головного мозга. Опосредованно через легочную патологию могут возникнуть и различные нарушения сердечно-сосудистой системы при длительном нахождении на оживленной дороге или рядом с ней.

К числу приоритетных загрязнителей атмосферы, поступающих в городскую атмосферу с отработавшими газами автомобилей, относятся диоксид азота, угарный газ и летучие углеводороды. Кроме этого, перечисленные газообразные вещества наиболее опасны для здоровья людей.

Рассмотрим влияние вредных газообразных веществ, образующихся при сгорании автомобильного топлива, на состояние здоровья человека.

2.2. Влияние диоксида азота NO2.

Динамика концентраций оксидов азота в городском воздухе в течение суток тесно связана с интенсивностью солнечного излучения и движения транспорта. С нарастанием интенсивности автомобильного движения (с 6 до 8 часов утра) концентрации первичного загрязнителя - оксида азота (NO) заметно увеличиваются. Восход солнца влечет за собой накопление в атмосфере диоксида азота (NO2) вследствие фотохимического окисления оксида азота. Оксиды азота являются серьезными атмосферными загрязнителями в связи с их высокой токсичностью.

При небольших концентрациях диоксида азота NO2 наблюдается нарушение дыхания, кашель. ВОЗ рекомендовало не превышать 400 мкг/м3, поскольку выше этого уровня наблюдаются болезненные симптомы у больных астмой и других групп людей с повышенной чувствительностью. При средней за год концентрации, равной 30 мкг/м3 увеличивается число детей с учащенным дыханием, кашлем и больных бронхитом.

При контакте оксидов азота с влажной поверхностью легких образуются HNO3 (азотная кислота) и HNO2 (азотистая кислота), поражающие ткань легких, что приводит к отеку легких и сложным рефлекторным расстройствам. При отравлении оксидами азота в крови образуются нитраты и нитриты. Последние, действуя непосредственно на артерии, вызывают расширение сосудов и снижение кровяного давления. Попадая в кровь, нитриты препятствуют поступлению кислорода в организм, что приводит к кислородной недостаточности.

Таким образом, диоксид азота воздействует в основном на дыхательные пути и легкие, а также вызывает изменения состава крови, в частности, уменьшает содержание в крови гемоглобина.

2.3. Влияние угарного газа (СО)

Угарный газ попадает в атмосферный воздух при любых видах горения. В городах его источником являются в основном выхлопные газы от автотранспорта. На крупных автострадах средняя концентрация СО превышает порог отравления, симптомами которого являются головная боль и удушье, стук в висках, головокружение, боли в груди, сухой кашель, слезотечение, тошнота, рвота.

Причинами такого влияния на организм является способность угарного газа связываться с гемоглобином крови, образуя карбоксигемоглобин и блокируя передачу кислорода тканевым клеткам. Это приводит к гипоксии гемического типа. Угарный газ также включается в окислительные реакции, нарушая биохимическое равновесие в тканях.

2.4. Влияние углеводородов

Токсичность различных углеводородов сильно отличается. Наиболее опасны непредельные углеводороды, которые в присутствии диоксида азота фотохимически окисляются, образуя ядовитые кислородсодержащие соединения — составляющие смогов. Смог является причиной головной боли, заболеваний глаз и дыхательной системы. Обнаруженные в газах полициклические ароматические углеводороды — также сильные канцерогены. Особенно опасно систематическое отравление, приводящее к накоплению углеводородов, что обуславливает проявление мутагенеза, тератогенеза (врождённые дефекты у детей), развитие опухолей, бесплодие, заболевания почек, печени желудка. Отмечены случаи нарушения неврологического, физиологического и биохимического функционирования. Проведённый анализ влияния выхлопных газов на здоровье человека позволяет сделать вывод, что данный источник загрязнений может считаться одним из наиболее опасных. Его действию подвержено подавляющее большинство населения не только индустриальных центров, но и небольших населённых пунктов.

2.5. Влияние пыли, образующейся при движении автотранспорта, на состояние здоровья человека.

Запылённость воздуха – важнейший экологический фактор, сопровождающий нас повсюду. Пылью считаются любые твёрдые частицы, взвешенные в воздухе. Безвредной пыли не существует. Экологическая опасность пыли для человека определяется их природой и концентрацией в воздухе.

При движении автотранспорта наибольшую опасность для здоровья человека представляют резиновая и асбестовая пыль.

2.6. Влияние резиновой пыли

Независимые исследования американских и шведских специалистов, проведенные в 1990 году, показали, что автомобильные покрышки вреднее для здоровья человека, чем автомобильные выхлопные газы. Дело в том, что пыль, возникающая вследствие износа резины, вдыхается вместе с воздухом и может вызывать серьёзные заболевания. В первую очередь, это сказывается на состоянии людей, склонных к аллергии и бронхиальной астме. Только в Швеции в атмосферу выбрасывается около 10 тысяч тонн резиновой пыли ежегодно. В Лос-Анджелесе эта цифра достигает 5 тысяч тонн, притом, что Лос-Анджелес считается экологически чистым городом. Во всём мире количество этих выбросов составляет более миллиона тонн. Подсчитано, что каждый день житель Швеции вдыхает 6 г резиновой пыли, американец – 13 г, а россиянин – до 20 г.

Реакции организма на загрязнения воздуха резиновой пылью зависят от индивидуальных особенностей человека: возраста, пола, состояния здоровья. Как правило, более уязвимы дети, пожилые и престарелые, люди с заболеваниями органов дыхания, аллергики.

При систематическом или периодическом поступлении в организм человека сравнительно небольших количеств компонентов резиновой пыли происходит хроническое отравление. Признаками такого отравления являются нарушения поведения, привычек, нейропсихические отклонения: быстрое утомление, чувство постоянной усталости, сонливость или, наоборот, бессонница, апатия, ослабление внимания, забывчивость, сильные колебания настроения. Также при хроническом отравлении у разных людей могут возникнуть различные поражения почек, кроветворных органов, нервной системы, печени. Содержащиеся в резиновой пыли высокоактивные в биологическом отношении вещества могут вызвать эффект отдалённого влияния на здоровье человека: хронические воспалительные заболевания различных органов, изменение нервной системы, воздействие на внутриутробное развитие плода, приводящее к различным отклонениям у новорожденных.

По данным исследований, подобные признаки наблюдаются и при радиоактивном загрязнении окружающей среды. Таким образом, загрязнение атмосферы резиновой пылью может вызвать «эффект Чернобыля» при сохранении нормального радиационного фона.

2.6.1. Влияние асбестовой пыли.

При работе автомобильного транспорта асбестовая пыль образуется, в основном, при стирании тормозных колодок.

Асбест – это собирательный термин, обозначающий группу природных волокнистых материалов. Волокнистое строение асбеста делает возможным его расщепление на гибкие волокна микроскопической длины. При износе тормозных колодок автотранспорта хризотиловый асбест выделяется в воздух в виде мельчайших, невидимых глазу волокон. Те из них, которые имеют длину 0,005 – 0,1 мм и толщину до 0,003 мм, могут проникать в лёгкие человека. Волокна асбеста при этом внедряются в лёгочную ткань, вызывая хронические воспаления. После длительного периода (15-40 лет) это заболевание может привести к раку лёгких. По данным американских исследователей, в настоящее время 20% всех раковых заболеваний лёгких возникают по причине хронических отравлений асбестом [3].

Глава 3. Методика выполнения исследований

3.1. Характеристика района исследования

Ноябрьск - город окружного подчинения в России, в Ямало-Ненецком автономном округе, второй по численности населения город округа (после Нового Уренгоя). Город находится на юге Ямало-Ненецкого автономного округа и благодаря выгодному географическому расположению является южными воротами округа. В Ноябрьске проживают порядка 110 тысяч человек, это 20% жителей всего Ямала.

Через Ноябрьск проходит железнодорожная магистраль Тюмень - Новый Уренгой и автомобильная дорога, связывающая Ямал с Ханты-Мансийским округом и далее с «большой» землей. В городе есть современный аэропорт, способный принимать большегрузные самолеты. Удобное географическое расположение сделали его привлекательным для российских авиаперевозчиков. Развитая транспортная схема делает доступным обеспечение юга региона материальными ресурсами, необходимыми для жизнеобеспечения городов и поселков ЯНАО, где добывается большая часть всего российского природного газа, газового конденсата и значительная часть нефти.

Городской общественный транспорт представлен автобусами, маршрутными такси и такси. Автобусные перевозки осуществляет муниципальное предприятие, движение маршрутных такси - частное предприятие. В городе насчитываются десятки служб такси, услуги этого общественного транспорта пользуются большой популярностью.

3.2. Оценка состояния атмосферного воздуха г. Ноябрьска

Город Ноябрьск, по данным исследователей, характеризуется существенным уровнем загрязнения воздушного бассейна []. Особенно зимой: в это время активно работают котельные, а выбросы автотранспорта распространяются в приземном слое атмосферы. Источниками загрязнения воздуха в городе являются промышленные предприятия, коммунальные котельные и автотранспорт.

Проектирование Ноябрьска предусматривало расположение промышленных предприятий в специальном районе. Промышленная зона была сразу отделена от жилых и социальных объектов города. Это позволило не выделять для каждого предприятия санитарно-защитную зону. Поэтому степень загрязнения воздушного бассейна города от промышленности незначительна. При этом город расположен с подветренной стороны преобладающего направления ветров, что сводит к минимуму влияние промышленной зоны на город.

По данным Управления Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Ямало-Ненецкому автономному округу основными источниками загрязнения атмосферного воздуха на территории Ямало-Ненецкого автономного округа являются: автотранспорт, авиатранспорт, котельные предприятия, использующие твердое и жидкое топливо, сжигание в процессе добычи попутного газа на месторождениях. В период строительства объектов обустройства и эксплуатации газопроводов атмосферный воздух подвергается воздействию выбросов загрязняющих

веществ от двигателей внутреннего сгорания дорожно-строительной техники и автотранспорта, передвижных дизельных электростанций, сварочных агрегатов и окрасочных

аппаратов.

В целом по округу выбросы наиболее распространенных загрязняющих атмосферу веществ, отходящих от стационарных источников, имеют следующий вид: 8,2% всей эмиссии приходится на окислы азота, 37,04% – на углеводороды и летучие органические соединения, 49,7% - на оксид углерода, 0,23%- на диоксид серы, 4,6 % приходится на взвешенные вещества. Такая структура выбросов обусловлена деятельностью нефтегазового комплекса и характерна для предприятий этой отрасли обеспечивающих 69,0% валового выброса. В динамике за 5 лет эмиссия загрязнителей практически не изменилась.

В валовых выбросах предприятий преобладают окись углерода, углеводороды, окислы азота, что обусловлено в основном несовершенством технологии, добычи и транспортировки нефти и газа, а также большим количеством котельных, малой мощности.

Значительное воздействие на состояние атмосферного воздуха оказывают передвижные источники, в первую очередь автотранспорт, в отходящих газах которого содержится более 200 вредных компонентов, в том числе канцерогенов. Вклад автотранспорта в общее загрязнение атмосферного воздуха составляет около 70% и более от общего валового выброса. Ситуация динамики по сравнению с 2010 годом не имеет.

Сточки зрения соотношения массы поступления, класса опасности и предельно допустимого содержания в атмосферном воздухе наибольшую опасность представляют выбросы окислов азота, сернистого ангидрида, сажи, неорганической пыли с двуокисью кремния и др.

В аэропортах источниками загрязнения являются сопла воздушных судов при выполнении взлетно-посадочных операций, выхлопные трубы специализированного автотранспорта, дымовые трубы котельных и подогревателей, дыхательные клапаны резервуаров.

Особенно напряженная ситуация возникает в зимнее время, когда выбросы от автотранспорта распространяются в приземном слое воздуха, создают наибольшие концентрации, а котельные работают с наибольшей нагрузкой.

Одной из серьезнейших проблем, по мнению специалистов, за период 2007-2011гг. является наличие многочисленных стационарных источников шума, основными из которых являются все виды транспортных средств, предприятия, не имеющие правильно организованных санитарно-защитных зон. Территориальными отделами Управления Роспотребнадзора по ЯНАО с целью проведения лабораторного контроля акустической обстановки на автомагистралях в районах жилой застройки, проводятся измерения уровней шума. В 2011 г. все проведенные измерения соответствовали гигиеническим нормам. Удельный вес проб несоответствующих гигиеническим нормативам в 2010г. составил 14,2%, в 2009г.-14,1%, в 2008 г. – 20,1%, в 2007г. – 10,5%). Одним из решений по защите селитебных

зон населенных мест от шума, как и от других транспортных загрязнений, в округе является строительство дорог в обход этих зон, с выводом транзитного и грузового транспорта за их жилой застройки, но это и не всегда возможно выполнить с учетом уже сложившейся застройки населенных мест.

Исходя из анализа исследования проб атмосферного воздуха по территориям: Новый Уренгой, Надым, Салехард, Лабытнанги, Ноябрьск, Муравленко, был сделан вывод, что основными веществами (по количеству исследований) явились окислы азота, углерода оксид, серы диоксид, взвешенные вещества, углеводороды. Наибольший показатель проб атмосферного воздуха несоответствующих гигиеническим нормативам зарегистрирован в г. Ноябрьск и составил 0,52%.

Таким образом, одной из приоритетных задач с целью улучшения ситуации со снижением загрязнения атмосферного воздуха, обозначенных в государственном докладе «О санитарно-эпидемиологической обстановке в Ямало-Ненецком автономном округе», является ужесточение контроля за выполнением действующих законодательных актов в области охраны окружающей среды, усиление контроля, в том числе лабораторного, за источниками загрязнения атмосферного воздуха по всем территориям ЯНАО по программе мониторинга.

Глава 4. Результаты исследований

4.1.Определение загруженности улиц автотранспортом

Одной из задач нашего исследования являлась оценка загруженности улиц города Ноябрьска разными видами автотранспорта и расчет уровня загрязнения воздушной среды отработанными газами автомобилей. Нами были выбраны три городские улицы различного типа: жилые улицы с двухсторонней застройкой, магистральные и центральные с интенсивным движением автомобилей (Приложение 1). Сбор материала по загруженности улиц автотранспортом проводили с замерами в 8, 13 и 18 часов. Из ряда замеров вычисляли среднее. Интенсивность движения автотранспорта определяли методом подсчета автомобилей разных типов 3 раза по 20 мин в каждом из сроков. Учет вели способом точкования. Отдельно подсчитывались легковые, легкие грузовые, средние грузовые, тяжелые грузовые автомобили и автобусы. Учитывались тип улицы, уклон, скорость ветра, относительная влажность воздуха, наличие защитной полосы из деревьев. Полученные данные сравнивали с ГОСТ-17.2.2.03-77: низкая интенсивность движения – 2,7-3,6 тыс. автомобилей в сутки (38-50 автомобилей за 20 мин.), средняя – 8-17 тыс. автомобилей в сутки (111-236 автомобилей за 20 мин.) и высокая – 18-27 тыс. автомобилей в сутки (250-375 автомобилей за 20 мин) [2]. Запись данных оформили в виде таблицы (Табл.1.).

Таблица 1. Оценка загруженности улиц автотранспортом

Из таблицы 1 видно, что в среднем за 1 час по ул. Дзержинского проходит - 1524 автомобилей, по ул. Пр. Мира – 2216 автомобилей, по ул. Ленина – 2088 автомобилей. За период с 8.00 ч. до 23.00 ч. по анализируемым участкам дороги проходит в среднем 29140 автомобилей. Это говорит о том, что согласно ГОСТ – 17.2.2.03 – 77 исследуемые участки являются территориями с очень высокой интенсивностью движения, которая превышает норму. Около 90% в этом потоке занимают легковые автомобили, 4% - автомобили легкого грузового типа, 3% - автобусы, предназначенные для внутригородских перевозок пассажиров, остальной грузовой транспорт - 3%. Соотношение различных типов автомобилей на исследуемых улицах города Ноябрьска представлены на графиках 1, 2, 3 (приложение 2).

Таким образом, во все дни недели исследования загруженность выбранных улиц автотранспортом оказалась очень высокой. Наибольшая доля автомобилей на данных участках представлена легковыми автомобилями (90-91 %).

Оценка загрязнения атмосферного воздуха отработанными газами автотранспорта на участке магистральной улицы (по концентрации СО)

Одиночный автомобиль, движущийся по дороге, не в состоянии оказать сколько-нибудь заметного влияния на окружающую среду. Совершенно другая ситуация складывается при движении совокупности различных транспортных средств по автомобильным дорогам. Здесь влияние на окружающую, среду определяется не только техническими характеристиками автомобиля и дороги, но и интенсивностью, скоростью движения, а также составом транспортного потока и плотностью дорожной сети. Движение автомобиля в составе плотных транспортных потоков характеризуется изменением условий движения (скорости и ускорения). Это приводит к изменению нагрузочно - скоростных режимов работы двигателей, что оказывает существенное влияние на выброс вредных веществ. Также к основным факторам, влияющим на выброс загрязнителей, относят технический уровень и эксплуатационное состояние автомобилей, количество и номенклатура перевозимых грузов.

Основными загрязнителями атмосферного воздуха, входящими в состав выхлопов автотранспорта, в зависимости от типа двигателя, являются: окись углерода (угарный газ)

СО, оксиды азота NO и NO₂, различные углеводороды CnHm, бенз(а)пирен, сернистый газ SO₂.

Загрязнение атмосферного воздуха отработанными газами автомобилей удобно оценивать по концентрации окиси углерода (СО), мг/м³.

Формула оценки концентрации окиси углерода (С_со) (Бегма и др.,1984; Шаповалов, 1990) [4]:

С_со =(С_Ф +0,01*N*К_Т)*К_А*К_у *К_С*К_В *К_П, (1)

где

С_Ф - фоновое загрязнение атмосферного воздуха нетранспортного происхождения, мг/м₃ (равное 0,5);

N - суммарная интенсивность движения автомобилей на городской дороге, автом. /час;

К_Т - коэффициент токсичности автомобилей по выбросам в атмосферный воздух окиси углерода;

К_А - коэффициент, учитывающий аэрацию местности (Приложение 3);

К_у - коэффициент, учитывающий изменение загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода в зависимости от величины продольного уклона (Приложение 4);

К_с - коэффициент, учитывающий изменение концентрации окиси углерода в зависимости от скорости ветра (Приложение 5);

К_в - значение коэффициента, учитывающего изменение концентрации окиси углерода в зависимости от влажности воздуха (Приложение 6);

К_п - коэффициент увеличения загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода у пересечений (Приложение 7).

Коэффициент токсичности автомобилей определяется как средневзвешенный для потока автомобилей по формуле:

К_т = ∑Р_j* К_{т i} (2)

где P_j – состав движения в долях единицы для i-того вида транспорта. Коэффициент P_j приведен в процентах, а при решении необходимо Р_i выражать в виде десятичной дроби.

В нашем исследовании на участке №1 (улица Дзержинского) состав движения для легкого грузового транспорта – 3,8%, среднего грузового транспорта - 0%, тяжелого грузового транспорта – 0,1%, автобуса – 0,1%, легкового транспорта – 96%, тогда коэффициент токсичности автомобилей на данном участке:

К_Т = 0,038*2,3 + 0*2,9+ 0,001*0,2 +0,001*3,7 +0,96*1,0 = 1,05 (3)

Суммарная интенсивность движения автомобилей на городской дороге по улице Дзержинского, автом./час (N=1522).

Тип местности по степени аэрации: дороги с многоэтажной застройкой с двух сторон (К_А = 1,0).

Продольный уклон: 0 (К_У = 1,0).

Скорость ветра и относительная влажность определялись согласно данным сайта http://www.gismeteo.ru (Приложение 5, 6; Кс = 1,05; К_В = 1,0).

Тип пересечения: со светофорами, обычное (Приложение 7) - К_П = 1,8.

Далее рассчитываем коэффициент уровня загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода на улице Дзержинского, подставив значения коэффициентов в формулу (1):

С_{со (ул. Дзержинского)} =(0,5+0,01*1522*1,05)*1,0*1,0 *1,05*1,0 *1,8=31,15

Согласно ГН 2.1.6.695-98 предельно допустимая концентрация (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населённых мест максимальная разовая для СО = 5 мг/м³, ПДК выбросов автотранспорта по СО на участке №1 (ул. Дзержинского) превышено почти в 6 раз.

Рассчитываем коэффициент уровня загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода на остальных участках исследования:

С_{со (ул. Пр. Мира)} =(0,5+0,01*2216*1,05)*1,0*1,0 *1,05*1,0 *1,8=44,9

С_{со (ул. Ленина)} =(0,5+0,01*2088*1,05)*1,0*1,0 *1,05*1,0 *1,8=42,4

ПДК выбросов автотранспорта по СО на участке №2 (ул. Проспект Мира) превышено почти в 9 раз., на участке №3 (ул. Ленина) – в 8,5 раз.

Динамика выбросов оксида углерода представлена в таблице 2.

Таблица 2. Динамика выбросов оксида углерода

Выводы

Автотранспорт является одним из основных загрязнителей атмосферы оксидам азота и угарным газом, содержащихся в выхлопных газах. Количество автотранспорта растет из года в год, что непременно приводит к загрязнению окружающего воздуха.

К основным проблемам автотранспортного загрязнения в Ноябрьске относят повышение количества автотранспорта на душу населения, не соблюдение правил техобслуживания автомашин, проблема парковок, неразвитость объездных дорог, качество самих дорог.

Полученные в результате исследования результаты позволяют сделать следующие выводы:

1) автотранспортом наиболее загружены дороги, прилегающие к лицею на участках №1, №4,

2) количество легковых автомобилей на дорогах в окрестностях МОУ лицей №28 существенно превышает количество автобусов и грузовых машин;

3) при движении автотранспорта по выбранным участкам дороги большую часть газообразных выбросов (по массе) составляет угарный газ (CO); это свидетельствует о том, что жителям данной улицы угрожает хроническое отравление этим веществом;

4) масса выбросов углеводородов и диоксида азота значительно меньше, но также может влиять на состояние здоровья человека.

5) Количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу жилого района работающими автомобильными двигателями, велико, а воздуха для их разбавления до безопасной концентрации явно не достаточно.

Выдвинутая гипотеза подтвердилась: математические методы учета позволяют определить массу вредных выбросов автомобильного транспорта, попадающих в атмосферу.

Список литературы:

1. Загрязнение городской атмосферы автотранспортом и экологический риск здоровью населения

2. Федорова А. И., Никольская А. Н. Практикум по экологии и охране окружающей среды. Учебное пособие. Воронеж, 1997.

3. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ДОКЛАД О САНИТАРНО-ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКЕ в ЯМАЛО-НЕНЕЦКОМ АВТОНОМНОМ ОКРУГЕ за период 2007-2011гг.ЗАЩИТА ПРАВ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ В ЯМАЛО-НЕНЕЦКОМ АВТОНОМНОМ ОКРУГЕ в 2011 году, г. Салехард, 2012.

4. Муромцева Елена Владимировна

ОЦЕНКА УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

ОТРАБОТАННЫМИ ГАЗАМИ АВТОТРАНСПОРТА

НА УЧАСТКЕ МАГИСТРАЛЬНОЙ УЛИЦЫ

Методические указания для выполнения лабораторной работы по дисциплине «Экология» Издательство ДВГУПС

680021, г. Хабаровск, ул. Серыш, 2013

Петрухин В.А., Виженский В.А., Донченко В.В. Государственный научно-исследовательский институт автомобильного транспорта (НИИАТ)

Приложение

Приложение 1

Приложение 2

Рис. 1. Участок 1 (улица Дзержинского)

Рис. 2. Участок 2 (улица Проспект Мира)

Рис. 3. Участок 3 (улица Ленина)

Приложение 3

Значение коэффициента, учитывающего аэрацию местности, К_А

Приложение 4

Значение коэффициента, учитывающего изменение загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода в зависимости от величины продольного уклона, К_У

Приложение 5

Значение коэффициента, учитывающего изменение концентрации окиси углерода в зависимости от скорости ветра, К_С

Приложение 6

Значение коэффициента, учитывающего изменение концентрации окиси углерода в зависимости от влажности воздуха, К_В

Приложение 7

Значение коэффициента, учитывающего увеличение загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода у пересечений