Оглавление

Введение…………………………………………………………………….3

1. Экология и автомобили…………………………………………………5

2. Проблема загрязнения атмосферного воздуха

    в Кемеровской области автотранспортом…………………………….10

Заключение………………………………………………………………..13

Список литературы……………………………………………………….14

Приложение……………………………………………………………….15

Введение

Становление и развитие человеческого общества сопровождалось локальными и региональными экологическими кризисами антропогенного происхождения. Можно сказать, что шаги человечества вперед по пути научно-технического прогресса неотступно сопровождали, как тень, негативные моменты, резкое обострение которых приводило к экологическим кризисам. Однако если ранее имели место локальные и региональные кризисы, так как само воздействие человека на природу носило преимущественно локальный и региональный характер, то  в современную эпоху экологические кризисы становятся все более значительными и носят более масштабный характер.

Современная экологическая ситуация показывается, что «благодаря» научно-техническому прогрессу человек  начинает оказывать все более значимое негативное влияние  на природу. Так как в природе «все связанно со всем», то невозможно воздействовать на часть системы без последствий для всей системы (как для биосферы, так и для отдельного организма). Отсутствие или повреждение нескольких связей система может компенсировать, но если их будет нарушено много или будут затронуты наиболее существенные из них, система разрушается. Чем сложнее система, тем больше у нее скомпенсированных связей, что позволяет ей быть более устойчивой к антропогенным воздействиям. Но когда пройден порог адаптации,  наступают необратимые изменения.

В конституции Российской Федерации закреплена обязанность государственной и муниципальной власти защищать окружающую среду. Система мер по предотвращению и уменьшению выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух имеет целью защитить человека и окружающую природную среду от вредных воздействий.

Реализацией природоохранных мероприятий в каждом регионе занимаются комитеты природных ресурсов, от эффективности работы которых зависит экологическое состояние региона и, как следствие этого, здоровье его граждан.

1. Экология и автомобили

На протяжении всего XX века произ­водство автомобилей стремительно возрастало. В 1998 г. по дорогам ми­ра ездило уже 700 млн автомобилей. Ожидается, что к 2010 г. это число до­стигнет миллиардной отметки [6].

Такое распространение автомо­биль получил главным образом благодаря качествам установленного на нем двигателя. При сравнительно небольшой массе он развивает мощ­ность, достаточную для быстрой ез­ды, потребляя при этом не так уж много топлива: одной заправки хва­тает на 400-500 км. Двигатель готов к работе и летом и зимой.

Все было хорошо, пока автомоби­лей не стало слишком много. В столицах развитых стран на каждую ты­сячу жителей приходится более 300 автомобилей; в Москве - 250 (а все­го в российской столице 2,2 млн автомобилей). Очевидно, что при таком количестве машин легкий дымок, вы­ходящий из выхлопных труб, загряз­няет окружающий воздух настолько, что это причиняет ощутимый вред здоровью людей и природе. Среди множества различных газов и хими­ческих соединений, выбрасываемых автомобилем, есть и токсичные ве­щества. На некоторых московских магистралях в часы пик их содержа­ние в воздухе превосходит предельно допустимые концентрации в десять и более раз. А по всей России выброс вредных веществ автомобилями в 1998 г. составил 11,8 млн тонн.

В цилиндрах двигателя происхо­дит окисление мелкораспыленного и испаренного топлива кислородом воздуха с образованием тепла, угле­кислого газа (СО₂) и воды. За тысяч­ные доли секунды, отводимые на этот процесс при каждом такте работы двигателя, часть топлива не успевает сгореть. Продукты его неполного сго­рания выбрасываются из выхлопной трубы в атмосферу [8].

Больше всего выделяется моноксида углерода (СО - угарного газа) и различных углеводородов, среди которых особую опасность представ­ляет бенз(а)пирен - вещество, спо­собствующее возникновению онко­логических заболеваний. Кроме того, азот, входящий в состав воздуха, при высоких температурах и давле­нии, развиваемых в цилиндрах двига­теля, реагирует с кислородом, обра­зуя весьма опасные оксиды.

Дизели выбрасывают ещё и серни­стый ангидрид (SO₂) - при работе на топливе, в котором содержится мно­го серы, а также твердые частицы, образующиеся при горении топлива в цилиндрах, и масляные аэрозоли. При больших количествах твердых частиц отработанные газы делаются видимыми - двигатель дымит.

Есть и еще одна опасность. Дело в том, что чем сильнее сжимается горючая смесь в цилиндрах до воспла­менения искрой от свечи зажигания, тем эффективнее и экономичнее ра­бота двигателя. Если использовать низкосортный бензин (так называ­емый низкооктановый), то нормаль­ный процесс сгорания горючей смеси нарушается. Возникает детонация - сгорание со взрывной скоростью. При этом двигатель перегревается, быстро изнашивается, а его мощность пада­ет. Таких последствий можно избе­жать, применяя высокосортный (вы­сокооктановый) бензин, но для его изготовления необходима сложная и дорогостоящая технология по пере­работке нефти [6; 9].

Однако выяснилось, что добавле­ние к низкооктановому бензину да­же небольшого количества так назы­ваемой этиловой жидкости (1-3 г на 1 л бензина) позволяет использовать его в двигателях, не опасаясь возникновения детонации. Этот путь как бо­лее простой и дешевый и был избран практически повсеместно. Бензин с присадкой этиловой жидкости получил название этилированного. Но этиловая жидкость содержит сви­нец и соединения, способствующие его превращению в летучие соли, которые уносятся с выхлопными га­зами, что в результате привело к большому накоплению свинца в окружающей среде и повлияло на здоровье населения. Поэтому многие страны с 80-х гг. XX в. начали пе­реходить на использование неэтили­рованного бензина, а применение этилированного резко сократилось. В США, Японии, в некоторых евро­пейских странах и крупнейших российских городах он теперь вообще запрещен.

Стало очевидно: чтобы остано­вить загрязнение окружающей среды, необходимо вводить законы, ограни­чивающие выброс вредных веществ. В США и Японии, а затем и в европей­ских странах (в том числе и России) были установлены предельно допус­тимые нормы выброса для различных категорий автомобилей.

Первоначально законодательные ограничения вводились лишь на те вещества, которых выбрасывалось осо­бенно много, и на наиболее ядовитые, а также на дымность и твердые части­цы (сажу, пыль и т. д.). Но по мере роста числа автомобилей нормы ужесто­чались. Их устанавливает один из комитетов Европейской экономиче­ской комиссии ООН, вынуждая автомобилестроителей совершенствовать выпускаемую продукцию таким обра­зом, чтобы уменьшить токсичность отработанных газов. С 2000 г. в России также установлены соответству­ющие европейским стандартам нор­мы на новые модели автомобилей [8].

Что же делается для того, чтобы обеспечить соответствие автомоби­лей современным, весьма жестким нормам? Совершенствуются уже существующие двигатели, создаются новые, обеспечивающие более полное сгорание топлива. Карбюраторное смесеобразование заменяется впры­ском топлива, широко внедряется электроника. Это, конечно, заметно уменьшает токсичность отработан­ных газов, но снизить ее до без­опасных пределов все же не удается. Приходится вредные вещества, выхо­дящие из цилиндров двигателя, лик­видировать уже в выпускной системе. Для этого применяются каталитиче­ские нейтрализаторы. Но их исполь­зование связано с определенными трудностями, так как отработанные газы проходят по выпускной системе с большой скоростью; температура их изменяется в широких пределах и достигает 900 ⁰С, а сами нейтрали­заторы, которые устанавливаются под днищем автомобиля, подвергаются значительным внешним механиче­ским и тепловым воздействиям.

В современных нейтрализаторах в качестве катализаторов применяют платину, палладий, родий. Это очень дорогие металлы, и, хотя их расходуется не так уж много (на производст­во нейтрализатора для легкового ав­томобиля нужно 1-3 г), стоимость устройства оказывается высокой.

При использовании нейтрализато­ров заправлять автомобиль можно уже только неэтилированным бензи­ном, иначе нейтрализатор приходит в негодность, да и расход топлива увеличивается. Предъявляются более строгие требования к приборам пи­тания и зажигания, к их конструкции и регулировке. В связи с этим автомо­биль становится дороже. Так, в современных зарубежных автомобилях на системы нейтрализации и электрон­ные устройства приходится 10-12% общей стоимости. Несмотря на это, автомобилестроители во всём мире переходят на оснащение своей продукции нейтрализаторами, так как это обеспечивает снижение выбросов вредных веществ на 80-90 % [9].

На токсичность отработанных га­зов большое влияние оказывает сорт применяемого топлива и его качест­во. В настоящее время увеличивается производство бензинов без свинцо­вистых присадок, в дизельном топли­ве ограничено содержание серы, топ­ливо из нефти заменяется более «чистым» сжатым природным газом. Можно использовать в качестве топ­лива и водород, обеспечивающий очень чистый выхлоп. Однако пока не удается создать дешевые и безопас­ные системы образования и хранения водорода на борту автомобиля.

Значительный интерес представля­ют электрические двигатели, использующие аккумуляторные батареи и электрохимические генераторы. Электромобили отличаются хорошей приспосабливаемостью к перемен­ным режимам городского движения, простотой технического обслужива­ния, а главное - экологической чис­тотой. Однако широкого практическо­го применения они пока не находят.

Во-первых, нет надежных, легких и достаточно энергоемких аккумуляторов.

Во-вторых, перевод автомобильного парка на питание от электрохимиче­ских аккумуляторов приведет к расходованию на их подзарядку огромного количества электроэнергии, значи­тельная часть которой вырабатывается на электростанциях при сжигании ископаемого топлива. Так что в этом случае загрязнение воздуха будет про­исходить не от автомобилей, а от эле­ктростанций. По причине дороговиз­ны и тихоходности не стали пока обычными и электромобили, работа­ющие от солнечных батарей.

Рост автомобильного парка поро­дил проблему утилизации непригодных для дальнейшей эксплуатации автомобилей. Так, в Европе в 1995 г. было ликвидировано около 15 млн машин; в США - 11 млн. Чтобы не происходило захламления городов, пришлось создать целую сеть предприятий для разборки старых авто­мобилей, сортировки и продажи еще пригодных для использования частей, переработки металлического лома. Неиспользуемые отходы дробят, раз­малывают и отправляют на свалки [6].

Таким образом, при проектирова­нии новых автомобилей необходимо думать и о том, как утилизировать их остатки, исключать применение ма­териалов, которые, попав в конце концов на свалки, будут загрязнять окружающую среду.

2. Проблема загрязнения атмосферного воздуха в Кемеровской области автотранспортом

Проблема загрязнения атмосферного воздуха - одна из наиболее острых экологических проблем Кемеровской области, так как основная часть населения проживает в районах, где концентрации загрязняющих веществ регулярно превышают предельно допустимые уровни. Наиболее загрязненными городами являются Новокузнецк и Белово.

Загрязнение атмосферы в Кемеровской области является результатом чрезвычайно высокой концентрации различных производств. На небольшой территории в 95,7тыс. км² из 1509 предприятий, контролируемых комитетом по выбросам загрязняющих веществ, расположены около 300 предприятий железнодорожного, автомобильного транспорта и дорожного хозяйства [3].

Основная часть валового выброса в атмосферу вредных веществ берет начало от сгорания различных видов топлива. На рис.1 изображена структура выбросов загрязняющих веществу в атмосферу Кемеровской области в усредненных цифрах за последние три года.

Загрязнение атмосферного возду­ха происходит в процессе угледобычи на угольных разрезах и шах­тах, при транспортировке угля, а также при переработке его на углеобогатительных фабриках [1].

За последние годы выбросы загрязняющих веществ от стационарных источников составили 1206,676 тыс. тонн, от автомобильного транспорта - 246,237 тыс. тонн, от железнодорожного транспорта - 27,376 тыс. тонн и от воздушного транспорта - 0,653 тыс. тонн [2; 3].

Рис. 1 Структура выбросов загрязняющих веществ в атмосферу Кемеровской области за последние три года (в усредненных данных)

В области постоянно растет авто­мобильный парк, среднегодовой темп его прироста составляет 8,3%. На грузовые автомобили приходится 39 % общего автомобильного парка. Особенно быстро увеличивается коли­чество автомобилей в Кемерово и Новокузнецке. Это приводит к тому, что автотранспорт наряду с промышленными предприятиями становится одним из основных источников загрязнения атмосферного воздуха. Выхлоп­ные газы автомашин содержат большое количество различных хи­мических соединений продуктов полного и неполного сгорания жид­кого топлива. В выхлопных газах определяется более 60 различных химических веществ, среди которых с гигиенической точки зрения особое значение имеют окись углерода, окислы азота, предельные и непредельные углеводороды, альдегиды, кетоны, сажа и аэрозоль свинца [4].

Проблема охраны атмосферного воздуха от выбросов автотран­спорта усложняется тем, что они поступают непосредственно в зону дыхания человека, и их рассеивание затруднено. Кроме того, нали­чие узких улиц и высоких зданий в городах способствует накопле­нию вредных веществ выхлопных газов автотранспорта в призем­ном слое.

Выбросы от передвижных источников в 2003г. составили 274,266 тыс. тонн (18,52%), в том числе:

- автомобильный транспорт - 246,237 тыс. тонн,

- железнодорожный транспорт - 27,375 тыс. тонн,

- воздушный транспорт - 0,653 тыс. тонн. [3].

Основную долю в выбросах от передвижных источников составляют выбросы от автомобильного транспорта (89,78%).

Увеличение выбросов по г. Кемерово, Анжеро-Судженску, Междуреченску, Кемеровскому району происходит за счет увеличения количества легкового автотранспорта [3; 7].

По данным предприятий и территориальных отделов КПР, отмечается снижение количества выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта в г. Белово, Прокопьевске, что обусловлено сокращением годового пробега легкового и грузового транспорта. Снижение уровня выбросов в г. Новокузнецке произошло за счет изменения структуры автотранспорта: уменьшения количества грузового транспорта по сравнению с 1999г. на 10 тыс. единиц [7].

Анализ позволил выделить на территории области три района (А, Б, В) и восемь подрайонов - 1а - 5а, lб - 3б (Приложение 1).

 Районы, где в населенных местах индекс загрязнения:

- «а» - выше 1,0 (район А);

- «б» – равно или ниже 1,0 (район Б);

- «в» – не регистрируются (малоосвоенная территория – район В).

Подрайоны перечисляются в порядке уменьшения уровня загрязнения атмосферного воздуха.

Заключение

Социально-экономическое развитие общества в XX веке, в основном ориентированное на быстрые темпы экономического роста, породило беспрецедентное причинение вреда окружающей природной среде. Богатства природы, ее способность поддерживать развитие общества и возможности самовосстановления оказались не безграничными. Возросшая мощь экономики стала разрушительной силой для биосферы и человека. Устранение сложившихся противоречий возможно выполнить сегодня только в рамках стабильного социально-экономического развития, не разрушающего своей природной основы.

Для Кузбасса характерны те же проблемы и тенденции, что и для всего процесса развития России в последнее десятилетие. Они находились под влиянием институциональных изменений, связанных с радикальной трансформацией политической и социальной жизни общества, переходом экономики  от  плановой  к  рыночной,  формированием  рыночной инфраструктуры и изменением отношений собственности.

Вместе с тем Кузбасс, как сырьевой регион, имеет свою специфику. Интенсивная эксплуатация природных ресурсов, насыщенность крупными производствами в горнодобывающей, металлургической и химической отраслях; деформированная и однобокая структура валового регионального продукта (ВРП), страдающего низкой товарностью и невысокой добавленной стоимостью; удаленность рынков сбыта; значительные издержки производства, высокий износ основных фондов, их техническое и технологическое несовершенство - вот далеко не полный перечень проблем региональной экономики, которые в полной мере проявляются в экологическом неблагополучии территории.

В таких условиях экологическая политика должна стать неотъемлемой составной частью экономических преобразований.

Список литературы

1. Гигиенические аспекты районной планировки и градостроительства в Кемеровской области / Под ред. Е.М. Горбачева. - Новосибирск: Наука,1978.-268с.

2. Доклад о состоянии окружающей природной среды Кемеровской области в 2002 году. – Кемерово,2003.-302с.

3. Доклад о состоянии окружающей природной среды Кемеровской области в 2003 году. – Кемерово,2004.-292с.

4. Малахов С.М., Новоселова Л.А. О состоянии окружающей среды Кемеровской области в 1999 году // ЭКО бюллетень. – 2000.-№9 (56).-С.3-11.

5. Орлов Б. Наша атмосфера: мифы и реальность // Комсомольская права в Кузбассе. – 2001.-15 августа (№147). – С.11.

6. Сидорович В.С. Экологический путь развития // Приборы и системы управления. – 1999.-№5.-С.5-9.

7. Тулеев А.Г. Кузбасс–2002: итоги, проблемы, задачи. Бюджетно-статистические данные. - Кемерово: Кузбассвузиздат,2002.-104с.           

8. Школлер М.Б. Проблемы экологической химии. – Новокузнецк: Кемеровский государственный университет Новокузнецкий филиал,1997.-227с.

9. Экологическое состояние территории России / Под ред. С.А. Ушакова. – М.: Академия, 2001. – 128с.

Приложение 1

Схема загрязнения атмосферного воздуха