IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Загрязнение окружающей природной среды есть внесение в ту или иную экологическую систему не свойственных ей живых или неживых компонентов или структурных изменений, прерывающих круговорот веществ, их ассимиляцию, поток энергии, вследствие чего данная система разрушается, или снижается ее продуктивность.

Загрязнителем может быть любой физический агент, химическое вещество и биологический вид, попадающие в окружающую среду или возникающие в ней в количествах, выходящих за рамки своей обычной концентрации, предельных естественных колебаний или среднего природного фона в рассматриваемое время.

Ингредиенты загрязнения – это тысячи химических соединений, особенно металлы или их оксиды, токсичные вещества, аэрозоли. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в практике в настоящее время используется до 500 тыс. химических соединений. При этом около 40 тыс. соединений обладают весьма вредными для организма человека свойствами, а 12 тыс. из них – токсичны.

Целью нашей работы является изучение и анализ загрязнения атмосферы выхлопами газами автомобильного транспорта.

Развитие ав­томобильного транспорта предопределило две четко выраженные и противоречивые тенденции. С одной стороны, достигнутый уровень автомобилизации, отражая технико-экономический по­тенциал развития общества, способствовал удовлетворению со­циальных потребностей населения, а с другой - обусловил увели­чение масштаба негативного воздействия на общество и окру­жающую среду, приводя к нарушению экологического рав­новесия на уровне биосферных процессов.

В нашем городе, как и в любом другом городе России используется огромное количество машин с двигателями дизельного типа. А ведь известно, что выхлопной газ от дизельного двигателя содержит намного больше токсичных и ядовитых веществ, чем от карбюраторного двигателя. Около 200 вредных для организма человека веществ содержит отработанный газ автомобиля, основой которого являются: окись углерода, окись азота, углеводороды, дым и т.д. (рис.1). Положение с выхлопными газами автотранспорта еще и усугубляется тем, что в городе практически не ведется контроль выхлопных газов на содержание СО. Посты технического обслуживания не оснащены приборами для проведения газоанализа и регулировки двигателей автомобилей.

Рисунок 1. Состав выхлопных газов автотранспорта.

СО (оксид углерода)- этот газ без цвета и запаха, более легкий, чем воздух. Образуется на поверхности поршня и на стенке цилиндра, в котором активация не происходит вследствие интенсивного теплоотвода стенки, плохого распыления топлива и диссоциации СО₂ на СО и О₂ при высоких температурах.

NO_X (оксиды азота)- самый токсичный газ из отработанных газов (ОГ). N - инертный газ при нормальных условиях. Активно реагирует с кислородом при высоких температурах. Выброс с ОГ зависит от температуры среды. Чем больше нагрузка двигателя, тем выше температура в камере сгорания, и соответственно увеличивается выброс оксидов азота.

Углеводороды (С_xН_y) - этан, метан, бензол, ацетилен и др. токсичные элементы. ОГ содержат около 200 разных углеводородов. В дизельных двигателях С_xН_y образуются в камере сгорания из-за ге­терогенной смеси, т.е. пламя гаснет в очень богатой смеси, где не хватает воздуха за счет неправильной турбулентности, низкой температуры, пло­хого распыления. ДВС выбрасывает большее количество С_xН_y, когда работает в режиме холостого хода, за счет плохой турбулентности и уменьшения скорости сгорания.

Белый и синий дым образуется из-за неполного сгорания и последующей конденсации.

Белый дымобразуется, когда двигатель находится в холодном состоя­нии, а потом исчезает из-за нагрева. Отличие белого дыма от синего оп­ределяется размером капли: если диаметр капли больше длины волны синего цвета, то глаз воспринимает дым как белый. К факторам, определяющим возникновение белого и синего дыма, а также его запах в ОГ, относятся температура двигателя, метод образования смеси, топливные характеристики (цвет капли зависит от температуры ее образования: при увеличении температуры топлива дым приобретает синий цвет, т.е. уменьшается размер капли). Кроме того, бывает синий дым от масла. Наличие дыма показывает, что температура недостаточна для полного сгорания топлива, он отрицательно влияет на организм человека, животных и расти­тельность.

SO₂ (оксид серы) образуется во время работы двигателя из топлива, получаемого из сернистой нефти (особенно в дизелях); эти выбросы раз­дражают глаза, органы дыхания. SO₂, H₂S - очень опасны для растительности.

Альдегиды (R_xCHO) образуются, когда топливо сжигается при низ­ких температурах или смесь очень бедная, а также из-за окисления тонко­го слоя масла в стенке цилиндра. При сжигании топлива при высоких температурах эти альдегиды ис­чезают.

Загрязнение воздуха идет по трем каналам:

1) ОГ, выбрасываемые че­рез выхлопную трубу (65%); 2) картерные газы (20%); 3) углеводороды в результате испарения топлива из бака, карбюратора и трубопроводов (15%).

Различие в составе отработавших газов бензиновых и дизельных двигателей объясняется большим коэффициентом избытка воз­духа α (отношение действительного количества воздуха, поступающего в ци­линдры двигателя, к количеству воздуха, теоретически необходимому для сго­рания 1 кг топлива) у дизельных двигателей и лучшим распыливанием топли­ва (впрыск топлива). Кроме того, у бензинового карбюраторного двигателя смесь для раз­личных цилиндров неодинакова: для цилиндров, расположенных ближе к карбюратору, - богатая, а для удаленных от него - беднее, что является недостатком бензиновых карбюраторных двигателей. Часть топливовоздушной смеси у карбю­раторных двигателей поступает в цилиндры не в парообразном состоянии, а в виде пленки, что также увеличивает содержание токсичных веществ вслед­ствие плохого сгорания топлива. Этот недостаток не характерен для бензино­вых двигателей с впрыском топлива, так как подача топлива осуществляется непосредственно к впускным клапанам.

Загрязнение окружающей среды приводит к «загрязнению», «зашлакованности» организма человека. В результате ослабленная дыхательная система человека от вредных компонентов воздуха часто проявляется в таких заболеваниях как различные аллергические реакции, заболевания кожи, бронхиальная астма, пневмония, туберкулез и рак легких. Еще в прошлом веке рак у детей был почти неизвестным, а сейчас он встречается среди них все чаще и чаще.

Окись азота влияет на глаза, двуокись азота поражает слизистые оболочки глаз и легких. Эти вещества провоцируют обострение заболеваний дыхательной системы - бронхит, астму, провоцируют возникновение и распространение инфекций дыхательных путей.

Двуокись серы при попадании в атмосферу образует кислоты, весьма опасные для растений, животных и человека. Двуокись серы парализует защитные механизмы дыхательной системы, способствует проникновению в организм человека различных инфекций.

Угарный газ и оксиды азота одна из основных причин головных болей, усталости, немотивированного раздражения, низкой трудоспособности.

Сернистый газ способен воздействовать на генетический аппарат, способствуя бесплодию и врожденным уродствам, а все вместе эти факторы ведут к стрессам, нервным проявлениям, стремлению к уединению, безразличию к самым близким людям.

В больших городах также более широко распространены заболевания органов кровообращения и дыхания, инфаркты, гипертония и новообразования.

Основными источниками загрязнения воздушной среды автотранспортом являются отработавшие газы ДВС, картерные газы, топливные испарения. По расчетам специалистов, «вклад» автомобильного транспорта в атмосферу составляет до 90% по окиси углерода и 70% по окиси азота.

В заключении можно отметить, что экологический ущерб автотранспорта огромен и проявляется непосредственно во многих явлениях: загрязнение почвы, воды, атмосферы, автотранспорт создает шумовые и энергетические загрязнения, а также добавляет в почву и воздух тяжелые металлы и другие вредные вещества. Все это ведет к значительному ухудшению здоровья и сокращению жизни населения.

Основные пути снижения экологического ущерба от транспорта выделятся в следующем:

1. оптимизация движения городского транспорта;

2. вести строгий контроль выхлопных газов на содержание СО соответствующими организациями;

3. разработка альтернативных электроисточников;

4. дожигание и очистка органического топлива;

5. создание (модификация) двигателей, использующих альтернативные топлива;

6. защита от шума;

7. кардинально решает вопрос озеленения, так как углекислый газ поглощается растениями, при этом выделяется кислород;

8. жителям мегаполиса нужно чаще выезжать в лес, особенно сосновый, гулять каждый вечер в лесопарковых зонах;

9. снизить до минимума автопоездки, ходить пешком, так как, это один из факторов здорового образа жизни, или же пользоваться велосипедом;

10. включить в свой рацион питания молоко, которое способно выводить из организма токсины, соли тяжелых металлов и даже радиоактивные вещества. Витамины, содержащиеся в молоке, защищают организм от вредного воздействия окружающей среды.

Список используемой литературы:

1. Аксенов И.Я. Аксенов В. И. Транспорт и охрана окружающей среды. – М.: Транспорт, 1986. – 176с.

2. Григорьев А.А. Города и окружающая Среда. Космические исследования. – М.: Мысль, 1982.

3. Луканин В.Н., Буслаев А.П., Трофименко Ю.В и др. Автотранспортные потоки и окружающая среда: Учебное пособие для вузов. М.: ИНФРА-М, 1998 – 408 с.

4. Стадницкий Г.В. Экология: Учебник для вузов. – 6-е изд. – СПб: Химиздат, 2001. – 288с.: ил.

5. Сидоренко В.М. и др. Экология: Учеб. пособие. – СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2004. – 80с.

6. Бензиновый двигатель внутреннего сгорания: принцип работ. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://autorelease.ru/articles/automobile/3307-benzinovyj-dvigatel-vnutrennego-sgoraniya-princzip-raboty.html

7. Влияние выхлопных газов на организм человека. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://cyberleninka.ru/article/n/vliyanie-vyhlopnyh-gazov-na-organizm-cheloveka

Код для цитирования: Скопировать