Автотранспорт и экологические проблемы г. Уральска - конспект для урока

АВТОТРАНСПОРТ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ г. УРАЛЬСКА

Цель работы - выяснить роль воздействия автотранспорта в жизни человека, раскрыть сущность связанных с ними экологических проблем и попытаться наметить выход из сложившейся в г.Уральск тяжёлой экологической ситуации, связанной с их использованием.

Задачи:

ü Выяснить, как зависит загрязнение атмосферного воздуха от интенсивности движения автотранспорта?

ü Узнать, как минимизировать это влияние.

ü Оценить пути решения экологических проблем.

Актуальность данной темы обусловлена возрастающим количеством автомобильного транспорта и решением проблемы его воздействия на качество городской среды и здоровье населения.

В результате увеличивающейся техногенной нагрузки на окру­жающую среду изменился газовый состав атмосферного воздуха, сдвинулось га­зовое равновесие, сохранявшееся до начала научно-технической революции. Загрязнение воздуха приводит к значительным негативным последствиям: является причиной повышения заболеваемости населения, снижения урожай­ности сельскохозяйственных культур, гибели лесных массивов, наносит зна­чительный ущерб жилым зданиям и техническим сооружениям, историчес­ким памятникам. И одним из источников загрязнения является автотранспорт.

Проблемы экологической безопасности автомобильного транспорта являются составной частью экологической безопасности. Автомобильный транспорт, генерирующий шум и загрязняющий атмосферный воздух, является одним из основных источников загрязнения окружающей среды в крупных городах и населенных пунктах, а также представляющих угрозу жизни человека. Поэтому я заинтересовалась влиянием автомобильного транспорта на окружающую среду и здоровье человека.

Когда, кем и где впервые был придуман автомобиль? Трудно выделить какую- либо страну как колыбель автомобиля. Самые первые модели были построены немцами, французами, русскими, англичанами, американцами, итальянцами и стали прототипами для бесчисленных, более поздних конструкций во всех стра­нах мира. Сегодня автомобили прочно вошли в повседневную жизнь, они решили проблему времени и расстояния. Но вместе со всеми плюсами автомобили нега­тивно влияют на окружающую среду. Роль автотранспорта, а значит, и выбросов от него во всем мире растет. В автомобильных двигателях внутреннего сгорания в мире ежегодно сжигается около 2 млрд.т нефтяного топлива. При этом КПД со­ставляет 23%, остальные 77% уходят на обогрев окружающей среды. Кроме того, автотранспорт оказывает шумовое воздействие на окружающую среду, вызывает эрозию почвенного покрова; в окружающую среду попадают также продукты из­носа шин, моющие средства и грязная вода после мойки машин, пары топлива из баков. Однако самые опасные загрязнения - выбросы угарного газа, серы, бензопирена, оксидов азота, формальдегида. В мире ежегодно выпускается около 25 млн. машин. В 2008г. численность мирового автопарка приблизилась к 600 млн машин, из них 400 млн легковых. Один автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы в среднем более 4 т кислорода, выбрасывая при этом с отработанными газами примерно 1400 кг угарного газа, 40 кг оксидов азота и почти 200 кг различных углеродов. С точки зрения наносимого экологического ущерба, автотранспорт лидирует во всех видах негативного воздействия: загрязнение воздуха - 95%, шум - 49,5%, воздействие на климат - 68%.

Считается, что один автомобиль выделяет 1000-1200 вредных компонентов, многие из которых токсичны. В среднем нормально эксплуатируемый автомобиль в сутки выбрасывает 4 кг только углекислого газа! Коварным газом является оксид углерода. В легких он соединяется с гемоглоби­ном крови в 200-300 раз быстрее, чем кислород. При сильном отравлении чело­век может погибнуть от кислородного голодания. Угарный газ угнетает актив­ность ферментов клеток печени, сердца, мозга, повышает уровень сахара в крови. Большие количества выбрасываемого угарного газа ведут к возникновению эф­фекта, который заключается в поглощении атмосферой теплового (инфракрасно­го) излучения Земли. Это может привести к повышению температуры земной поверхности, что вызовет таяние льдов и соответственно поднятие уровня Миро­вого океана. Выбросы сернистого газа и оксидов азота вызывают заболевания дыхательных путей. Оксиды азота в 10 раз опаснее, чем оксид углерода, они являются причиной возникновения нитрозоаминов - сильных канцерогенов. При взаимодействии с оксидами азота они под действием солнечного излучения образуют фотохимический смог, содержащий соединения, значительно превышающие по своей токсичности исходные (появляется неприятный запах, рез­ко ухудшается видимость, воспаляются глаза, слизистые оболочки носа, горла, обо­стряются легочные заболевания). Диоксид азота опасен тем, что под действием УФ-излучения он превращается в монооксид азота и озон. Озон и свободные ато­мы кислорода, в свою очередь, вступают в реакции с углеводородами с образова­нием токсичных продуктов - альдегидов и пероксидных радикалов, которые в ре­зультате дальнейших превращений трансформируются в разнообразные вещества, в том числе пероксиацилнитраты. Эти соединения раздражают слизистые оболоч­ки глаз и дыхательных путей. Кроме того, эти вещества подавляют процесс фото­синтеза.

Автомобильные выхлопные газы - смесь примерно 200 веществ. В них содержатся углеводороды - не сгоревшие или не полностью сгоревшие компоненты топлива (всего 15% его расходуется на движение автомобиля, а 85 % «летит на ветер»), среди которых большое место занимают непредельные углеводороды этиленового ряда, особенно гексен и пентен. Их доля возрастает в 10 раз, когда двигатель работает на малых оборотах или в момент увеличения скорости, то есть во время заторов или у красного сигнала светофора. СО2 и большинство других выбросов тяжелее воздуха, поэтому они скапливаются у поверхности земли. Оксид углерода (I) соединяется с гемоглобином крови и мешает ему нести кислород в ткани организма. Оксиды азота играют большую роль в образовании продуктов превращения углеводородов в атмосферном воздухе. Из-за неполного сгорания топлива в двигателе автомашин часть углеводородов превращается в сажу, содержащую смолистые вещества. В 1 л бензина может содержаться 1 г тетраэтилсвинца, который разрушается и выбрасывается в атмосферу в виде соединения свинца. Свинец - один из основных загрязнителей внешней среды, его поставляют главным образом современные двигатели с высокой степенью сжатия, выпускаемые автомобильной промышленностью.

В Западно-Казахстанской области значение автотранспорта очень велико (табл.1).  За последние несколько лет количество транспортных единиц значительно уве­личилось.

По данным областной экологии количество выбросов от передвижных ис­точников также увеличилось.

В г. Уральске экологически опасная ситуация сложилась в районе рынка и на перекрестках, особенно на пересечении ул.им.Курмангазы и пр.Евразии. За 1 мин через данный перекресток проезжает около 50 машин, и почти столько же ожидают своей очереди. Известно, что на состав отработанных газов дви­гателя большое влияние оказывает режим работы автомобиля в городских ус­ловиях. Низкая скорость движения и частые ее изменения, многократные тор­можения и разгоны способствуют повышенному выделению вредных веществ. Кроме того, «лежачие полицейские» также способствуют частому торможе­нию автомобилей. Безусловно, это необходимо для снижения опасности на дорогах, но в то же время сложившаяся экологическая обстановка в городе усугубляется. Около 30% заболеваний горожан связаны с загазованностью вых­лопными газами. Так, по данным областного здравоохранения количество за­болеваний аллергического характера и заболеваний органов дыхания увели­чилось: в 2007 г. обратились около 19 368 человек, в 2008 г. - 19 370, а в 2009 г. - около 20 000.

Количество выделяемых в окружающую среду вредных веществ зависит не только от численности и структуры автомобильного парка, а также от тех­нического состояния. Обнаружено, что очень часто ведомственный транспорт не выдерживает проверок на токсичность газов.

Экологически чистый автомобиль - реальность или фантастика?

В последнее время широкое распространение получила идея использования чистого водорода в качестве альтернативного топлива. Интерес к водородному топливу объясняется тем, что в отличие от других это самый распространённый в природе элемент.

Водород - один из главных претендентов на звание топлива будущего. Для получения водорода могут быть применены различные термохимические, электрохимические и биохимические способы с использованием энергии Солнца, атомных и гидравлических электростанций и т.д.

Экологические преимущества водорода доказаны в ходе различных испытаний.

В каком виде можно применять водород? Газообразный, даже сильно сжатый водород невыгоден, так как для его хранения нужны баллоны большой массы.

Более реальный вариант - использование жидкого водорода. Правда, в этом случае необходимо устанавливать дорогостоящие криогенные баки со специальной термоизоляцией.

ЕС решил перевести 10% автотранспорта на биотопливо к 2020 году. Евросоюз поставил задачу к 2020 году перевести 10% своих автомобилей на биологическое топливо. Такое решение одобрили на встрече в Брюсселе министры энергетики 27 стран ЕС. «К 2020 году как минимум 10% автомобильного горючего, потребляемого в каждой стране Евросоюза, должно стать топливо биологического происхождения», - говорится в резолюции Совета ЕС по энергетике и транспорту. Речь идет о таких видах горючего как спирты и производимый из биомассы метан. В резолюции подчеркивается необходимость принять общеевропейские меры, чтобы повысить эффективность технологий производства этого топлива и улучшить его коммерческие возможности. В настоящее время, производимое в Европе биотопливо в среднем на 15-20 дороже традиционного.

Некоторые модели автомобилей, в том числе Saab 9-5 и Ford Focus, приспособлены для использования топливной смеси, в которой содержится 80% биотоплива.

Биодизель - это топливо, полученное из растительного масла посредством его химического превращения так называемым процессом переэтерификации. В Европе оно изготавливается из подсолнечного и рапсового масла, в Соединенных Штатах - из соевого или из разновидности рапсового масла. Происходит химическая реакция масла с алкоголем, в основном с метиловым спиртом, для уменьшения вязкости и очищения масла. Этот химический процесс позволяет получить однородный, устойчивый и качественный продукт: EMVH (Метиловый сложный эфир растительных масел),свойства его близки к дизельным маслам. Преимущества биодизеля:

Биодизель - это источник возобновляемой энергии, решение будущего, приходящее на смену использования нефти

Использование биодизеля не требует изменения кинематической цепи, только в зависимости от модели, давности автомобиля - устанавливается топливный фильтр. Биодизель позволяет предотвращать потепление на нашей планете, вызванной повышенным содержанием углекислого газа и серы в атмосфере: в отличие от горючих двигателей, он не увеличивает процент содержания С02 в атмосфере. Действительно в течение жизненного цикла растение должно поглощать количество углекислого газа эквивалентное количеству выбросов в процессе работы двигателя.

В последнее время широкое распространение получила идея использования чистого водорода в качестве альтернативного топлива. Интерес к водородному топливу объясняется тем, что в отличие от других это самый распространённый в природе элемент.

Водород - один из главных претендентов на звание топлива будущего. Для получения водорода могут быть применены различные термохимические, электрохимические и биохимические способы с использованием энергии Солнца, атомных и гидравлических электростанций и т.д.

Экологические преимущества водорода доказаны в ходе различных испытаний. В каком виде можно применять водород? Газообразный, даже сильно сжатый водород невыгоден, так как для его хранения нужны баллоны большой массы.

Более реальный вариант - использование жидкого водорода. Правда, в этом случае необходимо устанавливать дорогостоящие криогенные баки со специальной термоизоляцией.

Исключением может стать только электрический автомобильный двигатель. Работы по его созданию ведут крупнейшие автомобилестроительные фирмы мира, прежде всего Япония.

Источником тока в электромобилях пока являются свинцовые аккумуляторы. Без подзарядки такие автомобили обеспечивают пробег до 50-60 км (максимальная скорость 70 км/ч, грузоподъемностью 500кг), что позволяет использовать их в качестве такси или для технологических перевозок мелких партий грузов внутри города. Серийное производство и использование электромобилей потребует созданию станций зарядки аккумуляторов, отвечающих всем необходимым технико-экономическим требованиям.

Специалисты полагают, что наиболее энергосберегающим и высокоэффективным источником энергии для электромобилей являются батареи топливных элементов. У таких элементов много достоинств, прежде всего высокий КПД, достигающий в реальных установках 60-70%; их не надо заряжать, как аккумуляторы, достаточно пополнять запасы реагентов. Наиболее перспективен водородно-воздушный электрохимический генератор (ЭХГ), в котором продуктом реакции при выработке электрической энергии является химически чистая вода. Главный недостаток ЭХГ на сегодняшний день - высокая стоимость.

Человечество слишком медленно, но все же подходит к пониманию того, что необходимо поставить материальное потребление на подобающее ему место среди других источников личного удостоверения, таких не материальных ценностей, как семья, дружба, общение с другими людьми, развитие собственной личности; что следует, наконец, жить в соответствии с возможностями Земли. От решения именно этой задачи в первую очередь зависит, сохраним ли мы биосферу Земли.

Для улучшения и ликвидации отрицательных воздействий автотранспорта на атмосферу необходимо:

1.     Проводить строгий контроль за расходованием горючего и исправнос­тью всех видов автомашин.

2.     Постепенно выносить транспортные предприятия за черту населенных пунктов.

3. Использовать в значительной мере экономичный и менее токсичный вид топлива - природный газ.

4. Проводить озеленение автомагистралей, а также высаживать защитные полосы вдоль дорог в городе.

Разные породы деревьев, которые можно использовать для посадки, отли­чаются интенсивностью поглощения. Считается, что наилучшие поглотители сернистого газа-тополь бальзамический и черный, ясень зеленый, вяз глад­кий, липа мелколиственная, береза, ива белая. Поглотители оксидов азота - сосна эльдарская, клен американский, сосна черная, яблоня обыкновенная.

Жизнь в городе очень напряженная. Человек нередко чувствует себя неза­щищенным, и это далеко небезосновательно. Экологическая обстановка нахо­дится на грани допустимого, хотя эти рамки четко не определены. Человек оторван от естественной среды обитания - от природы. Его здоровье медлен­но, но уверенно растворяется в городских улицах и зданиях. И поэтому сегод­ня как никогда перед человечеством стоит вопрос о необходимости изменения своего отношения к окружающей среде и обеспечения соответствующего вос­питания и образования нового поколения. Человечество подошло к порогу, за которым нужны и новая нравственность, и новые знания, новый менталитет, новая система ценностей. Безусловно, их нужно создавать и воспитывать с детства. С повышением качества экологического образования связано ожида­ние обществом стабильности, развития толерантности и согласия в мире.

Из своей работы я сделала вывод, что с изобретением тепловых двигателей власть человека над природой увеличилась. Но человек - часть природы, поэтому, чтобы жить на Земле без страха за своё будущее, за своё здоровье, любоваться красотами природы, нужно беречь наш дом, иначе можно погибнуть.

В наше время люди, принимающие ответственные технические решения, должны владеть основами естественных наук, быть экологически грамотными, осознавать свою ответственность за действия и понимать, какой вред они могут принести природе. По-моему мнению автомобиль в жизни и деятельности современной цивилизации просто необходим. Но всякие недоработки научно-технического прогресса необходимо устранять своевременно с той целью, чтобы сохранить в чистоте окружающую среду. Человек должен понять, что жизнь на Земле зависит от его отношения к природе, от гармонии между ними.

Литература:

1.    Суербаев Р.Х. Экологические проблемы Западно-Казахстансой области: Аналитический обзор. /Суербаев Р.Х., Куспанов С.К., Хон В.Н. – Уральск,2002.- 76стр.

2.    Биоразнообразие - это наша жизнь [Текст] // Приуралье.- 2010.- 3 июня. Суетин А.

3. www.google.kz