25.07.2013

Загрязнение атмосферного воздуха выбросами автотранспорта

    Основная доля загрязнения атмосферного воздуха приходится на автотранспорт. Его особенности, как источника загрязнения воздуха – низкое расположение, пространственная распределённость и близость к жилым районам. Безусловно, постоянное пополнение парка автомобилей отрицательно влияет на окружающую среду и здоровье людей.
    Подавляющее большинство автомобилей сконцентрировано в крупных городах, поэтому с каждым годом вклад машин в загрязнение окружающей среды возрастает. Атмосферный воздух мегаполисов обеднён кислородом и загрязнён компонентами отработанных газов.
    1. От чего зависит загрязнение?
    Степень загрязнённости атмосферного воздуха выбросами автотранспорта зависит от ряда факторов – это скорость, интенсивность и состав транспортного потока, эксплуатационные и технические характеристики автомобилей. Имеют значение и вид топлива, состояние дорожного покрытия, метеоусловия.
    Проведённые исследования показывают, что при разгоне автомобиля и его движении с малой скоростью выбрасывается больше загрязняющих веществ. На холостом ходу и при торможении велика доля выбрасываемых углеводородов и оксида углерода, при разгоне – оксида азота. Следовательно, в утренние и вечерние часы, когда на дорогах плотность транспортного потока многократно возрастает, уровень загрязнения атмосферы на прилегающих территориях значительно увеличивается, так как машины двигаются с малой скоростью и часто останавливаются.
В подавляющем большинстве автопарк России в целом представлен автомобилями с бензиновыми двигателями, поэтому основные токсические компоненты отработанных газов составляют оксид углерода, оксиды азота, альдегиды, соединения свинца (в отличие от дизельных двигателей, у которых основные компоненты – сажа и оксиды азота). По механизму образования токсичных веществ их можно разделить на 3 группы:
- продукты полного и неполного сгорания топлива (СО2, СО, углеводороды);
- вещества, механизм образования которых не связан с процессом сгорания топлива (оксиды азота);
- вещества, выброс которых связан с примесями, содержащимися в топливе (соединения серы, свинца, других тяжёлых металлов), воздухе, а также образующимися в процессе износа деталей (оксиды металлов).
    2. Чем опасны загрязнители?
    Оксид углерода нарушает газовый обмен в организме человека, вступает в реакцию с гемоглобином крови и вызывает кислородное голодание, угнетающее состояние центральной нервной системы.
    Углеводороды вступают в реакцию с окислами азота, образуя перекиси и озон. Перекиси оказывают раздражающее действие на слизистые оболочки глаз, верхних дыхательных путей и полости рта.
    Окислы азота образуют в дыхательных путях соединения азотной и азотистой кислоты, поражающие альвеолярную ткань (вызывают её отёки). Наряду с этим они приводят к кислородной недостаточности, раздражающе действуют на слизистые оболочки глаз, верхних дыхательных путей и полости рта.
    Свинец и бенз(а)пирен – яды, которые не выводятся из организма человека до конца жизни. Свинец поражает все органы и ткани. Бенз(а)пирен попадает в лёгкие и может стать причиной развития злокачественного образования. В силу этого в ряде городов СНГ, Европы и США применение этилированного бензина запрещено.
    Сернистый ангидрид оказывает многостороннее общетоксическое действие, вызывает острое и хроническое отравление, расстройство сердечно-сосудистой системы, легочно-сердечную недостаточность. Это соединение нарушает деятельность почек.
    Сероводород вызывает поражение нервной системы, дыхательных путей и глаз. Может стать причиной острого и хронического отравления.
    Формальдегид раздражает слизистые оболочки, поражает центральную нервную систему, вызывает воспаление органов дыхания.
    При отсутствии ветра отработанные газы, содержащие перечисленные токсические вещества, могут подниматься на высоту 3-4-го этажа. Многочисленные эксперименты подтверждают способность ряда токсичных газов проникать в жилые помещения, прилегающие к автомагистралям, особенно если открыты окна, что характерно для тёплого времени года.
    Кроме того, некоторые токсические вещества, содержащиеся в отработанных газах автомобиля, способны длительно сохраняться в атмосфере и взаимодействовать друг с другом. При этом они образуют новые, ещё более токсичные вещества, которые при наличии ветра разносятся на большие расстояния (в том числе вглубь жилой застройки, удалённой от дорог).
Индикатор загрязнения атмосферного воздуха – состояние здоровья жителей, в особенности детского населения. На протяжении последних 10 лет среди детей наблюдается рост заболеваемости острыми и хроническими болезнями органов дыхания. Высокие уровни инфекционной заболеваемости органов дыхания говорят о влиянии экологической обстановки на иммунную систему человека.
    3. Есть ли выход из сложившейся ситуации?
    Рост объёма и темпы развития автомобилестроения существенно опережают внедрение методов и средств экологической защиты. Как же выходить из сложившейся ситуации?
    Один из возможных вариантов – улучшение экологических и эксплуатационных свойств бензина. Добавление к топливу определённых присадок снижает образование оксида углерода, углеводородов, альдегидов, сажи, а добавление спиртовых смесей к бензину уменьшает выбросы токсичных компонентов в отработанных газах в пределах 10-15%. Второй вариант – использование альтернативных видов топлива. У метана, в частности, менее токсичны выхлопы. Есть ещё бутан, сжиженный бензиновый газ LPG, газоконденсатное топливо (природная смесь легкокипящих нефтяных углеводородов). Метиловый спирт не содержит углеводородные примеси, имеющиеся в бензине, и сгорает полнее, поэтому в атмосферу попадает намного меньше оксида углерода. Этиловый спирт обеспечивает двигателю высокий КПД и низкий уровень выбросов. Диметиловый эфир не содержит ароматических углеводородов и серы, характеризуется полнотой сгорания, не имеет сажи и оксидов азота в выхлопных газах.