Курсовая работа: Экологический аспект строительства и эксплуатации автомобильной дороги
Количество
загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу, зависит от целого ряда
факторов. На выбросы оксида углерода значительное влияние оказывает
рельеф дороги и режим движения автомашины. Так, например, при ускорении и
торможении в отработавших газах увеличивается содержание оксида углерода почти
в 8 раз. Минимальное количество оксида углерода выделяется при равномерной
скорости автомобиля 60 км/ч. Выбросы оксидов азота максимальны при
отношении воздух - топливо 16:1.
Таким образом,
значения выбросов вредных веществ в отработавших газах автотранспорта зависят
от целого ряда факторов: отношения в смеси воздуха и топлива, режимов движения
автотранспорта, рельефа и качества дорог, технического состояния автотранспорта
и др. Состав и объёмы выбросов зависят также от типа двигателя. Выбросы
основных загрязняющих веществ значительно ниже в дизельных двигателях. Поэтому
принято считать их более экологически чистыми. Однако дизельные двигатели
отличаются повышенными выбросами сажи, образующейся вследствие перегрузки
топлива. Сажа насыщена канцерогенными углеводородами и микроэлементами; их
выбросы в атмосферу недопустимы.
Воздействие на человека
В связи с тем,
что отработавшие газы автомобилей поступают в нижний слой атмосферы, а процесс
их рассеяния значительно отличается от процесса рассеяния высоких стационарных
источников, вредные вещества находятся практически в зоне дыхания человека.
Поэтому автомобильный транспорт следует отнести к категории наиболее опасных
источников загрязнения атмосферного воздуха вблизи автомагистралей.
Вредные токсичные выбросы можно
разделить на регламентированные и нерегламентированные. Они действуют на
организм человека по-разному. Вредные токсичные выбросы: СО, NOX, CXHY, RXCHO, SO2, сажа, дым.
Угарный газ и окислы азота, столь интенсивно выделяемые на первый взгляд
невинным голубоватым дымком глушителя автомобиля – вот 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. По расчетам специалистов, «вклад» автомобильного транспорта в
атмосферу составляет до 90% по окиси углерода и 70% по окиси азота.
Чувствительность
населения к действию загрязнения атмосферы зависит от большого числа факторов,
в том числе от возраста, пола, общего состояния здоровья, питания, температуры
и влажности и т.д. Лица пожилого возраста, дети, больные, курильщики,
страдающие хроническим бронхитом, коронарной недостаточностью, астмой, являются
более уязвимыми.
Свинцовое загрязнение
Главным загрязнителем атмосферного
воздуха свинцом в Российской Федерации в настоящее время является
автотранспорт, использующий этилированный бензин: от 70 до 87 % общей
эмиссии свинца по различным оценкам [7]. Оксиды свинца возникают в ОГ
карбюраторных двигателей, когда используется этилированный бензин, чтобы
увеличить октановое число для уменьшения детонации. При сжигании одной тонны
этилированного бензина в атмосферу выбрасывается приблизительно 0,5-0,85 кг
оксидов свинца [4].
Радикальный метод борьбы с
загрязнением окружающей среды свинцом выбросами автомобильного транспорта -
отказ от использования этилированных бензинов.
Оксиды свинца накапливаются в организме
человека, попадая в него через животную и растительную пищу. Свинец и его
соединения относятся к классу высокотоксичных веществ, способных причинить
ощутимый вред здоровью человека. Свинец влияет на нервную систему, что приводит
к снижению интеллекта, а также вызывает изменения физической активности,
координации, слуха, воздействует на сердечно-сосудистую систему, приводя к
заболеваниям сердца. Свинцовое отравление (сатурнизм) занимает первое место
среди профессиональных интоксикаций.
Содержание свинца в растениях,
которые растут около дорог, зависит от расстояния растения до дороги. Норма РЬ
в Европе – 10 мг РЬ в 1 кг травы.
Распространение и трансформация автомобильных
выбросов
Автомобильные
выбросы распространяются и трансформируются в атмосфере по определенным
закономерностям. Так, твердые частицы размером более 0,1 мм оседают на
подстилающих поверхностях в основном из-за действия гравитационных сил.
Частицы,
размер которых менее 0,1 мм, a также газовые примеси в виде CO, СХНУ, NOX, SOX распространяются в атмосфере под воздействием
процессов диффузии. Они вступают в процессы физико-химического взаимодействия
между собой и с компонентами атмосферы, и их действие проявляется на локальных
территориях в пределах определенных регионов.
В этом случае
рассеивание примесей в атмосфере является неотъемлемой частью процесса
загрязнения и зависит от многих факторов.
Компоненты
вредных выбросов с повышенной реакционной способностью, попадая в свободную
атмосферу, взаимодействуют между собой и компонентами атмосферного воздуха. При
этом различают физическое, химическое и фотохимическое взаимодействия.
Углеводороды
в атмосфере подвергаются различным превращениям (окислению, полимеризации),
взаимодействуя с другими атмосферными загрязнениями, прежде всего под действием
солнечной радиации. В результате этих реакций образуются перекиси, свободные
радикалы, соединения с оксидами азота и серы.
В
свободной атмосфере сернистый газ (SО2) через некоторое время окисляется до сернистого ангидрида (SОз) или вступает во взаимодействие с
другими соединениями, в частности углеводородами. Окисление сернистого
ангидрида в серный происходит в свободной атмосфере при фотохимических и
каталитических реакциях. В обоих случаях конечным продуктом является аэрозоль
или раствор серной кислоты в дождевой воде.
B сухом воздухе окисление сернистого
газа происходит крайне медленно. В темноте окисления SO2 не наблюдается. При наличии в воздухе оксидов азота скорость
окисления сернистого ангидрида увеличивается независимо от влажности воздуха.
Сероводород и
сероуглерод при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаются в
свободной атмосфере медленному окислению до серного ангидрида. Сернистый
ангидрид может адсорбироваться на поверхности твердых частиц из окислов
металлов, гидрооксидов или карбонатов и окисляться до сульфата.
Соединения
азота, поступающие в атмосферу от объектов АТК, представлены в основном NO и NO2. Выделяемый в атмосферу моноксид азота под воздействием
солнечного света интенсивно окисляется атмосферным кислородом до диоксида
азота. Кинетика дальнейших превращений диоксида азота определяется его
способностью поглощать ультрафиолетовые лучи и диссоциировать на моноксид азота
и атомарный кислород в процессах фотохимического смога.
Фотохимический смог – это комплексная смесь,
образующаяся при воздействии солнечного света из двух основных компонентов
выбросов автомобильных двигателей - NO и углеводородных соединений. Другие вещества (SO2), твердые частицы также могут участвовать в смоге, но не
являются основными носителями высокого уровня окислительной активности,
характерной для смога.
Формирование смога и образование
оксиданта обычно останавливается при прекращении солнечной радиации в темное
время суток и дисперсии реагентов и продуктов реакции.
Выводы
Загрязнители воздуха, непосредственно
продуцируемые автомобилями, такие как окись углерода, оксиды азота,
углеводороды или свинец, главным образом накапливаются по соседству с
источниками загрязнения, т.е. вдоль шоссейных дорог, улиц, в тоннелях, на
перекрестках и пр. Часть загрязнителей транспортируется на большие расстояния
от места эмиссии, трансформируется в процессе переноса. Двуокись углерода и
другие газы, например, обладающие парниковым эффектом, распространяются на всю
атмосферу, вызывая глобальные геоэкологические воздействия.
В поверхностные водоёмы со сточными
водами автотранспортного комплекса и от ливневой канализации поступают, в
основном, нефтепродукты и взвешенные вещества. В поверхностных стоках с
проезжей части автомобильных дорог содержатся, кроме взвешенных частиц и
нефтепродуктов, тяжёлые металлы (свинец, кадмий и др.) и хлориды, которые в
зимний период применяются для борьбы с гололёдом. В среднем годовой сброс
хлоридов за пределы дорог со стоками и снегом составляет около 500 тыс. т.
кроме того, в окружающую среду поступает ежегодно около 35 тыс. т сажевых
частиц в результате истирания автомобильных шин на дорогах [12].
Загрязнение воздуха ухудшает качество
среды обитания всего населения придорожных территорий и контрольные санитарные
и природоохранные органы обоснованно обращают на него первоочередное внимание.
Однако распространение вредных газов имеет все же кратковременный характер и с
уменьшением или прекращением движения также снижается. Все виды загрязнения
воздуха через сравнительно короткое время переходят в более безопасные формы.
Загрязнение поверхности земли
транспортными и дорожными выбросами накапливается постепенно, в зависимости от
числа проходов транспортных средств и сохраняется очень долго даже после
ликвидации дороги. Для будущего поколения транспортное загрязнение почвы
останется тяжелым наследством прошлого. Не исключено, что при ликвидации
построенных нами дорог загрязненную неокислившимися металлами почву придется
убирать с поверхности.
Накапливающиеся в почве химические
элементы, особенно металлы, охотно усваиваются растениями и через них по
пищевой цепи переходят в организм животных и человека. Часть их растворяется и
выносится стоковыми водами, попадает затем в реки, водоемы и уже через питьевую
воду также может оказаться в организме человека. Действующие нормативные
документы требуют пока сбора и очистки стоков только в городах и водоохранных
зонах. Учет транспортного загрязнения почвы и водоемов на территории
прилегающей к дороге, необходим при проектировании дорог 1 и 2 экологического
класса для оценки состава загрязнения почвы сельско-хозяйственных и селитебных
земель, а также для проектирования очистки дорожных стоков.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 |