Влияние транспорта на окружающую среду

Введение

Транспорт играет важную роль, объединяет все важнейшие сферы материального производства в единую систему экономической деятельности. Развитая транспортная сеть приносит обществу неоспоримые преимущества, но ее функционирование сопровождается ярко выраженными и ощутимыми последствиями - негативным воздействием транспорта на окружающую среду.
По оценкам экспертов, средний вклад отдельных видов транспортных средств, например, в загрязнение атмосферного воздуха, составляет: автомобиль - 85%; морской транспорт - 5,3%; воздушный транспорт - 3,7%; железнодорожный - 3,5%; сельскохозяйственный - 2,5%.
Цель данной работы – рассмотреть влияние транспорта на окружающую среду.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Изучить негативное воздействие транспорта на окружающую среду.
2. Выявить пути решения проблем загрязнения окружающей среды транспортом.
1. Негативное воздействие транспорта на окружающую среду1.1. Влияние тепловых двигателейНепрерывное развитие энергетики, автомобильного и других видов транспорта, увеличение потребления угля, нефти и газа в промышленности и для бытовых нужд увеличивает возможность удовлетворения потребностей человека. Однако в настоящее время количество химического топлива, ежегодно сжигаемого в различных тепловых двигателях, настолько велико, что становится все более сложной проблемой защита окружающей среды от вредного воздействия продуктов сгорания.
Тепловые двигатели (в том числе реактивные) - необходимый атрибут современной цивилизации. С их помощью вырабатывается около 80% электроэнергии. Современный транспорт невозможно представить без тепловых машин. В то же время повсеместное использование тепловых двигателей связано с негативным воздействием на окружающую среду.
Для работы тепловых двигателей чаще всего используют ископаемое топливо или продукты его переработки: уголь, газ, мазут, бензин, керосин и др. Они никогда не сгорают на 100%, а остатки загрязняют окружающую среду.
Не меньший вред наносят продукты сгорания. При работе тепловых машин выделяются следующие виды вредных веществ:
- сажа;
- углекислый газ;
- монооксид углерода;
- оксид азота;
- соединения свинца;
- формальдегид;
- бензол [2, c. 104].
Негативное воздействие тепловых машин на окружающую среду связано с действием различных факторов.
Во-первых, при сжигании топлива используется кислород из атмосферного воздуха, поэтому содержание кислорода в воздухе постепенно уменьшается. В то время как в России количество кислорода, производимого лесами, все еще превышает количество кислорода, потребляемого промышленностью, например, в США леса восстанавливают только 60% кислорода, используемого промышленностью.
Во-вторых, сгорание топлива сопровождается выбросом в атмосферу углекислого газа. За последние 30 лет содержание углекислого газа в атмосфере Земли увеличилось на 7%.
Молекулы оксида углерода способны поглощать инфракрасное излучение. Следовательно, увеличение содержания углекислого газа в атмосфере изменяет ее прозрачность. Инфракрасное излучение, излучаемое земной поверхностью, все больше поглощается атмосферой. Дальнейшее значительное увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере может привести к повышению температуры.
В-третьих, при сжигании угля и нефти атмосфера загрязняется соединениями азота и серы, которые вредны для здоровья человека. Это загрязнение особенно заметно в крупных городах и промышленных центрах [5, c. 48].
Экологические проблемы при использовании тепловых двигателей носят комплексный характер - токсичные выбросы отравляют воздух, почву и воду.
Атмосфера принимает первый удар. Тепловые двигатели ежегодно выбрасывают в окружающую среду около 60 миллионов тонн оксидов серы и около 200 миллионов тонн сажи. Количество оксидов азота, соединений свинца, углеводородов также исчисляется миллионами тонн.
В 2018 году в атмосферу было выброшено 33,9 млрд тонн углекислого газа, что на 2% больше, чем годом ранее. Считается одной из основных причин парникового эффекта и изменения климата.
Токсичные вещества из атмосферы попадают в почву или воду. Они меняют свой химический состав, что самым негативным образом сказывается на живых организмах.
Ядовитые выбросы, образующиеся при работе тепловых двигателей, губительно действуют на все живые организмы. Наиболее опасны соединения свинца, азота, фенолов, углеводородов.
Например, свинец, который добавляют в моторное топливо, является сильнейшим канцерогеном. Хром, бром и их соединения обладают схожими свойствами.
Соединения азота и серы, вступая в реакцию с влагой воздуха, образуют токсичные кислоты. Они являются причиной кислотных дождей, оказывающих разрушительное воздействие на почву и растительность.
Экологическая проблема, связанная с использованием тепловых двигателей, связана не только с выбросами выхлопных газов и загрязнением окружающей среды. Использование тепла приводит к нагреванию воздушного пространства. Отрицательный результат теплового загрязнения - увеличение количества углекислого газа в атмосфере, что провоцирует «парниковый эффект». Это приводит к глобальному потеплению, таянию льда и повышению уровня Мирового океана [6, c. 32].
1.2. АвтомобилиВлияние автомобильного транспорта на окружающую среду является значительным, поскольку транспорт является основным потребителем энергии и сжигает большую часть нефти в мире. В транспортном секторе именно автомобильный транспорт является крупнейшим источником глобального потепления.
Другие воздействия автомобильного транспорта на окружающую среду включают заторы на дорогах и разрастание городов, которые могут занимать естественные места обитания и сельскохозяйственные угодья.
Вызывает беспокойство также влияние выбросов транспортных средств на здоровье. Окиси углерода и азота, углеводороды, серосодержащие соединения - вот опасный «коктейль», который мы пьем каждый день на улицах нашего города. Автомобильный шум вреден и для человека - он влияет не только на слух, но и на развитие гипертонии, язвы желудка и диабета.
Загрязнение от автомобильного транспорта оказывает влияние в нескольких направлениях:
- глобальное потепление:
- загрязнение воздуха, воды и почвы;
- влияние на здоровье человека [1, c. 231].
При эксплуатации автомобиля с двигателями внутреннего сгорания источниками выбросов вредных веществ являются: выхлопные газы; картерные газы; дым от энергосистем; неконтролируемое просыпание рабочих материалов на землю.
Выхлопные газы автомобилей содержат большое количество свинца, который вместе с солями других металлов попадает в почву, поверхностные и грунтовые воды и поглощается растениями, которые затем используются и потребляются людьми. Выхлопные газы автомобилей содержат различные парниковые газы, такие как окись углерода и окись азота. Эти газы обладают способностью блокировать солнечные лучи, которые отражаются от поверхности Земли. Эта солнечная энергия попадает в атмосферу Земли и вызывает колебания температуры. Это один из основных факторов глобального потепления.
Используя сложные климатические модели, Межправительственная группа экспертов по изменению климата прогнозирует, что к концу 2100 года средняя глобальная температура поверхности вырастет с 1,4 ℃ до 5,8 ℃.
Загрязнение автомобиля также влияет на качество воды, поскольку диоксид серы и диоксид азота вызывают кислотные дожди. Масло и топливо, просачивающиеся из автомобилей, попадают в почву возле автомагистралей, а выбросы топлива и твердых частиц из выхлопных газов автомобилей загрязняют озера, реки и водно-болотные угодья. Масло, вытекающее из транспортных средств, смешивается с ливневой водой и загрязняет природные водные ресурсы. Исследования, проведенные на протяжении многих лет, показали, что городские стоки были одним из основных источников ухудшения качества воды. Подземные резервуары для хранения топлива, в которых размещаются заправочные станции, также вызывают попадание тысяч тонн загрязняющих веществ в воду из-за утечек. Эти загрязнители влияют на баланс водной среды, так как водоросли быстро растут из-за эвтрофикации и падения уровня воды. Это, в свою очередь, приводит к гибели рыб и других водных организмов. Кроме того, загрязнители, которые проходят через водоем, попадают в организм человека через пищевую цепочку.
Почти все живое на земле страдает из-за загрязнения окружающей среды автотранспортом. Выхлопные газы вдыхаются животными, что нарушает работу их дыхательной системы. В результате дыхательной недостаточности и недостатка кислорода поражаются другие органы.
Животные испытывают стресс, который может привести к неестественному поведению. Также заметно снижается скорость размножения, в результате чего одни виды становятся дефицитными, а другие начинают классифицироваться как редкие и исчезающие.
Сильно страдает и флора, ведь выхлопные газы автомобильного транспорта практически сразу попадают на растения, образуя на них плотный налет и нарушая процессы естественного дыхания. Кроме того, вредные соединения проникают в почву и абсорбируются из нее корнями, что также негативно сказывается на состоянии и росте представителей флоры.
Изменения, связанные с негативным воздействием автомобильных средств, с каждым годом становятся все более распространенными и глобальными, и со временем они могут привести к коллапсу существующей на планете Земля экосистеме, что отразится на жизни человечества, воздухе, атмосфере [6, c. 33].
1.3. Авиация и ракетоносителиХотя авиация является относительно «чистым» видом транспорта для сравнения, ее воздействие на климат и окружающую среду может стать заметным со временем из-за постоянно растущего воздушного движения, что приведет к увеличению загрязнения в верхних слоях тропосферы.
Экологи обвиняют авиационную промышленность в растущем количестве доказательств ее разрушительного воздействия на изменение климата, поскольку она слишком медленно улучшает окружающую среду.
Однако авиаперелеты - не лучшая идея с экологической точки зрения. Пассажир, летящий из Берлина в Нью-Йорк и обратно в экономическом классе, несет ответственность за 1,5–2 тонны выбросов CO2. По данным Международного энергетического агентства (МЭА), средний гражданин Германии производит почти 8,9 тонны CO2 в год с учетом всех источников загрязнения. В США этот показатель составляет около 15 тонн на человека. Согласно исследованию Всемирного банка, пассажиры первого класса несут ответственность примерно в три раза больше выбросов CO2, чем пассажиры экономического класса, потому что кресла первого класса занимают больше места.
Предполагается, что к 2040 году, даже при оптимистичном прогнозе, связанном с улучшенными технологиями топливной экономичности, количество выбросов CO2 от авиации может составить почти полторы тысячи мегатонн в год [3].
Авиационный шум - важнейший фактор негативного отношения к авиации среди населения прилегающих к аэропорту территорий. От него страдает относительно большое количество людей, живущих поблизости, а также работников и пассажиров аэропорта. Самолетный шум негативно влияет на здоровье человека (чаще всего это нарушение слуха, стрессовые состояния, проблемы с концентрацией) [7, c. 6].
Интенсивная ракетно-космическая деятельность на территории России в последние годы породила огромное количество проблем и стала привлекать внимание не только специалистов, но и населения в целом. К таким проблемам относится загрязнение окружающей среды отдельными частями ракет-носителей, а также токсичными компонентами ракетного топлива (гептил и его производные, азотный тетраоксид и т. д.). Однако самой большой проблемой является рост заболеваемости населения, проживающего на территориях, прилегающих к зонам падения.
Существует 2 основных аспекта экологической опасности ракетоносителей:
1. загрязнение околоземного космического пространства, его необратимая опасная деградация, вызванная изменением физико-химических и энергетических свойств, нарушением солнечно-земной системы;
2. Загрязнение поверхности и приземной атмосферы Земли отходами ракетоносителей.
Специфика воздействия ракетно-космической деятельности на окружающую среду характеризуется следующими проявлениями:
- точечное химическое загрязнение почвы токсичными компонентами ракетного топлива;
- незначительное кратковременное загрязнение территорий регулярных падений фрагментами металлоконструкций бывших в употреблении ступеней ракеты-носителя;
- раздельное механическое повреждение элементов ландшафта при падении отработавших ступеней ракеты-носителя и эвакуация их из мест падения;
- локальное и кратковременное воздействие на атмосферный воздух и озоновый слой в результате взаимодействия продуктов сгорания топлива с компонентами атмосферы во время полета ракетоносителя;
- засорение околоземного космического пространства продуктами космической деятельности техногенного происхождения (космическим мусором), в том числе отработавшими разгонными блоками ракеты-носителя, разгонными блоками, выведенными из эксплуатации космическими аппаратами и их конструктивными элементами.
При запуске ракеты-носителя «Протон», «Космос», «Циклон» отделяется первая ступень. Падение первых ступеней ракет с высоты 50-120 км сопровождается выбросом в атмосферу (почву, водоем) до 0,6-2,0-4,0 тонн гептила и 1,4-4,0 тонн тетроксида азота. ПДК гептила составляет 1 мкг / м 3 или 1 кг / км3 воздуха, следовательно, 2 тонны гептилового яда 200 000 м 3 воздуха. Этот объем представляет собой столб высотой 2 км и площадью поперечного сечения 30х30 км. За сутки гептил переносится с места по воде на 50-80 км. Аэрозольный след с высоты 100 км, разносится ветром на 300-500 км. Испарение гептилового пятна с земли охватывает территорию радиусом 200-300 м [8].
1.4. Загрязнение окружающей среды судамиОдним из основных источников, оказывающих серьезное влияние на акваторию Мирового океана, является морской флот.
Более 52 000 судов, пересекающих торговые пути океана, сжигают более 2 миллиардов баррелей мазута ежегодно. Тяжелый мазут, побочный продукт сырой нефти, содержит в 1800 раз более высокие концентрации серы, чем дизельное топливо, сжигаемое на автомагистралях США.
Торговое мореплавание оказывает значительное влияние на интенсивность глобального потепления. Объем выбросов с судов составляет от 2 до 3 процентов от общих выбросов парниковых газов в мире (хотя, по некоторым оценкам, годовые выбросы углекислого газа с судов достигают 1,12 миллиарда тонн - 4,5% всего газа).
Воздействие судов на окружающую среду происходит сразу по нескольким каналам:
- во-первых, морские и речные суда загрязняют биосферу отходами, полученными в результате производственной деятельности;
- во-вторых, загрязнение происходит в результате аварий, при которых выбрасываются токсичные грузы (в основном нефть и нефтепродукты);
- в-третьих, выбрасываются парниковые газы; - в-четвертых, шумовое загрязнение;
- в-пятых, утилизация и затопление кораблей наносят колоссальный ущерб окружающей среде.
Самый опасный элемент, который попадает в воду и провоцирует образование серной кислоты - серный газ. В результате нарушается экологическое равновесие и наносится колоссальный ущерб окружающей среде. Кроме того, суда, работающие на газе, выбрасывают в атмосферу сажу, пыль, оксиды серы, оксид углерода и несгоревшие углеводороды.
В этом случае все загрязнения, образующиеся на судне, можно разделить на две основные группы:
1) остатки перевозимых грузов, возникшие в результате их неполной выгрузки, мытья палубы и трюмов, цистерн и т.д.;
2) загрязнение, возникающее в результате жизнедеятельности экипажа и пассажиров (сточные воды и бытовые отходы), а также в результате работы судовых механизмов (нефтесодержащие льяльные или прикроватные воды, промышленные отходы). Кроме того, к сожалению, до сих пор нередки случаи аварийных разливов нефти при бункеровке судов и в результате различных аварийных ситуаций.
Нефть и нефтепродукты являются основными загрязнителями водного бассейна при эксплуатации водного транспорта. Негативное влияние водного транспорта на гидросферу связано с тем, что цистерны с нефтью и ее производными обычно промываются перед каждой следующей загрузкой для удаления остатков ранее перевезенного груза. Промывочная вода, а вместе с ней и остальной груз обычно сбрасывалась за борт. Кроме того, после доставки нефтеналивного груза в порты назначения танкеры, как правило, отправляются в пункт новой погрузки без груза.
В последнее время наблюдается тревожный рост количества шумового загрязнения, вызванного судоходством и другой деятельностью человека. Шум с судов может распространяться на большие расстояния, а водные организмы, которые полагаются на звук для ориентации, общения и кормления, сильно страдают от шумового загрязнения.
Конвенция по сохранению мигрирующих видов диких животных определила шум как потенциальную угрозу для водных организмов. Нарушение способности китов общаться друг с другом представляет собой серьезную угрозу и влияет на их способность к выживанию.
Морские млекопитающие, такие как киты и ламантины, рискуют столкнуться с кораблями, что приведет к гибели животных. Например, при скорости судна 15 узлов вероятность столкновения со смертельным исходом для кита составляет 79% [4, c. 13].
2. Пути решения проблем загрязнения окружающей среды транспортомСамые радикальные предложения по преодолению всех перечисленных трудностей - запрет, ликвидация транспорта - естественно нереальны и неприемлемы. Следовательно, реален другой путь - глубокое изучение проблемы и максимальная защита человека от негативного влияния негативных факторов. В двигателях автомобилей и рабочих машин, работающих в помещениях с недостаточной вентиляцией, давно используются различные методы и устройства для нейтрализации токсичных компонентов в выхлопной системе. Токсичные выбросы также можно значительно снизить за счет каталитического дожигания. Но катализаторы дают хорошие результаты только тогда, когда смесь богатая.
Мы видим пути решения этой экологической проблемы в следующем:
- создание новых двигателей с использованием экологически чистой продукции (электромобиль);
- разработка средств защиты атмосферы и гидросферы (получение присадок, способствующих более полному сгоранию топлива, создание эффективных фильтров и т. д.)
- хорошая организация общественного транспорта и более жесткие требования к экологическим характеристикам автомобиля;
- усилить контроль со стороны ГИБДД, призванный следить за техническим состоянием автомобиля;
- повышение налога за использование старых автомобилей, которые являются наиболее экологически грязными автомобилями;
- повышение налогов за использование дорог, автостоянок, гаражей, что приведет к постепенному снижению количества автомобилей;
- улучшение качества проезжей части, что напрямую приведет к снижению выбросов канцерогенных веществ в атмосферу;
- организация службы по сбору и переработке машинного масла, не допускающего попадания нефти в поверхностные и грунтовые воды;
- увеличение количества зеленых насаждений на оживленных улицах и трассах.
Для обеспечения экологически устойчивого развития экологической безопасности автомобильного транспорта необходимо эффективно использовать существующую инфраструктуру, снизить потребность в транспортировке и быть готовым перейти на использование экологически чистых транспортных средств, а при разработке конструкций новой автомобильной техники, необходимо учитывать экологические приоритеты транспортного средства с учетом его полного жизненного цикла [5, c. 49].
Для получения полной картины воздействия на экосистемы и разработки способов регенерации компонентов окружающей среды, прежде всего, необходимо провести комплексные химико-биологические, почвоведческие и санитарно-гигиенические исследования, создать базу данных по динамике химических превращений выбросов загрязняющих веществ при нормальной работе ракетно-космического комплекса. Это позволит получить экологическую картину территорий Казахстана, затронутых деятельностью ракетно-космических комплексов, разработать программы постоянного экологического мониторинга исследуемых регионов, разработать меры по реабилитации загрязненных территорий.
Сегодня для России актуален вопрос замены гептила как основного компонента ракетного топлива на керосин или другое углеводородное топливо.
В России также ведутся различные работы, но они не внедрены в практику. Инженеры Военно-космического инженерного университета. А.Ф. Можайский разработал способ уничтожения неиспользованных компонентов жидкого ракетного топлива в отработанных ступенях жидкого топлива. Его реализация позволит снизить выбросы этих токсичных компонентов с сотен до десятков килограммов, что значительно улучшит экологию регионов, где запускаются ракеты [8].
Хотя авиация для сравнения является относительно «чистым» видом транспорта, ее воздействие на климат и окружающую среду может стать заметным со временем из-за постоянно увеличивающегося воздушного движения, что приведет к увеличению загрязнения в верхних слоях тропосферы.
Международная организация гражданской авиации принимает меры по снижению негативного воздействия авиации на окружающую среду. С этой целью разрабатываются новые стандарты, ужесточающие требования к эксплуатируемым воздушным судам в отношении авиационного шума и эмиссии, а также расширяется список авиационных эмиссий, по которым авиационные двигатели сертифицированы [7, c. 20].
Несмотря на то, что, учитывая масштабы рисков и ущерба водной среде, правительства по всему миру приняли соответствующие резолюции для защиты окружающей среды океана, и что даже круизные конгломераты медленно и неуклонно начали понимать важность и необходимость Для сохранения водной экосистемы проблема судоходства и связанные с ней экологические проблемы требуют большего внимания и усилий на уровне всех стран [4, c. 14].

Заключение

Таким образом, оценка состояния окружающей среды, проведенная на основе обработки литературных данных и собственных практических исследований, свидетельствует о напряженной экологической ситуации.
На основании проведенных исследований выделены основные пути решения проблем, связанных с эксплуатацией транспортной системы:
- замена двигателей внутреннего сгорания на экологически чистые;
- замена традиционного топлива на более экологичное;
- расширять улицы, создавать фильтры между проезжей частью и жилыми домами - стены зеленых насаждений;
- вынос грузовых транзитных линий за черту города;
- полностью исключить сквозной проезд автотранспорта через жилую зону;
- увеличивать зеленые насаждения;
- внедрение транспорта будущего;
- внедрение экологического транспорта.

Список использованной литературы

1. Акимова, Т.В. Экология. Человек-Экономика-Биота-Среда: Учебник для студентов вузов / Т.А. Акимова, В.В. Хаскин; 2-е изд., перераб. и дополн.- М.:ЮНИТИ, 2017.- 556 с.
2. Бродский, А.К. Общая экология: Учебник для студентов вузов / А.К. Бродский.- М.: Изд. Центр «Академия», 2016. - 256 с.
3. Иванова, А. Р. Влияние авиации на окружающую среду и меры по ослаблению негативного воздействия - http: // method.meteorf.ru / publ / tr / tr365 / ivan_a.pdf (дата обращения: 01.11.2020).
4. Картамышева, Е. С. Судно как источник загрязнения окружающей среды / Е. С. Картамышева, Д. С. Иванченко, Е. А. Бекетова // Молодой ученый. — 2018. — № 25 (211). — С. 12-15.
5. Подгорнова, Н. А. Экологические проблемы автомобильного транспорта и пути решения / Н. А. Подгорнова // Молодой ученый. — 2016. — № 22.2 (126.2). — С. 48-50.
6. Сердюкова, А. Ф. Влияние автотранспорта на окружающую среду / А. Ф. Сердюкова, Д. А. Барабанщиков // Молодой ученый. — 2018. — № 25 (211). — С. 31-33.
7. Старик, А.М. Авиация и атмосферные процессы / А.М. Старик, А.Н. Фаворский // Актуальные проблемы авиационных и аэрокосмических систем. - 2015. - № 1 (40). - С. 1-20.
8. Сергеева, А.В. Анализ влияния ракетно-космической деятельности на окружающую среду - file:///C:/Users/Lenovo/Downloads/analiz-vliyaniya-raketno-kosmicheskoy-deyatelnosti-na-okruzhayuschuyu-sredu.pdf (дата обращения: 01.11.2020).