Экологические аспекты функционирования транспорта

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТРАНСПОРТА

План:

1. Структура функционирования транспорта

1.1. Экономическая роль транспорта

1.2. Экологический ущерб от транспорта

1.3. Виды воздействия транспорта

1.4. Объекты воздействия транспорта

2. Транспортное природопользование

2.1. Изъятие, переработка и частичное возобновление природных ресурсов

2.2. Использование и влияние на природные условия

2.3. Нарушение равновесия природных систем и их охрана

3. Загрязнение транспортом окружающей среды

3.1. Загрязнение воздуха

3.2. Загрязнение сточных вод

3.3. Загрязнение транспортными отходами

3.4. Шумовое загрязнение

3.4.1. Факторы, влияющие на уровень транспортного шума

3.5. Вибрации

4. Экологические аспекты транспортных аварий

4.1. Человеческий фактор и аварийность

5. влияние транспорта на флору и фауну

 

СТРУКТУРА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТРАНСПОРТА

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ РОЛЬ ТРАНСПОРТА

Транспортно-дорожный комплекс является важнейшим составным элементом экономики любой страны мира. Развитие транспорта — это основной фактор, оказывающий влияние на экономическую активность, пространственную структуру урбанизированных территорий и уровень жизни населения.

Современный транспорт способствует передвижению людей и грузов в любое время и на любые расстояния, активизируя экономические процессы в обществе. Значительная часть мировой экономики связана со строительством путей сообщения, перевозочным процессом, обслуживанием и ремонтом транспортных средств. Транспорт задействует большое число рабочих мест, повышает занятость и уровень жизни населения.

Транспорт также стимулирует развитие торговли, культурных и политических связей. Пространственная структура городов и населенных пунктов, т.е. их планировка, местоположение основных промышленных, торговых, зрелищных, спортивных объектов, во многом зависит от размещения транспортных магистралей и организации движения. Высокий уровень обеспеченности транспортными средствами и развития дорожной сети способствуют проживанию людей в более благоприятных условиях (так называемых спальных районах, пригородной зоне).

 

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ УЩЕРБ ОТ ТРАНСПОРТА

Функционирование транспорта сопровождается мощным негативным воздействием на природу (рис. 1).

Рис. 1. Удельный вес видов транспорта (светлым показаны пассажирские перевозки, черным — грузовые) в общей величине экологического ущерба от функционирования транспортного комплекса

Более половины экологического ущерба от воздействия транспорта приходится на пассажирские перевозки. Особенно велика их доля в экологическом ущербе на воздушном и автомобильном транспорте. На воздушном транспорте пассажирские перевозки доминируют, поэтому их воздействие на величину суммарного экологического ущерба превышает 80 %. Доля экологического ущерба от воздействия автомобильного пассажирского транспорта составляет более 73 %, т.к. в структуре автопарка преобладают легковые автомобили. На остальных видах транспорта основной вред окружающей среде наносится при грузовых перевозках, что обусловлено их большей долей в структуре перевозок.

 

ВИДЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ ТРАНСПОРТА

Выделяют следующие виды воздействия транспорта:

1. Потребление природных ресурсов: воздуха, воды, почвы, нефти, газа. Транспорт потребляет большое количество природных ресурсов, в первую очередь невозобновляемых энергоресурсов — нефти и газа, а также электрической энергии. В процессе дорожного строительства применяют грунты, скальные породы, песок и прочее. В транспортном машиностроении необходимы черные и цветные металлы, дерево. Вода — необходимый компонент многих технологических процессов.

2. Загрязнение воздушного бассейна, водных объектов, почвы. В среднем доля транспорта в загрязнении атмосферного воздуха составляет 40 — 45 %, а в крупных городах — до 90 %. Доля транспортных выбросов в загрязнении атмосферы выше, чем доля любой из отраслей промышленности.

По видам транспорта выбросы загрязняющих веществ распределяются следующим образом (2003 г.): 92,4 % общего выброса приходится на автомобильный транспорт, 2,3 % — на железнодорожный, 2,1 % — на дорожный комплекс, 1,3 % — на воздушный транспорт, 1,1 % — на морской и 0,8 % — на речной.

Выбрасываемые транспортными средствами загрязняющие вещества из атмосферного воздуха с течением времени попадают в водные объекты и почву. Загрязнение водной среды транспортом происходит также поверхностными стоками с автомобильных и железных дорог, аэродромов и сточными водами предприятий транспортной инфраструктуры (ремонтных, обслуживающих производств). Больше всего со сточными водами в водоемы поступает нитратов, а также аммонийного азота, фенола и других загрязняющих веществ.

3. Создание высоких уровней шума, вибрации, электромагнитных и тепловых излучений. В настоящее время шум воздушного, автомобильного, железнодорожного транспорта достаточно велик и оказывает негативное воздействие на работников транспорта, пассажиров и население, особенно в городах. Шум создают также механическое оборудование, вентиляционные установки, теплоэнергетические системы, электромеханические устройства, используемые в эксплуатационных и ремонтных предприятиях транспорта.

От транспорта поступает электромагнитное и тепловое излучение. Низкочастотные электромагнитные колебания возникают в системах транспортных средств (электрооборудования, зажигания, управления, охранной сигнализации, навигационной). Высоковольтные линии электропередач городского и железнодорожного электротранспорта создают мощные электромагнитные излучения низкой и высокой частоты. Радиолокационная и радионавигационная техника, необходимая для управления движением транспортных средств и наблюдения за метеорологической обстановкой, работает в условиях электромагнитных полей большой напряженности, представляющих реальную угрозу для людей.

На транспорте имеются источники ионизирующих излучений, к которым относятся перевозимые радиоактивные грузы, а также балластная призма пути, для которой характерно наличие естественных радиоактивных материалов.

В процессе природопользования необходимо осуществлять контроль с тем, чтобы помехи не превышали предельных значений. Необходимо принятие конкретных ограничительных мер и технических решений, которые способствовали бы сохранению экологического равновесия.

Так, в крупных городах высокая интенсивность движения транспорта в их центральной части приводит к повышенному выжиганию кислорода из атмосферного воздуха, в результате чего его содержание снижается и воздух загрязняется отработавшими газами. В связи с этим возникает необходимость ограничения или даже полного запрета движения, в первую очередь большегрузных автомобилей.

Загрязнение водных объектов транспортом происходит в результате сброса неочищенных сточных вод с подвижного состава и производств, утечек и аварийных разливов нефти и нефтепродуктов, попадания пыли и остатков навалочных грузов в водоемы при перегрузочных работах. При разработке водоохранных мероприятий на транспорте следует учитывать способность водных объектов к самоочищению, т.е. восстановлению экологического баланса. Процесс биохимического самоочищения нарушается токсичными веществами, что приводит к кислородному дисбалансу водоема и гибели биоты. В связи с этим требуется разработка мер защиты от загрязнений воды и очистки ее от ядовитых примесей.

 

Загрязнение воздуха

Загрязнение воздуха транспортными средствами происходит в результате сжигания топлива.Химический состав выбросов зависит от вида и качества топлива, технологии производства, способа сжигания в двигателе и его технического состояния.

Загрязняющие вещества или отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания содержат свыше 500 компонентов. Период их существования длится от нескольких минут до 4—5 лет.

По химическому составу и свойствам, а также характеру воздействия на организм человека их объединяют в 8 групп.

1). Нетоксичные вещества: азот, кислород, водород, водяной пар, углекислый газ и другие естественные компоненты атмосферного воздуха.

2).Угарный газ (СО). Оксид углерода обладает выраженным отравляющим действием. Характер отравления зависит от его концентрации в воздухе, длительности воздействия и индивидуальной восприимчивости человека. Легкая степень отравления вызывает пульсацию в голове, потемнение в глазах, повышенное сердцебиение. При тяжелом отравлении сознание затуманивается, возрастает сонливость. При очень больших дозах угарного газа (свыше 1 % ) наступают потеря сознания и смерть.

3). Оксиды азота (N0 - оксид азота и N0₂ - диоксид азота). Для человеческого организма оксиды азота еще более вредны, чем угарный газ. Общий характер воздействия меняется в зависимости от содержания различных оксидов азота. При контакте N0₂со слизистыми оболочками глаз, носа, бронхов, образуются азотная и азотистая кислоты, раздражающие слизистые оболочки и поражающие альвеолярную ткань легких.

При высоких концентрациях оксидов азота (0,004—0,008 %) возникают астматические проявления и отек легких. Вдыхая воздух, содержащий оксиды азота в высоких концентрациях, человек не имеет неприятных ощущений и не предполагает отрицательных последствий.

При длительном воздействии оксидов азота в концентрациях, превышающих норму, люди заболевают хроническим бронхитом, воспалением слизистой желудочно-кишечного тракта, страдают сердечной слабостью, а также нервными расстройствами.

Вторичная реакция на воздействие оксидов азота проявляется в образовании в человеческом организме нитритов и всасывании их в кровь, что приводит к нарушению сердечной деятельности.

4). углеводороды, т.е. соединения типа С_хН_у. В отработавших газах содержатся различные углеводороды: парафиновые (алканы), нафтеновые (цикланы) и ароматические (бензольные), всего около 160 компонентов. Они образуются в результате неполного сгорания топлива в двигателе.

Углеводороды токсичны и оказывают неблагоприятное воздействие на
сердечно-сосудистую систему человека. Углеводородные соединения отработавших газов, наряду с токсическими свойствами, обладают канцерогенным действием.

Канцерогены — это вещества, способствующие возникновению и развитию злокачественных новообразований.

Углеводороды под действием ультрафиолетового излучения Солнца вступают в реакцию с оксидами азота, в результате образуются новые токсичные продукты — фотооксиданты, являющиеся основой смога. Фотооксиданты биологически активны, оказывают вредное воздействие на живые организмы, ведут к росту легочных и бронхиальных заболеваний людей, разрушают резиновые изделия, ускоряют коррозию металлов, ухудшают условия видимости.

Впервые появление смога было зафиксировано в Лос-Анджелесе в конце 40-х гг. XX века. Причиной его явилось чрезмерное загрязнение воздуха промышленными и транспортными выбросами. В 1952 г. явление смога наблюдалось в Лондоне. Оно вызвало катастрофические последствия: его жертвами стали около 4000 человек, погибших из-за увеличения числа респираторных заболеваний под воздействием смога.

Впоследствии смог периодически появлялся во многих крупнейших городах мира. По характеру действия стали выделять две разновидности смога: лос-анджелесского типа (сухой) и лондонского типа (влажный). При смоге у людей происходит воспаление глаз, слизистых оболочек, отмечаются симптомы удушья.

5). альдегиды (СН₃, С₆Н₅). Они раздражают слизистые оболочки человека, дыхательные пути, поражают центральную нервную систему.

6). сажа и другие дисперсные частицы. Сажа может раздражать дыхательные пути. Создавая дымный шлейф за транспортным средством, сажа ухудшает видимость на дорогах.

7). сернистые соединения (сернистый ангидрид, сероводород). Сернистые соединения оказывают раздражающее действие на слизистые оболочки горла, носа, глаз человека, могут привести к нарушению углеводного и белкового обмена и угнетению окислительных процессов, при высокой концентрации (свыше 0,01 %) - к отравлению организма. Сернистый ангидрид губительно воздействует и на растительный мир.

8). свинец и его соединения. Накопление свинца в придорожной полосе приводит к загрязнению экосистем и делает близлежащие почвы непригодными к сельскохозяйственному использованию. Нейтрализации свинца в почве не происходит.

Тяжелые металлы вместе с частицами пыли они попадают в легкие человека и кровь, где происходит накопление и усвоение до 50 % их количества. В результате возникает нарушение работы кроветворных органов и центральной нервной системы. В то же время попадание тяжелых металлов в организм человека с пищей не приводит к их усвоению и накоплению, так как 95 % металлов в этом случае выводится.

Для снижения количества попадающих в организм человека тяжелых металлов необходимо вдоль автотрасс высаживать зеленые насаждения, способные накапливать в листве наиболее опасные тяжелые металлы и задерживать пыль.

Негативное воздействие на экосистемы оказывают и сами углеводородные топлива, масла и смазки. Обладая большой способностью к испарению, особенно при повышении температуры, пары топлив и масел распространяются в воздухе и отрицательно влияют на живые организмы.

В местах заправки транспортных средств топливом и маслом происходят случайные разливы и намеренные сливы отработанного масла прямо на землю или в водоемы. На месте масляного пятна длительное время не произрастает растительность. Нефтепродукты, попавшие в водоемы, губительно воздействуют на их флору и фауну.

Загрязнение атмосферы стационарными источниками на транспорте осуществляется за счет газообразных выбросов в результате работы производственных вентиляционных систем. Отличительной особенностью этих выбросов является наличие в них большого количества минеральной и органической пыли, аэрозолей, масляного тумана.

С экологических позиций все виды воздействия на экосистемы должны быть ниже способностей природы к самовосстановлению. В противном случае наступает деградация природных систем и их полное уничтожение.

 

Загрязнение сточных вод

От стационарных источников загрязнения формируется поверхностный сток, включающий дождевые и талые снеговые воды, воды от мойки подвижного состава и уборки помещений, сточные воды, образующиеся в производственных процессах.

Поверхностные стоки с территорий транспортных предприятий содержат жидкие нефтепродукты, остатки моющих, дезинфицирующих, антиобледенительных и противогололедных реагентов, формовочных смесей, растворов, используемых в металлообработке, отработанные электролиты аккумуляторных батарей, продукты разрушения искусственных покрытий и износа шин. Сточные воды содержат жидкие токсичные вещества: бензол, ацетон, кислоты, щелочи, растворенные металлы (алюминий, бериллий, хром и другие), нефтепродукты.

Все ядовитые загрязняющие вещества от подвижных и стационарных источников по степени опасности делят на 4 класса:

1 - чрезвычайно опасные вещества (тетраэтилсвинец, свинец, ртуть);

2 - высокоопасные вещества (марганец, медь, серная кислота, хлор);

3 - умеренно опасные вещества (ксилол, метиловый спирт);

Шумовое ЗАГРЯЗНЕНИЕ

В процессе полета сверхзвуковых самолетов при прохождении ими звукового барьера образуется ударная волна в диапазоне 1 - 100 Гц. При взлете самолета типа Ту-154 уровень инфразвука в салоне составляет 80 дБА на частоте 4 Гц и 90 дБ на частоте 20 Гц.

В кабинах легковых автомобилей отмечаются высокие уровни инфразвука до 100—110 дБА в диапазоне 9—16 Гц; при открытых окнах звуковое давление повышается до 120 дБА в диапазоне 2—6 Гц. Инфразвуковому воздействию подвергаются экипажи и пассажиры транспортных средств. Его испытывают также люди, находящиеся и проживающие вблизи автотрасс, поскольку транспортные потоки формируют низкочастотный шум в окрестностях дорог. Этот шум образует инфразвуковой фон в 70—120 дБА в рядом стоящих жилых и общественных зданиях и фон в 80—100 дБА на территории жилой застройки.

В транспортных процессах инфразвуку, как правило, сопутствуют высокочастотные звуки акустического диапазона, поэтому инфразвук мало ощутим, но от этого не становится менее опасным.

Акустический диапазон включает шумы производственные и бытовые, непрерывные и импульсные. Большую величину шумового воздействия создают транспортные средства. Шум уличного движения в больших городах, авиационный и от движения железнодорожных составов дают основной вклад в шумовой фон города.

В акустическом диапазоне высокочастотные шумы считаются более вредными. Транспортные средства создают преимущественно низко- и среднечастотный спектр шума.

Ультразвук также вреден для человека, но его воздействие проявляется реже. Ультразвук неслышим для человека, но воспринимается и издается некоторыми животными (летучие мыши, рыбы, насекомые, птицы). Он представляет собой механические колебания в газах, жидкостях и твердых телах. Используется в производственных процессах при металлообработке в ультразвуковых установках, для получения эмульсий, сушки, очистки, сварки, для целей дефектоскопии, навигации, подводной связи. Ультразвук возникает при работе станков, ракетных и иных двигателей. Влияние ультразвука низкочастотного диапазона, характерного для промышленного производства, оказывает действие на организм человека не только в зоне контакта, но и на всю поверхность тела и на вестибулярный аппарат. Даже небольшие дозы ультразвукового облучения этого диапазона при длительных и многократно повторяющихся воздействиях вызывают у работающих слабость, сонливость, снижение работоспособности.

Гиперзвук представляет упругие волны, сходные с ультразвуком. Получают его искусственно, генерируя с помощью специальных излучателей. Распространяется только в кристаллах, в воздухе сильно поглощается. Для транспортных процессов не характерен.

Продолжительность шумового воздействия. Большая продолжительность воздействия шума оказывает вредное влияние на общее здоровье человека. В условиях сильного шума возникает опасность снижения и потери слуха. Она обусловлена индивидуальными особенностями человека. Некоторые люди теряют слух даже после короткого периода воздействия шума сравнительно умеренной интенсивности, у других даже сильный шум при продолжительном воздействии не приводит к потере слуха.

Длительное шумовое воздействие рассматривается как один из факторов, вызывающих повышенную заболеваемость. С действием шума связаны рост нервных, сердечно-сосудистых заболеваний, развитие язвенной болезни и тугоухости у городского населения, а также у рабочих некоторых профессий, связанных с воздействием шума. Шум оказывает вредное воздействие на центральную нервную систему, вызывая переутомление и истощение клеток коры головного мозга. Понижается внимание, нарушается координация движений, ухудшается работоспособность.

В современном мире рост городов сопровождается ускоренным развитием транспорта, промышленности, телевидения и других источников шума. Основным из них является транспорт. Вредное шумовое влияние транспорта сопровождает человека всю его жизнь и усиливается под действием вибрации, загазованности и других видов воздействия.

 

Вибрации

Действие вибрации заключается в том, что механические колебания распространяются по грунту и оказывают воздействие на фундаменты строений и сооружений, в результате вызывая звуковые колебания в виде структурного шума.

Рельсовый транспорт (железная дорога, метрополитен, трамвай) является одним из основных источников вибрации. Ее создают также строительная техника, кузнечно-прессовое оборудование, насосные станции и т.д. К вибрации приводят дисбаланс вращающихся деталей, процессы ударного характера, например, при работе кузнечного молота, а также резонансные колебания деталей, конструкций, механизмов.

Вибрация возникает в салоне автомобиля, самолета и вертолета, где колебания передаются от источника (двигателя, винта) через конструкцию на корпус транспортного средства. Вибрация оказывает негативное воздействие на инженерные сооружения. Вместе с тем она может проявлять полезное действие в некоторых технологических процессах.

Зона действия вибрации определяется величиной ее затухания в грунте, составляющей примерно 1 дБ/м. Железнодорожный грузовой состав создает вибрацию, которую можно ощущать на расстоянии 300 м и более.

Действие вибрации на организм человека может быть различным. При воздействии на весь организм, что имеет место на транспорте, происходят изменения в опорно-двигательном аппарате, сердечно-сосудистой и нервной системах, если вибрация продолжается длительное время. При местной вибрации она затрагивает только отдельные части тела и вызывает ощущение сотрясения.

 

4. Экологические аспекты транспортных аварий

Проблема обеспечения транспортной безопасности населения и окружающей среды стала особенно острой с середины 90-х гг. XX века, когда произошло резкое увеличение численности подвижного состава на фоне недостаточно развитой транспортной инфраструктуры.

По данным статистики, 99 % автомобильных происшествий составляют ДТП. Основная доля ДТП (70 %) происходит в городах. Основными причинами высокой аварийности на автомобильном транспорте являются: превышение скорости движения, нарушение правил обгона, маневрирования и проезда железнодорожных переездов, выезд на полосу встречного движения, несоблюдение очередности проезда перекрестков, нарушение правил перевозки пассажиров, плохое техническое состояние автомобилей, неудовлетворительные дорожные условия.

На железнодорожном транспортенаибольший вред наносят аварийные происшествия при перевозке опасных грузов, особенно в черте крупных городов. Аварии приводят к пожарам, взрывам, разливам опасных грузов, утечкам ядовитых веществ. Факторами экориска и основными причинами аварий на железнодорожном транспорте являются отказы технических средств и оборудования, низкое качество подготовки подвижного состава под погрузку опасных грузов, ошибки при проектировании и проведении строительных работ, неудовлетворительное состояние путевого хозяйства. Грузовой парк вагонов находится в чрезмерно изношенном состоянии.

В критическом состоянии находятся многие мосты, тоннели, искусственные сооружения железных дорог. Их длительная эксплуатация с превышением нормативных сроков службы привела к возникновению множества дефектов, грозящих авариями.

На трубопроводном транспортечисло аварий растет. Эти аварии происходят на газопроводах, нефтепроводах, продуктопроводах. Наибольшее загрязнение окружающей среды вызвано разрывами трубопроводов в местах пересечения их с водными объектами, т.к. выливающиеся нефтепродукты попадают в воду и почву. Основные причины аварий связаны с нарушением норм технических условий и проектных решений при строительстве трубопроводов, повреждениями их наружной коррозией, внешними воздействиями на трубопроводы с целью хищения нефтепродуктов.

 

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТРАНСПОРТА

План:

1. Структура функционирования транспорта

1.1. Экономическая роль транспорта

1.2. Экологический ущерб от транспорта

1.3. Виды воздействия транспорта

1.4. Объекты воздействия транспорта

2. Транспортное природопользование

2.1. Изъятие, переработка и частичное возобновление природных ресурсов

2.2. Использование и влияние на природные условия

2.3. Нарушение равновесия природных систем и их охрана

3. Загрязнение транспортом окружающей среды

3.1. Загрязнение воздуха

3.2. Загрязнение сточных вод

3.3. Загрязнение транспортными отходами

3.4. Шумовое загрязнение

3.4.1. Факторы, влияющие на уровень транспортного шума

3.5. Вибрации

4. Экологические аспекты транспортных аварий

4.1. Человеческий фактор и аварийность

5. влияние транспорта на флору и фауну