Бармашова Л.В. Факторы влияния автомобиля на человека и окружающую среду

Подождите немного. Документ загружается.

Факторывлиянияавтомобиля начеловекаиокружающуюсреду

К.э.н.,доцент,БармашоваЛ.В.

Усилениетехногенноговоздействиянаприроднуюсредупородилоряд

экологических проблем. Самые острые связаны с состоянием атмосферы, 

гидросферы и литосферы. Некоторые "изменения", такие как загрязнение

воздуха или воды, могут непосредственно влиять на здоровье и

жизнедеятельность организма человека. Другие чреваты косвенными

эффектами.Выбросыуглекислогогазасказываются наклимате.Врезультате

накопления различных загрязнений в атмосфере происходит разрушение

озонного слоя, который предохраняет земную поверхность от солнечно й

радиации.Загрязнения,поступающиеватмосферу,сосадкамивозвращаются

на Землю и попадают в водоемы и почву. Сточные воды предприятий

промышленностииагропромышленногокомплексазагрязняютреки,озераи

моря.В водоемыпопадаетсвыше500тыс.различныхвеществ.

Всевидысовременноготранспортананосятбольшойущерббиосфере,

но наиболее опасен для нее ав томобильный транспорт. Автомобильный

транспор т является одним из основных загрязнителей окружающей среды,

особенно в крупных городах, где его доля может достигать 80% и более.

Серьезное внимание экологическому аспекту стали уделять в конце 60х

годов, когда ядовитый смог накрыл города – миллионеры в Северной

Америке, западной Европе и Японии. По данным думского комитета по

экологии, в среднемпо России доля  выбросовавтомобильным транспортом

вобщемобъемезагрязнения атмосферноговоздухасоставляет43%.

Его появление оказалось следствием чрезмерно количества

транспор тных средств, приходящихся на единицу площад и. Встал вопрос,

чтопораограничиватьколичество«загрязнителей»илиделатьихчистыми.

Сегоднявмирепримерно600млн.автомобилей.Всреднемкаждыйиз

них выбрасывает в сутки 3,5кг — 4,0 кг угарного газа, значительное

количество оксидов азота, серу, сажу. При использовании этилированного

бензинаэтотвысокотоксичныйэле мент(свинец)попадаетввыхлопныегазы.

Вклад автомобильного транспор та в загрязнение атмосферы составляет

сегодня в большинстве рег ионов России не менее 30%. Автомобили

используюткислородатмосферы,длянихежегоднорасширяютсетьдорогс

твердымпокрытием,которыегустойсетьюопутываютпланету.Содержание

такихдорогтребуеточеньбольшихзатратэнергии.

Автомобили расходуют огромное количество топлива. В

автомобильныхкатастрофахнадорогахгибнетмноголюдей.

В настоящее время уменьшение загрязнения атмосферного воздуха

токсичными веществами, выделяемыми промышленными предприятиями и

автомобильными трансп ортом, является одной из важнейших проблем,

стоящих перед человечеством. Загрязнение воздуха оказывает вредное

воздействие на человека и окружающую среду. Материальный ущерб,

вызываемый загрязнением воздуха, трудно оценить, однако даже по

неполнымданнымондостаточновелик.Автомобильнероскошь,асредство

передвижения.Безавтомобилявнастоящеевремянемыслимосуществова ние

человечества.

При интенсивном росте мегаполисов автомобильный транспорт стал

самым неблагоприятным экологическим фактором в охране здоровья

человекаиприроднойсредывгороде.Автомобильстановитсяконкурентом

человеказажизненноепространство.Запоследниедесятилетиячеловечест во

убедилось, что основным виновником загрязнения атмосферного воздуха 

одногоизосновныхисточниковжизнинанашейПланете,являетсярезультат

научнотехнического прогресса  автомобиль. Автомобиль поглощает

кислород, приэтомон интенсивнозагрязняетвоздушнуюсредутоксичными

компонентами, наносящими ощутимый вред всему живому и неживому.

Вклад в загрязнение окружающей среды составляет от 60 до 90%. 

КурсирующиенаЗемлеавтомобилиявл яютсянетолькопричинойежегодной

гибелилюде й,ноипричиной расшатыванияздоровьямиллиардовлюдей.На

сегодняшний день российское автомобилестроение значительно отстает в

техническом отношении от мирового уровня. В се рийном производст ве

находятся автомобили, которые проектировались 2030 лет назад. Уровень

производстванепозволяетдостичьтребуемойточностисборкииобработки

деталей. С вой вклад в загрязнение окружающей среды вносит низкое

качество топлива: около 70 %  этилированного бензина. Среди всех видов

транспор та автомобильный наносит наибольший ущерб окружающей среде.

В России в местах повышенного загрязнения воздуха проживает около 64

млн. человек, среднегодовые концентрации загрязнителей воздуха

превышают предельно допустимые более чем в 600 городах России.

Государственныезатратынаохрануприродысос тавляюточеньмалуючасть

бюджета,вдесяткиразменьшеаналогичногопоказателя дляразвитыхстран.

Несмотря на обвальное сокращение производства, состояние окружающей

природнойсредыРФпостоянноухудшается.

Наиболее значимые факторыотрицательноговлиянияавтомобильного

транспор та на человека и окружающую среду следующие: загрязнение

воздуха; загрязнение окружа ющей среды; шум; вибрация; выделение тепла.

В настоящее время идет борьба с автомобильной опасностью.

Конструирую тся фильтры и нейтрализаторы, разрабатываются

принципиально новые для ав томобилей виды топлива и методы их

производства(твёрдыйводород,электричество,энергиисолнечныхлучей ).

Угарныйгазиокислыазота,интенсивновыделя емыенапервыйвзгля д

невинным голубоватым дымком глушителя автомобиля  вот одна из

основных причин головных болей, усталости, низкой трудоспособности

человека. Сернистый газ способен воздейство вать 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 более широко

распространенызаболеванияоргановкровообращенияидыхания,инфаркты,

гипертония и новообразования. По расчетам специалистов, "вклад"

автомобильного т ранспорта в атмосферу составляет д о 90% по окиси

углерода и 70% по окиси азота. Автомобиль добавляет в почву и воздух

тяжелые металлы и д ругие вредные вещес тва. Образуются токсичные

вещества  продукты неполного сгорания и окислов азота. Первая группа

токсичных веществ связана с химическими реакциями окисления топлива,

протекающими как в предпламенный период, так и в процессе сгорания 

расширения. Вторая группа токсичных вещес тв образуется при соединении

азотаиизбыточногокислородавпродуктахсгорания.

Основнымитоксичнымивеществамипродуктаминеполногосгорания

являются сажа, окись углерода, углеводороды, альдегиды. Вредные

токсичные выб росы можно разделить на регламентированные и

нерегламентированные. К вредным токсичным выбросам относятся : СО,

SO2, С, СО2, СН4, NO, NO2, N, сажа, дым и др. Главным загрязнителем

атмосферного воздуха свинцом в настоящее время является автотранспорт,

использующийэтилированныйбензин:от70до87%об щейэмиссиисвинца

поразличным оценкам.РbО(оксидысвинца) возникаютвкарбюраторных

двигателях, чтобы увеличить октановое число для уменьшения детонации.

При с жигании одной тонны та кого бензина в атмосферу выбрасывается

приблизительно0,5...0,85кгоксидовсвинца.

По предварительным данным, проблема загрязнения окружающей

средысвинцомотвыбросовавтотранспортастановитсязначимойвгородахс

населением свыше 100 000 человек и для локальных участков вдоль

автотрасс с интенс ивным дв ижением. Радикальный метод борьбы с

загрязнением окружающей сред ы св инцом выбросами автомобильного

транспор та–этоотказотиспользованияэтилированногобензина.

Автомобильные выбросы распространяются и трансформируются в

атмосфере по определенным закономерностям. Так, твердые частицы

размером более0,1 мм оседаютна поверхн остяхв основном изза действия

гравитационныхсил.Частицы,размеркоторыхменее0,1мм,aтакжегазовые

примеси в виде CO,  SO2 и др. распространяются в атмосфере под

воздействием процессов диф фузии. Они вступают в процессы физико 

химического взаимод ействия 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.С тепеньзагрязненияатмосферноговоздухавыбросамизависитот

возможности переноса рассматриваемых загрязняющих вещес тв на

значител ьные расстояния, уровня их химической активности,

метеорологических условий распространения. Компоненты вредных

выбросов с повышенной реакционной способностью, попадая в свободную

атмосферу, взаимодействуют между собой и компонентами атмосферного

воздуха. При этом различают физическое, хим ическое и фотохимическое

взаимодействия. К примерам физического реагирования можно отнести

конденсацию паров кислот во влажном воздухе с образованием аэрозоля,

уменьшение размеров капель жидкости в  результате испарения в сухом

теплом воздухе. Жидкие и твердые частицы могут объединяться,

адсорбировать или растворять газообразные вещества. Реакции синтеза и

распада,окисленияивосстановленияосуществляютсямеждугазообразными

компонентамизагрязняющих веществи атмосфернымвоздухом. Некоторые

процессы химических преобразований начинаются непосредственно с

момента поступления выбросов в атмосферу, другие  при появлении

благоприятных условий  необходимых реагентов, солнечного излучения,

другихфакторов.

Углеводород ы в атмосфере подвергаются различным превращениям

(окислению, полимеризации), взаимодействуя с другими атмос ферными

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 соед инениями, в частности

углеводородами. Окисление сернистого ангидрида в серный ангидрид

происходит в свободной атмосфере при ф отохимических и ка талитических

реакциях. В обоих случаях конечным продуктом является  аэрозоль или

раствор се рной кисло ты в дождевой во де. При наличии в воздухе о ксидов

азотаскорос тьокислениясернистогоангидридаувеличиваетсянезависим оот

влажнос ти воздуха. Сероводород и сероуглерод при взаимодействии с

другими за грязнителями подверг аются в свободной атмосфере медленному

окислению до серного ангид рида. Сернистый ангидрид может

адсорбироваться на поверхнос ти твердых частиц из окислов металлов,

гидрооксидовиликарбонатовиокисляться досульфата.

Соединения азота, пост упающие в атмосферу от объектов АТК,

представлены в основном NO и NO 2. Выделяемый в атмосферу моноксид

азота под воздействием солнечного света интенсивно окисляется

атмосферным кислородом до диоксида азота. Кинетика дальнейших

превращений диоксид а 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све таиздвух

основных компонентов выбросов ав томобильных двигателей  NO и

углеводородныхсоединений.Другиевещества(SO2),твердыечастицытакже

могутучаствоватьвсм оге,нонеявляютсяосновныминосителямивысокого

уровняокислительнойактивности,характернойдлясмога.

Чувствительность населения к действию загрязнения атмосферы

зависит от большого количества факторов: от возраста, пола, общего

состоянияздоровья,питания ,температурыивлажностивоздухаит.д.Люди

пожилого возраста, дети, больные, курильщики, страдающие хроническим

бронхитом, коронарной недостаточностью, астмой, являются более

уязвимыми. 

Средифакторовпрямогодействиязагрязнениевоздухазанимае,первое

место, поскольку воздух является продуктом непрерывного потребления

организмомчеловека.Дыхательнаясистемачеловекаимеетрядмеханизмов,

помогающих защитить организм от воздействия загрязнителе й воздуха.

Волоски в носу отф ильтровы вают крупные частицы. Липкая слизистая

оболочка вверхнейчастидыхательноготрактазахва тываетмелкиечастицы

и растворяет неко торые газовые загрязнители. Непроизвольное чихание и

кашельудаляютзагрязненныйвоздухислизьприраздражениидыхательной

системы.Тонкиечастицыпредставляютнаибольшуюопасностьдляздоровья

человека,таккакспособныпройтичерезестественнуюзащитнуюоболочкув

легкие.  Вды хание озона вызывает кашель, одыш ку, повреждает легочные

тканииослабляетиммуннуюсистему.

Сернистый ангидрид оказывает пагубное влияние на слизистую

оболочкуверхнихдыхательныхпутей,вызываетбронхиальнуюзакупорку.

Влияние токсичных веществ на легкие и на органы зрения, при

длительных воздействиях вызывает нарушение дыхательных функций

Оксиды азота раздражают слизистую оболочку глаз и носа, разрушают

легкие.  В дыхательных путях оксиды азота реагируют с влагой, которая

находитсявэтомместе.Оксидыазотаспособствуютразрушениюозонового

слоя.

Повышение концентрации оксидов азота и углеводородов под

действиемсолнечнойрадиациипорождаетфотохимиче скийсмог(озон,ПАН

идр.)Фоноваяконцентрацияозонавприроде2040мкт/м3.При200мкт/м3

наблюдаетсязаметноенегативноевоздействиенаорганизмчеловека.

Моноксид угле рода. При сжигании топлива в усл овиях недостатка

воздуха, CO генерируется в процессе работы автомоб ильных двигателей. 

Соединяясь с гемоглобином, из вдыхаемого воздуха попадает в кровь,

препятст вуя насыщению крови кислородом, а следовательно, и ткане й,

мышц, мозга, вызывает ослабление зрения, ориентации в пространстве,

реакций. СО вызывает нарушение нервной системы, головную боль,

похудение,рвоту. Основными представителями альдег идов,поступающих в

атмосферный воздух с выбросами ав томобилей, являются формальдегид и

акролеин. Действие формальдегида характеризуется раздражающим

эффектомпоотношениюкнервнойсистем е.

Углеводород ы имеют неприятные запахи, раздражают глаза, нос и

оченьвредныдляфлорыифауны.

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вызывае тизмененияфизическойактивности,

координации,слуха,воздействуетнасердечнососудистуюсистему,приводя

к заболеваниям сердца. Свинцовое отравление (сатурнизм) занимае т первое

место среди профессионал ьных 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.

В Европе, Северной Америке и Японии разработали различные

экологическиетребованияитаковымиониостаютсяисейчас.Периодически

нормытоксичностипересматриваютсявсторону ужесто чения.

ВРоссиидействуютевропейскиерегламенты,хотяисотставаниемна

несколько этапов. В Европе используется Евро 4 а у нас пока только Евро

2.Однако токсичность отработавших газов не исчерпывает всей проблемы

негативного воздействияавтотранспорта на природу.Сюдаможно добавить

последствия производст ва автомобилей (включая сырье и материалы для

них)и утилизацииотслужившихсвойсрокавт отранспортныхсредств,атак

же получения топлива. Электромобили, считающиеся экологическим

эталоном, перестают быть таковыми, так как в данном случае область

загрязнения просто переносится в другое место. В ряде случаев важна

эксплуатационная экологичностьтранспортногосредства.

Ужесточен ие экологических требований привело к тому, что у

грузовых автомобилей и автобусов стали преобладать четырехктактные

моторысводянымохлаждением.

К энергетическим загрязнениям окружающей среды

автотранспортными средствам и относят шум, вибрации, электромагнитные

излучения. Шумовое воздейс твие наиболее сильно влияет на

психологическоесостояниечеловека.Шумэтонежела тельные,неприятные

звуковые колебания, хаотично изменяющиеся во врем ени. Звуковые

колебанияакустическиеколебания,лежащиев диапазонечастотот16Гцдо

22 кГц. Различают четыре вида воздействия шума на человека:

раздражающее воздействие (шумовые всплески, переменное акустическое

воздействие в сочетании с шумом постоянного уровня и громкие звуки);

снижение самообладания (предъявление жалоб и претензий к объектам и

субъектам повышенных шумовых воздействий); воздействие шума на

характер принимаемых решений, что важно, например, д ля водителя при

быстрой смене обстановки в городских условиях движения; воздействие

шума на внимание в процессе длительной работы с учетом наличия

корреляцииуровняшумасвероятностьюсовершенияДТП.Установлено,что

интенсивность шума (в дБА) составляе т от: легкового автомобиля  7080,

автобуса  8085, грузового автомобиля  8090, мотоцикла  9095.

Автомобильные средства по интенсивности шума различаются довольн о

резко. К самым шумным относятся грузо вые автомобили с дизельным

двигателем (9095дБА), к самым "тихим"  легковые автомобили высоких

классов (6570 дБА). Источни ком шума на автомобиле являются двигатель,

коробкапередач,ведущиймост,вентилятор,выхлопнаятруба,всасывающий

коллектор,шины.

При скорости движения до 7080 км/ч под нагрузкой основным

источником шума на автомоб иле является двигатель. За пределами

указанных скоростей главный шум производят шины автомобиля. Когда

нагрузка сбрасывается, наиболее интенсивный шум вызы вается также

шинами. Таким образом, транспортные средства являются источниками,

прежде всего внешних шумов, беспокоя щих всех людей,  находящихся в

пределах шумовой досягаемости. Уже много лет осуществляется

нормирование транспортных шумов. Выраб отаны международные нормы,

определяющие уровни шума, производимые автомобильными

транспор тными средствами. Максимально допустимые уровни шума

составляю т: для легковых автомобилей  80дБА, автобусов и грузовых

автомобилейвзависимостиотмассыивместимостисоответственноот81до

85 и от 81 до 88 дБА. В условиях акустического дискомфорта по уровню

автотранспортного шума проживает не менее 12,5 млн. городских жителей

РФ.

Вибрация и колебания являются другим источником транспортного

дискомфорта (для водителя и пассажиров). При движении автомобиля

возникают колебания, обусловленные неуравновешенным и силовыми

воздействиями в узлах и агрегатах автомобиля, а также внешним

переменным воздействием от неровностей дорожного покрытия. Эти

колебания передаются на кузов автомобиля чере з дорожное покрытие и

грунт  на элементы придорожного пространства. Воздействие вибраций

можнорассматриват ьпоаналогиисшумомвдвухаспектах:воздействиена

водителяспас сажирамиавтомобиляивоздействиенаокружающиеобъекты.

Поспособупередачиначеловекаразличаютобщуюилокальнуювибрации.

Общая вибрация передается через опорные поверхности на тело сидящего

или стоящего человека и вызывает сотрясение всего организма; локальная

вибрация передается через руки человека. Водитель автомоб иля

одновременно подвергается воздействию об щей и локальной вибрации, а

пассажирипешеход,находящийсярядомспроезжейчастью,общей.

Оценка плавности хода связана с наличием  частотной и амплитудной

чувствительностиразличныхоргановчеловека,особенноприэкстремальных

вибро ускорениях во врем я движения автомоб иля. Согласно нормативным

документам экспериментально оцениваются значения вертикальных,

продольны х и поперечных виброускорений,  которые сопоставляются с

техническими нормами для каждого вида АТС. Нормы общей вибрации