Транспортные проблемы

Загрязнение воздушного бассейна является ключевым фактором, оказывающим негативное воздействие на состояние природной среды города. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) от 40 до 50% заболеваний человека в наше время могут быть связаны с изменением окружающей среды и, в первую очередь, с загрязнением атмосферы.

В настоящее время автомобильный транспорт (АТ) является одним из основных источников выброса  вредных веществ в атмосферу, поэтому их негативное воздействие на окружающую природу и здоровье людей достигло значительных масштабов.

Например, в США доля автомобильного транспорта в загрязнении окружающей среды составляет более 60 %, в Англии – 34 %, во Франции – 32%. В России, например, в Санкт-Петербурге, автотранспорт вносит   основной   вклад  в загрязнение атмосферы.  С  учетом индивидуального  автотранспорта,  валовой выброс загрязняющих веществ в целом по городу составил в 2000 году 77% из них: оксида углерода - 95,7%, двуокиси азота - 39,6%,  летучих органических соединений -  79,3%.

Основными факторами, влияющими  на   загрязнение   атмосферного   воздуха    выбросами    от автотранспорта, являются   значительный   рост   автомобильного  парка и   увеличение   объемов   международных автоперевозок, медленное   развитие   транспортной   инфраструктуры,   недостатки   в организации   движения,   отставание   эксплуатационной  базы,  низкие экологические  характеристики  производимых  в   стране   автомобилей, несоответствие  качества  используемого  моторного топлива современным требованиям. Усугубляет экологическую обстановку в стране и отсутствие комплексности в решении проблемы,  устаревшая нормативно-правовая база в производстве    и    эксплуатации     автомобильного     транспорта, неэффективность     административных    и    экономических    мер. В среднем при пробеге 15 тыс. км за год каждый автомобиль сжигает 2 т топлива и около 26– 30 т воздуха, в том числе 4,5 т кислорода, что в 50 раз больше потребностей человека. При этом автомобиль выбрасывает в атмосферу (кг/год): угарного газа – 700, диоксида азота – 40, несгоревших углеводородов – 230 и твердых веществ – 2 – 5. Кроме того, выбрасывается много соединений свинца из-за применения в большинстве своем этилированного бензина. Наблюдения показали, что в домах, расположенных рядом с большой дорогой (до 10 м), жители болеют раком в 3 – 4 раза чаще, чем в домах, удаленных от дороги на расстояние 50 м. Транспорт отравляет также водоемы, почву и растения.

Токсичными выбросами двигателей внутреннего сгорания (ДВС) являются отработавшие и картерные газы, пары топлива из карбюратора и топливного бака. Основная доля токсичных примесей поступает в атмосферу с отработавшими газами ДВС. С картерными газами и парами топлива в атмосферу поступает приблизительно 45 % углеводородов от их общего выброса. Автомобиль является низким источником,  то  есть выбросы загрязняющих веществ производятся на уровне дыхания человека, что способствует быстрому проникновению их в органы  дыхания и усугубляет,  тем самым,  их вредное воздействие на организм человека.

Применение этилированного бензина, имеющего в своем составе соединения свинца, вызывает загрязнение атмосферного воздуха весьма токсичными соединениями свинца. Около 70 % свинца, добавленного к бензину с этиловой жидкостью, попадает в виде соединений в атмосферу с отработавшими газами, из них 30 % оседает на земле сразу за срезом выпускной трубы автомобиля, 40 % остается в атмосфере. Один грузовой автомобиль средней грузоподъемности выделяет 2,5...3 кг свинца в год. Концентрация свинца в воздухе зависит от содержания свинца в бензине. Исключить поступление высокотоксичных соединений свинца в атмосферу можно заменой этилированного бензина неэтилированным.

Количество вредных веществ, поступающих в атмосферу в составе отработавших газов, зависит от общего технического состояния автомобилей и, особенно, от двигателя – источника наибольшего загрязнения, поэтому улучшение их экологичности является первоочередной задачей.

Экологичность автомобилей в основном определяется их топливной расходной характеристикой, т.е. чем меньше углеводородного топлива потребляет машина, тем меньший экологический ущерб наносится атмосфере отработавшими газами. При равенстве расхода топлива наиболее экологичным автомобилем будет тот, токсичность и объемы выбросов вредных веществ которого будут меньше. Именно поэтому в настоящее время наблюдается тенденция сокращения удельного расхода топлива на автомобильном транспорте, в том числе за счёт использования (особенно в личной собственности) малолитражных автомобилей. В итоге, например, снижение удельного расхода топлива на 100 км с 8-10 до 4-5 л при прочих равных условиях обеспечит уменьшение экологического ущерба от АТ в 2 раза. Аналогичный эффект дает повышение равномерности движения автомобиля. Однако в условиях города, особенно в мегаполисах, осуществить это мероприятие очень трудно.

Эффективным способом повышения полноты сгорания топлива, а,  следовательно, экономичности и одновременно экологичности работы двигателя является совершенствование процесса топливоподачи. Поэтому повышение экологичности работы автомобиля является наиболее актуальной проблемой. Для ее решения существует несколько основных методов:

- снижение удельного расхода топлива в автомобилях;

- применение принципиально новых конструкций двигателей;

- повышение качества топлива и добавка присадок;

- использование экологически безопасных видов топлива;

- утилизация или нейтрализация вредных выбросов;

- уменьшение массы автомобиля и улучшение его аэродинамических

форм;

- диагностика и наладка всех систем двигателя.

Единственной альтернативой двигателя АТ сегодня можно считать электрический, который до сих пор не может заменить ДВС в связи со значительными присущими ему недостатками: небольшой запас хода (40-120 км), маленькая скорость (30-40 км/ч), длительная зарядка аккумуляторов (до 8 часов).

Несмотря на это, многие автомобильные компании мира продолжают разрабатывать и выпускать электромобили, в которых пробег без дозарядки стараются увеличить до 200-300 км, а скорость – до 120-150 км/ч.

Практически всеми автомобилестроительными компаниями разработаны и выпускаются отдельные модели машин с гибридными конструкциями двигателей, представляющих собой сочленение бензиновых и электрических агрегатов. Причем бензиновые двигатели включаются только в тех случаях, когда они эффективнее электромоторов. Обычно вначале начинает работать электромотор, а после первой скорости к нему присоединяется бензиновый двигатель. Таким образом, в момент начального разгона, когда бензиновый двигатель выделяет наибольшее количество вредных веществ, работает электромотор. Электронная система управления во время движения (по запрограммированной эффективности) спаривает или разъединяет оба мотора. В таком автомобиле электроэнергия вначале расходуется, а при спуске или торможении аккумулируется. В обычных автомобилях эта энергия теряется. Такой гибридный двигатель теоретически экологичней, чем ДВС. В настоящее время гибридные конструкции автомобилей можно считать проходящими испытания у потребителей.

В настоящее время существует несколько распространенных видов альтернативного топлива для автомобильного транспорта: сжиженный нефтяной газ, природный газ, биодизельное топливо, водород и др.

Сжиженный газ представляет собой смесь пропана (С3Н8), бутана (С4Н10) и незначительного количества (около 1 %) непредельных углеводородов. Известно, что он обладает всеми качествами полноценного топлива для двигателей внутреннего сгорания, поэтому во всем мире этот газ признан как дешевое, экологически чистое топливо, по многим свойствам превосходящее бензин. Использование сжиженного нефтяного газа не требует кардинального изменения конструкции автомобиля, а только его приспособления к установке газового оборудования, оставляя возможность использования как бензина, так и газа в качестве топлива. Сжиженный нефтяной газ – это единственный экологически более безопасный вид топлива, который широкомасштабно применяются в России и во всем мире на транспорте. При его использовании количество основных вредных веществ снижается в 2 и более раза, в 1,5-2 раза уменьшается износ основных деталей цилиндропоршневой группы, повышается срок службы моторного масла, снижается стоимость топлива в 2 раза.

Природный газ используется в автомобилях в сжатом и сжиженном состояниях. Прогнозируется увеличение потребления сжатого (компримированного) природного газа  на автомобилях в связи с большим количеством принятых программ в различных городах России перевода АТ на этот вид топлива. Экологический "потенциал" природного газа выше, чем сжиженного нефтяного газа, однако распространенность этого вида альтернативного топлива значительно ниже из-за большей сложности и стоимости устанавливаемого оборудования (достигающей 20 % от стоимости автомобиля), а также ограниченного количества автомобильных газонаполнительных компрессорных станций.

Биодизельное топливо – это альтернативный экологически чистый вид топлива, получаемый из растительных масел и используемый для замены (экономии) обычного дизельного топлива. Сырьем для производства биодизеля могут быть различные растительные масла: рапсовое, соевое, арахисовое, пальмовое, отработанные подсолнечное и оливковое масла, а также животные жиры. Биодизельное топливо может использоваться в обычных двигателях внутреннего сгорания как самостоятельно, так и в смеси с дизтопливом, без внесения изменений в конструкцию двигателя. Обладая примерно одинаковым с минеральным дизельным топливом энергетическим потенциалом, биодизель имеет ряд существенных преимуществ: не токсичен; практически не содержит серы и канцерогенного бензола; разлагается в естественных условиях (примерно так же, как сахар); обеспечивает значительное снижение вредных выбросов в атмосферу при сжигании как в ДВС, так и в технологических агрегатах; увеличивает цетановое число топлива и его смазывающую способность, что существенно увеличивает ресурс двигателя; имеет высокую температуру воспламенения (более 100 °С), что делает его использование относительно безопасным; его источником являются возобновляемые ресурсы; производство биодизеля легко организовать, в том числе, в условиях небольшого фермерского хозяйства. Биодизель получил широкое распространение во многих странах мира. Среди них: Германия, Австрия, Чехия, Франция, Италия, Швеция, США, а также другие страны. Наиболее широкое применение биодизель получил в Германии. Именно здесь производится более 2 млн тонн рапсового топлива ежегодно, что уже позволило значительно снизить вредные выбросы в атмосферу.

Однако культивирование растений, которые служат компонентами биодизеля, может крайне негативно сказаться на окружающей среде. В итоге может случиться, что, решая задачу снижения загрязнения атмосферы выбросами автотранспорта, в большей степени усугубятся другие проблемы: деградации почв, производства продовольствия, вымирания различных видов животных.

Абсолютно экологичным видом альтернативного топлива для автомобилей считается водород. При сгорании водорода не образуется никаких вредных веществ, только вода. Учитывая, что выбросы вредных веществ с отработавшими газами автотранспорта в мегаполисе могут составлять более 90 %, то использование водорода в качестве топлива АТ позволит устранить эту экологическую проблему. Все известные автомобильные компании пытаются применить это топливо в своих конструкциях. Однако, несмотря на бесспорные экологические, энергетические и иные преимущества применения водорода, его внедрение на автотранспорт в настоящее время можно пока назвать только экспериментальным, хотя и уже достаточно масштабным. Основные причинами являются: проблема хранения водорода в автомобиле и экономическая целесообразность его применения.

Оптимально спланированная и продуманная  организация  транспортных потоков на  территории  города позволяет существенно уменьшить выбросы от автотранспорта. 

Малое количество  подземных  переходов  и  большое количество перекрестков,  вызывающих  скопление  машин,  работающих на холостом ходу,  приводит к  резкому  увеличению  загрязнения  воздуха. Развитие транспортной инфраструктуры и совершенствование  организации  движения на территории  города является одним из направлений борьбы за качество атмосферного воздуха.

Для решения проблемы снижения уровня загрязнения атмосферного воздуха автотранспортом целесообразна политика обеспечения максимальной комфортности пользования общественным транспортом при параллельном создании "неудобств" для использования личного автотранспорта.

Развитие городского пассажирского транспорта, в интересах охраны атмосферного воздуха, подразумевает:

- развитие метро (при возможности строительства такового);

- развитие общественного электротранспорта (трамвай, троллейбус, "наземный экспресс", электропоезда, движущиеся пандусы);

- Эксплуатация автобусов и других видов муниципального транспорта с выбросами загрязняющих веществ, соответствующих современным европейским стандартам для автомобилей с бензиновыми и дизельными двигателями;

- Развитие материальной заинтересованности коммерческих предприятий, внедряющих автобусы и другие виды автомобильного транспорта на газовом топливе, нейтрализаторы, фильтры сажи и другие антитоксичные устройства,   путем отчислений на реконструкцию и социальные нужды  части бюджетных средств города, высвобождающихся в результате уменьшения объемов закупок дизельного топлива и бензина и уменьшения платы за загрязнение окружающей среды;

- Введение льгот по налогам и платежам: для автотранспортных предприятий и индивидуальных владельцев автомобилей, применяющих газовое топливо, нейтрализаторы, фильтры сажи и другие антитоксичные устройства; для городских производителей антитоксичных устройств, включая добавки к топливу; для городских организаций, производящих установку на эксплуатируемые автомобили устройств, повышающих их экологическую безопасность.

- Организация инфраструктуры, позволяющей передвигаться по городу  на велосипедах.

- Разработка и внедрение инновационных разработок в области  общественного и личного транспорта.

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D1%80%D0%B0%D0%BD%D1%81%D0%BF%D0%BE%D1%80%D1%82

http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/himiya/ZAGRYAZNENIE_OKRUZHAYUSHCHE_SREDI.html

http://www.avtomash.ru/guravto/2007/20070804.htm

http://www.ecom-info.spb.ru/law_documents/index.php?id=537

http://www.rtsh.ru/manual.ps.htm

Mgau-Miisp.ru/File/ekologiya/3.doc

http://tereshina.edurm.ru/rabota.html

Копирайтер: Кирилл Манн