Влияние автотранспорта на биосферу

Реферат

Биосфе́ра (от греч. βιος — жизнь и σφαῖρα — сфера, шар) — оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; «пленка жизни»; глобальная экосистема Земли. Термин «биосфера» был введён в биологии Жаном-Батистом Ламарком в начале XIX в., а в геологии предложен австрийским геологом Эдуардом Зюссом в 1875 году. Целостное учение о биосфере создал русский биогеохимик и философ В.И. Вернадский. Он впервые назначил живым организмам роль главной трансформирующей силы планеты Земля, учитывая их активность не только в настоящем, но и в прошлом. Биосфера расположена на пересечении верхней части литосферы и нижней части атмосферы и занимает всю гидросферу.

Некоторые «изменения», такие как загрязнение воздуха или воды, могут напрямую влиять на здоровье человека и функционирование организмов. Другие чреваты косвенными эффектами, например, выбросы углекислого газа сказываются на климате, что в свою очередь отражается на производстве продуктов питания; сдвиги в концентрации биогенов приводят к гибели одних популяций и бурному размножению других.

Из-за накопления в атмосфере различных загрязнителей, в основном фреонов, разрушается озоновый слой, защищающий земную поверхность от солнечной радиации. Загрязняющие вещества, попадающие в атмосферу, возвращаются на Землю с дождями и попадают в водоемы и почву. Считается, что в водоемы попадает свыше 500 тыс. различных веществ. Попавшие в резервуар тяжелые металлы — свинец, ртуть, цинк, медь, кадмий активно усваиваются животными и рыбами, которые либо умирают сами, либо отравляют людей, употребляющих их в пищу.

2. Вредные выбросы и их воздействие на живую природу

Экологические требования к современному автомобилю в настоящее время являются приоритетными. Экологическая безопасность — свойство автомобиля снижать негативные последствия воздействия эксплуатации автомобиля на участников дорожного движения и окружающую среду. Он направлен на снижение токсичности выхлопных газов, уменьшение шума, уменьшение радиопомех при вождении автомобиля. Несмотря на многочисленные попытки заменить двигатель внутреннего сгорания каким-либо другим, не выделяющим токсичные вещества, альтернативы ему пока нет. А если появится принципиально новый двигатель, то смена производства на его серийное производство потребует больших вложений и произойдет не сразу. При этом человечество уже дошло до того, что без экологичного автомобиля обойтись просто невозможно. И выход пока видится один — надо если не полностью исключить, то во всяком случае свести к минимуму вредные выбросы ДВС.

14 стр., 6761 слов

Обеспечение безопасности движения при управлении автомобилем ...

... движения автомобиля. Она складывается из ряда обстоятельств, которые водителю необходимо учитывать. К ним относятся: наличие светофоров, регулировщиков, дорожных знаков, указателей, линий разметки, скорость транспортных средств, следующих в смежных ...

Основными источниками загрязнения воздуха в автомобилях являются выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания, выхлопные газы и пары топлива.

Как образуются вредные вещества, доставляющие столько хлопот всем в выхлопной форме? Известно, что топливо горит в камере при взаимодействии с кислородом воздуха. Этот процесс сопровождается интенсивным выделением тепла, которое превращается в работу. Теоретически для сжигания 1 кг бензина требуется 14,7 кг воздуха, но на практике этого количества недостаточно. Дело в том, что воспламенение и сгорание бензино-воздушной смеси (ее еще называют горючей) длится тысячные доли секунды, и к такому быстрому процессу она недостаточно хорошо подготовлена. В смеси остаются газы от предыдущего цикла, препятствующие доступу кислорода к частицам топлива; кроме того, не удается добиться ее идеального перемешивания по объему цилиндра, особенно у непрогретого двигателя и на переходных режимах. В результате не все топливо окисляется до конечных продуктов, и его необходимо добавлять для нормального сгорания. Если количество топлива в горючей смеси больше расчетного, смесь называется богатой, если меньше — бедной. При средних нагрузках основной упор делается на КПД, поэтому в камеру сгорания подается слегка бедная смесь. При незначительном обогащении смеси увеличивается скорость ее горения, и в камере развиваются более высокие температуры и давления. богатая смесь требуется для максимальных нагрузок или резкого перехода от низкой нагрузки к большой. В цилиндры подается большое количество топлива даже при запуске холодного двигателя, когда горючая смесь формируется только из самых легких фракций топлива. В этих случаях из-за недостатка кислорода топливо сгорает не полностью. Хотя двигатель развивает большую мощность, он не экономичен и выбрасывает в атмосферу токсичные продукты неполного сгорания.

Наиболее токсичными компонентами отработавших газов бензиновых двигателей являются: оксид углерода (СО), оксиды азота (NОx), углеводороды (СnHm), а в случае применения этилированного бензина — свинец. Состав выбросов дизельных двигателей отличается от бензиновых. В дизельном двигателе происходит более полное сгорание топлива. Это производит меньше окиси углерода и несгоревших углеводородов. Но, в то же время, из-за избытка воздуха в дизельном двигателе образуется больше оксидов азота. Дизельные двигатели, кроме всего прочего, выбрасывают твердые частицы (сажу).

Сажа, содержащаяся в выхлопных газах, не токсична, но поглощает канцерогенные углеводороды на поверхности своих частиц. При сжигании некачественного дизельного топлива, содержащего серу, образуется диоксид серы.

Как эти вредные компоненты влияют на человека и окружающую среду? В нормальных условиях CO представляет собой газ без цвета и запаха, он легче воздуха и поэтому может легко диффундировать в атмосферу. При контакте с человеком CO вызывает головные боли, головокружение, утомляемость, раздражительность, сонливость, боли в области сердца. Оксид азота NO — бесцветный газ, диоксид азота NO2 — красно-коричневый газ с характерным запахом. Оксиды азота при попадании в организм человека соединяются с водой. В то же время они образуют в дыхательных путях соединения азотной и азотистой кислоты. Оксиды азота раздражающе действуют на слизистые оболочки глаз, носа, рта. Воздействие NO2 способствует развитию заболеваний легких. Некоторые углеводороды СН являются сильнейшими канцерогенными веществами (например бензапирен), переносчиками которых могут быть частички сажи, содержащиеся в отработавших газах.

8 стр., 3952 слов

Основные методы снижения расхода моторного топлива при эксплуатации автомобиля

... энергопотребление бортовой сети транспортного средства. В результате постоянно ... воздуха (неправильное количество воздуха в смеси ведёт к неправильному соотношению бензин-воздух); скорости потока входящего воздуха (его неверные данные не позволяют электронному блоку управления ... приводит к неполному сгоранию смеси и бензин, ... экономичнее карбюраторного; однако, проблема повышенного расхода топлива в ...

В облаках CH и NOx, скопившихся над асфальтом, под действием света происходят химические реакции. Разложение оксидов азота приводит к образованию озона. Вообще-то озон не стоек и быстро распадается, но только не в присутствии углеводородов (СН) — они замедляют процесс распада озона, и он активно вступает в реакции с частичками влаги и другими соединениями. Образуется стойкое облако мутного смога. Озон оказывает разъедающее действие на глаза и легкие, а выбросы NOx способствуют образованию кислотных дождей.

3. Способы уменьшения вредных выбросов автотранспорта

В настоящее время сокращение загрязнения воздуха токсичными веществами, выбрасываемыми автомобильным транспортом, является одной из важнейших задач, стоящих перед человечеством. Автомобиль не роскошь, а средство передвижения. Существование человечества в настоящее время немыслимо без автомобиля. В условиях интенсивной урбанизации и роста мегаполисов автомобильный транспорт стал самым неблагоприятным экологическим фактором защиты здоровья людей и окружающей среды города. Таким образом, автомобиль становится конкурентом человека за жизненное пространство. В последние десятилетия человечество окончательно убедилось, что главный виновник загрязнения воздуха — одного из основных источников жизни на нашей планете — это плод научно-технического прогресса — автомобиль. Автомобиль, поглощая столь необходимый для жизни кислород, в то же время интенсивно загрязняет атмосферную среду токсичными компонентами, наносящими ощутимый ущерб всему живому и неодушевленному. Вклад в загрязнение окружающей среды, в основном атмосферы составляет – 60 — 90%.

Примерно в начале 1950-х годов человек, возможно, впервые осознал, что его среда обитания, столь привычная и естественная, может быть уничтожена. К середине следующего десятилетия проблема обострилась до максимума: беспрецедентные масштабы автомобилизации привели к тому, что города начали ощущать острую нехватку чистого воздуха. Родившееся тогда слово «смог» очень лаконично отражало типичную атмосферу больших городов, окутанную дымкой «выхлопных газов» от машин». Полицейским-регулировщикам выдали противогазы, а для обычных прохожих кое-где установили автоматы чистого воздуха: бросил несколько монеток — и можешь на минуту-другую «перевести дух».

Общественность («зеленые») забила тревогу, тема экологии бурно обсуждалась в прессе, с парламентских трибун — и, естественно, автопроизводителям пришлось реагировать, чтобы изменить ситуацию к лучшему.

9 стр., 4231 слов

Загрязнение атмосферного воздуха выхлопами газа автомобильного транспорта

... основные загрязняющие вещества от автомобильного транспорта. 2. Рассмотреть специфику влияния автомобильного транспорта на окружающую среду. 3. Проанализировать уровень загрязнения атмосферного воздуха в городах. В качестве ... В денежном исчислении вели­чина ежегодного экологического ущерба (загрязнение атмосферы, шум, воздействие на климат) от функционирования автотранспортного комплекса Россий ...

Сразу определилось несколько направлений. Главное, конечно, пересмотреть само понятие ДВС. Если до этого важнейшим показателем совершенства двигателя были его тяговые характеристики, то теперь на первый план нужно было поставить чистоту выхлопа, полноту сгорания топлива и экономичность…

Конструкторы позаботились о фазах газораспределения, качестве приготовления смеси, форме камеры сгорания. Стремление сжигать все более бедную смесь уперлось в порог детонации, и тут уж ничего не оставалось, как привлекать к расчету камеры сгорания сложные динамические модели — скажем, организовывать вращение заряда и его локальное обогащение, идти на другие хитрости.

Вскоре появились системы впрыска топлива (пока еще во впускной коллектор) и каталитический нейтрализатор отработавших газов (катализатор).

Современный катализатор — это керамический монолит, пронизанный множеством каналов, поверхность которых покрыта слоем алюминия, а на него, в свою очередь, нанесены химически активные драгоценные металлы (родий, палладий, платина).

На долю последних приходится до 60% себестоимости устройства. Именно благодаря им происходят необходимые химические реакции — окисление монооксида углерода (СО) и несгоревших углеводородов (СН), а также сокращение количества окиси азота (NOx).

В трехкомпонентном нейтрализаторе платина и палладий вызывают окисление СО и СН, а родий «борется» с NOx. Кстати, родий — побочный продукт получения платины — самый ценный в этой триаде. И именно его в первую очередь «отравляет» свинец, содержащийся в бензине.

В конструкции катализатора используются другие химические элементы, повышающие эффективность трех основных: никель, реагирующий с NOx, железом и церием.

На первый взгляд может показаться, что установка катализатора решает все экологические проблемы. Однако «зеленые» продолжили наступление и нашли-таки в нем изъян. Температура, при которой катализатор начинает действовать (температура активации), находится в пределах 250-350°С. Время, необходимое для обогрева, может составлять до нескольких минут и зависит от типа автомобиля, способа его использования и температуры воздуха. Холодный катализатор практически неэффективен, поэтому необходимо сократить время достижения температуры активации. И опять инженеры взялись за дело.

Компании разработали технологию нагрева катализатора с большим электрическим сопротивлением. Подогреватель на металлической опоре крепится внутри катализатора; его мощность — от 0,5 до 2, иногда 4 кВт, в зависимости от величины сопротивления (от 0,05 до 0,35 Ом).

Для примера, элемент в 1,5 кВт разогревает катализатор до 400°С за 10 секунд.

Для уменьшения вредных выбросов при запуске холодного двигателя иногда используется встроенный в катализатор адсорбер углеводородов. При достижении рабочей температуры последние «высвобождаются» и окисляются самим катализатором.

А вот еще одна проблема. Чем беднее рабочая смесь, тем ниже эффективность катализатора в отношении NOx. Для CO и CH картина обратная: при богатой или богатой смеси полного их окисления не происходит. В настоящее время разрабатываются системы, адсорбирующие окиси азота, которые действуют по принципу ловушки: высвобождение NOx происходит в тот момент, когда достигается стехиометрическое (нормальное) соотношение рабочей смеси (около 1:15).

3 стр., 1271 слов

Экологичные автомобили

... топлива в Мейрене. И таких примеров с каждым месяцем становится все больше. 5. Рейтинги экологичности Список наиболее экологичных и экономичных моделей автомобилей ... мало кого волнует охрана окружающей среды, начинают инвестировать колоссальные ... Транспорт на топливных элементах Водородный транспорт — различные транспортные средства, использующие в качестве топлива ... реферат составлен на основе .

Конечно, «экологические» заботы конструкторов автомобилей не ограничиваются настройкой катализаторов. Скажем, чтобы при равномерном движении умерить аппетит (и, естественно, выбросы) восьмицилиндрового «Порше-928», инженеры экспериментировали с отключением цилиндров. «Фольксваген» пошел еще дальше — у серийного «Гольфа-III Экоматик» мотор и вовсе отключался при любом подходящем случае — движении накатом, остановке у светофора — и оживал с нажатием на педаль акселератора.

Претендент № 1 на экологический подиум – гибридные модели. Перефразируя классику, можно сказать: «Верхи еще не могут, низы уже хотят». Пару лет назад производители без устали убеждали покупателей, что комбинированные электростанции надежны и позволяют значительно экономить на топливе. Результат пропаганды превзошел все ожидания: лидеры гибридного рынка Toyota и Honda не в состоянии удовлетворить спрос на чрезвычайно популярные Prius и Civic Hybrid». В ближайшее время обе компании намерены предложить аналогичные установки практически для всех моделей в качестве опции! Кроме того, их преимущества заключаются не только в эффективности и заботе об окружающей среде, но и в улучшении динамических характеристик. Ярчайший пример – гибридный «Lexus RX400h», обставляющий в спринте бензинового собрата (ЗР, 2006, № 1).

Почти все крупные производители присоединились к гонке, даже те, кто ранее был настроен скептически. «Мы не учли, что многие готовы купить гибрид, продемонстрировав тем самым заботу об окружающей среде», – сокрушается вице-президент «Дженерал моторс» Роберт Лутц. Джил Лайзак, глава Saturn: «Мы уверены, что не обязательно быть богатым, чтобы присоединиться к зеленым».

Второй тип систем — двухступенчатый: гибрид переключается в один из двух режимов: «город» или «шоссе». Вначале на малых оборотах работает только электродвигатель, затем входит помощь бензина. Двигатель с регулируемыми фазами газораспределения имеет функцию отключения нескольких цилиндров и высокую степень сжатия. Экономия топлива достигает 25%.

Речь не идет о широкомасштабном внедрении топливных элементов: для этого потребуется создание мощной инфраструктуры по всей стране: нефтеперерабатывающие заводы, автозаправочные станции… Сегодняшняя Америка и Европа слишком жесткие. Даже оптимисты говорят, что топливные элементы не завоюют сердца потребителей до 2020 года.

4. Социальный аспект загрязнения автотранспортом

Обеспокоенная проблемами окружающей среды, компания, естественно, обратилась к правильным инструментам для оценки экологического ущерба, наносимого автомобилем. Сперва появились сложные и громоздкие химические газоанализаторы (они, можно сказать, пришли прямиком из лабораторий химиков), затем — более компактные и точные термохимические (их прямой потомок — лямбда-зонд — сейчас есть едва ли не на каждом европейском автомобиле), теперь вошли в употребление инфракрасные (с ними вы встречаетесь на техосмотре в ГАИ).

Для дизелей сконструировали нефелометры (у нас их называют «дымомеры»), измеряющие плотность выхлопа, то есть число несгоревших частичек сажи. Что дальше? Затем стали следить за экологической ситуацией в масштабах крупных городов, видимо, не за горами глобальные исследования загрязнения воздуха.

16 стр., 7859 слов

Производство автомобилей в России

... Глава1. Теоретические аспекты производства автомобилей в России 1.1 Классификация автомобилей Подвижной состав автомобильного транспорта состоит из различных видов транспортных средств, а также прицепов ... топлива(лёгкие жидкие топлива нефтяного происхождения (бензин, керосин), тяжёлые жидкие топлива нефтяного происхождения (мазут, соляровое масло, дизельное топливо), газовое топливо (природный газ, ...

Определенная закономерность прослеживается в последние два десятилетия. Как только, кажется, инженеры и автопроизводители вплотную подходят к решению какой-то экологической проблемы: сразу появляются десятки новых. Удалось справиться с СО? А вот, пожалуйте — СН и NOх. Вопрос решается? А как вам канцерогены, озон, микрочастицы… Некоторые могут даже подумать, что автомобили становятся все более опасными. Между тем это неправда: известный специалист Андре Дуо, один из руководителей Французского института нефти, говорит: «Сегодня автомобили загрязняют окружающую среду в 7-10 раз меньше, чем раньше, но раньше таких измерительных приборов не было. Совершенно».

Проблема в том, что в то время многие вещества вообще не считались вредными, как показывают современные исследования. Вот, скажем, дизель. Пару десятков лет назад его считали чуть ли не эталоном чистоты. Потом обнаружилось, что здоровью вредят частицы сажи размером 10 микрон. Дальше — больше. В системе смазки поршней топливного насоса высокого давления традиционно используются свойства серы, содержащейся в дизельном топливе. Теперь на него наложено табу: при сжигании этого топлива образуется диоксид серы SO2 и другие вредные соединения. Да и с сажей дело оказалось гораздо сложнее, чем виделось сначала: «Ранее полагали, что диаметр микрочастиц составляет 10 микрон, в то время как в действительности они имели размер 1 микрон», — говорит тот же Андрэ Дуо. И это совсем другое дело: такие частицы, не задерживаясь в верхних дыхательных путях, попадают прямо в легкие и могут вызвать массу очень опасных заболеваний.

Так опасен ли все-таки автомобиль? Специалисты предпочитают использовать в качестве единицы измерения вредного воздействия тех или иных факторов не человеческую жизнь как таковую, а… непрожитые годы. Для примера возьмем французскую статистику: 300 смертей в год, причиной которых стало, как полагают, загрязнение атмосферы, составляют не более 100 непрожитых лет. Кто-то скажет: циничная арифметика. Возможно, но стоит сравнить эти данные с цифрами потерь, вызванных иными причинами: пассивное курение — 10 тысяч лет; самоубийства среди молодежи — 400 тысяч лет; активное курение — 1 миллион лет!

5. Экономическая составляющая на пути борьбы с загрязнением автомобильным транспортом

А как же производители автомобилей? Может показаться, что публика буквально отрывает руки, заставляя делать автомобили, которые становятся все более экологичными. Вы тоже так думаете? Напрасно — ведь по правде говоря, вся эта кидается на автопроизводителей… выгодна!

Посудите сами. Надежность и ресурс современных автомобилей год от года увеличиваются. Стала нормой шестилетняя гарантия на кузов, трансмиссия без какого-либо обслуживания способна работать сотни тысяч километров, двигатель, смазанный самыми современными маслами, тоже проживет не меньше. Как же стимулировать покупку нового авто? Ведь снижать общий выпуск машин нельзя: скажем, в Германии каждый седьмой работающий так или иначе связан с автопромом — если выпускаются «лишние» автомобили, стало быть, имеются и «лишние» работники?

9 стр., 4266 слов

Электрооборудование автомобиля и дополнительное оборудование

... движении в темное время суток и в условиях недостаточной видимости, а также для освещения дороги и внутренних помещений автомобиля ... протяжении всего срока эксплуатации автомобиля. Контрольно-измерительные приборы контрольно-измерительные приборы ... топлива и указатель оборотов работы двигателя (тахометр). Также панель приборов может включать в себя и другие КИП -- это зависит от модели автомобиля. ...

Со времени написания «Капитала» обруганный капитализм научился решать многие свои проблемы. И проблему кризиса перепроизводства — тоже. Надо доказать владельцу, что его нестарая еще машина смертельно вредна для природы — и для него самого. Он не поддается на уговоры «зеленых»? Что ж, тогда неплохо подействует повышенный налог на «старье на колесах». Согласитесь — куда лучше платить проценты по кредиту и ездить на совершенно новом автомобиле, чем тратить те же деньги на высокий «экологический» налог. В крайнем случае государство приплатит потенциальному покупателю — нет, далеко не только из-за любви к чистому воздуху. Это — плата за поддержание уровня производства и, стало быть, за отсутствие социальных потрясений.

Итак, «экологическая гонка» в разгаре, и каждая фирма стремится проявить себя на этом поприще — ведь общепонятные «зеленые» рассуждения служат таким великолепным фоном для рекламных призывов…

Выигрывают все — кроме, быть может, каждого конкретного покупателя: автомобиль с катализатором, электронным впрыском и т. д. заметно дороже, чем, как говорится в рекламе, «обычный». Один европейский журнал ядовито заметил по этому поводу: «У вас будет катализатор. Только за эту цену придется обойтись без АБС, подушек безопасности…»

С другой стороны, вправе ли этот самый покупатель сетовать — если признано, что автомобиль, мягко говоря, не улучшает экологическую ситуацию? И потом — стоит ли осуждать автопроизводителей? Ведь меркантильное стремление к совершенству все же лучше бескорыстного «хоть трава не расти».

Заключение

Основные пути снижения экологического ущерба от автотранспорта следующие:

1) Оптимизация движения городского транспорта.

2) разработка альтернативных энергоисточников;

3) дожигание и очистка органического топлива;

4) создание (модификация) двигателей, использующих альтернативные топлива;

5) защита от шума;

6) Экономические инициативы по управлению автомобильным парком и движением.

Улучшение градостроительства и оптимизация городского движения транспорта взаимно увязаны и нацелены на лучшую планировку дорог и улиц, создание транспортных развязок, улучшение дорожного покрытия, контроль скоростного движения.

Альтернативный транспорт — это электромобили, применение альтернативного топлива, строительство линий для скоростного трамвая, метро, автомотрисы и др.

Экономические инициативы — налог на автомобили, топливо, дороги, инициативы по обновлению автомобилей.

Глобальная автомобилизация кроме загрязнения воздуха преподнесла человечеству ещё одну проблему: куда девать машины отслужившие свой срок?

Литература

[Электронный ресурс]//URL: https://obzone.ru/referat/rol-transporta-v-zagryaznenii-biosferyi/

1) Журнал «За рулем», 2006, № 1.

2) Аксенов И.Я. Аксенов В. И. Транспорт и охрана окружающей среды. – М.: Транспорт, 1986. – 176с.

3) Луканин В.Н., Буслаев А.П., Трофименко Ю.В и др. Автотранспортные потоки и окружающая среда: Учебное пособие для вузов. М.: ИНФРА-М, 1998 – 408 с.

4) Валова В.Д. Основы экологии: Учебное пособие. – 2-е изд., перераб. И доп. М.: Издательский Дом «Дашков и К0», 2001.

17 стр., 8070 слов

Техникоэкономическая характеристика легкового автомобильного транспорта

... транспорта в воспроизводственном процессе, особенности автомобильного транспорта. 1. Технико-экономическая характеристика легкового автомобильного транспорта 1.1 Технические характеристики ... и стараются обеспечить приемлемые экономические условия для их работы. ... поскольку она приводилась в движение силой пара. В XIX веке ... такси, не выплачивая при этом налоги в местные бюджеты. Ли?чный автомоби?ль ...

5) Куров Б.М. Как уменьшить загрязнение окружающей среды автотранспортом? // Россия в окружающем мире. — Аналитический ежегодник. 2000 г.