V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Введение

В последние десятилетия в связи с быстрым развитием автомобильного транспорта существенно обострились проблемы воздействия его на окружающую среду.

Автомобили сжигают огромное количество нефтепродуктов, нанося одновременно ощутимый вред окружающей среде, главным образом атмосфере. Поскольку основная масса автомобилей сконцентрирована в крупных городах, воздух этих городов не только обедняется кислородом, но и загрязняется вредными компонентами отработавших газов.

С каждым годом количество автотранспорта растет, а, следовательно, растет содержание в атмосферном воздухе вредных веществ. Постоянный рост количества автомобилей оказывает определенное отрицательное влияние на окружающую среду и здоровье человека.

Основными источниками загрязнения воздушного бассейна при эксплуатации автотранспорта являются двигатели внутреннего сгорания, которые выбрасывают в атмосферу отработавшие газы и топливные испарения. В отработавших газах обнаружено около 280 компонентов продуктов полного неполного сгорания нефтяных топлив, а также неорганические соединения тех или иных веществ, присутствующих в топливе.

Отрицательное воздействие автотранспорта на окружающую среду проявляется в различных аспектах. Это и отчуждение земель для строительства дорог, и нарушение экологического равновесия при их строительстве и эксплуатации (изменение ландшафта и «разделяющий эффект», водная и ветровая эрозия, усиление геодинамических процессов, загрязнение местности и вод продуктами эксплуатации автомобилей и дорог, а также потери сельского хозяйства), исчезновение заповедных, нетронутых природных комплексов, ухудшение здоровья человека.

Цель работы заключается в том, чтобы показать разрушительное воздействие автотранспорта на окружающую среду в целом, на отдельные ее компоненты, в том числе на здоровье человека, и рассмотреть различные меры снижения негативного воздействия автотранспорта.

1. Автотранспорт как важнейшая экологическая проблема

Проблема охраны окружающей среды является одной из наиболее актуальных, поскольку от ее решения зависят жизнь на Земле, здоровье и благосостояние человека. Эта проблема обострилась в XX в., когда интенсивное развитие промышленности и транспорта, а также несовершенство технологических процессов привели к загрязнению атмосферы, воды и почвы. Ежегодно мировое хозяйство выбрасывает в атмосферу 350 млн. т окиси углерода, более 50 млн. т различных углеводородов, 150 млн. т двуокиси серы. В атмосфере накапливается углекислый газ, уменьшается количество кислорода. Первым виновником порчи биосферы является детище научно-технического прогресса – автомобиль. Поглощая столь необходимый для жизни кислород, он интенсивно «обогащает» воздушную среду токсичными компонентами, наносящими вред всему живому и неживому. [11]

Вследствие быстрого роста автотранспортных средств возрастает изъятие кислорода из атмосферного воздуха. Это приводит к нарушению состава атмосферы, является причиной возникновения устойчивого кислородного голодания. Один современный автомобиль в течение часа потребляет около 50 килограммов кислорода. Если учесть, что в настоящее время мировой автопарк превышает 550 миллионов автомобилей, то можно легко подсчитать, что только за один час его работы будет израсходовано свыше 25,5 миллиона тонн кислорода, то есть больше, чем потребляет все человечество в течение целых суток.

В результате сжигания жидкого топлива в воздух ежегодно выбрасывается, по разным оценкам, от 180 тыс. до 260 тыс. т свинцовых частиц, что в 60–130 раз превосходит естественное поступление свинца в атмосферу при вулканических извержениях (2–3 тыс. т/год). В некоторых крупных американских, европейских и японских городах, переполненных автомобилями, содержание свинца в атмосфере уже достигло опасной для здоровья человека концентрации или приближается к ней. При вдыхании городского воздуха крупные свинцовые аэрозоли задерживаются в бронхах и носоглотке, а те, что имеют диаметр менее 1 мкм (их примерно 70– 80%), попадают в легкие, а затем проникают в капилляры и, соединяясь с эритроцитами, отравляют кровь. Причем известно, что «свинцовый воздух» вреднее «свинцовой воды». Признаки свинцового отравления – анемия, постоянные головные боли, мышечная боль – проявляются при содержании в крови свинца 80 мкг/100 мл. Это опасный рубеж, начало болезни.

Вредным токсикантом являются окислы азота. В различных странах их выбросы составляют от 40 до 80 процентов. Попадая в атмосферный воздух, окислы азота превращаются в азотную кислоту, которая является в высокой степени коррозирующим веществом. Вместе с серной кислотой она представляет собой основной компонент кислых осадков. Они угнетают рост сельскохозяйственных растений, снижают общий уровень урожайности и самым пагубным образом сказываются па деградации лесных массивов. Многие леса Европы в настоящее время подвергаются азотным осаждениям, которые по крайней мере в десять раз выше, чем в незагрязненных районах, – до 60 килограммов на гектар в год. Кислотные осадки являются следствием взаимодействия с атмосферой серы и азота, которые попадают в нее в результате сгорания различных видов природного топлива.

Угарный газ и окислы, выделяемые из глушителя автомобиля – одна из основных причин головных болей, усталости, немотивированного раздражения, низкой трудоспособности. Сернистый газ способен воздействовать 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 также более широко распространены заболевания органов кровообращения и дыхания, инфаркты, гипертония и новообразования. По расчетам специалистов, «вклад» автомобильного транспорта в атмосферу составляет до 90% по окиси углерода и 70% по окиси азота. Автомобиль также добавляет в почву и воздух тяжелые металлы и другие вредные вещества. [13]

Одним из наиболее опасных тяжелых металлов является кадмий. Кадмий до определенного периода попадал в почву при истирании шин, т.к. он добавлялся к резине для ускорения процесса вулканизации. В настоящее время использование кадмия в производстве шин запрещено.

По оценкам специалистов ежегодные суммарные автомобильные выбросы в странах ближнего Зарубежья составляют 400 млн. т., среди которых:

– 27 млн.т. окиси углерода;

– 2.5 млн.т. углеводородов;

– 9 млн.т. окислов азота;

– 200–230 млн.т. углекислого газа.

Образование токсичных веществ – продуктов неполного сгорания и окислов азота в цилиндре двигателя в процессе сгорания происходит принципиально различными путями. Первая группа токсичных веществ связана с химическими реакциями окисления топлива, протекающими как в предпламенный период, так и в процессе сгорания – расширения. Вторая группа токсичных веществ образуется при соединении азота и избыточного кислорода в продуктах сгорания. Реакция образования окислов азота носит термический характер и не связана непосредственно с реакциями окисления топлива. Поэтому рассмотрение механизма образования данных токсичных веществ целесообразно вести раздельно.

К основным токсичным выбросам автомобиля относятся: отработавшие газы (ОГ), картерные газы и топливные испарения. Отработавшие газы, выбрасываемые двигателем, содержат окись углерода (СО), углеводороды (С_ХH_Y), окислы азота (NO_X), бенз(а)пирен, альдегиды и сажу. Картерные газы – это смесь части отработавших газов, проникшей через неплотности поршневых колец в картер двигателя, с парами моторного масла. Топливные испарения поступают в окружающую среду из системы питания двигателя: стыков, шлангов и т.д. Распределение основных компонентов выбросов у карбюраторного двигателя следующее: отработавшие газы содержат 95% СО, 55% С_ХH_Y и 98% NO_X, картерные газы по – 5% С_ХH_Y, 2% NO_X, а топливные испарения – до 40% С_ХH_Y.

В общем случае в составе отработавших газов двигателей могут содержаться следующие нетоксичные и токсичные компоненты: О, О₂, О₃, С, СО, СО₂, СН₄, CnH_m, CnH_mО, NO, NO₂, N, N₂, NH₃, HNO₃, HCN, H, H₂, OH, H₂O. [10]

Вредные токсичные выбросы можно разделить на регламентированные и нерегламентированные. Они действуют на организм человека по-разному. Вредные токсичные выбросы: СО, NO_X, C_XH_Y, R_XCHO, SO₂, сажа, дым.

Таблица 1. Состав отработавших газов автомобильных двигателей [12]

Достаточно едким и ядовитым для человека и растений является и озон, образующийся всюду, где много углеводородов и окисей азота. Складывается парадоксальная ситуация – концентрация озона в нижних воздушных слоях, где он весьма вреден, все больше увеличивается, тогда как в стратосфере, где он фильтрует жесткие ультрафиолетовые лучи, его становится все меньше. Озон – газ, токсичный при вдыхании. Он раздражает слизистую оболочку глаз и дыхательных путей, повреждает сурфактант легких.

Нефтепродукты, представляющие собой композицию самых разнообразных углеводородов, оказывают большое воздействие на придорожные почвы. Несмотря на то, что загрязнение ими носит самый масштабный и распространенный характер, каких-либо удовлетворительных методик, обеспечивающих прогнозные оценки загрязнения почв, до сих пор не разработано. Также в России отсутствуют утвержденные ПДК и ОДК по их содержанию в почве. Поэтому приходится пользоваться зарубежными критериальными оценками, принимая допустимую концентрацию нефтепродуктов в почве от 50 до 180 мг/кг. Реальное содержание нефтепродуктов в придорожных почвах, как показывают многочисленные исследования, обычно существенно больше, чем дают указанные критерии. [2]

Помимо всего этого большое значение имеет проблема шума. Чрезмерный шум оказывает вредное воздействие на здоровье людей и может вызвать серьезные расстройства нервной и сердечно-сосудистой системы. Наблюдения показали, что внезапные и неожиданные шумы вызывают значительные изменения в организме: повышение кровяного давления, учащение пульса, спазмы мускулов, нарушение нормального функционирования органов пищеварения. Даже если человек привык к окружающему шуму, его организм все же нередко претерпевает ряд физиологических изменений: расстройство функций уха, горла и носа. Нередко обнаруживаются значительные изменения в выделении гормонов и далее нарушения мозговых функций у людей, подвергаемых шумовому прессингу. [6]

Существуют два основных подхода к ограничению воздействия шума автомобильного транспорта, воспринимаемого в жилых помещениях и помещениях, где работают люди. При первом подходе делается попытка уменьшить шум в самом источнике шума путем конструирования малошумных автомобилей и устройства малошумных дорожных покрытий. Второй подход предполагает ограничение распространение шума, уже возникшего, путем учета таких факторов, как интенсивность движения, конструкция дороги и ее трассирование, путем применения звуковых экранов и барьеров, а также путем планирования землепользования вдоль дороги для снижения до минимума воздействия шума на человека. Кроме этого, принимаются меры по звукоизоляции зданий для сведения к минимуму проникновения шума в помещении зданий.

Особую проблему составляет увеличение уровня вибрации в городских районах, главным источником чего является транспорт. Данная проблема мало исследована, однако несомненно, что ее значение будет возрастать. Вибрация способствует более быстрому износу и разрушению зданий и сооружений, но самое существенное, что она может отрицательно влиять на наиболее точные технологические процессы. Особенно важно подчеркнуть, что наибольший вред вибрация приносит передовым отраслям промышленности и соответственно ее рост может оказывать ограничивающее влияние на возможности научно-технического прогресса в городах. [10, 15]

2. Влияние автотранспорта на растительность

Зеленые насаждения урбанизированных территорий снижают негативное техногенное воздействие на окружающую среду, улучшают санитарно-гигиенические условия жизни человека. Значительная степень воздействия негативных факторов, которая в большей мере присуща урбанизированным территориям, вызывает ослабление растительности, снижение ее продуктивности, приводит к преждевременному старению, поражению зеленых насаждений различными болезнями, вредителями и, в итоге, к гибели насаждений.

Такое негативное воздействие техногенного пресса, характерное для урбоэкосистем, наиболее ярко проявляется в придорожной зоне. Зеленые насаждения этой полосы находятся в угнетенном состоянии, снижается их физиологическая активность, они и не могут в полной мере осуществлять свои экологические функции. Особенно ярко это явление выражено в крупных промышленных городах, где интенсивность движения автотранспортного потока достигает своих максимальных значений. [5]

Вещества, попадающие с выхлопными газами в атмосферный воздух, затем, оседают на почву. Почвы обладают способностью удерживать и сохранять как атмосферные, так и грунтовые воды, обогащающие почву химическими соединениями и тем самым оказывающие влияние на формирование того или иного типа почв.

Почвы, будучи компонентами, очень тонко сбалансированных природных экосистем, находятся в динамическом равновесии со всеми другими компонентами биосферы. Однако при использовании в разнообразной хозяйственной деятельности почвы часто теряют природное плодородие или даже полностью разрушаются. Установлено, что площади загрязненных свинцом, цинком и кадмием земель в России составляют соответственно 519, 326 и 184 тыс. га.

При сгорании 1 л этилированного бензина выделяется от 200 до 500 мг свинца. Этот высокоактивный, находящийся в состоянии рассеяния свинец обогащает почву вдоль дорог. Из почвы и частично из воздуха он попадает в растения. Есть сведения о том, что при содержании 0,1 г свинца в 1 кг сена он может явиться причиной гибели крупного рогатого скота. [11, 15]

Загрязнение природной среды свинцом отрицательно сказывается на росте и развитии растений. Опыты, проводимые вблизи автомагистрали с интенсивностью движения 25 тыс. транспортных средств в день, показали, что высота растений кукурузы, высаженных в горшки, к концу вегетационного периода составила: на расстоянии от 186 до 42 м от автомагистрали – около 125 см, на расстоянии 12 м – 120 см, 2 м – 100 см.

В условиях повышенного содержания свинца в воздухе могут происходить изменения в обмене веществ растений, сопровождающиеся нарушением деятельности ферментов, снижением содержания витаминов и другими явлениями, при этом внешние признаки повреждений могут и не проявляться. Нарушение обмена веществ – одна из возможных причин ухудшения роста растений вблизи автомагистралей. Выявлено ухудшение прорастания пыльцы растений. В непосредственной близости от автомагистрали прорастало 2% пыльцы, на расстоянии 30 м – 3%, 200 м – 12%. В контроле процент прорастания был равен – 50%. Ингибирование прорастания пыльцы происходит под действием окислов углерода и азота, входящих в состав выхлопных газов. В большей степени свинец загрязняет растение с крупными шероховатыми или опущенными листьями. Во время дождей с листьев смывается до 60% содержащихся на них свинца. Возможно проникновение мельчайших частиц свинца через устьица в межклеточные пространства, а также поступление ионов этого металла во внутренние ткани листа находящихся на его поверхности солей. Накопление свинца в кормовых и пищевых растениях выше ПДК оказывает вредное воздействие на организм животных и человека. [8]

В нормальной обстановке в организм человека поступает ежедневно в среднем 0,35 мг свинца. В этих дозах он не оказывает токсического действия и, возможно, необходим человеку. Токсическая доза свинца в суточном рационе человека, вызывающая различные нервные заболевания, равна в среднем 0,83 мг/кг. Растительные продукты питания, выращенные вблизи шоссейных дорог, концентрируют свинец в количествах, в 5–10 раз превышающих суточную норму потребления его человеком. В зерне пшеницы, ячменя содержание свинца по сравнению с фоновым выше в 5–8 раз в соломе – в 4–5 раз, по анализированным видам других культурных растений (картофель, морковь, капуста) – в 6 раз. Длительное употребление таких продуктов питания вредно для здоровья человека и может привести к развитию эндемических заболеваний.

За счет автотранспорта может происходить также загрязнение растений кадмием, способным накапливаться в организме человека и вызывать тяжелые заболевания. При добавлении к резине цинка для ускорения процесса вулканизации в нее попадает кадмий, обладающий геохимическим сродством с цинком. При истирании автомобильных шин следовые количества кадмия рассеиваются вблизи автострад. Кроме того, этот металл входит в состав добавок к топливу.

Кадмий подавляет рост, фотосинтез, дыхание, активность ферментов. На почвах с повышенным содержанием кадмия заметно снижаются урожаи, и увеличивается количество кадмия в продукции, являющейся источником питания для человека. Наиболее общими показателями токсичности кадмия являются хлороз, появление пурпурной окраски, скручивание листьев и задержка роста. В основе токсичного действия ТМ лежит их способность связываться с органическими молекулами, функциональными группами белков. При этом возможен перевод ряда элементов в труднодоступные формы. Отмечено также ингибирование ряда ферментов и снижение метаболической активности. [12]

Исследованиями вблизи автомагистралей выявлены зоны загрязнения почвы бенз(а)пиреном, связанные с воздействием, отработанных газов, в наибольшей степени загрязняются обочины дорог и придорожная полоса шириной до 20 м: здесь содержание бенз(а)пирена и битуминозных веществ почти на порядок выше, чем в незагрязненных аналогах. Концентрации этих веществ в дерновом горизонте почвы убывают с увеличением расстояния от источника загрязнения. Тем не менее, даже на расстоянии 10 м от шоссе концентрации бенз(а)пирена все еще достаточно высоки и превышают фоновый уровень в почвах почти в 4 раза. Только на расстоянии 1 км от автострады содержание бенз(а)пирена в дерновых горизонтах почв приближается к фоновому. Является наиболее типичным канцерогеном окружающей среды. ПДК – 0.020 мг/кг. Чрезвычайно опасен даже при сверхмалых концентрациях, т.к. имеет свойство накапливаться. Бенз(а)пирен оказывает мутагенное действие. [1]

Атмосферные выбросы от автотранспорта, оказывают негативное воздействие на растения, снижая содержание хлорофилла и каротиноидов, вызывая сдвиги в структуре мембран хлоропластов, что отрицательно сказывается на интенсивности фотосинтеза. Доказано, что загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами вызывает нарушения в пигментном комплексе растений, при этом происходит снижение уровня хлорофилла а и каротиноидов в листьях растений, а соотношение «хлорофилл а / хлорофилл b» уменьшается в 1,2–1,3 раза. [6, 12]

3. Влияние автотранспорта на животных

Аккумуляция вредных веществ представителями животного мира зависит от множества факторов и, в первую очередь, от их таксономической принадлежности.

Подтверждена прямая зависимость между уровнем загрязнения атмосферного воздуха различными выбросами автотранспорта и степенью их накопления в организме теплокровных животных.

У беспозвоночных животных, имеющих твердые покровы, вредные вещества в наибольшей степени концентрируется в них. У позвоночных животных вредные вещества в наибольшей степени накапливается в костной ткани, у рыб – в гонадах, у птиц – в перьях, у млекопитающих – в головном мозге и печени.

Процентные соотношения различных элементов в тканях животных соответствуют таковым в объектах их питания. Концентрация ртути возрастает в 50 раз при переходе этого элемента от растений к животным-фитофагам, а при последующем переходе к хищникам – в 250 раз относительно уровней ртути в растениях. По степени накопления хлорорганических соединений и ртути первое место занимают хищники. По мере поступления в пищевые цепи загрязняющие вещества аккумулируются в их конечных звеньях, оказывая негативное воздействие на клеточном, организменном и популяционном уровнях. Прежде всего, оно проявляется в нарушении репродукции животных. Для птиц это снижение успеха гнездования вследствие утончения скорлупы откладываемых яиц (критическим считается утончение на 14–20 %), гибель эмбрионов, повышенная гибель птенцов, высокий процент уродств у новорожденных.

Автомобильные выбросы серьезно нарушают защитные функции иммунной системы, вследствие чего организм становится восприимчивым к различным заболеваниям. Они стали одной из основных причин сокращения численности, а иногда и полного исчезновения популяцийптиц и млекопитающих. [8]

Хронические отравления развиваются при многократном поступлении в организм ядовитых выбросов, вызывают медленную гибель рыб и животных в течение длительного времени (месяцы) со стертыми клиническими признаками. В периоды стрессовых состояний хронические токсикозы нередко обостряются и сопровождаются массовой гибелью рыб, грызунов.

Особенности взаимодействия токсических веществ и гидробионтов в водоемах

Поступающие в водоемы токсиканты обычно включаются в круговорот веществ и претерпевают различные физико-химические превращения. Малостойкие, простые твердые и летучие вещества оседают на дно или улетучиваются, окисляются, связываются солями буферной системы воды или разлагаются под действием микроорганизмов и быстро подвергаются детоксикации. Они оказывают на гидробионтов прямое токсическое или косвенное воздействие, ухудшая физические свойства воды, газовый и солевой режимы водоемов.

Многие токсические вещества, особенно стойкие, могут длительно сохраняться в воде, аккумулироваться в донных отложениях и гидробионтах, мигрировать по пищевой цепи, накапливаясь в возрастающих количествах от низшего к высшему звену. Такой способностью обладают тяжелые металлы, углеводороды, бенз(а)пирен. [1, 3]

4. Влияние автотранспорта на человека

Многообразие продуктов выхлопов автомобильных двигателей оказывают негативное влияние на физическое и психологическое состояние человека.

Чувствительность населения к действию загрязнения зависит от большого числа факторов, в том числе от возраста, пола, общего состояния здоровья, температуры, влажности и т.д. Лица пожилого возраста, дети, больные, курильщики, страдающие хроническим бронхитом, коронарной недостаточностью, астмой, считаются более уязвимыми.

Среди факторов прямого действия, загрязнение воздуха занимает, безусловно, первое место, поскольку воздух – продукт непрерывного потребления организма.

Дыхательная система человека имеет ряд механизмов, помогающих защитить организм от воздействия загрязнителей воздуха. Волоски в носу отфильтровывают крупные частицы. Липкая слизистая оболочка в верхней части дыхательного тракта захватывает мелкие частицы и растворяет некоторые газовые загрязнители. Механизм непроизвольного чихания и кашля удаляет загрязненные 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. Вдыхание озона вызывает кашель, одышку, повреждает легочные ткани и ослабляет иммунную систему.

Влияние загрязнения воздуха на здоровье населения состоит в следующем.

Взвешенные частицы. Частицы пыли размером от 0,01 до 100 мкм классифицируются следующим образом:

1. более 100 мкм – осаждающиеся,

2. менее 5 мкм – практически неосаждающиеся.

Частицы первого типа безвредны, поскольку быстро осаждаются либо на поверхности земли, любо в верхних дыхательных путях. Частицы второго типа попадают глубоко в легкие. Установлено присутствие соединений углерода, углеводорода, ароматических веществ, мышьяка, ртути и др. в легких вследствие проникновения пыли, а также связь с частотой заболевания раком, хроническим заболеванием дыхательных путей, астмой, бронхитом, эмфиземой легких. Резкое увеличение частоты хронических бронхитов начинается с концентрации 5 – 7 ПДК.

Сернистый ангидрид. Оказывает пагубное влияние на слизистую оболочку верхних дыхательных путей, вызывает бронхиальную закупорку.

Оксиды азота. Диоксид азота и фитохимические производные являются побочными продуктами нефтехимических производств и рабочих процессов дизельных двигателей. Оказывают влияние на легкие и на органы зрения.

Монооксид углерода. При сжигании топлива в условиях недостатка воздуха СО генерируется в процессе работы автомобильных двигателей. Соединяясь с гемоглобином, из вдыхаемого воздуха попадает в кровь, препятствуя насыщению крови кислородом, следовательно, и тканей, мышц, мозга. При концентрации 5–10 ПДК в течение 1 часа содержание гемоглобина в крови повышается на 2 – 3 %, что вызывает ослабление зрения, ориентации в пространстве, реакций.

Основными представителями альдегидов, поступающих в атмосферный воздух с выбросами автомобилей, являются формальдегид и акролеин. Действие формальдегида характеризуется раздражающим эффектом по отношению к нервной системе. Он поражает внутренние органы и активирует ферменты, нарушает обменные процессы в клетке путем подавления цитоплазматического и ядерного синтеза.

Биологическое действие фотооксидантов (смесь озона, диоксида азота и формальдегида) на клеточном уровне подобно действию радиации, вызывает цепную реакцию клеточных повреждений.

Сероводород. Токсичен. Вдыхание воздуха с небольшим содержанием сероводорода вызывает головокружение, головную боль, тошноту, а со значительной концентрацией приводит к коме, судорогам, отёку лёгких и даже к летальному исходу. При высокой концентрации однократное вдыхание может вызвать мгновенную смерть. При небольших концентрациях довольно быстро возникает адаптация к неприятному запаху «тухлых яиц», и он перестаёт ощущаться.

Цинк – хрупкий переходный металл голубовато-белого цвета. Является важным микроэлементом. Цинк важен для организма, но в больших количествах он оказывает негативное влияние на организм. При тиреотоксикозе увеличивается количество цинка в тканях щитовидной железы. При передозировке цинка наблюдаются приступы слабости, опасность отравления, т. к. цинк проявляет токсические свойства в дозе 150–600 мг, летальная доза – 6 г. Может быть канцерогенен. Оксид цинка и его металлическая пыль вызывают патологические изменения в легких. При попадании на кожу соединений этого металла возникают экзема и дерматит. Нельзя пить воду, хранившуюся в оцинкованных емкостях: растворимые соединения цинка окажут вредное действие на желудочно-кишечный тракт.

Свинец – ковкий, сравнительно легкоплавкий металл серого цвета. Основные проявления избытка свинца: повышенная возбудимость, слабость, утомляемость, снижение памяти; головные боли; поражение периферической нервной системы; появление свинцовой каймы на деснах; кариес зубов, артропатия, заболевания костной системы; повышение артериального давления, развитие атеросклероза; боли в животе, спастический запор; истощение, исхудание, снижение массы тела; прогрессирующая почечная недостаточность; ухудшение подвижности сперматозоидов и способности к оплодотворению; снижение потенции; анемия.

Также человек подвергается шумовому загрязнению.

Шум может вызывать раздражение и агрессию, артериальную гипертензию (повышение артериального давления), тиннитус (шум в ушах), потерю слуха.

Наибольшее раздражение вызывает шум в диапазоне частот 3000÷5000 Гц. Хроническая подверженность шуму на уровне более 90 дБ может привести к потере слуха. При шуме на уровне более 110 дБ у человека возникает звуковое опьянение, по субъективным ощущениям аналогичное алкогольному или наркотическому. При шуме на уровне 145 дБ у человека происходит разрыв барабанных перепонок.

Женщины менее устойчивы к сильному шуму, чем мужчины. Кроме того, восприимчивость к шуму зависит также от возраста, темперамента, состояния здоровья, окружающих условий и т. д.

Дискомфорт вызывает не только шумовое загрязнение, но и полное отсутствие шума. Более того, звуки определённой силы повышают работоспособность и стимулируют процесс мышления (в особенности процесс счёта) и, наоборот, при полном отсутствии шумов человек теряет работоспособность и испытывает стресс. Наиболее оптимальными для человеческого уха являются естественные шумы: шелест листьев, журчание воды, пение птиц. Индустриальные шумы любой мощности не способствуют улучшению самочувствия. [2, 8, 15]

5. Оценка загрязнения г. Дубна автотранспортом

Город Дубна относится к городам с благополучной экологической обстановкой. Этому обстоятельству способствует целый ряд факторов и один из важнейших заключается в местоположении Дубны на крайнем севере Московской области. Однако это не означает, что в городе и его окрестностях абсолютно не существует экологических проблем.

При нынешнем постоянном росте числа автомобилей отрицательное воздействие автотранспорта на окружающую среду и человека ощущается все более остро.

Всего в городе Дубна по данным ГИБДД на 2005 г. насчитывалось 18040 единиц автотранспорта, из них: грузового – 839, легкового – 14641, автобусов – 188, мотоциклов – 1093, прицепов – 1278 единиц. Кроме того, в городе 12 гаражных хозяйств и кооперативов, 6 автозаправочных станции, 45 гаражно-строительных кооперативов на 7740 боксов.

В городском транспортном потоке преобладают легковые автомобили (более 85 %). Средняя интенсивность транспортного потока составляет 313 авт./ч: для легковых автомобилей – 276 авт./ч, для грузовых автомобилей – 16 авт./ч, для автобусов – 20 авт./ч.

Большинство транспортных магистралей города проходит в непосредственной близости от жилых построек (расстояние до линии застроек 15 – 50 м). Большая часть жилой застройки представлена многоэтажными домами (пяти– и девятиэтажными).

Всю правобережную часть города пересекает железнодорожная ветка, на которой расположены 5 не регулируемых переездов: Дмитровское шоссе, ул. Станционная, Московская, Дачная, Молодежная, Ленинградская. Вблизи рассматриваемых участков располагаются: АЗС (Дмитровское шоссе, ул. Жуковского), Приборный завод «Тензор» (ул. Приборостроителей), НИИ «Атолл», котельные (ул. Промышленная, Молодежная, Тверская), АТП (ул. Вокзальная), цех ОП ОИЯИ, автохозяйство ОИЯИ (ул. Молодежная), гаражи (ул. Промышленная, дорога на Александровку, ул. Тверская, пер. Хлебозаводской), Дубненский машиностроительный завод, МКБ «Радуга», МУП «ПТО ГХ», очистные сооружения, полигоны ТБО.

По проведенному в системе «Эколог-Город» расчету полей максимально-разовых концентраций загрязняющих веществ, выбрасывающихся в атмосферу города автомобильным транспортом, установлено, что общий выброс загрязняющих веществ составляет примерно 2000,04 т/год, большая часть из них приходится на оксид углерода – 1534,47 т/год, диоксид азота – 221,52 т/год и углеводороды – 197,49 т/год. Объемы выбросов автотранспорта фактически сопоставимы с выбросами предприятий города.

Превышение ПДК отмечено для диоксида азота – 1,5 ПДК в районе железнодорожного переезда на Черной Речке и свинца – 0,8 ПДК. Это связано с тем, что через этот участок проходит транспортное сообщение с левобережной частью города, но в тоже время его площадь очень мала и повышенная интенсивность носит небольшой, локальный характер.

По результатам анализа почвенного покрова выявлено:

- превышение ПДК по свинцу (32 мг/кг) в одной пробе: на ул. Векслера – 1,1 ПДК. Интенсивность автотранспортного потока на данной магистрали относительно не велика (100 авт./ч ), вероятно это связано с переносом мелкодисперсных частиц свинца ветром, а также длительным его накоплением, что характерно для институтской части города, почвы которой более загрязнены свинцом, чем на Большой Волге, Чёрной речке: территория этих районов состоят из большого количества привозного грунта;

- повышенное содержание цинка отмечено в двух пробах, взятых на расстоянии 100–120 м от дорог: в Левобережной части города у ДК «Октябрь», в Правобережной части города в районе ул. Московской. Описываемые точки пробоотбора располагаются в селитебной части г. Дубна, следовательно, нельзя утверждать, что повышенное содержание цинка в этих пробах является результатом влияния автотранспорта.

Таким образом, значительного загрязнения почвенного покрова продуктами воздействия от автотранспорта не выявлено. Возможно, это связано с активным проведением благоустройства городских территорий, в том числе с частичной или полной заменой почвенного грунта на газонах вдоль основных транспортных магистралей.

По уровню шума территорию г. Дубна в целом можно считать относительно комфортной. В г. Дубне нет зон с дискомфортными условиями по уровню шума. Все относительно дискомфортные зоны в городе располагаются вблизи основных транспортных магистралях с интенсивным движением. В жилых кварталах удаленных от транспортных магистралей уровень шума не превышает 50 дБ. Из этого следует, что основным источником шумового загрязнения селитебной территории является автотранспорт. Также снижению уровня шума способствуют многоэтажные здания и зеленые насаждения, выполняющие функции шумозащитных экранов.

Во дворах многоэтажных домов наблюдается значительное снижение уровня шума, снижается и интенсивность транспортного потока. Так проспект Боголюбова является одной из самых оживленных автодорог города, однако, во дворах по проспекту отмечается значительное снижение уровня шума.

Выполняемые с 1995 года биоиндикационные наблюдения показывают повышение асимметрии листьев травянистых и древесных растений около загруженных магистралей и перекрестков города. Исследования по хвойным породам деревьев подтверждают этот факт.

Проводимые в городе исследования состояния здоровья населения показали несколько повышенную заболеваемость детей (в первую очередь по болезням органов дыхания, бронхиальной астме), проживающих около перекрестков.

Таким образом, даже в небольшом и экологически благополучном населенном пункте влияние автотранспорта для биотических компонентов среды весьма ощутимо. [14]

Заключение

Вредные вещества при эксплуатации автотранспорта попадают в воздух с выхлопными газами, испарениями из топливных систем, а также во время заправки автомобиля топливом. На выбросы оксидов углерода (углекислый газ и угарный газ) влияет также рельеф дороги и режим и скорость движения автомобиля. Например, если увеличивать скорость авто и резко уменьшать ее во время торможения, то в выхлопных газах количество оксидов углерода увеличивается в 8 раз. Минимальное количество оксидов углерода выделяется при равномерной скорости автомобиля 60 км / ч.

Токсичные вещества нарушают рост и развитие растений, способствуя снижению урожаев, потерям в животноводстве, постепенной гибели деревьев. Растения и животные накапливают различные токсичные вредные вещества, что приводит к потери здоровья, генным мутациям, снижению плодовитости у животных и к вымиранию растений.

Помимо выбросов и шума эксплуатация автомобилей связана с оказанием и других негативных воздействий — например, это отторжение всё новых территорий для расширения полос движения, организации стоянок, размещения гаражей, увеличение количества автозаправочных станций и сервисных предприятий, захламление территорий брошенными старыми автомобилями, организация стихийных парковок на земельных участках, занятых зелёными насаждениями, и прочее. [4, 7]

Огромное влияние автотранспорт оказывает на человека. На сегодняшний день ухудшение здоровья населения с точки зрения экологии является, прежде всего, следствием загрязнения атмосферного воздуха. Основным источником загрязнения атмосферы в городах являются автомобильный транспорт. Вследствие чего в атмосферу поступает множество вредных веществ, например, бенз(а)пирен, сажа, свинец, пары бензина, медь и другие. Помимо нарушений функционирования различных систем организма, хронических заболеваний внутренних органов некоторые вещества представляют опасность как канцерогены. В отличие от других факторов, влияющих на состояние здоровья, воздействие продуктов антропогенных выбросов на человека отрегулировать невозможно. В связи с тем, что последствия такого воздействия могут реализовываться спустя годы и десятилетия, актуальной задачей становится долгосрочный прогноз риска онкологических заболеваний населения вследствие воздействия канцерогенных веществ выхлопных газов автомобилей.

Основные пути снижения экологического ущерба от транспорта состоят в следующем: [2, 9]

1. оптимизация движения городского транспорта;

2. оплата владельцами автомобилей издержек, которые несет общество от передвижения автотранспорта посредством транспортных налогов:

- на автомобили (дополнительный налог при покупке автомобиля, транспортный налог);

- на перемещение на автомобиле (плата за проезд по дорогам, где наблюдаются заторы;

- плата за движение по дорогам в определенном районе;

- плата за въезд в город;

- плата за разрешение пользоваться дорожной сетью в течение определенного времени;

- электронные системы оплаты в зависимости от места движения и пройденного расстояния;

- на хранение автомобиля (плата за парковки);

- на автомобильные топлива;

1. разработка альтернативных энергоисточников;

2. дожигание и очистка органического топлива;

3. создание (модификация) двигателей, использующих альтернативные топлива;

4. защита от шума;

5. экономические инициативы по управлению автомобильным парком и движением (налог на автомобили, топливо, дороги, инициативы по обновлению автомобилей).

Улучшение градостроительства и оптимизация городского движения транспорта взаимно связаны 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.

Для того чтобы сохранить человечеству автомобиль необходимо если не исключить, то свести к минимуму вредные выбросы. Работы в этом направлении ведутся во всем мире и дают определенные результаты. Автомобили выпускаемые в настоящее время в промышленно развитых странах, выбрасывают вредных веществ в 10–15 раз меньше, чем 10–15 лет тому назад. Во всех развитых странах происходит ужесточение нормативов на вредные выбросы при работе двигателя. В 2000 г. введены более строгие нормы. Происходит не только количественное ужесточение норм, но и их качественное изменение. Так, вместо ограничений по дымности введено нормирование твердых частиц, на поверхности которых адсорбируются опасные для здоровья человека ароматические углеводороды и в частности, канцерогенный бенз(а)пирен. Постоянно расширяется список веществ, содержание которых должно соответствовать предельно допустимым концентрациям. [2, 7]

Список литературы

1. Александров В.Ю., Кузубова Е.П., Яблокова Е.П. Экологические проблемы автомобильного транспорта. // Аналитический обзор – Новосибирск, 1995. – 113 с.

2. Болбас М.М., Савич Е.Л., Кухаренок Г.М., Поклад Л.Н. Экология и ресурсосбережение на транспорте. – Минск: Адукацыя i выхаванне, 2011. – 295 с.

3. Громов Н.Н., Панченко Т.А., Чудновский А.Д. Единая транспортная система. – М.: Транспорт, 2003. – 304 с.

4. Денисов В. Н., Рогалев В. А. Проблемы экологизации автомобильного транспорта. – СПб.: МАНЭБ, 2005. – 311 с.

5. Дьяков А.Б., Игнатьев Ю.В., Копшин Е.П. и др. Экологическая безопасность транспортных потоков. – М.: Транспорт, 1989. – 178 с.

6. Захаров В.М. Приоритеты национальной экологической политики России. – М.: ЛЕВКО, 2009. – 122 с.

7. Кавтарадзе Д. Н., Николаева Л. Ф., Поршнева Е. Б., Флорова Н. Б. Автомобильные дороги в экологических системах. – Л. – М.: ЧеРо, 1999. – 240 с.

8. Луканин В.Н., Буслаев А.П., Трофименко Ю.В. Автотранспортные потоки и окружающая среда. – М.: ИНФРА-М, 1998. – 408 с.

9. Ховавко И.Ю. Экологическое регулирование автотранспорта. / Итоги конференции «РИО + 20»: новые возможности. – М.: Полиграфия и реклама, 2012. – 78 с.

10. http://bibliofond.ru/ – некоммерческий информационный портал. Электронная библиотека.

11. http://car-test.net/ – сайт Автомобильного завода г. Тольятти.

12. http:// www.dissercat.com/ – сайт научных диссертаций.

13. http://ecosystema.ru/ – сайт экологического центра «Экосистема».

14. http://ecocenter.dubna.ru/ – сайт Регионального экологического центра «Дубна»

15. studfiles.ru – сайт лучших сборников курсовых работ.

Код для цитирования: Скопировать