67

Содержание

		стр.
	Введение	4
Глава 1.	Автотранспорт как источник загрязнения окружающей среды (обзор литературы)	6
1.1.	Распределение выбросов автотранспорта в окружающей среде	12
1.2.	Факторы, влияющие на распространение отработавших газов	13
1.3.	Механизм трансформации загрязнений в окружающей среде	16
1.4.	Влияние транспортных загрязнений на окружающую среду	19
1.5.	Влияние компонентов отработавших газов на придорожные участки	22
1.6.	Влияние компонентов отработавших газов на здоровье человека	29
1.7.	Нормирование выбросов загрязняющих веществ при эксплуатации транспорта	32
Глава 2.	Место, условия и методики проведения исследований	35
2.1.	Место проведения исследования	35
2.1.1.	Природно - климатическая характеристика района	35
2.1.2.	Агроэкологическая характеристика хозяйства	39
2.1.3.	Характеристика хозяйственной деятельности предприятия	41
2.2.	Методики проведения исследования	42
Глава 3.	Результаты исследований и их обсуждение	48
3.1.	Влияние ветра на распространение ОГ ДВС	48
3.2.	Характеристика интенсивности движения автомобильного транспорта	49
3.3.	Характеристика выбросов автомобильного транспорта	52
3.4.	Агрохимический анализ исследуемых почв	56
3.5.	Изучение фитотоксичности почвенных образцов придорожных участков	57
3.6.	Результаты исследования талых вод придорожных участков	60
3.7.	Изучение фитотоксичности талых вод придорожных участков	61
Глава 4.	Расчет ущерба от изъятия полосы отвода автодороги из сельскохозяйственного производства	65
	Выводы	68
	Библиографический список	70
	Приложение

Введение

Вследствие загрязнения окружающей среды вредными веществами отработавших газов двигателей внутреннего сгорания зоной экологического бедствия становятся промышленные и сельскохозяйственные регионы. Проблема дальнейшего снижения вредных выбросов двигателей все более обостряется ввиду непрерывного увеличения парка эксплуатируемых автотранспортных средств, уплотнения автотранспортных потоков, нестабильности показателей самих мероприятий по снижению вредных веществ в процессе эксплуатации. В денежном исчислении величина ежегодного экологического ущерба (загрязнение атмосферы, шум, воздействие на климат) от функционирования автотранспортного комплекса Российской Федерации достигает 2-3 % валового национального продукта (Салова Т.Ю., 2004).

По вопросу о влиянии выбросов автотранспорта на растения различных групп существует единое мнение - непосредственная близость автодороги отрицательно влияет на компоненты агрофитоценоза. Загрязнение окружающей среды токсичны­ми компонентами отработавших газов приводит к большим экономическим по­терям в хозяйстве, так как токсичные вещества вызывают нарушения роста рас­тений, ухудшение качества кормов и потерям в животноводстве.

По территории СХП «Семёновский» Очёрского района проходит автодо­рога федерального значения « Волга» М-7. В течение суток по этой дороге проезжает большое количество грузового и легкового автотранспорта, который является источником постоянного загрязнения окружающей среды отработавшими газами двигателем внутреннего сгорания.

Цель данной работы - изучить влияние автомобильного транспорта на загрязнение придорожных участков автодороги «Волга» М-7 на территории СХП «Семёновский» Очёрского района Пермского края.

Задачи работы:

• исследовать интенсивность автомобильного транспорта автодороги

М – 7 « Волга»;

• рассчитать объемы выбросов автотранспорта;

• определить агрохимические показатели почв придорожных участков с учетом расстояния от автодороги;

• исследовать фитотоксичность почвы придорожных участков на всхожесть, длину и массу редиса сорта Ранний красный;

• исследовать талые воды придорожных участков автодороги «Волга» М-7 на содержание компонентов выбросов автотранспорта;

• исследовать фитотоксичность талых вод придорожных участков по всхожести, длину и массу проростков редиса сорта Ранний красный;

• определить ущерб от изъятия полосы отвода автодороги М – 7 «Волга» из сельскохозяйственного использования.

1. Выбросы автомобильного транспорта как источник загрязнения окружающей среды (обзор литературы)

Проблема чистоты атмосферного воздуха не нова. Она возникла с появлением промышленности и транспорта. В течение практически двух столетий задымление воздуха носило местный характер. Однако быстрый и повсеместный рост промышленности и транспорта в ХХ столетии привел к такому увеличению объемов и токсичности выбросов, которые уже не могут быть «растворены» в атмосфере до безвредных для природной среды и человека концентраций. Вследствие деятельности человека в атмосферу поступают углекислый газ и угарный газ, метан, аммиак, промышленная пыль, сернистый ангидрид, окислы азота (NO₂, NO и N₂O), сажа (Луканин В.Н.,2001).

1.1.Характеристики и особенности образования выбросов автотранспорта

Принцип работы автомобильных двигателей основан на превращении химической энергии жидких и газообразных топлив нефтяного происхождения в тепловую, а затем - в механическую энергию. Жидкие топлива в основном состоят из углеводородов, газообразные, наряду с углеводородами, содержат негорючие газы, такие как азот и углекислый газ. При сгорании топлива в цилиндрах двигателей образуются нетоксичные (водяной пар, углекислый газ) и токсичные вещества. Последние являются продуктами сгорания или побочных реакций, протекающих при высоких температурах. К ним относятся окись углерода СО, углеводороды C_xH_y, окислы азота (NО и NО₂) обычно обозначаемые NО_X. Кроме перечисленных веществ, вредное воздействие на организм человека оказывают выделяемые при работе двигателей соединения свинца, канцерогенные вещества, сажа и альдегиды (Гарин В.М.,2003).

Химический состав выбросов зависит от вида и качества топлива, технологии производства, способа сжигания в двигателе и его технического состояния.

Основным токсичным компонентом отработавших газов двигателей внутреннего сгорания (далее ОГ ДВС), выделяющихся при работе бензиновых двигателей, является окись углерода. Она образуется при неполном окислении углерода топлива из-за недостатка кислорода во всем объеме цилиндра двигателя или в отдельных его частях. Основным источником токсичных веществ, выделяющихся при работе дизелей, являются картерные газы. Картерные газы дизеля содержат значительно меньшее количество углеводородов по сравнению с бензиновым двигателем в связи с тем, что в дизеле сжимается чистый воздух, а прорвавшиеся в процессе расширения газы содержат небольшое количество углеводородных соединений, являющихся источником загрязнений атмосферы (Гарин В.М., 2003).

В связи с тем, что работа ДВС осуществляется по разомкнутому циклу, выброс в окружающую среду отработавших газов является неотъемлемым условием их работы. Токсичность отработавших газов во многом определяется полнотой сгорания топлива и интенсивностью тепловыделения, при этом, как показал анализ многочисленных исследований, решающее влияние на процесс сгорания оказывают изменения параметров топливной аппаратуры.

По мнению Ю.Ф. Гутаревича (1989), наиболее неблагоприятными режимами работы являются малые скорости и «холостой ход» двигателя, когда в атмосферу выбрасываются загрязняющие вещества в количествах, значительно превышающих выброс на нагрузочных режимах. Техническое состояние двигателя непосредственно влияет на экологические показатели выбросов. Отработавшие газы бензинового двигателя с неправильно отрегулированными зажиганием и карбюратором содержат оксид углерода в количестве, превышающем норму в 2-3 раза.

Ю. Г. Фельдман (1975) ОГ ДВС объединил в группы по химическому составу и свойствам, а также по характеру воздействия на организм человека.

Первая группа. В нее входят нетоксичные вещества: азот, кислород, водяной пар, углекислый газ и другие естественные компоненты атмосферного воздуха. В этой группе заслуживает внимания углекислый газ (СО2), содержание которого в отработавших газах в настоящее время не нормируется, однако вопрос об этом ставится в связи с особой ролью СО2 в «парниковом эффекте».

Вторая группа. К этой группе относят только одно вещество - оксид углерода, или угарный газ (СО). Окись углерода образуется в цилиндре двигателя в качестве промежуточного продукта превращения и разложения альдегидов. Недостаток кислорода является основной причиной повышенных выбросов окиси углерода.

Третья группа. В ее составе оксиды азота, главным образом NО - оксид азота и NО2 - диоксид азота. Окислы азота образуются в результате термической обратимой реакции окисления азота воздуха под действием высокой температуры и давления в цилиндрах двигателя. Из общего количества окислов азота в выхлопных газах бензиновых двигателей содержится 98-99% окиси азота и только 1 -2 % диоксида азота, в выхлопных газах дизелей - примерно 90% и 10% соответственно.

Четвертая группа. В эту наиболее многочисленную по составу группу входят различные углеводороды, то есть соединения типа С_xН_y. В отработавших газах содержатся углеводороды различных гомологических рядов: алканы, алкены, алкадиены, цикланы, а также ароматические соединения. Ю.Г. Фельдман (1975) определил, что механизм образования этих продуктов можно свести в следующим стадиям. В первой стадии сложные углеводороды, из которых состоит топливо, под действием термических процессов разлагаются на ряд простых углеводородов и свободных радикалов. Во второй стадии в условиях недостатка кислорода атомы отщепляются от образовавшихся продуктов. Полученные соединения объединяются между собой во все более сложные циклические, а затем в полициклические структуры. Таким образом, на данном этапе возникает ряд полициклических ароматических углеводородов, в том числе бенз(а)пирен.

Пятая группа. Ее составляют альдегиды - органические соединения, содержащую альдегидную группу, связанную с углеводородным радикалом. Ю. Г. Фельдман (1975) и В. Н. Луканин (2001) установили, что из суммы альдегидов в выхлопных газах содержится 60% формальдегида, 32% алифатических альдегидов и 3% ароматических альдегидов (акролеин, уксусный альдегид, ацетальдегид и др.). Наибольшее количество альдегидов образуется на режимах холостого хода и малых нагрузках, когда температуры сгорания в двигателе невысокие.

Шестая группа. В нее входят сажа и другие дисперсные частицы (продукты износа двигателей, аэрозоли, масла, нагар и др.). В. Н. Луканин (2001) отмечает, что сажа является продуктом крегинга и не полного сгорания топлива, содержит большое количество адсорбированных углеводородов (в частности бенз(а)пирен), поэтому сажа опасна как активный переносчик канцерогенных веществ.

Седьмая группа. Представляет собой сернистые соединения - такие неорганические газы как, сернистый ангидрид, сероводород, которые появляются в составе ОГ двигателей, если используется топливо с повышенным содержанием серы. Значительно больше серы присутствует в дизельных топливах по сравнению с другими видами топлив, используемых на транспорте. Наличие серы усиливает токсичность отработавших газов дизелей и является причиной появления в них вредных сернистых соединений.

Восьмая группа. Компоненты этой группы - свинец и его соединения встречаются в отработавших газах карбюраторных автомобилей только при использовании этилированного бензина, имеющего в своем составе присадку, повышающее октановое число. В состав этиловой жидкости входит антидетонатор – тетраэтилсвинец. При сгорании этилированного бензина выноситель способствует удалению свинца и его оксидов из камеры сгорания, превращая их в парообразное состояние. Они вместе с отработавшими газами выбрасываются в окружающее пространство и оседают вблизи дорог. Накопление свинца в придорожной полосе приводит к загрязнению экосистем и делает близлежащие почвы непригодными к сельскохозяйственному использованию. Добавление к бензину присадки Р-9 делает его высокотоксичным. Разные марки бензина имеют различное процентное содержание присадки. Чтобы различать марки этилированного бензина, их окрашивают, добавляя в присадку разноцветные красители. Неэтилированный бензин поставляется без окрашивания.

В развитых странах мира применение этилированного бензина ограничивается или уже полностью прекращено не только по причине высокой токсичности присадки Р-9, но и из-за его несовместимости с каталитическими нейтрализаторами отработавших газов.

Таблица 1

Некоторые показатели физико-химических свойств автомобильных бензинов (ГОСТ 2084 - 77 и ОСТ 38.01.9 – 75)

Показатели качества	А-76	Аи-93	Аи-95	Аи-98
Октановое число, не менее: По моторному методу По исследовательскому методу	- 76	85 93	- 95	89 98
Содержание (масса) свинца, г/кг бензина, не более	0,24	0,50	-	0,50
Содержание (массовая доля) серы, %, не более	0,10	0,10	0,05	0,10
Цвет этилированного бензина	Желтый	Оранжевый	-	Синий

Исследованиямими Д. Ж. Берини, Л. К. Калвини и др.(1989) в образцах почвы и снега, отобранных вдоль автотрасс были обнаружены следующие металлы: стронций, железо, марганец, свинец, медь, цинк, кадмий, кобальт, никель и хром.

Таким образом, в состав отработавших газов двигателей внутреннего сгорания входят около 300 компонентов, к наиболее токсичным по отношению к живым организмам относят угарный газ, окислы азота, углеводороды, альдегиды, диоксид серы и тяжелые металлы.