Файл: Влияние автомобильного транспорта на окружающую среду.rtf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 24
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
RC(О)О2) радикалы, являющиеся предшественниками ПАН.
Конечные реакции образования оксидантов развиваются одновременно несколькими путями:
RCHО2→ RCO + H2O;О2 → RОH +CO;О2 → RH +CO2
Формирование смога и образование оксиданта обычно останавливается при прекращении солнечной радиации.
. Реакция человеческого организма на автомобильные выбросы
СО - бесцветный газ, без вкуса и запаха, воздействующий на нервную систему, вызывает обмороки, т.к. вступает в реакцию с гемоглобином крови, замещая О2. Когда вдох прекращается, СО, связанный с гемоглобином, выделяется, и кровь здорового человека очищается на 50% каждые 3-4ч. воздействие СО на центральную нервную систему проявляется в изменении цветовой чувствительности глаз - возрастает вероятность аварии.
В воздухе над автомагистралями и прилегающими территориями из оксидов азота встречаются NO и NO2. В воздухе NO (бесцветный газ) окисляется до NO2 (стабильный газ желтовато-бурого цвета, сильно ухудшающий видимость и в большинстве случаев придающий характерный коричневый оттенок воздуху). Токсичность NO2 в 7 раз выше токсичности NO. На организм человека NO2 действует как острый раздражитель (концентрация 15 мг/м3) и может вызвать отек легких при концентрации 200-300мг/м3. При тех концентрациях, которые имеются в атмосфере, NO2только потенциально можно связать с хроническими заболеваниями. При концентрации <0,01 млн. у детей в возрасте 2-3 лет наблюдается некоторый рост заболеваний бронхитом.
Токсичность газообразных низкомолекулярных углеводородов проявляется в наркотическом действии на организм человека, вызывая состояние эйфории, что увеличивает вероятность ДТП. Полициклические ароматические углеводороды, содержащиеся в выбросах двигателей, являются канцерогенными (вызывают рак легких), из которых наибольшей активностью обладает бензапирен С
20Н12.
Сажа, содержащаяся в отработанных газах, обладает большей токсичностью, чем обычная пыль. На поверхности частиц сажи адсорбируются канцерогенные вещества. Видимыми автомобильные выбросы становятся при концентрации сажи 130мг/м3. Размеры частиц составляют 0,19…0,54мкм и могут достигать альвеол легких или откладываться в носовых пазухах, трахеях или бронхах.
Оксиды серы при малом содержании (0,001%) вызывают раздражение дыхательных путей, при содержании 0,01% происходит отравление людей за несколько минут. Смесь SO2 и СО при длительном воздействии вызывает нарушение генетической функции организма.
Контакт с соединениями свинца приводит к головным болям, утомлению, нарушению сна, снижению ферментативной активности белков. Свинец, накапливаясь в организме, может вызвать тяжелые расстройства нервной и кроветворной системы. Отдельные компоненты имеют разную токсичность СО : CXHY : NOX : C : HCHO : Pb : C20H12 = 1 : 1,26(3,16) : 41,1 : 41,1 : 41,5 : 22400 : 1260000.
Как известно, одним из основных источников загрязнения приземного слоя атмосферы является автомобильный транспорт. На трассах с интенсивным автомобильным движением продукты выхлопов отдельных автомобилей суммируются, образуя наземное облако примеси. Поэтому эффект влияния наземного транспорта можно моделировать наземным линейным источником, очертания которого совпадают с контуром автотрассы. Рассеяние дымов и газов поперек среднего направления ветра сильно меняется от случая к случаю. Эмпирические и теоретические исследования показывают, что скорость диффузии в атмосфере определяется скоростью ветра, шероховатостью подстилающей поверхности и термической устойчивостью.
Осредненное облако примеси, созданное линейным источником, можно представить себе следующим образом (см. рис.). По оси х отложено среднее направление ветра, по оси у - направление расположения линейного источника, по оси
z - высота облака выхлопных газов.
Высотой облака в любом сечении (а, б и т.п.) называется расстоянием от плоскости УОХ до поверхности, где концентрация составляет 0,1 от концентрации на УОХ.
Представление о среднем по времени обычно основывается на осреднении концентрации внутри облака по интервалу времени не менее 3 мин.
На основании решения дифференциального уравнения диффузии можно получить значения приземной концентрации примеси на любом расстоянии от линейного источника до загрязнения.
Согласно данным ряда исследователей, на придорожной территории формируются особые зоны, вплотную примыкающие к бровке земляного полотна и имеющие обычно ширину до 10 м. В этих зонах проявляется так называемый «краевой» эффект воздействия транспортных средств на экосистемы и особенно на биоту. Он состоит в полной деградации растительного покрова в результате сильного техногенного давления. Ширина зоны «краевого» эффекта, как правило, увеличивается по мере удлинения срока эксплуатации автомобильной дороги.
Данные измерений состояния фотосинтетического аппарата насаждений липы, находящихся на различном расстоянии от проезжей части, показали, что эффективность фотосинтеза значительно снижена у деревьев, произрастающих вблизи проезжей части, и постепенно возрастает до нормальной величины (около 80%) на расстоянии 25 м от проезжей части.
Аккумуляция по обочине дорог солей также создает «краевой» эффект на ширине 1-3 м. Повреждение придорожных посадок не наблюдается в местах с обеспеченным водоотводом. Дело в том, что изменение состояния почв происходит в результате просачивания рассола в зоны расположения растительности до 6-8 м от проезжей части дороги. Следует отметить, что повышенное содержание солей не оказывает слишком вредного влияния на растительность, достаточно удаленную от проезжей части (не ближе 3-4 м), хотя она и становится менее пышной.
Вероятность гибели деревьев тоже существенно снижается, если они посажены не ближе 9 м от кромки проезжей части. Причем повреждение растительности солями снижается на плодородных почвах, особенно богатых фосфатами. Менее угнетающее действие хлориды оказывают на растения, высаженные на легких песчаных и супесчаных почвах. Этому способствуют особенности физико-химических свойств легких грунтов: большая пористость, хорошая водопроницаемость и воздухообеспеченность. Накопление ионов хлора в суглинистых грунтах происходит в 2-3 раза быстрее, чем в супесях.
Таким образом, уровень воздействия дороги на близлежащую территорию зависит не только от интенсивности транспортных потоков, но и от природно-климатических условий. Воздействие природно-климатических условий обсуждается в литературе значительно реже и требует более детального описания.
6. Транспортный шум
Внешний шум автомобилей достигает величин порядка 79-92 дБ, а внутренний - 68-83 дБ. Уровни шума и вибраций автомобилей, и интенсивность их составляющих определяются:
габаритными размерами автомобилей;
- типом двигателя, его мощностью и частотой вращения коленчатого вала;
режимом работы двигателя и скоростью движения автомобиля;
состоянием и типом дорожного покрытия;
конструкцией силовой передачи и ходовой части;
взаимодействием встречного потока воздуха;
общим пробегом автомобиля с начала эксплуатации.
На уровень шума транспортного потока оказывает влияние ряд факторов:
категория улиц и дорог;
- характеристика транспортных потоков;
интенсивность и неравномерность дорожного движения;
структура транспортных потоков (состав и однородность транспортного движения).
Указанные факторы и их сочетания могут изменить интенсивность шума на 4 - 10 дБ.
Основной источник шума и вибрации - двигатель внутреннего сгорания. Изменение частоты вращения коленчатого вала от минимальной до максимальной приводит к увеличению шума на 10 - 20дБ.
Источниками шума двигателя являются:
процесс сгорания;
- перекладка поршня и соударения в элементах газораспределительного механизма;
процесс впуска свежего заряда и выпуска отработавших газов;
вспомогательное оборудование (нагнетатели, компрессоры и др.);
колебание двигателя на подвеске.
Шум турбонагнетателя может превышать шум других агрегатов (до 135 дБ).
Уровень шума транспортного потока также определяется интенсивностью и составом потока, прежде всего долей грузовых автомобилей в потоке. Увеличение средней скорости транспортного потока однозначно приводит к повышению уровня шума. Эквивалентный уровень шума потока может быть снижен на 2-3,5 дБА, если шум одиночных легковых АТС в составе потока снизить с 78 до 75 дБА, а грузовых - с 85 до 80
ДБА (доля грузовых АТС в потоке 10-30%).
Зависимости уровня шума от интенсивности и состава транспортного потока
Эквивалентный уровень транспортного шума (по П. И. Поспелову) на расстоянии 7,5 м от оси ближайшей полосы движения определяется по формуле (дБА):
где Nа - расчетная интенсивность движения при средней скорости потока 40 км/ч, авт/ч;
- поправки по i-му фактору влияния (состав, скорость потока, тип дорожного покрытия, продольный уклон дороги).
Другие авторы для оценки шума транспортного потока рекомендуют использовать формулу:
,
где Lэкв.р - расчетное значение эквивалентного уровня звука в точке на расстоянии 7,5 м от оси крайней полосы движения на высоте 1,5 от уровня проезжей части, дБА; Na - расчетная интенсивность движения, авт/ч; v - скорость движения, км/ч; Sга - доля грузовых автомобилей и общественного транспорта в составе транспортного] потока, %.
Резкое изменение режима движения транспорта (разгон, торможение, обгон, остановка) влияют на уровень шума в пределах 2-3 дБА. При пересечении в разных уровнях, слиянии поток? одинаковой интенсивности и состава, на перекрестках с регулируемым движением средний уровень шума увеличивается на 3 дБА.
Литература
1. Арустамов Э. А. и др. Природопользование: Учебник. - 7 -е изд. перераб. и доп. - М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и Ко», 2005.
2. Гурова Т. Ф., Основы экологии и рационального природопользования: Учеб. пособие / Т. Ф. Гурова, Л. В. Назаренко. - М.: Издательство Оникс, 2005.
. Коробкин В. И., Передельский Л. В. Экология. Учебное пособие для вузов. - Ростов /на/Дону. Феникс, 2005.
. Природопользование, охрана окружающей среды и экономика: Теория и практикум: Учеб. пособие / Под ред. А. П. Хаустова. - М.: Изд-во РУДН, 2006. - С. 36-234.
Конечные реакции образования оксидантов развиваются одновременно несколькими путями:
RCHО2→ RCO + H2O;О2 → RОH +CO;О2 → RH +CO2
Формирование смога и образование оксиданта обычно останавливается при прекращении солнечной радиации.
. Реакция человеческого организма на автомобильные выбросы
СО - бесцветный газ, без вкуса и запаха, воздействующий на нервную систему, вызывает обмороки, т.к. вступает в реакцию с гемоглобином крови, замещая О2. Когда вдох прекращается, СО, связанный с гемоглобином, выделяется, и кровь здорового человека очищается на 50% каждые 3-4ч. воздействие СО на центральную нервную систему проявляется в изменении цветовой чувствительности глаз - возрастает вероятность аварии.
В воздухе над автомагистралями и прилегающими территориями из оксидов азота встречаются NO и NO2. В воздухе NO (бесцветный газ) окисляется до NO2 (стабильный газ желтовато-бурого цвета, сильно ухудшающий видимость и в большинстве случаев придающий характерный коричневый оттенок воздуху). Токсичность NO2 в 7 раз выше токсичности NO. На организм человека NO2 действует как острый раздражитель (концентрация 15 мг/м3) и может вызвать отек легких при концентрации 200-300мг/м3. При тех концентрациях, которые имеются в атмосфере, NO2только потенциально можно связать с хроническими заболеваниями. При концентрации <0,01 млн. у детей в возрасте 2-3 лет наблюдается некоторый рост заболеваний бронхитом.
Токсичность газообразных низкомолекулярных углеводородов проявляется в наркотическом действии на организм человека, вызывая состояние эйфории, что увеличивает вероятность ДТП. Полициклические ароматические углеводороды, содержащиеся в выбросах двигателей, являются канцерогенными (вызывают рак легких), из которых наибольшей активностью обладает бензапирен С
20Н12.
Сажа, содержащаяся в отработанных газах, обладает большей токсичностью, чем обычная пыль. На поверхности частиц сажи адсорбируются канцерогенные вещества. Видимыми автомобильные выбросы становятся при концентрации сажи 130мг/м3. Размеры частиц составляют 0,19…0,54мкм и могут достигать альвеол легких или откладываться в носовых пазухах, трахеях или бронхах.
Оксиды серы при малом содержании (0,001%) вызывают раздражение дыхательных путей, при содержании 0,01% происходит отравление людей за несколько минут. Смесь SO2 и СО при длительном воздействии вызывает нарушение генетической функции организма.
Контакт с соединениями свинца приводит к головным болям, утомлению, нарушению сна, снижению ферментативной активности белков. Свинец, накапливаясь в организме, может вызвать тяжелые расстройства нервной и кроветворной системы. Отдельные компоненты имеют разную токсичность СО : CXHY : NOX : C : HCHO : Pb : C20H12 = 1 : 1,26(3,16) : 41,1 : 41,1 : 41,5 : 22400 : 1260000.
Как известно, одним из основных источников загрязнения приземного слоя атмосферы является автомобильный транспорт. На трассах с интенсивным автомобильным движением продукты выхлопов отдельных автомобилей суммируются, образуя наземное облако примеси. Поэтому эффект влияния наземного транспорта можно моделировать наземным линейным источником, очертания которого совпадают с контуром автотрассы. Рассеяние дымов и газов поперек среднего направления ветра сильно меняется от случая к случаю. Эмпирические и теоретические исследования показывают, что скорость диффузии в атмосфере определяется скоростью ветра, шероховатостью подстилающей поверхности и термической устойчивостью.
Осредненное облако примеси, созданное линейным источником, можно представить себе следующим образом (см. рис.). По оси х отложено среднее направление ветра, по оси у - направление расположения линейного источника, по оси
z - высота облака выхлопных газов.
Высотой облака в любом сечении (а, б и т.п.) называется расстоянием от плоскости УОХ до поверхности, где концентрация составляет 0,1 от концентрации на УОХ.
Представление о среднем по времени обычно основывается на осреднении концентрации внутри облака по интервалу времени не менее 3 мин.
На основании решения дифференциального уравнения диффузии можно получить значения приземной концентрации примеси на любом расстоянии от линейного источника до загрязнения.
Согласно данным ряда исследователей, на придорожной территории формируются особые зоны, вплотную примыкающие к бровке земляного полотна и имеющие обычно ширину до 10 м. В этих зонах проявляется так называемый «краевой» эффект воздействия транспортных средств на экосистемы и особенно на биоту. Он состоит в полной деградации растительного покрова в результате сильного техногенного давления. Ширина зоны «краевого» эффекта, как правило, увеличивается по мере удлинения срока эксплуатации автомобильной дороги.
Данные измерений состояния фотосинтетического аппарата насаждений липы, находящихся на различном расстоянии от проезжей части, показали, что эффективность фотосинтеза значительно снижена у деревьев, произрастающих вблизи проезжей части, и постепенно возрастает до нормальной величины (около 80%) на расстоянии 25 м от проезжей части.
Аккумуляция по обочине дорог солей также создает «краевой» эффект на ширине 1-3 м. Повреждение придорожных посадок не наблюдается в местах с обеспеченным водоотводом. Дело в том, что изменение состояния почв происходит в результате просачивания рассола в зоны расположения растительности до 6-8 м от проезжей части дороги. Следует отметить, что повышенное содержание солей не оказывает слишком вредного влияния на растительность, достаточно удаленную от проезжей части (не ближе 3-4 м), хотя она и становится менее пышной.
Вероятность гибели деревьев тоже существенно снижается, если они посажены не ближе 9 м от кромки проезжей части. Причем повреждение растительности солями снижается на плодородных почвах, особенно богатых фосфатами. Менее угнетающее действие хлориды оказывают на растения, высаженные на легких песчаных и супесчаных почвах. Этому способствуют особенности физико-химических свойств легких грунтов: большая пористость, хорошая водопроницаемость и воздухообеспеченность. Накопление ионов хлора в суглинистых грунтах происходит в 2-3 раза быстрее, чем в супесях.
Таким образом, уровень воздействия дороги на близлежащую территорию зависит не только от интенсивности транспортных потоков, но и от природно-климатических условий. Воздействие природно-климатических условий обсуждается в литературе значительно реже и требует более детального описания.
6. Транспортный шум
Внешний шум автомобилей достигает величин порядка 79-92 дБ, а внутренний - 68-83 дБ. Уровни шума и вибраций автомобилей, и интенсивность их составляющих определяются:
габаритными размерами автомобилей;
- типом двигателя, его мощностью и частотой вращения коленчатого вала;
режимом работы двигателя и скоростью движения автомобиля;
состоянием и типом дорожного покрытия;
конструкцией силовой передачи и ходовой части;
взаимодействием встречного потока воздуха;
общим пробегом автомобиля с начала эксплуатации.
На уровень шума транспортного потока оказывает влияние ряд факторов:
категория улиц и дорог;
- характеристика транспортных потоков;
интенсивность и неравномерность дорожного движения;
структура транспортных потоков (состав и однородность транспортного движения).
Указанные факторы и их сочетания могут изменить интенсивность шума на 4 - 10 дБ.
Основной источник шума и вибрации - двигатель внутреннего сгорания. Изменение частоты вращения коленчатого вала от минимальной до максимальной приводит к увеличению шума на 10 - 20дБ.
Источниками шума двигателя являются:
процесс сгорания;
- перекладка поршня и соударения в элементах газораспределительного механизма;
процесс впуска свежего заряда и выпуска отработавших газов;
вспомогательное оборудование (нагнетатели, компрессоры и др.);
колебание двигателя на подвеске.
Шум турбонагнетателя может превышать шум других агрегатов (до 135 дБ).
Уровень шума транспортного потока также определяется интенсивностью и составом потока, прежде всего долей грузовых автомобилей в потоке. Увеличение средней скорости транспортного потока однозначно приводит к повышению уровня шума. Эквивалентный уровень шума потока может быть снижен на 2-3,5 дБА, если шум одиночных легковых АТС в составе потока снизить с 78 до 75 дБА, а грузовых - с 85 до 80
ДБА (доля грузовых АТС в потоке 10-30%).
Зависимости уровня шума от интенсивности и состава транспортного потока
Эквивалентный уровень транспортного шума (по П. И. Поспелову) на расстоянии 7,5 м от оси ближайшей полосы движения определяется по формуле (дБА):
где Nа - расчетная интенсивность движения при средней скорости потока 40 км/ч, авт/ч;
- поправки по i-му фактору влияния (состав, скорость потока, тип дорожного покрытия, продольный уклон дороги).Другие авторы для оценки шума транспортного потока рекомендуют использовать формулу:
,где Lэкв.р - расчетное значение эквивалентного уровня звука в точке на расстоянии 7,5 м от оси крайней полосы движения на высоте 1,5 от уровня проезжей части, дБА; Na - расчетная интенсивность движения, авт/ч; v - скорость движения, км/ч; Sга - доля грузовых автомобилей и общественного транспорта в составе транспортного] потока, %.
Резкое изменение режима движения транспорта (разгон, торможение, обгон, остановка) влияют на уровень шума в пределах 2-3 дБА. При пересечении в разных уровнях, слиянии поток? одинаковой интенсивности и состава, на перекрестках с регулируемым движением средний уровень шума увеличивается на 3 дБА.
Литература
1. Арустамов Э. А. и др. Природопользование: Учебник. - 7 -е изд. перераб. и доп. - М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и Ко», 2005.
2. Гурова Т. Ф., Основы экологии и рационального природопользования: Учеб. пособие / Т. Ф. Гурова, Л. В. Назаренко. - М.: Издательство Оникс, 2005.
. Коробкин В. И., Передельский Л. В. Экология. Учебное пособие для вузов. - Ростов /на/Дону. Феникс, 2005.
. Природопользование, охрана окружающей среды и экономика: Теория и практикум: Учеб. пособие / Под ред. А. П. Хаустова. - М.: Изд-во РУДН, 2006. - С. 36-234.