Влияние морского транспорта на окружающую среду. Влияние разных видов транспорта на экологию: цена комфорта

Проблема охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов является одной из наиболее актуальных среди глобальных общечеловеческих проблем.

Определенную долю в загрязнение окружающей среды вносят и АТП, в особенности эксплуатируемые ими автомобили. Автомобильный транспорт отравляет вредными выбросами выхлопных газов воздух, загрязняет территории топливно-смазочными материалами, является источником повышенного шума и электромагнитных излучений. Также под территории расположения АТП потребляются значительные земельные ресурсы. Общая картина загрязнения окружающей среды автомобильным транспортом в настоящее время, по мнению многих экспертов, удручающая и продолжает ухудшаться.

Уровень выбросов в атмосферу вредных веществ автомобильным транспортом составляет 35-40% из всех загрязнений, что составляет около 22 млн. т в год.

Основная причина загрязнений воздушной среды – отработавшие газы автомобильных двигателей, содержащие более 200 наименований вредных веществ и соединений (окись углерода, оксиды азота, углеводороды, двуокись серы, свинцовые соединения и т.д.) можно привести наглядный пример: только один исправный грузовой автомобиль с карбюраторным двигателем в течении года выбрасывает в атмосферу до 8-10 т окиси углерода. Автомобильный транспорт, использующий этилированный бензин, ежегодно выбрасывает более 4000 т вредных для здоровья человека соединений свинца.

Отравляется не только воздушная среда, но и водные ресурсы. Основные загрязнения – нефтепродукты, тетраэтилсвинец, органические растворители и гальванические сбросы, грязевые отложения, продукты коррозии и т.п. АТП сбрасывают в водоемы более 3,4 млн. м3 неочищенных сточных вод.

Автомобильный транспорт – основной источник городского шума. Шум у 60% населения вызывает различные болезненные реакции.

Перечислим основные причины такого неблагоприятного положения.

Прежде всего неудовлетворительная организация технической эксплуатации подвижного состава. Очень часто на АТП нарушается периодичность проведения технического обслуживания автомобилей, не в полном объеме выполняются регламентные работы, недостаточный контроль за состоянием топливной аппаратуры автомобилей, нерациональное использование эксплуатационных материалов и т.п.

Также недостаточен технический уровень автотранспортной техники. Значительная часть новых автомобилей не соответствует современным требованиям по токсичности, и заводы-изготовители не дают гарантии соблюдения норм токсичности в ходе эксплуатации. Медленными темпами решаются проблемы нейтрализации отработавших газов, дизелизации легковых автомобилей, применение электронного управления системами зажигания и подачи топлива.

Недостаточен ассортимент и низкое качество автомобильного топлива и особенно смазочных материалов. При сгорании этилированных бензинов больше половины свинца выбрасывается в атмосферу с отработанными газами. Состав и качество топлива не соответствует современным требованиям, а порой и стандартам. Российская система стандартизации и нормирования экологических параметров автомобиля уступает европейским системам. Отсутствуют ГОСТы по токсичности для автомобилей, работающих на газообразном топливе.

Остро стоит проблема переработки, сжигания и утилизации нефтяных отходов и осадков из очистных сооружений. АТП вывозят такие отходы практически куда попало, что соответственно приводит к загрязнению почвы, грунтовых вод, водоемов и т.п.

Поэтому, основной задачей, стоящей перед АТП, является снижение количества вредных выбросов в атмосферу и усовершенствование очистных сооружений.

Кузьмина Анна

Проблемы экологической безопасности автомобильного транспорта являются составной частью экологической безопасности. Экологические проблемы, связанные с использованием традиционного моторного топлива в двигателях транспортных средств, актуальны не только для России, но и для всех стран мира. Автомобильный транспорт, генерирующий шум и загрязняющий атмосферный воздух, является одним из основных источников загрязнения окружающей среды в крупных городах и населенных пунктах, а также представляющих угрозу жизни человека. Поэтому я заинтересовалась влиянием автомобильного транспорта на окружающую среду и здоровье человека.

Цель работы

Выяснить роль двигателей внутреннего сгорания в жизни человека, раскрыть сущность связанных с ними экологических проблем и попытаться наметить выход из сложившейся в мире тяжёлой экологической ситуации, связанной с их использованием.

Скачать:

Предварительный просмотр:

ВСЕРОССИЙСКИЙ КОНКУРС НАУЧНО-ИННОВАЦИОННЫХ ПРОЕКТОВ КОМПАНИИ «СИМЕНС» в РОССИИ
(2012 - 2013 гг.)

Реферативно-исследовательская работа

«Влияние автомобильного транспорта на окружающую среду и жизнь человека».

Направление: инфраструктура и города

Работу выполнила Кузьмина Анна

Ученица 10А класса, МБОУ «Гимназия №1»

Г. Курчатова Курской области

Руководитель: Ильчук Ирина Анатольевна,

Учитель физики МБОУ «Гимназия №1»

г. Курчатов, 2012 г.

1. Обоснование выбора. 3

2. Цель работы. 3

3. Задачи проекта. 3

4. Гипотеза. 3

5. Проблемный вопрос. 4

6. Актуальность проблемы. 4

7. Введение. 4
8. Проблемы экологии автомобильного транспорта. 5

9. Способы уменьшения вредного воздействия на окружающую среду.

Проблема токсичности отработавших газов автомобилей. 6

Экологически чистый автомобиль - реальность или фантастика? 8

10. Проведение наблюдений. 11

12. Заключение. 16

13. Литература. 17

Приложения. 18

1. Обоснование выбора

Проблемы экологической безопасности автомобильного транспорта являются составной частью экологической безопасности. Экологические проблемы, связанные с использованием традиционного моторного топлива в двигателях транспортных средств, актуальны не только для России, но и для всех стран мира. Автомобильный транспорт, генерирующий шум и загрязняющий атмосферный воздух, является одним из основных источников загрязнения окружающей среды в крупных городах и населенных пунктах, а также представляющих угрозу жизни человека. Поэтому я заинтересовалась влиянием автомобильного транспорта на окружающую среду и здоровье человека.

2. Цель работы

Выяснить роль двигателей внутреннего сгорания в жизни человека, раскрыть сущность связанных с ними экологических проблем и попытаться наметить выход из сложившейся в мире тяжёлой экологической ситуации, связанной с их использованием.

3. Задачи проекта.

1. Познакомится с работой двигателей автомобилей.
2. Выяснить, как зависит загрязнение атмосферного воздуха от интенсивности движения автотранспорта?
3. Провести исследование, подтверждающее влияние транспорта на окружающую среду.
4. Узнать, как минимизировать это влияние.
5. Оценить пути решения экологических проблем.

4. Гипотеза.

В процессе работы многочисленных тепловых машин возникают тепловые потери, которые, в конечном счете, приводят к повышению внутренней энергии атмосферы, т. е. к повышению ее температуры. Это может привести к таянию ледников и катастрофическому повышению уровня Мирового океана, а вместе с тем к глобальному изменению природных условий. При работе тепловых установок и двигателей в атмосферу выбрасываются вредные для человека, животных и растений оксиды азота, углерода и серы.

5. Проблемный вопрос.

1. Если выбросы токсичных веществ - это неизбежность в работе автотранспорта то, как их можно уменьшить?
2. Возможно ли создание экологически чистого автомобиля?

6. Актуальность проблемы.

Актуальность данной темы обусловлена возрастающим количеством автомобильного транспорта и решением проблемы его воздействия на качество городской среды и здоровье населения.

Введение.

Современная жизнь человека невозможна без использования самых разнообразных машин, облегчающих его жизнь. С помощью машин человек обрабатывает землю, добывает нефть, руду, прочие полезные ископаемые, передвигается и т.д. Основным свойством машин является их способность совершать работу.

Основной вклад в загрязнение атмосферы вносят автомобили, работающие на бензине, затем самолеты, автомобили с дизельными двигателями, тракторы и другие сельскохозяйственные машины, железнодорожный и водный транспорт. К основным загрязняющим атмосферу веществам, которые выбрасывают подвижные источники (общее число таких веществ превышает 40), относятся оксид углерода, углеводороды и оксиды азота. Оксид углерода (СО) и оксиды азота поступают в атмосферу только с выхлопными газами, тогда как не полностью сгоревшие углеводороды поступают как вместе с выхлопными газами (что составляет примерно 60% от общей массы выбрасываемых углеводородов), так и из картера (около 20%), топливного бака (около 10%) и карбюратора (примерно 10%); твердые примеси поступают в основном с выхлопными газами (90%) и из картера (10%).

Основная часть.

Проблемы экологии автомобильного транспорта.

Проблемы экологической безопасности автомобильного транспорта являются составной частью экологической безопасности страны. Значимость и острота этой проблемы растет с каждым годом. Вызывает тревогу тот факт, что выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от автотранспортных средств увеличиваются в год в среднем на 3,1%. В результате величина ежегодного экологического ущерба от функционирования транспортного комплекса России составляет более 75 млрд. рублей и продолжает расти.

Один автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы в среднем более 4 т кислорода, выбрасывая при этом с отработанными газами примерно 800 кг угарного газа, 40 кг оксидов азота и почти 200 кг различных углеродов. В результате по России от автотранспорта за год в атмосферу поступает огромное количество только канцерогенных веществ: 27 тыс. т бензола, 17,5 тыс. т формальдегида, 1,5 т бенз(а)пилена и 5 тыс. т свинца. В целом, общее количество вредных веществ, ежегодно выбрасываемых автомобилями, превышает цифру в 20 млн. т.

С точки зрения наносимого экологического ущерба, автотранспорт лидирует во всех видах негативного воздействия: загрязнение воздуха - 95%, шум - 49,5%, воздействие на климат - 68%.

Автомобили на сегодняшний день в России - главная причина загрязнения воздуха в городах. Сейчас в мире их насчитывается более полумиллиарда. В России автомобиль имеет каждый десятый житель, а в больших городах - каждый пятый. Выбросы от автомобилей в городах особенно опасны тем, что загрязняют воздух в основном на уровне 60-90 см. от поверхности земли и, особенно на участках автотрасс, где стоят светофоры. Автомобили выбрасывают в атмосферу диоксид и оксид углерода, оксиды азота, формальдегид, бензол, бензопирен, сажу (всего около 300 различных токсичных веществ). При истирании автомобильных шин об асфальт атмосфера загрязняется резиновой пылью, вредной для здоровья человека. Автомобиль расходует огромное количество кислорода. За неделю в среднем легковой автомобиль выжигает столько кислорода, сколько его четыре пассажира расходуют на дыхание в течение года. С ростом числа автомобилей уменьшается площадь, занятая растительностью, которая дает кислород и очищает атмосферу от пыли и газа, все больше места занимают площадки для парковок, гаражи и автомобильные дороги. На свалках скапливаются изношенные шины, ржавые корпуса. Впрочем, старые кузова автомобилей можно увидеть и во дворах и на пустырях. Автомобили загрязняют почву. Одна тонна бензина, сгорая, выделяет 500-800 кг. вредных веществ. Если двигатель машины работает на бензине, с добавлением свинца, то они загрязняют почву этим тяжелым металлом вдоль дороги в полосе шириной 50-100 м, а если дорога идет вверх, и двигатель работает с нагрузкой, и загрязненная полоса имеет ширину до 400 м! Свинец, загрязняющий почву, накапливается растениями, которыми питаются животные. С молоком и мясом металл попадает в организм человека и может стать причиной тяжелых болезней.

Способы уменьшения вредного воздействия на окружающую среду.

Проблема токсичности отработавших газов автомобилей.

Использовать внутреннюю энергию - это значит совершить за счет нее полезную работу, то есть превращать внутреннюю энергию в механическую. В простейшем опыте, который заключается в том, что в пробирку наливают немного воды и доводят ее до кипения (причем пробирка изначально закрыта пробкой), пробка под давлением образовавшегося пара поднимается вверх и выскакивает. Другими словами, энергия топлива переход во внутреннюю энергию пара, а пар, расширяясь, совершает работу, выбивая пробку. Так внутренняя энергия пара превращается в кинетическую энергию пробки.

Если пробирку заменить прочным металлическим цилиндром, а пробку поршнем, который плотно прилегает к стенкам цилиндра и способен свободно перемещаться вдоль них, то получится простейший тепловой двигатель.

Человек долго использовал двигатель внутреннего сгорания, не зная о его отрицательном воздействии на человека, животных и растения. Лишь в последнее время это отрицательное воздействие заметили и начали с ним бороться. Основными загрязнителями атмосферы являются машины, особенно грузовики. Количество и концентрация вредных веществ в выхлопах зависят от вида и качества топлива. В основном это такие вещества, как углекислый газ, угарный газ, оксиды азота, гексен, пентен, кадмий, серный ангидрид сернистый ангидрид, свинец, хлор и некоторые его соединения. Эти вещества отрицательно воздействуют на человека, животных, растения и вызывают глобальные изменения в биосфере.

Теперь конкретно рассмотрим их воздействие. Углекислый газ, угарный газ, оксиды серы, оксиды азота являются «парниковыми» газами, то есть вызывают парниковый эффект, выражающийся в повышении температуры у поверхности Земли. Его механизм заключается в образовании особого слоя в атмосфере, который отражает тепловые лучи, идущие от Земли, не давая им уходить в космическое пространство. Это может привести к таянию льда в полярных областях и, как следствие, к повышению уровня Мирового океана. Но надо сказать, что тепловой эффект почти компенсируется ледниковым эффектом. Последний вызывается слоем пылевых частиц, которые отражают тепловые лучи, идущие от Солнца, обратно в космос.

В год образуется 2,5-10 тонн СО, 7 млн. тонн СО 2 . Угарный газ токсичен, образует с гемоглобином крови прочное соединение - карбоксигемоглобин, что препятствует поступлению достаточного количества О 2 в мозг и, как следствие, увеличивает число психических заболеваний. SO 2 , NO являются мутагенами, тератогенами, образуют с туманом или дождем смог и кислотные дожди. Окиси серы с водой образуют серную кислоту, а оксид азота образует азотную и азотистую кислоты. У человека они вызывают поражения кожи, обструктивный рахит, отёк легких. У животных также наблюдаются нарушения жизнедеятельности, и даже гибель. У растений в первую очередь поражаются листья, а в дальнейшем гибнет все растение. Так, в Скандинавии наблюдается массовая гибель лесов по этой причине. Также эти дожди вызывают коррозию металлов и разрушение зданий. Кроме того, оксиды азота способствуют разрушению озонового слоя.

Кадмий отрицательно воздействует на костную и половую системы, кору надпочечников, зубы, нарушает углеродный обмен. При большой концентрации он вызывает болезнь «итай-итай».

Свинец является тератогеном, вызывает у грудных детей нарушение ЦНС, костной системы, слуха, зрения - и в дальнейшем смерть. У взрослых он вызывает нарушение кровеносной системы, импотенцию.

Также ДВС поглощают кислород, уменьшая его концентрацию в атмосфере. Рассмотрим частный случай - автомобиль. Да, человек не мыслит сейчас своего существования без автотранспорта, но если посмотреть на это удобство с другой точки зрения, то количество выбрасываемых автомобилем продуктов сгорания заставляет ужаснуться.

Один легковой автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы больше 4 тонн О 2 , выбрасывает с выхлопными газами около 800 кг СО, 40 кг оксидов азота, 200 кг различных углеводородов.

Автомобильные выхлопные газы - смесь примерно 200 веществ. В них содержатся углеводороды - не сгоревшие или не полностью сгоревшие компоненты топлива (всего 15% его расходуется на движение автомобиля, а 85 % «летит на ветер»), среди которых большое место занимают непредельные углеводороды этиленового ряда, особенно гексен и пентен. Их доля возрастает в 10 раз, когда двигатель работает на малых оборотах или в момент увеличения скорости, то есть во время заторов или у красного сигнала светофора. СО 2 и большинство других выбросов тяжелее воздуха, поэтому они скапливаются у поверхности земли. Оксид углерода (I) соединяется с гемоглобином крови и мешает ему нести кислород в ткани организма. Оксиды азота играют большую роль в образовании продуктов превращения углеводородов в атмосферном воздухе. Из-за неполного сгорания топлива в двигателе автомашин часть углеводородов превращается в сажу, содержащую смолистые вещества. В 1 л бензина может содержаться 1 г тетраэтилсвинца, который разрушается и выбрасывается в атмосферу в виде соединения свинца. Свинец - один из основных загрязнителей внешней среды, его поставляют главным образом современные двигатели с высокой степенью сжатия, выпускаемые автомобильной промышленностью.

Экологически чистый автомобиль - реальность или фантастика?

Двигатель внутреннего сгорания остаётся основной движущей силой автомобиля. В связи с этим единственный путь решения энергетической проблемы автомобильного транспорта - это создание альтернативных видов топлива. Новое горючее должно удовлетворить очень многим требованиям: иметь необходимые сырьевые ресурсы, низкую стоимость, не ухудшать работу двигателя, как можно меньше выбрасывать вредных веществ, по возможности сочетаться со сложившейся системой снабжения топливом и др.

В значительно, больших масштабах в качестве топлива для автомобилей будут использоваться заменители нефти: метанол и этанол, синтетические топлива, получаемые из углей. Их использование поможет существенно снизить токсичность и отрицательное воздействие автомобиля на окружающую среду.

Среди альтернативных видов топлива в первую очередь следует отметить спирты, в частности метанол и этанол, которые можно применять не только как добавку к бензину, но и в чистом виде. Их главные достоинства - высокая детонационная стойкость и хороший КПД рабочего процесса, недостаток - пониженная теплотворная способность, что уменьшает пробег между заправками и увеличивает расход топлива в 1,5-2 раза по сравнению с бензином. Кроме того, из-за плохой испаряемости метанола и этанола затруднен запуск двигателя.

Использование спиртов в качестве автомобильного топлива требует незначительной переделки двигателя. Например, для работы на метаноле достаточно перерегулировать карбюратор, установить устройство для стабилизации запуска двигателя и заменить некоторые подверженные коррозии материалы более стойкими. Учитывая ядовитость чистого метанола, необходимо предусмотреть тщательную герметизацию топливоподающей системы автомобиля.

Сделать двигатель «чистым» нетрудно. Надо лишь перевести его с бензина на сжатый воздух. Но эта идея не выдержала критики, когда речь заходит об автомобильных двигателях: далеко на таком «горючем» не уедешь. И американские специалисты предложили заменить сжатый воздух жидким азотом. Они даже разработали конструкцию автомобиля, в котором азот, расширяясь при испарении, будет толкать три поршня двигателя. А чтобы процесс испарения шёл активнее, азот предлагают впрыскивать в особую подогревательную камеру, где сжигается небольшое количество дизельного топлива. Такая схема при достаточной мощности обеспечит запас хода до 500 км. Уголь является самым распространенным из невозобновляемых источников энергии. Ещё в 30-е годы в Германии было налажено производство синтетического автомобильного топлива из угля. Был даже период, когда за счёт него удовлетворялось около 50% потребности страны в бензине и дизельном топливе. В настоящее время интерес к синтетическому топливу из угля проявляется во многих странах.

Экологические преимущества водорода доказаны в ходе различных испытаний.

В каком виде можно применять водород? Газообразный, даже сильно сжатый водород невыгоден, так как для его хранения нужны баллоны большой массы.

ЕС решил перевести 10% автотранспорта на биотопливо к 2020 году. Евросоюз поставил задачу к 2020 году перевести 10% своих автомобилей на биологическое топливо. Такое решение одобрили на встрече в Брюсселе министры энергетики 27 стран ЕС. «К 2020 году как минимум 10% автомобильного горючего, потребляемого в каждой стране Евросоюза, должно стать топливо биологического происхождения», - говорится в резолюции Совета ЕС по энергетике и транспорту. Речь идет о таких видах горючего как спирты и производимый из биомассы метан. В резолюции подчеркивается необходимость принять общеевропейские меры, чтобы повысить эффективность технологий производства этого топлива и улучшить его коммерческие возможности. В настоящее время, производимое в Европе биотопливо в среднем на 15-20 дороже традиционного.

Некоторые модели автомобилей, в том числе Saab 9-5 и Ford Focus, приспособлены для использования топливной смеси, в которой содержится 80% биотоплива.

Биодизель - это топливо, полученное из растительного масла посредством его химического превращения так называемым процессом переэтерификации. В Европе оно изготавливается из подсолнечного и рапсового масла, в Соединенных Штатах - из соевого или из разновидности рапсового масла. Происходит химическая реакция масла с алкоголем, в основном с метиловым спиртом, для уменьшения вязкости и очищения масла. Этот химический процесс позволяет получить однородный, устойчивый и качественный продукт: EMVH (Метиловый сложный эфир растительных масел),свойства его близки к дизельным маслам. Преимущества биодизеля:

Биодизель - это источник возобновляемой энергии, решение будущего, приходящее на смену использования нефти

Использование биодизеля не требует изменения кинематической цепи, только в зависимости от модели, давности автомобиля - устанавливается топливный фильтр. Биодизель позволяет предотвращать потепление на нашей планете, вызванной повышенным содержанием углекислого газа и серы в атмосфере: в отличие от горючих двигателей, он не увеличивает процент содержания С02 в атмосфере. Действительно в течение жизненного цикла растение должно поглощать количество углекислого газа эквивалентное количеству выбросов в процессе работы двигателя.

В последнее время широкое распространение получила идея использования чистого водорода в качестве альтернативного топлива. Интерес к водородному топливу объясняется тем, что в отличие от других это самый распространённый в природе элемент.

Водород - один из главных претендентов на звание топлива будущего. Для получения водорода могут быть применены различные термохимические, электрохимические и биохимические способы с использованием энергии Солнца, атомных и гидравлических электростанций и т.д.

Экологические преимущества водорода доказаны в ходе различных испытаний. В каком виде можно применять водород? Газообразный, даже сильно сжатый водород невыгоден, так как для его хранения нужны баллоны большой массы.

Более реальный вариант - использование жидкого водорода. Правда, в этом случае необходимо устанавливать дорогостоящие криогенные баки со специальной термоизоляцией.

Исключением может стать только электрический автомобильный двигатель. Работы по его созданию ведут крупнейшие автомобилестроительные фирмы мира, прежде всего Япония.

Источником тока в электромобилях пока являются свинцовые аккумуляторы. Без подзарядки такие автомобили обеспечивают пробег до 50-60 км (максимальная скорость 70 км/ч, грузоподъемностью 500кг), что позволяет использовать их в качестве такси или для технологических перевозок мелких партий грузов внутри города. Серийное производство и использование электромобилей потребует созданию станций зарядки аккумуляторов, отвечающих всем необходимым технико-экономическим требованиям.

Специалисты полагают, что наиболее энергосберегающим и высокоэффективным источником энергии для электромобилей являются батареи топливных элементов. У таких элементов много достоинств, прежде всего высокий КПД, достигающий в реальных установках 60-70%; их не надо заряжать, как аккумуляторы, достаточно пополнять запасы реагентов. Наиболее перспективен водородно-воздушный электрохимический генератор (ЭХГ), в котором продуктом реакции при выработке электрической энергии является химически чистая вода. Главный недостаток ЭХГ на сегодняшний день - высокая стоимость.

Человечество слишком медленно, но все же подходит к пониманию того, что необходимо поставить материальное потребление на подобающее ему место среди других источников личного удостоверения, таких не материальных ценностей, как семья, дружба, общение с другими людьми, развитие собственной личности; что следует, наконец, жить в соответствии с возможностями Земли. От решения именно этой задачи в первую очередь зависит, сохраним ли мы биосферу Земли.

Проведение наблюдений.

Моя гимназия находится в окружении трех дорог, две из которых местного значения со средней интенсивностью движения, а третья - дорога областного значения с высокой интенсивностью.

На сегодняшний день по данным ГАИ на территории города Курчатова и Курчатовского района зарегистрировано 22125 единиц автотранспорта. За последние годы его количество значительно увеличилось.

Увеличение количества автотранспортных средств, связано с повышением уровня жизни населения, но при этом и окружающей среде наносится все больший и больший вред.

Мной был проведен соцопрос населения микрорайона гимназии. Все опрошенные проблему своего здоровья связывают с состоянием окружающей среды и одним из факторов ее загрязнения называют выхлопные газы автотранспорта.

Я проверила, как влияет увеличение автомобилей на загрязнение окружающей среды. Для сравнения провела исследования по подсчету количества машин, проходящих по площади Свобода, улице Набережная и мимо поста ГАИ. Подсчет велся в течение часа в одно и тоже время. В результате было выяснено, площадь Свободы и пост ГАИ самые оживленные места, а наибольшее скопление автотранспортных средств наблюдается с 17°°-18°°.

Протяженность нашего города с запада на восток 4,5 км, с севера на юг - 800 метров. Наша гимназия расположена вблизи площади Свободы. Я провела расчеты количества вредных веществ содержащихся в выхлопных газах автомобиля. Для простоты расчета были взяты только легковые автомобили, проезжающие с 13°°-14°°, в тот момент когда обучающиеся идут из гимназии домой. Б ензиновый двигатель на 1000 л, сожженного топлива выбрасывает 200 кг оксида углерода, 20 кг оксида азота, 25 кг углеводородов, 1 кг сажи, 1 кг сернистых соединений. На 100 км легковому автомобилю требуется 10 л бензина.

Провела расчеты и установила, что при прохождении 1 км пути и при сжигании 0,1л бензина:

Данные в таблице для 1374 легковых автомобилей, проехавших в течение одного часа 1 км вдоль города, а если вспомнить, что на Земле автомобилей больше миллиарда, то какая это будет внушительная цифра.

Для определения содержания свинца мной были взяты пробы снега на расстоянии 30, 60, 120, 240м. от дороги, чтобы проследить, как далеко распространяется загрязнение.

Еще одной экологической проблемой являются стихийные автомойки. На территории нашего города официально зарегистрировано 6 автомоек, но они не удовлетворяют всех потребностей населения. Рост несанкционированных автомоек продолжается.

Выводы: - изучив статистические данные роста количества автотранспортных средств в городе Курчатове и Курчатовском районе, я пришла к выводу, что при таких темпах увеличения транспортных средств через 5 лет на улицах нашего города будут пробки подобные тем, что сейчас в Москве, а придворовые территории превратятся в стоянки для машин;

Проведя соцопрос среди жителей микрорайона гимназии, выяснила, что одним из источников загрязнения окружающей среды, а значит и фактором ухудшающим их здоровье являются выхлопные газы транспортных средств;

Изучив техническую литературу, я пришла к выводу, что улучшить состояние окружающей среды можно, если использовать более экологически чистые виды транспорта. Например, велосипед, как это делается в г. Дубна Московской области и Женеве (CERN).

Интенсивность дорожного движения везде огромна. Оно дает такое загрязнение воздуха, что его не сравнить даже с выбросами промышленных объектов. Транспорт создаёт 45-50 % всего загрязнения.

Итак, есть два способа уменьшения загрязнения воздуха дорожно-транспортными средствами. Первый - сократить количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу каждым автомобилем. Второй - использовать как можно больше те транспортные средства, которые потребляют меньше горючего и, следовательно, меньше загрязняют атмосферу.

Чтобы остановить загрязнение, необходим более строгий всесторонний контроль за дорожно-транспортными средствами. Примером может служить следующее начинание: с 1 января 1993 года все новые автомобили, предназначенные для продажи в страны Европейского Сообщества, должны быть снабжены каталитическими контакторами. Это маленькое устройство устраняет большую часть углеводородов и окисей азота и углерода, вредных для организма человека. А как я уже говорила, их присутствие в атмосфере в больших количествах создает парниковый эффект, что грозит глобальным потеплением на планете. Ещё одна проблема - свинец, добавляемый к бензину для большей эффективности работы двигателя. Он очень ядовит и опасен, особенно для организма маленьких детей. Поэтому в настоящее время у нас в стране запрещено использование этилированного бензина. Как показали исследования, выхлопные газы двигателя имеет наибольшую токсичность в первые пять минут работы, когда он еще холодный. Оригинальный способ решения этой проблемы предложила одна женщина: этот воздух собирается в герметичный мешок, находящийся под задним сиденьем автомобиля, а когда двигатель прогревается, он поступает в цилиндры и догорает.

Огромную помощь в борьбе с загрязнением воздуха могли бы оказать и сами владельцы автомобилей, если бы начали чаще пользоваться общественным транспортом или ездить с малой скоростью, ведь это уменьшит выброс токсичных соединений. Так же одним из способов решения данной проблемы является использование в городах малолитражных автомобилей. Не зря экологи обеспокоены увеличением количества мощных джипов на городских улицах, использование которых в городской черте не оправдано. Недавний опрос владельцев автомобилей показал, что их личный транспорт - главный виновник загрязнения воздуха, ездить медленно или, тем более, отказаться от личного транспорта они не желают. Для того чтобы такое желание появилось, надо основательно улучшить работу общественного транспорта. А поскольку она пока далека от совершенства, нечего удивляться тому, что частные автомобили наводняют городские улицы.

В настоящее время, когда автомобиль с бензиновым двигателем стал одним из существенных факторов, приводящим к загрязнению окружающей среды, специалисты все чаще обращаются к идее создания «чистого» автомобиля - электромобиля. В некоторых странах начинается их серийное производство. С целью стимулирования производства электромобилей государство обязывает каждый из автомобильных заводов выпускать хотя бы одну модель электромобиля.

В нашей стране производятся электромобили пяти марок. Электромобиль Ульяновского автозавода (УАЗ-451-МИ) отличается от остальных моделей системой электродвижения на переменном токе и встроенным зарядным устройством. Зарядное устройство снабжено преобразователем тока, допускающим применение легкого и низкооборотного тягового двигателя. Машины этой марки уже используются в Москве для доставки продуктов в магазины и школы.

В интересах защиты окружающей среды считается целесообразным постепенный перевод автотранспорта на электротягу, особенно в крупных городах. Предлагается, используя существующие типы источников тока, с определенным их усовершенствованием, создать и передать в эксплуатацию электромобили, могущие экономически и технически конкурировать с обычными автомобилями. Прогноз таков: если в 2010 году существовало 5 % электромобилей от всего числа автомобилей, то в 2025-м ожидается рост их числа до 15%.

Как было сказано, основным источником загрязнения атмосферы являются выхлопные газы. Но эта проблема решаема, если ДВС заменить на электродвигатели, используемые в электромобилях, и на альтернативные источники питания, указанные выше.

А как же быть с городским транспортом? И здесь выход есть. Нужно всего лишь заменить автобусы и маршрутные такси на троллейбусы и трамваи. А в качестве индивидуального транспорта, как это ни парадоксально, использовать велосипед. Конечно, автомобиль гораздо комфортнее и удобнее, но представьте, что вам придется выбирать между велосипедом и тем вредом, который причиняется нашему здоровью выхлопными газами. Я думаю, что большинство выберет велосипед.

Ежегодно от экологического иммунодефицита умирают более 250 тысяч россиян, сотни тысяч заболевают. Причина - в непосредственном воздействии токсикантов, аллергенов, мутагенов при неблагоприятной экологической обстановке. За последние годы по стране, показатель смертности населения в два раза превысил показатель рождаемости.

Что же нужно сделать, что бы наш родной город стал чистым и красивым?

1. Озеленение города. Растения поглощают углекислый газ, выделяют кислород.

2. Проводить техосмотр автомобилей 2 раза в год, так как от состояния двигателя зависит количество вредных веществ, выбрасываемых автомобилем в атмосферу.

1. Сделать более доступным ремонт автомобиля.
2. Ужесточить санкции по отношению к нарушителям.

Заключение.

Из своей работы я сделала вывод, что с изобретением тепловых двигателей власть человека над природой увеличилась. Но человек - часть природы, поэтому, чтобы жить на Земле без страха за своё будущее, за своё здоровье, любоваться красотами природы, нужно беречь наш дом, иначе можно погибнуть.

В наше время люди, принимающие ответственные технические решения, должны владеть основами естественных наук, быть экологически грамотными, осознавать свою ответственность за действия и понимать, какой вред они могут принести природе. По-моему мнению автомобиль в жизни и деятельности современной цивилизации просто необходим. Но всякие недоработки научно-технического прогресса необходимо устранять своевременно с той целью, чтобы сохранить в чистоте окружающую среду. Человек должен понять, что жизнь на Земле зависит от его отношения к природе, от гармонии между ними.

Литература:

Печатные издания:

1.Физика: Нестандартные занятия, внеурочные мероприятия. 7-11 классы. М.А.Петрухина, Волгоград: Учитель, 2007.

2) В.А.Попова, Физика 8-9 классы: сборник программ элективных курсов.-Волгоград: Учитель 2007

3)Полянский СЕ. Поурочные разработки по физике: 8 класс, Изд 2-е испр, М: ВАКО, 2004

Электронные издания:

2) http://www.pollockpress.com/transport.php

Приложение.

Анкетирование.

Я провела анкетирование среди своих одноклассников. Вот какие результаты получились:

1. Есть ли в вашей семье машина?

Да- 20 Нет- 4

2. Как часто в вашей семье пользуются машиной?

Каждый день- 14 По выходным и реже-6

4. Где вы оставляете вашу машину на ночь?

Около подъезда-11 На автостоянке, в гараже-9

1. Где моете вашу машину?

Около водоёма, возле дома- 6 На спец. мойках-14

6. Верите ли вы, что автомобильный транспорт в будущем может быть безвредным для окружающей среды?

Да-11 Нет-13

Данное исследование показывает, что пользование автомобилем становиться неотъемлемой частью жизни современного человека, но проблемы экологии, связанные с этим, волнуют далеко не каждого автовладельца.

Транспорт - один из крупнейших потребителей пресной воды. Большое количество воды используется всеми видами транспорта для различных технологических и технических целей (пар для турбин, для охлаждения двигателей, жидкости для мойки и экипировки подвижного состава и прочих процессов). Водные виды транспорта непосредственно влияют на степень загрязнения воды. Кроме того, благодаря круговороту воды в природе на ее качество существенно влияет загрязнение суши и атмосферы всеми видами транспорта.

Самыми крупными потребителями пресной воды являются железнодорожный и автомобильный транспорт; флот и предприятия речного и морского транспорта также расходуют существенную долю воды. Важно отметить, что с переводом железных дорог с паровой тяги, где вода (в виде пара) служила рабочим телом на паровозах, на электрическую и тепловозную расход воды не только не уменьшился, как ожидалось, но продолжает возрастать, что связано с общим ростом транспорта, в частности с увеличением протяженности сети и объема перевозочной работы, благоустройством транспортных предприятий и др.

Однако определенная доля воды расходуется бесполезно в виде утечек через неплотности водопроводной сети и арматуры. На некоторых пунктах зимой во избежание замерзания воды в трубопроводах преднамеренно не закрывают водоразборные краны, в результате расход воды увеличивается.

Бережное расходование воды на производственные и бытовые нужды должно стать повседневной нормой каждого человека. С 1982 г. введена плата за использованную воду предприятиями. Чтобы не расходовать питьевую воду на технические цели, в промышленных центрах сооружаются специальные промышленные водопроводы. Такие водопроводы сооружены и в Москве, в том числе юго-восточный для питания предприятий очищенными сточными водами с Ново-Курьяновской станции.

Железнодорожный транспорт 80-85% воды получает от собственных (ведомственных) систем. Остальная потребность удовлетворяется промышленными или коммунальными водопроводами. Систематически ведутся работы по реконструкции, усилению и созданию новых систем водоснабжения, включая сооружение насосных станций, продольных водопроводов, фильтровальных сооружений и др. Например, за десятилетие 1971-1980 гг. введено в строй 4 200 артезианских скважин, автоматизировано 2 500 насосных станций, реконструировано (восстановлено) 1739 фактически брошенных, якобы бесперспективных, пунктов водозабора.

Серьезную проблему представляет ликвидация так называемого привозного водоснабжения, т. е. развоза воды по безводным станциям в цистернах, как правило, по железной дороге с затратой до 10 руб. за 1 м 3 . Особую актуальность это имеет для Казахстана, где необходимо сооружение примерно 1 500 км продольных водопроводов и изыскание местных подземных источников воды, в частности, на более глубоких горизонтах.

В народном хозяйстве получают развитие также системы опреснения местных соленых вод, используемых и на транспорте. Пока еще немногочисленные установки создаются или работают на разных принципах и, в частности, поверхностного испарения, электролиза, гиперфильтрации, адсорбции. Для удешевления процесса обессоливания воды большой интерес представляет гелиоопреснение, т. е. использование для этой цели солнечного тепла. Две опытные установки гелиоопреснения работают ныне в двух пунктах Туркменской ССР общей площадью испарения 600 м 2 и производительностью 2 400 м 3 в год (стоимость 3,78 руб./м 3). Имеются основания считать, что подобные системы в недалекой перспективе будут в 2-3 раза экономичнее привозного водоснабжения.

Наряду с развитием систем водоснабжения осуществляются меры по сокращению расхода пресной воды на транспорте. На это направлено, например, установление научно обоснованных норм водопотребления на основные технологические процессы. Введение таких норм уже само по себе стимулирует расширение систем повторного и оборотного использования воды на производстве.

Все виды транспорта в той или иной степени вызывают загрязнение водного бассейна. Транспортные предприятия (станции, депо, заводы, порты, базы и пр.) и транспортные средства (автомобили, суда, локомотивы, самолеты) до недавнего времени сбрасывали по системам канализации или непосредственно в реки, озера и моря отходы, загрязненную воду. Вместе с отработавшими газами двигателей в воду проникают масло, несгоревшее топливо, сернистые соединения, свинец и другие вещества. Гидросфера загрязнялась, а местами загрязняется до сих пор поверхностными стоками с территорий станций, портов, автобаз, автозаправочных станций, ремонтных заводов. Эти стоки содержат большей частью нефть и ее производные, а также антисептики, поверхностноактивные вещества, фенолы, кислоты, щелочи, соли металлов и многие другие загрязнители.

Наиболее распространенными загрязнителями, которые вносятся транспортом в гидросферу, являются нефть и нефтепродукты. Следует отметить, что какая-то их часть попадает в воду с суши, особенно в районах размещения крупных предприятий железнодорожного, морского, речного и автомобильного транспорта, складов и баз горюче-смазочных материалов, автозаправочных станций и т. п.

К 70-м годам XX столетия многие крупные реки и озера, а также моря оказались в той или иной мере загрязненными. В наибольшей степени загрязнены крупнейшие реки и озера в развитых капиталистических странах. Реку Потомак у Вашингтона американцы называют открытой помойной ямой. В сточную канаву Европы превратился Рейн, некогда воспетый Гейне за красоту и чистоту своих вод. Мертвым называют американцы озеро Эри. Опасно заражено Женевское озеро. Появление в странах Западной Европы и в Америке торговли питьевой водой в банках, привезенной за тысячи километров (например, из Норвегии), говорит о неблагополучном состоянии пресных водоемов во многих странах, даже там, где она была всегда в изобилии.

Загрязнены нефтью воды многих морей, особенно в бассейне Средиземного моря, в частности, в районах Неаполя, Венеции и Генуи, Марселя.

Нефтяная пленка задерживает на 35-40% ультрафиолетовое излучение и тем самым снижает интенсивность фотосинтеза и образование биомассы в океане. Она же затрудняет обмен кислородом между гидросферой и атмосферой, а находящаяся в воде 1 т нефти поглощает почти весь кислород, растворенный в 400 000 т воды. Нефть не только плавает, но и тонет, отравляя глубинные массы воды. По различным оценкам, количество «утонувших» углеводородов может достигать 60 млн. т. Уже сегодня ущерб по объему морепродуктов, которыми пользуется человек, оценивается 20 млн. т в год, или около 25%. Более грозные последствия загрязненности океана нефтью могут проявиться через влияние этого загрязнения на климат Земли в целом. Проблема заключается в том, что нефтяная пленка снижает испаряемость воды и, следовательно, уменьшает количество водяных паров в атмосфере, что в свою очередь повышает вероятность засух и других неблагоприятных явлений. Поэтому важной задачей настоящего времени является сокращение или полное прекращение спуска в водоемы загрязненных производственных и бытовых вод.

В Советском Союзе проблема борьбы с загрязнением водоемов решается путем строительства на соответствующих предприятиях, в том числе и транспортных, очистных сооружений и созданием оборотных систем водоснабжения.

В настоящее время транспортные министерства и ведомства осуществляют большую программу по разработке, освоению производства и выпуску новых более совершенных видов оборудования для сооружений по очистке сточных вод. Разрабатывается также система приборов для контроля качества и степени загрязненности воды. В бассейнах рек Волги и Урала на крупнейших предприятиях региона и в 15 городах намечено строительство соответствующих очистных сооружений общей стоимостью 1 млрд. руб. Одновременно осуществляются мероприятия по полному прекращению сброса неочищенных хозяйственно-бытовых сточных вод во всех городах, расположенных в бассейнах рек Волги и Урала. Приняты конкретные меры по очистке сбрасываемых вод и в другие речные бассейны страны.

ЦК КПСС и Совет Министров СССР в постановлении «О мерах по предотвращению загрязнения бассейнов Черного и Азовского морей» от 16 января 1976 г. наряду с положительным опытом указали, что строительство очистных сооружений в ряде городов и других населенных пунктов осуществляется медленно и что хозяйственно-бытовые сточные воды сбрасываются в реки и иные водоемы без надлежащей очистки. В постановлении даны поручения соответствующим партийным и хозяйственным органам об осуществлении комплекса мероприятий, обеспечивающих полное прекращение сброса неочищенных хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод в водоемы бассейнов Черного и Азовского морей. В соответствии с этим постановлением внедряется прогрессивная технология производства, предотвращающая загрязнение внешней среды, комплексная переработка сырья, утилизация промышленных отходов и строятся эффективные очистные сооружения и обезвреживающие установки. Усилен контроль за соблюдением установленных правил применения ядохимикатов.

Госкомитет СССР по науке и технике и Госстрой СССР организуют разработку и контролируют выполнение планов научно-исследовательских работ, проводимых в области рационального использования и охраны водных ресурсов с учетом передового отечественного и зарубежного опыта. Некоторые проблемы разрабатываются в сотрудничестве с учеными социалистических и некоторых капиталистических стран.

Разработана Международная программа научных исследований и подготовки специалистов «Человек и биосфера» (МАБ), ведущаяся под контролем и при участии стран - членов Организации Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры (ЮНЕСКО). Значительную работу по этой программе выполняют СССР и другие социалистические страны. На долю социалистических стран приходится около четверти всех полевых научно-исследовательских тем. Кроме того, СССР участвует во всех 14 международных проектах программы.

Научные и практические работы ведутся в двух основных направлениях, а именно: создание процессов и приборов для достоверного объективного контроля за чистотой воды во всех ответственных звеньях систем водоснабжения и особенно за чистотой вод, сбрасываемых в водоемы; разработка систем и агрегатов для непосредственной очистки загрязненных стоков.

В настоящее время качество воды контролируется в 1200 пунктах важнейших рек, озер и морей. В стране действует также специальная контрольная служба, осуществляющая систематический и выборочный физико-химический анализ проб промышленных и бытовых стоков, особенно в районах наиболее вероятного загрязнения гидросферы. При этом используются новые методы, а также более совершенные стационарные и портативные приборы.

Начинают применяться системы автоматического контроля и анализа воды, в частности, в Москве-реке. Датчики автоматической системы непрерывно контролируют семь параметров воды и сообщают их центральной ЭВМ. В случае выброса в реку вредных веществ ближайшая станция немедленно обнаружит их и подаст сигнал в центр. Источник загрязнения своевременно будет перекрыт.

Россия обладает большой и разветвленной сетью речных путей и озер. Однако существенную роль он играет либо в тех регионах, где направления основных транспортно-экономических связей и речных путей совпадают (Волжско-Камский речной бассейн в европейской части России), либо в слабоосвоенных регионах с практически полным отсутствием альтернативных видов транспорта (Север и Северо-Восток страны).

В России насчитывается более 100 тыс. рек, имеющих общую протяжённость около 2, 5 млн. км, из них свыше 500 тыс. км пригодны для судоходства. Различаются магистральные речные пути, обслуживающие международные связи, межрайонные, обеспечивающие перевозки грузов и людей между крупными районами внутри страны, и местные, обеспечивающие внутрирайонные связи. Протяженность эксплуатируемых внутренних водных путей в России в последние десятилетия сокращается и в настоящее время составляет 89 тыс. км, также на речном транспорте постоянно сокращается средняя дальность перевозки 1 т груза и в настоящее время с учетом всех видов речных сообщений она составляет менее 200 км.

Воздействие водного транспорта на окружающую среду прежде всего на водные ресурсы связано с потерей нефтепродуктов при погрузке и выгрузке, сбросами загрязненных вод, а также сносами сыпучих грузов с причалов, потерями при работе земляных снарядов и т.п. Сточные воды от судов, административных и производственных корпусов портов направляются в городской коллектор и далее на городские очистные сооружения .

Водный транспорт относится к водопользователям, использующим водные источники как среду без количественного ее изменения. Вместе с тем он наносит ущерб энергетике и другим водопотребителям отъемом воды из водохранилища при осуществлении попусков и при шлюзовании судов .

Эксплуатация водного транспорта загрязняет водные источники нефтепродуктами и другими отходами, а также создает волны, разрушающие берега и нерестилища. Особенно неблагоприятные условия для рыбного хозяйства создают водометные суда типа «Заря», используемые на малых реках, которые дают очень большую волну.

Водный транспорт нефти осуществляется посредством нефтеналивных судов, которые по способу передвижения подразделяются на: самоходные - танкеры (морские, речные, озерные и река-море) и несамоходные - баржи (морские и речные) и имеют дедвейт (суммарной массой транспортируемой нефти и хозяйственных грузов) 30-250 тыс.т.

При водном транспорте жидких углеводородов охранные мероприятия предусматривают очистку балластных и льяльных вод, сбор и удаление аварийных разливов нефти и нефтепродуктов, а также предотвращение потерь продукта при грузовых операциях танкеров. Связь водного транспорта с комплексным использованием водных ресурсов наглядно прослеживается при сооружении гидроузлов на Волге, Каме, Дону, Днепре и других реках, которые позволили одновременно с энергетикой, водоснабжением и орошением осуществить воднотранспортную реконструкцию этих рек. Построенные судоходные каналы им. Москвы, Волго-Донской, Волго-Балтийский и другие решили проблемы водного транспорта в комплексе с водоснабжением, орошением и обводнением рек в санитарных целях. Отходы водного транспорта. Водный транспорт загрязняет воду вследствие прямого сброса в нее всех отходов и особенно подсланевых вод, сильно загрязненных нефтепродуктами. Огромное количество нефти попадает в воду при ее перевозках морским транспортом. При холостом рейсе танкеры для устойчивости наполняют водой, в месте загрузки нефтью балластную воду, сильно насыщенную нефтепродуктами, сбрасывают за борт. Несмотря на существующее с 1969 г. международное соглашение, запрещающее сброс в море неочищенной балластной воды, многие судовладельческие компании считают более выгодным платить штрафы, чем терпеть убытки от простоя на станциях промывки .

В процессе эксплуатации судов образуются бытовые и производственные отходы, сброс которых в водоем приносит значительный ущерб природе. При этом все образующиеся на судне загрязнения можно разделить на две основные группы: 1 - остатки перевозимых грузов, образующиеся вследствие неполной их выгрузки, обмыва палубы и трюмов, танков и т.п.; 2 - загрязнения, образующиеся в результате жизнедеятельности экипажа и пассажиров (сточные воды и бытовой мусор), а также в результате эксплуатации судовых механизмов (нефтесодержащие льяльные, или подсланевые воды, производственный мусор). В настоящее время, к сожалению, весьма часты случаи аварийных разливов нефтепродуктов при бункеровке судов и в результате различных аварийных ситуаций.

Нефтесодержащие воды. В процессе эксплуатации судовых механизмов образуется особый вид отходов - подсланевые нефтесодержащие воды, которые скапливаются под сланями (льялами) машинных отделений. Основными причинами попадания загрязнений являются - протечка воды из трубопроводов, обшивку корпуса и донную арматуру, протечка нефтепродуктов при ремонте механизмов, топливной и масляной аппаратуры и т.п. Количество нефтепродуктов во многом зависит от технического состояния оборудования и от выполнения правил его эксплуатации. Среднесуточное накопление нефтесодержащих вод в основном определяется мощностью главного двигателя. При попадании в воду нефтепродукты образуют эмульсию. Ее устойчивость повышается, если в таких водах присутствуют эмульгаторы, они препятствуют укрупнению и всплытию частичек нефти. Содержащиеся в морской воде ионы различных металлов и солей также могут способствовать образованию эмульсии. Удалять из воды эмульгированные нефтепродукты гораздо сложнее, чем грубодисперсные. Поэтому по возможности следует исключать факторы, способствующие их образованию.

Сточные воды. При использовании воды для питьевых и хозяйственных нужд на судне скапливаются сточные воды. Проблема удаления сточных вод с судов возникла со времени спуска на воду первого судна и до недавнего времени она решалась путем сброса этих вод за борт без какой-либо обработки, надеясь на определенную степень самоочищения водоема. Однако способность к самоочищению зависит прежде всего от начальной чистоты воды и от количества растворенного в воде кислорода. Поэтому, несмотря на то, что общее количество сточных вод судов значительно меньше таковых, сбрасываемых городскими канализациями, они все же наносят ощутимый ущерб водоемам . Особенно это ощущается в местах скопления судов. При этом ухудшаются гидрохимические показатели воды, такие как БПК5, количество взвешенных веществ, коли-индекс, рН, прозрачность и другие. Мусор (бытовые и производственные отходы). В процессе бытовой и производственной деятельности на судне образуется ряд твердых и жидких отходов, подлежащих удалению. К твердым отходам относятся бумага, тряпки, упаковочные материалы, а также пищевые отходы. Обычно она должны накапливаться в специальных контейнерах, установленных на корме судна. Пищевые отходы не должны смешиваться с бытовым мусором.

Кроме твердых отходов на судах накапливаются и жидкие отходы, которые можно разделить на две группы: 1 - шлам от установок для очистки сточных вод в том числе дробленные пищевые отходы. Они накапливаются в специальной цистерне; 2 - шлам от сепараторов топлива и масла. Существует классификация мусора по степени его взаимодействия с водной средой:

• - плавающий - приводит к загрязнению поверхности воды и береговой полосы;
• - тонущий - загрязняет дно водоема, что приносит вред донной фауне, местам нерестилищ и нагула рыб;
• - растворяющийся - поглощает для своего окисления кислород из воды водоема, изменяет ее окраску, вкус и т.п.

Прежде чем открыть движение поездов, нужно построить железную дорогу. И автомобиль без дороги не поедет, разве что вездеход. А вот на реку люди смотрят, как правило, иными глазами. Им кажется, что эту дорогу природа сама подарила человеку. Но река - ещё не дорога: мели, перекаты, подводные камни - слишком много препятствий. Чтобы подготовить любую реку к навигации, надо проделать большой комплекс работ.

Грузооборот речного транспорта составляет около 4% общего грузооборота страны. В некоторых районах, где недостаточно развита сеть железных и автомобильных дорог, перевозки массовых грузов осуществляются только водным транспортом.

В перспективе абсолютные объёмы перевозок грузов и пассажиров по всем водным путям существенно возрастут, расширится и сфера деятельности этого высокоэкономичного вида транспорта .

Другим источником загрязнения водоёмов речным транспортом можно считать подсланевые воды, которые образуются в машинных отделениях судов и отличаются высоким содержанием нефтепродуктов. Сточные воды судов содержат хозяйственно - бытовые стоки и сухой мусор с судов. Источниками загрязнения могут являться также нефть, мусор и другие, жидкие и твёрдые отходы с акваторий и территорий портов и отраслевых промышленных предприятий, нефть и нефтепродукты, попадающие в водоём вследствие недостаточной герметичности корпусов нефтеналивных судов и бункеровочных станций или утечки нефтепродуктов в процессе перегрузки, промышленные сточные воды, образующиеся в процессе производственной деятельности судоремонтных и судостроительных предприятий .

Попадание в водоёмы пылевидных частиц навалочных грузов происходит при перегрузке открытым способом песка, щебня, апатитового концентрата, серного колчедана, цемента и т. п. нельзя забывать и о влиянии на качество воды отработавших газов судовых двигателей. Для фановых (фекальных) сточных вод характерно высокое бактериальное, а также органическое загрязнение.

Загрязнение водоёмов нефтью и нефтепродуктами затрудняет все виды водопользования. Влияние нефти, керосина, бензина, мазута, смазочных масел на водоём проявляется в ухудшении физических свойств воды (замутнение, изменение цвета, вкуса, запаха), растворении в воде токсических веществ, образовании поверхностной плёнки, понижающей содержание в воде кислорода, а также осадка нефти на дне водоёма.

Характерный запах, и привкус обнаруживаются при концентрации нефти и нефтепродуктов в воде 0, 5мг/л. нефтяная плёнка на поверхности водоёма ухудшает газообмен воды с атмосферой, замедляя скорость аэрации и удаления углекислого газа, образующегося при окислении нефти. При толщине плёнки 4, 1 мм и концентрации нефти в воде 17мг/л количество растворённого кислорода за 20 - 25 суток понижается на 40%. Водоёму может быть нанесён невосполнимый ущерб вследствие высокой чувствительности живых организмов и растительности к нефтяному загрязнению, а также стойкости и токсичности этого загрязнения. В рыбохозяйственных водоёмах загрязнение нефтью и нефтепродуктами приводит к ухудшению качества рыбы (появление окраски, пятен, запаха, привкуса), гибели, отклонениям от нормального развития, нарушению миграции рыб, молоди, личинок и икры, сокращению кормовых запасов (бентоса, планктона), мест обитания, нереста и нагула рыб.

Биомасса бентоса и планктона на загрязнённых участках реки резко уменьшается. Токсическое воздействие нефти и нефтепродуктов на рыб обусловливается выделяющимися при разрушении нефти токсическими веществами. Концентрация нефти в воде 20 - 30 мг/л вызывает нарушение условно - рефлекторной деятельности рыб, более высокую их гибель. Особую опасность представляют нафтеновые кислоты, содержащиеся в нефти и нефтепродуктах .

Очищение воды от нефти и нефтепродуктов происходит в результате их естественного распада - химического окисления, испарения лёгких фракций и биологического разрушения микроорганизмами, обитающими в водной среде. Все эти процессы характеризуются чрезвычайно малой скоростью, определяемой, главным образом, температурой воды и содержанием в ней растворённого кислорода. Химическое окисление нефти затрудняется при высоком содержании предельных углеводородов. Окисляются и испаряются в основном лёгкие фракции нефти, а тяжёлые, трудноокисляемые фракции накапливаются и затем оседают на дно, образуя донное загрязнение.

Масса нефтяной плёнки в первые дни после её образования уменьшается преимущественно вследствие испарения нефти. При температуре воды 22 - 27°C испаряется до 26% нефти, а при температуре воды 2 - 5 - до 12%. Дальнейшее уменьшение массы нефтяной плёнки происходит за счёт биохимического окисления нефти и оседания её тяжёлых фракций на дно водоёма. При низких температурах масса нефтяной плёнки со временем практически не уменьшается.

В процессе биологического разрушения микроорганизмами нефть и нефтепродукты частично усваиваются ими, а частично окисляются. Известно около 100 видов бактерий, дрожжей и миксомицетов, способных окислять углеводороды. Максимальная активность нефтеокисляющих микроорганизмов наблюдается при температуре воды 20-30 °C. С микроорганизмов наблюдается при температуре ниже 15°C интенсивность окисления резко уменьшается.

Биохимическое окисление нефти в водоёме сопровождается непрерывной миграцией тяжёлых её фракций с поверхности на дно и обратно. Нефтяные отложения на дне водоёма в анаэробных условиях при дефиците кислорода) сохраняются длительное время и являются источником вторичного загрязнения водоёмов. Полное окисление нефти в аэробных условиях продолжается не менее 100 - 15- дней, а в анаэробных - длится ещё дольше.

С целью уменьшения загрязнения водоемов при эксплуатации речных судов в настоящее время запрещён спуск за борт сточных вод, нечистот, а также сброс разного рода твёрдых отбросов и мусора с судов, плавающих на реках, озёрах и водохранилищах с регламентированным санитарным режимом (например, Волга с притоками, река Москва, озеро Байкал). На других водоёмах, а также в речных портах и их акваториях запрещён сброс за борт фекальных вод, мусора и твёрдых отходов. Однако выполнение этих требований, гигиенически обоснованных общесанитарными и противоэпидемическими соображениями, встречает ряд технических трудностей, прежде всего на речных судах, длительное время находящихся в прибрежной полосе (туристические и пассажирские рейсы), на плавучих кранах и др. судовые сточные системы предназначены для сбора двух видов сточных вод - фекальных и хозяйственно - бытовых. Первые поступают из туалетов, вторые - из умывальников, ванн, душей, прачечных, камбузов. На одних судах эти системы объединены, на других они разделены. В последнем случае суда, как правило, оборудуются накопительными емкостями для сбора фекальных стоков .

Из сточных цистерн, которыми оборудована большая часть судов, загрязнённые воды принимаются специальными плавучими очистительными станциями. Такие станции функционируют, например, в Ярославском, Ульяновском, Саратовском, Горьковском, Тольяттинском, Куйбышевском и Астраханском портах на Волге, Ростовском и Усть - Донецком на Дону, а также в других крупных портах.

В последние годы велись разработки по обезвреживанию сточных вод непосредственно на судах. Прежде всего, были рассмотрены возможности раздельной очистки фекальных и бытовых сточных вод.

При плавании судов в водоёмах, санитарный режим которых в целом не регламентирован, органами местной санитарной службы должны быть определены зоны, где допустим сброс за борт не обезвреженных судовых сточных вод фекальных и хозяйственно - бытовых). Границы этих зон устанавливают, исходя из недопустимости загрязнения воды в источниках хозяйственно - питьевого водоснабжения и прибрежных вод санитарно - оздоровительных участков побережья.

Система мероприятий по сбору и удалению твёрдых отбросов и мусора сводится к организации правильной эксплуатации емкостей для их накопления (контейнеры, баки) и передаче содержимого этих емкостей на берег. Оптимальным вариантом является организация обмена заполненных емкостей на порожние в период стоянки судна в порту или с помощью судна - сборщика при безостановочной эксплуатации судов.

Для предотвращения загрязнения водоёмов сточными водами портов, пристаней, промышленных предприятий речного транспорта строят береговые очистные объекты и канализационные сети. Если сейчас некоторое количество сточных вод речного транспорта ещё попадает в водоёмы (так называемые условные чистые сточные воды), то в перспективе их сброс будет прекращён полностью.

Действенные меры принимаются для предупреждения загрязнения водоёмов нефтью и нефтепродуктами. Так, речные танкеры строят только с двойной обшивкой, что в значительной степени уменьшает возможность разлива нефти и нефтепродуктов при получении судном пробоины в корпусе.

Предотвращению загрязнения водоёмов топливом и маслом способствуют устройства для закрытой бункеровки, конструкция которых исключает случайное отсоединение шланга и полностью устраняет возможность утечки нефтепродуктов.

Для защиты от загрязнения промывочными водами спроектирована и испытывается специальная станция для сухогрузных судов, исключающая возможность попадания в водоёмы зачищаемых продуктов. Акватории портов и пристаней очищают от нефтепродуктов плавучими нефтемусоросборщиками. Локализация, сбор и удаление нефти и нефтепродуктов - сложный и трудоёмкий процесс. Это объясняется тем, что нефтяная плёнка имеет малую толщину, а скорость её распространения относительно велика.

Для локализации загрязнения применяют плавучие заграждения. Принцип действия плавучего (бонового) заграждения заключается в создании механического барьера, препятствующего горизонтальному перемещению тонкого верхнего слоя воды, а следовательно, и распространению нефтяной плёнки .

Загрязнение окружающей среды водным транспортом происходит по двум каналам: во-первых, морские и речные суда загрязняют биосферу отходами эксплуатационной деятельности, и во-вторых, выбросами в случаях аварий судов с токсичными грузами, в основном нефтью и нефтепродуктами.

В условиях обычной эксплуатации основными источниками загрязнения являются судовые двигатели, прежде всего главная энергетическая установка, а также вода, использованная для мытья грузовых танков и балластная вода, сливается за борт из грузовых танков.

Энергетические установки судов загрязняют отработавшими газами прежде атмосферу, откуда токсичные вещества частично или почти полностью попадают в воды морей, рек, океанов. Сейчас подавляющее количество судов отечественного (и мирового) флота оборудована дизельными двигателями. Небольшую долю составляют суда с паротурбинной установки, количество которых за последние годы сокращается (в связи с меньшей экономичностью по сравнению с дизелями). Пока газотурбинных установок насчитывают единицы.

Речные и морские суда двигаются на большие расстояния с установленной скоростью, при которой двигатели долгое время работают в оптимальном режиме, и поэтому отработанные газы содержат минимум токсичных веществ.

Нефть и нефтепродукты являются основными загрязнителями водного бассейна при работе водного транспорта. Негативное влияние водного транспорта на гидросферу связан с тем, что на танкерах, перевозящих нефть и ее производные, перед каждым следующим загрузкой, как правило, делают промывку емкостей (танков) для удаления остатков ранее перевозимого груза. Промывочная вода, а с ней и остатки груза обычно сбрасывались за борт. Кроме того, после доставки нефтегрузов в порты назначения танкеры, как правило, направляются в пункт новой загрузки без груза. В этом случае для обеспечения надлежащей осадки и безопасности плавания нефтяные танки судна заполняются балластной водой. Эта вода загрязняется нефтяными остатками. Поэтому усилия ученых и конструкторов направлены на создание эффективных средств очистки промывных и балластных вод. Актуальность работ подтверждается бурным развитием танкерного флота, что обусловлено ростом потребления и перевозок нефти. Из общего грузооборота мирового морского флота около 49% (1984) приходится на нефть и нефтепродукты (в 1977 - 65,5%).

По мере роста перевозок нефтегрузов и наливного тоннажа все большее количество нефти стала попадать в океан в результате аварий. Начало XXI в. был отмечен несколькими крупными экологическими катастрофами, которые произошли, несмотря на меры, предпринимаемые для безопасного мореплавания, особенно танкеров.

Нефть начала попадать в моря с буровых установок. Во всем мире около 20% нефти добывается со дна морей и океанов с 28000 скважин. По оценкам специалистов, в моря и океаны выливается в 10 млн т нефтегрузов в год. Однако установлено, что каждая тонна разлитой нефти может покрыть пленкой водную поверхность площадью 12 км. Исследования ряда научных учреждений показали, что до 1980-х годов на основных морских путях перевозки нефти загрязнение оказалось наибольшим. Среди этих путей можно выделить маршруты: Персидский залив - южная оконечность Африки - Европа и далее по Северной Атлантике в США; Персидский залив - Индийский океан - Япония. Особенно неблагоприятно в Персидском заливе, откуда начинает свой путь 60% нефти, перевозимой морем. Около 100 огромных танкеров проходят через Ормузский пролив ежедневно, сбрасывая там балластные воды с содержанием углеводородов.

Необходимо заметить, что в экваториальной зоне нефть разлагается быстрее в северных широтах, а в воды Арктики за последние годы ее стало попадать больше. По данным океанологов, у моря и океаны нефть и другие углеводороды поступают: с судов, находящихся в море - 28%, со стоком рек - 28%, из берегов - 16%, с судов, находящихся в портах - 14%, с атмосферы - 10%, другими путями - 4%.

Таким образом, одним из главных источников загрязнения морей и океанов являются суда, на которые приходится более половины непосредственного сброса углеводородов.

Двигатели различных типов на судах загрязняют атмосферу и гидросферу, при этом объемы загрязнения суши и водной среды статистически связаны. Уменьшение загрязнения на континентах немедленно сказывается на сокращении загрязнений в реках, озерах, морях и океанах. Однако степень вреда, причиненного воздушном и водном среде, может быть разным, а вопрос оценки эколого-экономических последствий еще нельзя считать решенным. По оценкам, загрязнение Мирового океана сокращает его производительность на 20-25%. На такую же величину сокращается урожай сельскохозяйственных угодий в материковых районах.

Используя данные о деятельности морского транспорта, можно оценить количество вредных выбросов и вред от этого окружающей среде. Водный транспорт перевозит большое количество нефтегрузов, что увеличивает эффект загрязнения водной среды из-за большого звитрюванисть углеводородов. При этом на долю танкеров приходится более 50% загрязнения моря нефтью и нефтепродуктами морским транспортом.

Газы СО, СО2, СН тяжелее воздуха и скапливаются на поверхности водной среды. СО и газообразные углеводороды выбросы судовых тепловых двигателей участвуют в окислительных реакциях и в конце превращаются в СО2, наличие которого в атмосфере вызывает парниковый эффект. В первом приближении экологический ущерб водной среде можно подсчитать как сумму убытков от серного ангидрида, окислов азота, сажи и выбросов несгоревшего топлива судовых двигателей, а также испарения нефтегрузов транспортного флота.

Выполнены подсчеты экологического ущерба окружающей среде от функционирования СЭУ отдельных типов показали значительное преимущество ГТУ перед ДЭУ с малообертним двигателем. Так, эколого-экономический ущерб первых составляет примерно 5% от вреда вторых. Дополнительная экологический вред от выбросов СЭУ окислительного азота, углекислого газа, окиси углерода и газообразных углеводов связана с их участием в создании парникового эффекта. Однако количественную сторону этого вопроса еще недостаточно изучен. Кроме того, окислы азота разрушают озон и стратосферу, что приводит к ряду негативных природных явлений. Надо принять во внимание и вред водной среде от тяжелых металлов и окислительного, в том числе и железа, а также от шума и вибрации тепловых двигателей.

При работе ДЭУ и ГТУ на частичных нагрузках (50-60% номинальной) в ОГ невысокая концентрация окислительного азота и сернистого ангидрида, сажи, бензапирен, которые вместе наносят существенной экологический ущерб, чем каждый компонент в отдельности.

Высокотоксичные окислительные азота, двуокись серы, сажа, концентрация которых высока на больших нагрузках и постепенно снижается на средних. На средних нагрузках существенно уменьшаются концентрации сажи, SO2, NOx и увеличивается СО и СН. Наибольший выброс сажи наблюдается на повышенных нагрузках. Однако токсичность СО и СН невелика.

Из указанного выше следует, что главную роль в загрязнении моря при морских перевозках играют выбросы тепловых двигателей, поэтому постановка вопроса о замене МОД, которые используют высокосернистой топливо, на новые более чистые и экономичные ЭУ, закономерна. Обоснованное также с экологической точки зрения перевода судов с МОД на СОД, поскольку объем выброса вредных веществ в последних меньше.

Важную роль может сыграть перевода судов прибрежного плавания и портового флота на природный газ и применение водорода с гидридных аккумуляторов до жидкого топлива. С этой целью необходимо провести комплекс мероприятий, включая вопросы утилизации паров жидких остатков нефтегрузов танкеров для обеспечения экономической работы. Утилизация паров нефтегрузов - один из эффективных мер по охране окружающей среды. Такие проекты сейчас разрабатываются. В этой связи можно указать на оборудование шельфовых буровых платформ Газотурбогенераторы. Последние целесообразно использовать в составе передвижных электростанций, исследовательских станций, работающих во льдах Арктики и Антарктики, экосистемы которых легковразливи.

Экологическая ситуация в мире неуклонно ухудшается, и она заставляет по-новому оценивать направления и перспективы развития СЭУ,

энергетические схемы, применяемые в судовых установках, и режимы их эксплуатации. Может измениться отношение к использованию высокосернистых тяжелых сортов топлива в судовой энергетике в связи с тем, что количество оксидов серы в отработанных газах прямо пропорциональна содержанию серы в топливе. Следует ожидать, что уже в ближайшие годы приоритет получат такие установки, в которых за большого энергетической эффективности вредное воздействие на окружающую среду будет минимальным.