Автомобиль экология и человек их комфортное взаимодействие доклад

Обновлено: 05.07.2024

Давно подмечено разрушительное влияние загрязненного воздуха на растительный мир. Наиболее вредным для растений является сернистый газ, или двуокись серы. Накапливаясь в растениях, сернистый газ вызывает угнетение растительных клеток, вследствие чего листья желтеют, опадают, и растения погибают.

Нефтяные пятна, сколь радужные в лучах солнца, столь и опасные в повседневной жизни, покрывают поверхность вод рек, морей и океанов. Что особенно опасно, бензин, дизельное топливо, мазут, смываемые дождевыми потоками с поверхности дорог, попадают в грунтовые воды, которые, как известно, и служат основным источником питьевой воды для людей. Опасность такого компонента в питьевой воде трудно переоценить для всего живого на Земле.

Разрушительное влияние на биосферу и здоровье человека оказывает любой вид транспорта, но автомобильный особенно. Наиболее остро результаты его воздействия ощущаются в городах, где концентрация автотранспортных средств особенно велика. Вследствие быстрого роста автотранспортных средств возрастает изъятие кислорода из атмосферного воздуха. Это уже сегодня приводит к нарушению состава атмосферы, является причиной возникновения устойчивого кислородного голодания. Один современный автомобиль в течение часа потребляет около 50 килограммов кислорода. Если учесть, что в настоящее время мировой автопарк превышает 550 миллионов автомобилей, то можно легко подсчитать, что только за один час его работы будет израсходовано свыше 25,5 миллиона тонн кислорода, то есть больше, чем потребляет все человечество в течение целых суток.

Автомобиль потребляет в 45 раз больше кислорода, чем его водитель. Трехмиллионный американский город, где, как правило, у всех есть автомобили, потребляет количество кислорода, достаточное для 100 миллионов жителей Земли. Но озоновый слой един, и все черпают его из одного резервуара. На первый взгляд может показаться, что в транспортном потоке все, независимо от социальной принадлежности, дышат одинаково отравленным воздухом. Но это далеко не так. Даже качество воздуха, которым дышат водители и пассажиры, как это ни банально, зависит от их платежеспособности. Дело в том, что на роскошных автомобилях устанавливаются специальные кондиционеры, работающие в заданном режиме под контролем мини-компьютеров. Более того, такие кондиционеры способны озонировать воздух, создавать микроклимат, как в березовых рощах или на берегу океана. Но это не решает проблему в целом.

Ясно, что такие автомобили доступны только состоятельным людям. Да и от шумов Cadillac, Lincoln и Chrysler защищены лучше, чем малолитражные автомобили, которыми пользуются широкие слои населения.

Отработанные газы автомобилей с бензиновым двигателем более чем на 70% состоят из азота и на 13% из водяного пара и не являются опасными. Около 11% выхлопных газов приходятся на углекислый газ, который сам по себе также не является вредным для здоровья. Однако его постоянное накопление в атмосфере приводит к изменению ее состава, что, в свою очередь, вызывает долговременные климатические изменения. Оставшиеся 6 процентов выхлопов как раз и содержат наиболее вредные соединения: окись углерода, окись азота и серы, углеводороды, альдегиды, сажа, а также свинец и различные его соединения.

Наиболее тяжелые последствия загрязнения воздуха в результате гипертрофированного развития автотранспорта особенно очевидны в больших городах. Первенство в этом отношении принадлежит Лос-Анджелесу, расположенному в котловине и имеющему влажный климат, в результате чего там часто бывают густые смоги-туманы, на 90% состоящие из отработавших газов автомобилей. Тяжело страдают от загрязнения атмосферы также Нью-Йорк, Чикаго, Детройт и т. д. Выхлопные газы автомобилей, по американским данным, дают 88% всего угарного газа, 86% углеводородов, 80% азотнокислых соединений.

Известно, что содержащийся в воздухе сернистый газ, вступая в реакцию с водой, образует пары серной кислоты. Эти пары вызывают интенсивную коррозию стали и изделий из металлов. В промышленных районах сталь ржавеет в два-четыре раза быстрее, чем в сельской местности.

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

Все эти цифры могут показаться малозначащими — воздух на несколько градусов теплее, морские воды на несколько десятков сантиметров выше. Но это означает такую же разницу между нами и будущим, как между нашим временем и низшей точкой великого оледенения.

Наиболее опасным последствием загрязнения воздуха является ухудшение здоровья человека. Особую опасность представляют окись углерода и окислы азота. Около 95 процентов окиси углерода, вдыхаемой пешеходами, попадает в воздух с отработавшими газами автомобилей. Характерными признаками отравления окисью углерода являются головные боли, рвота, повышенное сердцебиение. А при концентрации окиси углерода порядка 1200— 1600 мл/м может наступить и смерть. Окислы азота служат причиной серьезных легочных заболеваний. Попадая при дыхании человека в легкие, они разрушают легочную ткань и нередко приводят к хроническим заболеваниям, например астмой и бронхитом. По всей вероятности, токсичные компоненты отработанных газов способствуют возникновению раковых заболеваний. Так, за первую половину XX века возросло число заболеваний раком легких в больших городах мира.

Вредными для здоровья человека являются и многие другие газообразные составляющие выхлопных газов, различные углеводороды, бензопирен, содержащий канцерогенные вещества. Из твердых веществ, выбрасываемых в атмосферу, наиболее токсичным: загрязнителем является свинец.

Свинец как кумулятивный яд, поступая в организм с током крови, разносится во все органы и ткани, накапливаясь в костях. Оттуда он вновь поступает в кровь. Признаки отравления человека свинцом отмечаются уже при концентрациях его в крови на уровне 200—400 мкг/л. Человека подстерегает еще одна опасность. Аккумуляция свинца растениями, особенно в районе автодороги, создает опасность его поступления в значительных количествах с пищей в организм людей.

Существует еще одна проблема. Вождение автомобиля доводит людей до крайнего нервного истощения. Постоянная напряженность вызывает у них боли в области шеи, повышает кровяное давление, приводит к язвенной болезни. Американский психиатр Т. Байрон Кэрезу отмечает, что некоторые из его пациентов, проходящих курс лечения стоимостью в 200 долларов в час, могут говорить половину дорогостоящего для них времени только о вождении, и ни о чем другом.

Такое же беспокойство стала вызывать вследствие быстрого роста проблема шума, как и загрязнение атмосферы или водного бассейна. Наиболее шумными являются автомобили с дизельными двигателями, так как процесс сгорания топлива в них происходит при очень высокой степени сжатия.

В больших городах доля транспортных шумов составляет 60—80 процентов всех шумов, окружающих человека. В Европе и Японии шум от автомобильного транспорта становится все более интенсивным, распространяется на новые районы, продолжается большую часть суток.

По прогнозам экспертов ООН, в 90-е годы более 55 процентов населения городов будет страдать от шума силою более 70 децибел.

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

В конце 60-х — начале 70-х годов угрожающий размер загрязнения атмосферы крупных городов капиталистических стран способствовал осознанию широкой общественностью этих стран необходимости принятия неотложных и конкретных мер по охране окружающей среды. Под напором общественного мнения государственные органы многих стран вынуждены были принять правовые акты по охране природы.

В США регулирование уровня выброса отравляющих веществ автотранспортным средством, как и другие проблемы экологии, входит в компетенцию Агентства по охране окружающей среды — независимого регулирующего органа по защите окружающей среды. После семи лет долгих дебатов, наиболее жарких из всех когда-либо проходивших в Конгресс США, был принят ряд жестких стандартов по токсичности.

Стандарты, принятые в различных странах, различаются как по условиям определения предельных норм на выброс токсических компонентов, так и по величине самих норм выброса вредных соединений в атмосферу.

Уже сейчас во многих странах созданы или создаются прототипы экономичных легковых автомобилей, расход топлива в которых составляет в расчете на 100 километров пробега пять или даже три литра. Достигается это за счет уменьшения веса автомобилей и улучшения его аэродинамических характеристик, снижения потерь в трансмиссии, коробке передач, повышения эффективности процессов смесеобразования, сгорания и теплообмена двигателя. Для этого широко используются электроника и современные материалы. Одновременно конструкторы проводят работы по совершенствованию дизельных двигателей и установке их на все виды автотранспортных средств. Широкое их использование, ввиду большей экономичности и меньшей токсичности, будет способствовать экономии нефтепродуктов и улучшит качество окружающей среды. Благодаря совершенствованию конструкции автомобилей и использованию катализаторов двойной очистки выхлопных газов удалось добиться значительного снижения общего объема выбросов вредных веществ и уменьшить загрязненность городской атмосферы. В США благодаря последовательно примененным мерам по ограничению и контролю за токсичностью автотранспортных средств расчетная величина общего уровня загрязнения в масштабах всей страны в начале 90-х годов будет значительно ниже уровня 1970 года.

Строго говоря, самые жесткие стандарты внедрены в Японии, причем как действующие в настоящее время, так и предусмотренные на будущее. Легковые автомобили первого класса (меньше 578 кг) потребляют бензина в настоящее время 5,4 литра на 100 километров пробега, а стандарты на 2000 год предусматривают довести этот показатель до 5 и менее литров на 100 километров. Именно эти автомобили и пользуются наибольшим спросом на международном рынке.

Нефтяной кризис и федеральные стандарты поставили американские корпорации перед эрой беспрецедентных за всю историю развития американской экономики изменений в автомобильной промышленности. Из числа разработанных федеральных стандартов особую важность приобретает требование на экологичность, которое стало одним из главных показателей конкурентоспособности в современном мире.

В странах Западной Европы государственное регулирование деятельности автомобильной промышленности также получило широкое распространение. Тут следует выделить следующее. Западноевропейские стандарты, как по токсичности, так и по экономичности варьируются по странам, но в целом эти стандарты жестче, чем американские.

Необходимо отметить, что исторически западноевропейские компании производили более экономичные автомобили, чем в США, и как результат автотранспортные средства, произведенные в этом регионе, могут успешно конкурировать на международном рынке.

С автомонстром борются всеми возможными способами. В целом к борьбе с загрязнением окружающей среды можно выделить три уровня: технический, градостроительный и организационно-правовой.

Значительный эффект в защите биосферы от воздействия автотранспорта могут оказать именно технические мероприятия. Если содержание токсических компонентов в отработанных газах бензинового двигателя принять за 100%, этот показатель для дизеля непосредственного впрыска составит 23 процента, а для газового двигателя — 21. А выбросы углерода еще ниже — три процента для дизеля и 19 — для газового двигателя. Если удастся наладить широкую эксплуатацию автомобилей, работающих на водороде, то проблема загрязнения окружающей среды будет решена, ибо отработанным продуктом станет чистая вода, хотя проблема шума останется.

С целью защиты сферы обитания человека во многих странах мира вводятся законы, призванные ограничить отрицательное влияние автотранспорта на состояние биосферы. Эти правовые акты, оформленные как стандарты на максимально допустимые выбросы токсических веществ в отработанных газах и уровень шумов автотранспортных средств, призваны активизировать усилия автостроительных и эксплуатационных предприятий по защите окружающей среды. Именно правовые акты, за невыполнение которых налагаются штрафы, порой разорительные, призваны объединить меры по защите экологии от автостроителей, которые ответственны за технический аспект, и градостроителей, которые обязаны обеспечить надлежащие условия для безопасной эксплуатации автотранспортных средств. Экологические проблемы давно вышли за рамки отдельных стран, и их решение возможно только на международном уровне. Потому проблемой окружающей среды занимаются на уровне ООН и других международных организаций.

К градостроительным решениям проблемы может быть отнесено строительство скоростных автомагистралей, использование транспортных развязок на разных уровнях, массовое строительство подземных и многоэтажных гаражей, создание пешеходных зон в центре городов и т. д. Эффективной мерой борьбы с автотранспортным шумом является применение выемок и туннелей, устройство противошумных насыпей, отделяющих магистрали от жилой застройки. Озеленение шоссейных дорог служит наиболее эффективным средством борьбы за чистоту воздуха и снижение шума, не говоря уже об эстетической стороне дела. Деревья, кроме того, как стражи здоровья, гибнут первыми, выявляя наиболее опасные для здоровья человека участки. Используются и новые способы. К примеру, во Франции для очистки городского воздуха в самых загруженных автотранспортом районах устанавливаются специальные фильтры, напоминающие афишные тумбы. Они способны поглощать и очищать 110 миллионов кубометров воздуха до уровня чистоты горного воздуха.

В течение нескольких лет мы рассматривали влияние автомобильного транспорта на окружающую среду и здоровье человека. Выяснили, что одним из источников загрязнения воды являются автомойки. В данном исследовательском проекте мы рассмотрели влияние автомобилей на воздушную среду и тот экологический ущерб, который они могут нанести природе и здоровью человека. В своем проекте на конкретном примере мы решали такие вопросы: «Если выбросы токсичных веществ - это неизбежность в работе автотранспорта то, как их можно уменьшить?

Возможно ли создание экологически чистого автомобиля?
Может ли школьник помочь в улучшение экологии родного края?

Предметом исследования был выбран участок федеральной трассы Калининград-Вильнюс, проходящей по улице Калининградской и опытным путем дана оценка уровня загрязнения окружающей среды автомобильным транспортом и его влияние на здоровье человека.

Было проведено статистическое исследование, выполнена расчетная задача на опредение наличия содержания свинца в растительности, предложили пути решения проблемы.

Вложение	Размер
vliyanie_avtomobilnogo_transporta_na_zdorove_cheloveka.doc	208.5 КБ

Предварительный просмотр:

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

Влияние автомобильного транспорта

на окружающую среду и здоровье

Выполнила: Бенедиктович Елизавета 10 класс,

Панфилова Екатерина 10 класс

Руководитель: Бобринева Валентина Владимировна,

учитель химии и биологии

Раздел 1. Введение. Актуальность проблемы

Раздел 2. Методы исследования

Раздел 3. Теоретическая часть

3.1. Влияние выхлопных газов на здоровье человека

3.2 Химический состав выхлопных газов

Раздел 4. Исследование и анализ

4.1. Социологический опрос учителей и сотрудников школы

4.2. Расчетная задача выбросов количества вредных веществ в воздух

4.3. Консультация врача-специалиста

4.4. качественное определение содержание ионов свинца в растительности

Раздел 5. Выводы. Рекомендации

Раздел 1. Введение. Актуальность проблемы.

Автомобильный транспорт является одним из основных источников загрязнения окружающей среды. Резкое увеличение количества автотранспорта в конце ХХ начале ХХI века привело к существенному ухудшению санитарного состояния наших городов. В нашей стране, как во всем мире наблюдается сложная экологическая ситуация, обусловленная воздействием человека на окружающую среду. Причем, если ранее основным источником загрязнения в городе были промышленные предприятия, то в последнее время в лидеры загрязнителей начинает выбиваться автотранспорт , и поэтому наиболее важными мерами по оздоровлению экологической обстановки наряду с закрытием угольных котельных и снижению выбросов от стационарных источников будут мероприятия по оптимизации автотранспортной системы.

Плотность автодорог с твердым покрытием в Калининградской области 302-305 км/1000 км 2 территории, что в2-3 раза больше, чем в субъектах Российской Федерации, относящихся к Северо-Западному и Центральному федеральным округам.

(Государственный доклад об экологической обстановке в Калининградской области в 2015году).

Автомобиль не только загрязняет воздушную среду и создает шум, но и негативно влияет на гидросферу и здоровье человека.

По статистическим данным в среднем в мире на 1км 2 приходится 5 автомобилей. В Калининградской области на 1тыс. человек приходится 600 автомобилей. В Черняховске, население которого составляет 41тыс. 188 человек (население России, 2010г.), приходится около 15 тыс. машин.

Поэтому я заинтересовалась влиянием автомобильного транспорта на окружающую среду и здоровье человека.

Анализ выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания показал, что в них содержится около 200 вредных веществ, среди которых диоксид азота, оксиды углерода, формальдегид, диоксид серы, свинец, углеводороды. Состав отработанных газов зависит от режима работы. Непрерывно растет и суммарный выброс токсичных веществ в атмосферу самолетами.

Таким образом, актуальность данной темы обусловлена возрастающим количеством автомобильного транспорта, что негативно влияет на окружающую среду и здоровье человека; а также недостаточностью информирования населения нашей страны, планеты об этом.

Возникает проблемный вопрос:

-Если выбросы токсичных веществ - это неизбежность в работе автотранспорта то, как их можно уменьшить?

- Возможно ли создание экологически чистого автомобиля?
Может ли школьник улучшить экологию родного края?

Изучению этого вопроса посвящена представленная работа.

Объект исследования: процесс загрязнения воздуха выхлопными газами в городе Черняховске.

Предмет исследования: участок федеральной трассы Калининград-Вильнюс, проходящей по улице Калининградской.

Цель исследования: Оценить уровень загрязнения окружающей среды автомобильным транспортом, его влияние на здоровье человека;

1. Изучить влияние выхлопных газов автотранспорта на здоровье человека.

2. Провести социологический опрос.

3. Рассчитать примерное количество выбросов вредных веществ в воздух на примере улицы Калининградской.

4. Выполнить опыт качественного определения ионов свинца в растительности.

5. Возможные пути решения проблемы.

Раздел 2. Методы исследования

1 . Статистическое исследование.

2. Расчетная задача.

3. Химический опыт качественного определения ионов свинца в растительности.

Раздел 3. Теоретическая часть.

3.1. Влияние роста автомобильной промышленности на состав воздуха

Автомобильный транспорт - один из основных загрязнителей окружающей среды.
Автомобиль стал бы гораздо безвреднее для окружающей его среды, если бы в его двигателе углеводородное топливо превращалось исключительно в углекислый газ и водяные пары. Но… Температура горения топлива бывает или слишком высокой, или очень низкой, что приводит к его неполному сгоранию. Кроме того, не следует забывать о качестве самого горючего и примесях, содержащихся в нем. Все это, как известно, приводит к возникновению токсичных веществ: оксида углерода, оксидов азота и серы, несгоревших углеводородов и прочих газов, а также твердых частиц сажи и соединений свинца.

3.2. Влияние выхлопных газов на здоровье человека.

Увеличение масштабов сжигания нефтепродуктов является причиной загрязнения воздушной среды. В особенности это стало ощутимым с развитием с автомобильного транспорта. Бензин, израсходованный на приведение в действие двигателей внутреннего сгорания, никуда не исчезает. Отдавая заключённую в нём энергию химических связей, он разлагается на более простые вещества – оксиды углерода, сажу, углеводороды и др. Наибольшее количество загрязняющих атмосферу веществ выбрасывается с выхлопными газами автомобилей. Анализ выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания показал, что в них содержится около двухсот различных веществ, большинство из которых токсично. Основные компоненты выхлопных газов приведены в таблице 1.

Из таблицы видно, что количество выбросов существенно зависит от конструкции двигателя, при этом дизельные двигатели экологически оказываются более приемлемыми. Однако в не меньшей степени количественный и качественный состав выхлопных газов зависит от технического состояния, условий и режима работы двигателя. Особенно резко увеличивается концентрация вредных веществ в выбросах автомобилей при работе на холостом ходу.

Карбюраторные двигатели выбрасывают значительно больше несгоревших углеводородов и продуктов неполного окисления (альдегидов, оксида углерода). Пройдя 15 тыс. км, каждый автомобиль выбрасывает в атмосферу более 3 т диоксида углерода, 93 кг углеводородов, 0.5 т оксида углерода, около 30 кг оксидов азота .

Само по себе попадание в окружающую среду с выхлопными газами токсичных веществ является весьма нежелательным, так как они представляют реальную опасность для здоровья людей. Так, оксид углерода инактивирует гемоглобин, обуславливая кислородную недостаточность тканей, вызывая расстройство нервной и сердечно – сосудистой систем, а так же способствует развитию атеросклероза. Оксиды азота резко раздражают лёгкие и дыхательные пути, способствуя возникновению воспалительных процессов в них. Под влиянием оксидов азота образуется метгемоглобин, понижается кровяное давление, возникает головокружение, сонливость, расстройство дыхания и кровообращения.

Выхлопные газы – причина образования канцерогенных веществ в воздухе.

3.3. Химический состав автомобильных выхлопных газов.

Наибольшую опасность представляют оксиды азота , примерно в 10 раз более опасные, чем угарный газ , доля токсичности альдегидов относительно невелика и составляет 4—5% от общей токсичности выхлопных газов. Токсичность различных углеводородов сильно отличается, однако особенно, что непредельные углеводороды в присутствии диоксида азота фотохимически окисляются образуя ядовитые кислородсодержащие соединения — составляющие смогов .

Обнаруженные в газах полициклические ароматические углеводороды — сильные канцерогены. Среди них наиболее изучен бензпирен , кроме него обнаружены производные антрацена :

Кроме того при использовании сернистых бензинов в состав отходящих газов могут входит оксиды серы, при применении этилированных бензинов — свинец ( тетраэтилсвинец ), бром , хлор , их соединения. Считается, что аэрозоли галоидных соединений свинца могут подвергаться каталитическим и фотохимическим превращениям, участвуя в образовании смога .

Раздел 4. Исследование и анализ.

4.1. Социологический опрос среди учителей и работников школы.

Всего сотрудников в школе – 47 человек, из них имеют автомашины – 43 человека

Актуальность темы исследования заключается, в том что экологическое состояние окружающей среды все в большей мере становится одним из факторов, от которых напрямую зависит качество жизни людей в XXI веке, само будущее человечества.

Министерство образования, науки и молодежной политики Нижегородской области

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

Индивидуальный проект

Автор: обучающийся 1 курса, группы 15

Профессия 35.01.14. Мастер по техническому обслуживанию и ремонту машинно-тракторного парка

Становов Андрей Евгеньевич

Руководитель: Соколов Владимир Макарович

Оценка: ___________ /____________/

г. Шахунья
2020 г.

Введение 3
Глава 1. История создания первого автомобиля в мире 5
Глава 2. Город и автомобиль 9

Глава 3. Положительные и отрицательные стороны автомобиля для человека, пути уменьшения влияния автомобиля на экологию 12

Глава 4. Альтернативные виды топлива 14
Заключение 18
Список литературы 20

Цель исследования изучить влияние автомобилей на экологическую обстановку в мире.

Для достижения поставленной цель нам не обходимо решить следующие задачи:

изучить, что представляет из себя автомобиль, кем и как он был создан;

сформировать представление о важности автомобиля для человека;

Научиться заботиться об окружающей среде;

Научиться развивать способность обрабатывать и обобщать полученную информацию;

Познакомиться с отрицательными и положительными влияниями автомобилей на окружающую среду;

Объект исследования: автомобили.

Предмет исследования: автомобиль - загрязняющий объект для экологии.

Информационной базой исследования послужили данные Федеральной службы государственной статистики РФ и территориального органа Федеральной службы службы государственной статистики.

Гипотеза: реально ли то, что люди смогут перейти на альтернативное топливо для автомобилей?

Информационную базу исследования: составляют научные статьи и литература, нормативно-правовые акты, статистические данные, отчеты, результаты социологического исследования.

Научная новизна исследования состоит в разработке методических проходов, обеспечивающих

Теоретическая значимость: не смотря на то, что про автомобиль портит экологию, но с каждым годом выходят новые модели автомобиля и с каждым годом все меньше вреда для экологии.

Практическая значимость: заключается в том, использование методических подходов к оценке качества автомобиля путей совершенствования организационно-экономических отношений.

Структура работы: состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы

Глава 1. История создания первого автомобиля в мире

В 1806 году появились первые машины, приводимые в движение двигателями внутреннего сгорания на англ. fuel gas, что привело к появлению в 1885 году повсеместно используемого сегодня газолинового или бензинового двигателя внутреннего сгорания. Машины, работающие на электричестве на короткий срок появились в начале XX века, но почти полностью исчезли из поля зрения вплоть до начала XXI века, когда снова возникла заинтересованность в малотоксичном и экологически чистом транспорте. По существу, раннюю историю автомобиля можно разделить на этапы, различающиеся преобладающим способом самоходного движения. Поздние этапы определялись тенденциями в размере и стилистике внешнего вида, а также предпочтениями в целевом использовании.

Хотя паровые автомобили (паромобили) - автомобили, использующие паровой двигатель (тепловой двигатель внешнего сгорания) вместо стандартного в наше время двигателя внутреннего сгорания (ДВС), существовали сравнительно долгое время, большого распространения они не получили, и несмотря на усовершенствование двигателя в конце ХIХ - начале ХХ вв., были вытеснены автомобилями с ДВС. Немецкий инженер Карл Бенц, изобретатель множества автомобильных технологий, считается изобретателем и современного автомобиля.

Четырёхтактный бензиновый (газолиновый) двигатель внутреннего сгорания, который представляет самую распространённую форму современного самоходного движения - разработка немецкого изобретателя Николауса Отто. Подобный четырёхтактный дизельный двигатель был также изобретён немцем Рудольфом Дизелем. Водородный топливный элемент, одна из технологий, провозглашённых как замена для газолина в качестве источника энергии автомобилей, в принципе был обнаружен другим немцем - Шёнбейном Кристианом Фридрихом в 1838 году. Автомобиль на электрической батарее обязан своим появлением одному из изобретателей электрического мотора венгру Аньошу Йедлику и изобрётшему в 1858 году свинцово-кислотную батарею Гастону Планте.

Считают, что паросиловые самоходные машины разработаны в конце XVIII века. В 1770 и 1771 году Николя-Жозеф Кюньо демонстрировал свой экспериментальный тягач артиллерийских орудий с паровым приводом fardier à vapeur (паровая телега). Конструкция Кюньо оказалась непрактичной и не развивалась в его родной Франции, центр инноваций переходит в Великобританию. К 1784 году в Редруте Уильям Мэрдок построил работающую модель паровой кареты, а в 1801 году Ричард Тревитик ездил на полноразмерной машине по дорогам Камборна (англ.)русск.. Такие машины какое-то время были в моде и на протяжении следующих десятилетий были разработаны такие новшества как ручной тормоз,

В итоге усилия инженеров и изобретателей были брошены на железнодорожные локомотивы. Закон не отменялся вплоть до 1896 года, хотя необходимость в красном флаге была устранена в 1878 году.
Первый патент на автомобиль в Соединённых Штатах был предоставлен Оливеру Эвансу в 1789 году. Эванс демонстрировал его первую успешную самоходную машину, которая была не только первым автомобилем в США, но также и первой машиной-амфибией, так как была способна путешествовать на колёсах по земле и посредством лопастей на воде.

Среди других работ — паровая машина на жидком топливе, собранная в 1815 году профессором Пражского политехникума Йозефом Божеком (англ.)русск. и четырёхместный паровой фаэтон, сделанный в 1813 году Уолтером Хэнкоком (англ.)русск., разработчиком и оператором паровых автобусов Лондона.

В 1828 году венгр Йедлик Аньош, который изобрёл ранний тип электрического мотора, создал миниатюрную модель автомобиля, приводимого в движение при помощи его нового двигателя. В 1834 году изобретатель первого электрического мотора постоянного тока, кузнец штата.

Вермонт Томас Дэвенпорт, установил свой мотор в маленькую модель машины, которой он оперировал на кольцевом электрифицированном треке. В 1835 году голландский профессор города Гронинген Сибрандус Стрэтин и его помощник Кристофер Беккер создали небольшую электрическую машину, приводимую в движение не перезаряжаемыми первичными гальваническими элементами (англ.). В 1838 году шотландец Роберт Дэвидсон разработал электрический локомотив, который достигал скорости 6 км/ч (4 мили/ч). В Англии в 1840 году был предоставлен патент за использование рельсовых путей в качестве проводника электрического тока и подобные американские патенты были выданы в 1847 году Лиллей и Colten. Приблизительно в период между 1832 и 1839 годом (точный год неизвестен) гражданин Шотландии англ. Robert Anderson (inventor) изобрёл первую грубую электрическую карету, приводимую в движение неперезаряжаемыми первичными гальваническими элементами (англ.).

Обоснована актуальность проблемы экологической безопасности автомобильного транспорта, показано влияние его эксплуатации на окружающую среду, определены векторные направления по повышению экологической безопасности автомобильного транспорта. Установлено, что значительное влияние на интенсивность загрязнения окружающей среды от автотранспорта оказывает плохое состояние технического обслуживания автомобилей, низкое качество топлива, слабое развитие системы управления транспортными потоками. Отмечено, что загрязнение окружающей среды автомобильными выбросами происходит не только от выхлопных газов, но и от испарений самого топлива из топливной системы автомобиля, утечки топлива из-за негерметичности и т. д.

Ключевые слова: автомобильный транспорт, выхлопы, парниковые газы, загрязнение, окружающая среда.

Воздействие автомобильного транспорта на окружающую среду очень значительно, поскольку транспорт выступает в качестве основного потребителя энергии и сжигает большую часть мировой нефти. В транспортном секторе именно автомобильный транспорт является крупнейшим источником глобального потепления. [4]

Загрязнение автомобильным транспортом приводит к появлению кратко- и долгосрочных эффектов на окружающую среду. Вследствие автомобильных выхлопов выделяется широкий спектр газов и твердых веществ, воздействие которых приводит к интенсификации глобального потепления, выпадению кислотных дождей. Шум двигателя и разливы топлива также приводят к загрязнению.

Загрязнение автомобильным транспортом оказывает воздействие по нескольким направлениям:

‒ загрязнение воздуха, воды и почвы;

‒ влияние на человеческое здоровье.

Во время эксплуатации автомобиля с двигателями внутреннего сгорания источниками выбросов вредных веществ являются: отработанные газы; картерные газы; испарения из систем питания; неконтролируемый разлив на грунт эксплуатационных материалов. В отработанных газах автомобилей находится большое количество свинца, который вместе с солями других металлов попадает в почву, в поверхностные и грунтовые воды и поглощается растениями, которые затем использует и потребляет человек.

Выхлоп из автомобилей содержит различные парниковые газы, такие как монооксид углерода и оксид азота. Эти газы обладают способностью блокировать солнечные лучи, которые отражаются от поверхности Земли. Эта солнечная энергия попадает в атмосферу Земли и вызывает отклонения в температуре. Это один из основных факторов глобального потепления [9]. Используя сложные климатические модели, Межправительственная группа экспертов по изменению климата прогнозирует, что глобальная средняя температура поверхности поднимется с 1,4 ℃ до 5,8 ℃ к концу 2100 года [3].

Вредное воздействие глобального потепления на окружающую среду проявляется в таких негативных последствиях как опустынивание, увеличение таяния снега и льда, повышение уровня моря, сильные штормы и экстремальные природные явления [9].

Большинство автомобилей изготавливаются для обеспечения идеального сжигания топлива, но через некоторое время, когда автомобиль подвергается износу, двигатель не может эффективно функционировать, что приводит к выбросу токсичных веществ. Эти загрязнители вредны для живых существ и вызывают множество заболеваний органов дыхания и рака легких у людей. Токсичные газы могут также разрушать растения, которые являются важной составляющей экологического цикла. Одной из самых больших угроз, которую загрязнение автомобилей создает для окружающей среды, является истощение озонового слоя. Озоновый слой предотвращает попадание вредных ультрафиолетовых (УФ) лучей в нашу атмосферу. УФ-лучи могут вызывать множество заболеваний и изменять генетический состав живых существ. Хотя хлорфторуглероды (ХФУ) были запрещены к использованию в автомобилях, страны, где правила регулирования и контроля менее строгие, все еще используют их [6].

Загрязняющие вещества автотранспорта, возникающие на дорогах, распространяются через обочины дорог, тротуары, имеющиеся пространства между зелеными насаждениями и домами, расположенными вдоль улицы внутрь кварталов и дворов жилого района. Здесь существует сложный механизм формирования биоклиматических и экологических состояний через взаимодействие автотранспортных средств с дорогой и ее инфраструктурами (светофоры, обочины и прочее).

Загрязнение от автомобилей также влияет на качество воды, поскольку диоксид серы и диоксид азота становятся причиной выпадения кислотных дождей. Масло и топливо, просачиваясь из автомобилей, попадает в почву вблизи автомагистралей, а выбросы топлива и твердых частиц из автомобильных выхлопов загрязняют озера, реки и водно-болотные угодья. Масло, которое вытекает из автомобилей из-за утечек, смешивается с ливневой водой и загрязняет природные ресурсы воды. Обследования, проведенные на протяжении многих лет, показали, что городской сток был одним из крупнейших источников ухудшения качества воды. Подземные резервуары для хранения топлива, на которых размещены заправочные станции, также становятся причиной попадания тысяч тонн загрязняющих веществ в воду из-за утечки. Эти загрязнители влияют на баланс водной среды, поскольку вследствие эвтрофикации происходит быстрое разрастание водорослей, уровень воды падает. Это, в свою очередь, приводит к гибели рыбы и других водных организмов. Кроме того, загрязняющие вещества, которые перемещаются по водоему, по пищевой цепочке попадают в человеческий организм.

Использование автомобилей приводит к возрастанию шумового загрязнения, вследствие которого произошло нарушение экологического цикла, и многие животные испытали в связи с этим проблемы в поведении.

Помимо воздействия на окружающую среду, шумовое загрязнение может вызвать ряд заболеваний у людей, таких как высокое кровяное давление и психический стресс По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), по воздействию на здоровье человека шум уступает только загрязнению воздуха. Это является основной причиной не только потери слуха, но также болезней сердца, проблем с обучением детей и нарушения сна [7].

Хотя общепризнано, что один автомобиль не способен вызывать шумовое загрязнение, но в тех случаях, когда люди используют модифицированные глушители для изменения звука своих машин, шум, создаваемый одним транспортным средством, равен уровню, создаваемому сотнями транспортных средств. Кроме того, люди склонны использовать тяжелые стереосистемы, способные создавать оглушительные уровни шума. Стандартная стереосистема имеет усилители с конфигурацией 5 Вт. Однако динамики, используемые в машинах, имеют усилители мощностью 700 Вт.

Анализируя современный этап развития мирового производства и эксплуатации автомобиля, необходимо сказать, что влияние автомобильного транспорта на загрязнение окружающей среды и на здоровье людей обусловлено тем, что:

‒ деятельность основной массы автомобильного транспорта сконцентрирована в местах с высоким показателем населения — городах, промышленных центрах;

‒ вредные выбросы от автомобилей осуществляются в низких, приземных слоях атмосферы, где проходит основная жизнедеятельность человека;

‒ отработанные газы двигателей автомобилей содержат высококонцентрированные токсичные компоненты, которые являются основными загрязнителями атмосферы.

Наибольший выброс токсичных веществ в отработавших газах автомобилей происходит при неправильно отрегулированном карбюраторе, системе зажигания, форсунках, топливном насосе высокого давления, а также при неисправностях системы выпуска отработавших газов [2].

При неисправности этих систем и механизмов выделение вредных веществ в отработанных газах увеличивается в несколько раз. При хорошо отрегулированном карбюраторе содержание окиси углерода на всех режимах работы двигателя не превышает предела 0,5–0,2 %, что соответствует норме работы двигателя на средних оборотах, и в то же время при неисправном или не отрегулированном карбюраторе его содержание увеличивается в 2,5–5,0 раз. Вредные выбросы автомобильного транспорта существенно зависят от режима работы двигателя и качества используемого горючего.

Таким образом, повседневная эксплуатация автомобилей заключается в использовании эксплуатационных материалов, нефтепродуктов, природного газа, атмосферного воздуха, и сопровождается все это негативными процессами, а именно:

‒ загрязнением земель и почв;

‒ шумовыми, электромагнитными и вибрационными воздействиями;

‒ выделением в атмосферу неприятных запахов;

‒ выбросом токсичных отходов;

Влияние автомобильного транспорта на окружающую среду проявляется:

‒ во время движения автомобилей;

‒ при техническом обслуживании;

‒ при функционировании инфраструктуры, обеспечивающей его действие.

Для обеспечения экологически устойчивого развития экологической безопасности автомобильного транспорта необходимо эффективное использование имеющихся инфраструктур, снижение потребностей на перевозки и готовность перехода к использованию экологически чистых транспортных средств, а при разработке конструкций новой автомобильной техники нужно рассматривать экологические приоритеты автомобиля с учетом его полного жизненного цикла.

Основные термины (генерируются автоматически): автомобильный транспорт, окружающая среда, глобальное потепление, автомобиль, газ, отрегулированный карбюратор, шумовое загрязнение, экологическая безопасность, загрязнение воздуха, экологический цикл.

Читайте также: