2.3.4 Воздействие автотранспорта на окружающую среду
Транспорт является главным потребителем энергии, сжигая основную долю мировой нефти, поэтому влияние автотранспорта на экологию так велико. В транспортном секторе именно дорожное движение является самой большой причиной глобального потепления.
Другими экологическими последствиями автомобильного транспорта являются пробки на дорогах и увеличение городов, которые могут занимать естественные места обитания и сельскохозяйственные угодья. Сокращение выбросов автотранспортных средств во всем мире окажет значительное положительное влияние на качество воздуха, сокращение кислотных дождей, смога и изменения климата.
Загрязнение ТС оказывает как краткосрочное, так и долгосрочное воздействие на экологию. Выбросы транспортных средств выделяют разнообразный спектр ТВ и ВВ, воздействие которых приводит к усилению глобального потепления, кислотным дождям. Шум двигателя и утечка топлива также являются причиной загрязнения.
Во время работы транспортного средства с ДВС источники токсичных веществ включают: выхлопные газы; картерные газы; пары топливных систем; и неконтролируемые разливы рабочих материалов на земле. Выхлопные газы ТС содержат огромное количество свинца, который в совокупности с солями иных металлов проникает в почву, поверхностные и подземные воды и впитывается растениями, после чего используются и потребляются людьми.
Автомобильные выхлопы имеют несколько парниковых газов, таких как угарный газ и оксид азота. Таким газам свойственно препятствовать солнечным лучам, отражающимся от поверхности Земли. В результате чего солнечная энергия проникает в атмосферу Земли и вызывает колебания температуры.
Межправительственная группа экспертов по изменению климата, используя передовые климатические модели, прогнозирует, что к концу 2100 года глобальная средняя температура поверхности повысится с 1,4 ° C до
Основное количество машин построены так, чтобы отлично сжигать топливо, но через некоторое время автомобиль изнашивается, двигатель перестает эффективно работать, и вредные вещества выбрасываются.Токсичные газы разрушают растения, которые являются важной частью экологического цикла.Одной из самых больших угроз, которую представляет для окружающей среды автомобильное загрязнение, является разрушение озонового слоя.Озоновый слой играет важную роль в предотвращении попадания вредных ультрафиолетовых (УФ) лучей в атмосферу.Ультрафиолетовый свет вызывает множество заболеваний и изменяет гены организма.Использование ХФУ в автомобилях запрещено, но они по-прежнему используются в странах, где правила и контроль являются слабыми.
Токсичные вещества автомобилей, движущихся по дороге, могут распространяться в кварталах жилых районов, в садах, на обочинах дорог, тротуарах и пустырях между зелеными насаждениями и домами вдоль дороги.Существует сложный механизм, в котором биологический климат и экосистемные условия формируются взаимодействием транспортных средств с дорогами и их инфраструктурой (светофорами, обочинами и т.д.).
Кроме того, загрязнение, вызванное автомобилями, также влияет на свойство воды, например, диоксид серы и диоксид азота, вызывающие кислотные дожди. Нефть и топливо, вытекшие из автомобилей, попадают в почву вблизи автомагистралей, а топливо и твердые частицы, выделяемые выхлопными газами автомобилей, загрязняют озера, реки и водно-болотные угодья.
Масло, вытекшее из автомобиля в результате утечки, смешивается с дождевой водой, загрязняя природные водные ресурсы. После многолетних исследований было установлено, что сточные воды из городов являются одной из главных причин плохого качества воды. Кроме того, подземный резервуар для хранения топлива, где расположена заправочная станция, вызывает попадание тысяч тонн загрязняющих веществ в воду из-за утечек. Эти загрязнители влияют на баланс водной среды, например, на быстрый рост водорослей из-за эвтрофикации и падения уровня воды. Результатом является гибель рыбы и других водных организмов. Кроме того, загрязнители, прошедшие через водные объекты, попадают в организм человека через пищевую цепочку.
Эксплуатация машин приводит к увеличению шумового загрязнения, в следствии чего происходит нарушение экологического цикла, и большое количество животных ощутили в связи с этой проблемо в поведении.
Наиболее вредные вещества в выхлопных газах автотранспорта возникают при неправильной настройке карбюратора, устройства зажигания, инжектора, топливного насоса высокого давления, неисправности выхлопной системы и т.д.
Рисунок 7 – Негативное влияние от эксплуатации автомобилей на экологию
Глава 3. Загрязнение атмосферного воздуха выбросами автотранспорта в г. Шилка
3.1 Динамика роста автотранспорта в г. Шилка
По предоставленным данным УГИБДД УМВД по городу Шилка количество автомобилей в 2014 г. в г. Чита составляло 19395 единиц, 2019 г. — 20206 единиц, что говорит об увеличении количества автомобилей за этот период. В 2019 г. практически у каждого жителя районного центра имелось два автотранспортных средства.
Динамика роста автомобильного парка г. Шилка с прогнозом до 2030 г. представлена на рис. 1, откуда следует, что в 2025 г. количество автомобилей в г. Шилка достигнет 20570 ед., а в 2030 – 20873 ед.
Динамика количества всех видов транспорта в г. Шилка характеризуется возрастающими трендами с высокой степенью достоверности (величина достоверности аппроксимации (R2) варьирует от 0,9004 до 0,9967).
3.2. Количество выбросов токсических веществ от автотранспорта в г. Шилка
Нами были проведены расчеты количества токсических веществ и вредных веществ, содержащихся в отработавших газах бензиновых двигателей внутреннего сгорания для трех видов автомобилей г. Шилка по унифицированной «Методике определения выбросов автотранспорта для проведения сводных расчетов загрязнения атмосферы городов».
Согласно Методике, установлен порядок расчета выбросов ДВС автомобилей для их использования при проведении сводных расчетов загрязнения атмосферы городов, который может быть применен ко всем категориям автотранспортных средств при эксплуатации в городских условиях.
Рисунок 13 – Количество ТВ и ВВ, содержащихся в ОГ ДВС легковых автомобилей
Рисунок 14 – Количество ТВ и ВВ, содержащихся в ОГ ДВС автобусов
Рисунок 15 – Количество ТВ и ВВ, содержащихся в ОГ ДВС грузовых автомобилей
Анализ результатов расчетов показал, что, несмотря на количественное меньшинство (в 4 раза) грузовых автомобилей по отношению к легковым, количество выбросов грузовым автотранспортом превышает выбросы легкового автотранспорта и стоит на первом месте по загрязнению воздуха в г. Шилка — 50 % от общей суммы выбросов автотранспорта. На втором месте — легковой автотранспорт — 36 %, на третьем месте — автобусы — 14 % .
При сгорании автомобильного топлива больше всего выделяется оксида углерода и различных углеводородов, среди которых особую опасность представляет бензапирен.
Глава 4. Влияние на здоровье человека основных загрязнителей атмосферного воздуха г. Шилка
4.1 Влияние на здоровье человека основных загрязнителей
Каждый день человек испытывает влияние ряда факторов, которые вместе с наследственностью, образом жизни и качеством жизни определяют его уровень здоровья. По оценкам ВОЗ, около 60 процентов преждевременных смертей, связанных с загрязнением воздуха в 2016 году, были вызваны ишемической болезнью сердца и инсультом, 20 процентов-хронические заболевания легких или острыми инфекциями нижних дыхательных путей и 6 процентов – раком легких. Учитывая растущее воздействие человеческой деятельности на окружающую среду, здоровье человека будет в большей степени зависеть от условий жизни.
К «болезням риска», связанные с загрязняющими веществами в атмосферном воздухе, считают заболевания:
- органов дыхания,
- кровообращения, новообразования,
- болезни крови и кроветворных органов,
- системные нарушения в виде нарушения развития,
- нарушения функции иммунной системы и др.
Рисунок 16 – Основные загрязняющие вещества воздушного бассейна г. Шилка
Из числа контролируемых загрязнителей воздушного бассейна в г. Шилка наиболее значимыми можно считать бенз(а)пирен, формальдегид, взвешенные вещества, оксиды азота, оксид углерода и фенол концентрации которых значительно превышают ПДК.
Ингаляционный путь поступления веществ в организм человека наиболее опасен, так как за короткий промежуток времени в малый круг кровообращения (минуя барьерные органы) поступает большое количество аэротоксикантов, негативное влияние которых начинается с воздействия на слизистые оболочки дыхательных путей.
4.2 Влияние загрязнения атмосферного воздуха на заболевания органов дыхания
В 2019 г. в целом по краю впервые выявленная заболеваемость составила 804.3 на тыс. населения (2015 г. – 799.6). Рост первичной заболеваемости в 2019 г. в сравнении с 2011 годом составил 0,58 %.
В период с 2011 по 2019 год динамика количества заболевших города Шилка показывает ухудшение состояния здоровья населения (таблица 10).
Таблица 10 — Заболеваемость населения по основным классам болезней (зарегистрировано пациентов с диагнозом, установленным впервые в жизни; тыс. человек) в 2011-2019 годах
Рисунок 17 –Динамика заболеваемости населения (зарегистрировано пациентов с диагнозом, установленным впервые в жизни; тыс. человек) в 2011-2019 гг.
Из числа всех впервые выявленных болезней у жителей города Шилка (2011-2019 гг.), первое место занимают заболевания органов дыхания. Это связанно с поступлением в органы дыхания патогенных микроорганизмов.
В 2019 г. число заболеваний органов дыхания по обращаемости составила 52.05%, что значительно больше, чем по другим группам заболеваний: болезни органов кровообращения – 3,92 %, 4,55 % — болезни органов пищеварения, 4,8 % — болезни мочеполовой системы, травмы, отравления и другие внешние причины – 10,12 % (рисунок 18).
Рисунок 18 — Структура впервые выявленной заболеваемости
Были исследованы последствия для здоровья вдыхания наиболее важных токсичных веществ воздуха различных возрастных групп, и накопленные эпидемиологические данные выявили главные неблагоприятные последствия и установили стандартные концентрации этих вредных веществ (таблица 11).
Таблица 11 -Референтные концентрации для хронического ингаляционного воздействия
Уточняя воздействие загрязняющих веществ в атмосфере на здоровье населения, можно отслеживать риски и управлять ими с помощью влияния на источники. Поэтому мониторинг окружающей среды является одним из главных этапов в системе мер по обеспечению охраны здоровья граждан.
Респираторные заболевания составляют более 52% впервые заболевших в городе Шилка, что подтверждает важность пути вдыхания патогенных микроорганизмов.
До 20% респираторных заболеваний вызываются загрязнителями воздуха. Жители городов с завышенной концентрацией загрязнения воздуха, особенно вблизи автодорог с интенсивным движением, значительно снизили показатели функции внешнего дыхания. В следствии длительного влияния загрязнителей воздуха отражается на росте заболеваемости, главным образом хроническими респираторными заболеваниями, и смертности, включая рак
4.3 Влияние загрязнения атмосферного воздуха на заболеваемость злокачественными новообразованиями
Основными загрязняющими веществами в атмосферном бассейне г. Шилки являются: бенз(а)пирен, формальдегид и сажа, содержание которых увеличились в течение периода анализа. Поскольку эти вещества являются канцерогенными, они могут повлиять на заболеваемость раком.
По оценкам Агенства по охране окружающей среды США, воздействие бенз(а)пирена в концентрации 7 нг/м3 обусловливает появление 9 дополни-тельных случаев рака легкого на 1 млн жителей [31].
Бенз (а) пирен и формальдегид относятся к группе канцерогенов, одним из основных загрязнителей атмосферы г. Шилки, что определяет значение ИЗА5.Анализ заболеваемости показал, что первичная онкологическая заболеваемость Шилки сильно зависит от значения ИЗА5.
За период с 2000 по 2019 гг. уровень онкозаболеваемости в г. Шилка уменьшился на 8,6 % с 9,2 до 8,4 случаев на тыс. населения.
Рисунок 19 – Динамика первичной онкологической заболеваемости населения г. Шилка за 2000-2019 гг. (средние значения)
Из приведенных выше данных можно сделать вывод, что высокие уровни загрязнения воздуха в Шилке оказывают негативное влияние на здоровье жителей и имеют высокую распространенность.Наиболее важными являются бенз(а)пирен, формальдегид и сажа, которые вдыхаются человеческим организмом и повышают риск новообразований дыхательной системы, если они превышают нормы гигиены в атмосфере.
Уточняя воздействие отдельных веществ и загрязняющих веществ в атмосфере на здоровье человека, можно отслеживать риски и управлять ими с помощью воздействия на источники. Поэтому мониторинг окружающей среды является важным этапом в системе мер по обеспечению охраны здоровья населения.
Глава 5. Мероприятия по снижению загрязняющих веществ в атмосферный воздух г. Шилка
Одним из самых доступных средств уменьшение шума и загрязняющих веществ, и как следствие уменьшения его воздействия на здоровье населения, проживающего в непосредственной близости от автодорог, является озеленение территории между жилой застройкой и проезжей месностью.
Зеленые зоны снижают шум и масштабы распространения вредных веществ в зависимости от особенности насождения, типа деревьев и кустарников и так далее.
Посадка деревьев в несколько рядов с промежутками друг от друга, способствует лучшему уменьшению уровня шума, в отличии от густой посадки.
В таблице 12 приведены данные по снижению уровня шума зелеными насаждениями .
Таблица 12 – Снижение уровня шума зелеными насаждениями
Следует отметить, что несмотря на экологические достоинства зеленых насаждений, эффект шумозащиты проявляется лишь через несколько лет после их посадки. Поэтому рекомендуется применять быстрорастущие деревья и кустарники, устойчивые к условиям городской среды. В таблице 13 приведены данные по газо- и шумозащитной эффективности зеленых насаждений.
Таблица 13 – Газо- и шумозащитная эффективность зеленых насаждений.
Установки защиты от шума и пыли могут использоваться в сочетании с земляными валами и экранами. Для борьбы с вибрацией вдоль шоссе следует принять организационные, плановые и конструктивные меры.
Организационные меры включают ограничение скорости и веса транспортных средств, а меры планирования включают перемещение дорог на безопасное расстояние от зданий и сооружений с точки зрения снижения вибрации.
Список литературы
Законодательные материалы:
- Об охране атмосферного воздуха: федеральный закон [от 04.05.1999 N 96-ФЗ]// Консультант плюс – ред. от 26.07.2019.
Государственные стандарты:
2.ГОСТ Р 56162-2019 Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. Метод расчета количества выбросов загрязняющих веществ в атмосферу потоками автотранспортных средств на автомобильных дорогах разной категории — Введено 2020-01-01 — Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии.
- ГОСТ 17.2.3.01-86. Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населенных пунктов. – Введено 1987-01-01 – Гос. Комитет СССР по стандартам.
- ГОСТ 17.1.5.05-85 Охрана природы (ССОП). Гидросфера. Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков — Введено 1986-07-01 — – Гос. Комитет СССР по стандартам.
- PД-52.04.830-2015. Массовая концентрация взвешенных частиц PM10 и PM2.5 в атмосферном воздухе. Методика измерений гравиметрическим методом. – Введено 2016-03-01 – ФГБУ «ГГО».
- РД-52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы. – Введено 1991-07-01 – Гос. комитет СССР по гидрометеорологии и Министерством здравоохранения СССР.
- РД 153-34.0-02.318-2001 Методические указания по расчету валового выброса двуокиси углерода в атмосферу из котлов тепловых электростанций и котельных — Утверждено 17.02.2001 г. — Департаментом научно-технической политики и развития РАО «ЕЭС России».
Другие источники:
- Аналитическое агентство «Автостат» (официальный сайт)
[Электронный ресурс] – режим доступа :https://www.autostat.ru/. - Васильева М.А., Дубцов С.Н., Жохова Н.В., Палей А.А., Писанко Ю.В., Толпыгин Л.И. Оценка уровня концентрации аэрозольных частиц у автомобильной дороги и ЛЭП в сравнении с фоновыми показателями субмикронных частиц естественной атмосферы // Труды главнойгеофизической обсерватории им А.И. Воейкова. 2016. №580. С. 99-109.
- Влияние автотранспорта на окружающую среду. I научно-исследовательская конференция учащихся и студентов НПО и СПО «Студенческая наука: ступени познания».
- Загрязнение атмосферы автомобильным транспортом. Кульнев А.
Д., Волков А. А. / ФГБОУ ВО «Тамбовский государственный технический
университет»// Фундаментальная и прикладная наука: новые вызовы и
прорывы сборник статей Международной научно-практической
конференции. 2020. Издательство: Международный центр научного
партнерства «Новая Наука»// 347-350 стр. - Константинов А.П. Экология и здоровье: опасности мифические и реальные // Экология и жизнь № 8, 2012 г., с. 90 – 91.
- Луканин В.Н., Буслаев АП., Трофименко Ю.В. [и др.]. Автотранспортные потоки и окружающая среда: учеб.пособие для вузов. — М.: ИНФРА-М, 1998. — 408 с.
- Луканин В.Н., Трофименко Ю.В. Промышленнотранспортная экология. — М., 2003. — С. 174.
- Луканин В.Н., Трофименко Ю.В. Экологически чистая энергоустановка: понятие и количественная оценка. / Итоги науки и техники. ВИНИТИ. Сер. Автомобильный и городской транспорт. — 1994. — Т. 18.
- Общая и медицинская экология : учебник / В.П. Иванов, О.В. Васильева, Н.В. Иванова; под общ.ред. В.П. Иванова. – Ростов н/Д: Феникс, 2010. – 508 с.
- Онищенко, Г.Г. Оценка риска влияния факторов окружающей среды на здоровье в системе социально-гигиенического мониторинга / Г.Г. Онищенко // Гигиена и санитария, 2002. – № 6. – С. 3-5.
- Сердюкова, А. Ф. Влияние автотранспорта на окружающую среду / А. Ф. Сердюкова, Д. А. Барабанщиков. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2018. — № 25 (211). — С. 31-33. — URL: https://moluch.ru/archive/211/51590/ (дата обращения: 24.05.2021).
- Экономические проблемы современной автомобилизации общества (на примере г. Красноярска) // Научное сообщество студентов XXI столетия. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ НАУКИ: сб. ст. по мат. XXI междунар. студ. науч.-практ.конф.№6(21). URL:http://sibac.info/archive/economy/6(21).pdf(дата обращения: 09.03.2021).
- Энциклопедия Забайкалья: В 4 т. — Новосибирск: Наука. — Т. 1. — 2000; Т. 2 — 2003; Т. 3 — 2006; Т. 4 – 2007.