Лекція 4. Вплив транспорту на навколишнє природне середовище

 

Найбільш поширеними видами транспорту є: залізничний, автомобільний, водний та авіаційний.

Залізничний транспорт включає залізничні колії, мости, тунелі, устаткування електропостачання, тягові підстанції, вокзали, станції, депо, рухомий склад тощо. Цей вид транспорту в нашій країні найбільш пристосований до масових перевезень вантажів. Функціонує вдень і вночі, не залежить від пори року і атмосферних умов. За останні роки швидкість вантажних і пасажирських поїздів збільшилась в 2 рази.

Вплив на довкілля, яке спричиняє залізничний транспорт, можна розглядати за такими напрямами: зміна природного ландшафту, забруднення повітря і ґрунту, шумове, вібраційне та біологічне забруднення.

Зміна природного ландшафту відбувається при будівництві залізничних колій та інфраструктури.

Забруднення повітря обумовлюється викидами, що утворюються при роботі двигунів внутрішнього згоряння. При використанні електроенергії як джерела руху такі викиди відсутні. Кількість викидів у повітря залежить від режиму роботи двигуна. Викиди містять 7–8 % токсичних газів. Основні забруднюючі речовини – СО, СО2, сажа.

Забруднення ґрунту. Для оцінки забруднення ґрунту береться відстань дороги в 1 км. Характеризується кількістю сухих та рідких відходів. На 1 км шляху за рік скидається біля 200 м3 стічних вод, 12 т сухого сміття, 3,5 т сажі. При перевезенні різних вантажів відбувається забруднення ґрунту часточками вантажу, який перевозиться, найчастіше – це пилоподібні частинки. 

Шумове забруднення біля залізничного полотна під час проходження потяга сягає 100–120 дБ.

Біологічне забруднення пов’язане з перенесенням поверхнею транспортних засобів адвентивних видів рослин, більшість яких є продуцентами алергенів.

Боротьба із забрудненнями на залізничному транспорті. Серед наземних видів транспорту залізничний вважається найбільш економічним та екологічним у зв’язку з тим, що на одиницю енергії виконує більшу роботу. Зменшення кількості шкідливих викидів у відпрацьованих газах можливе завдяки удосконаленню технології горіння па­лива у ДВЗ, ходу локомотива та всіх елементів залізниці. Попередження забруднення ґрунтів повинно базуватись на збиранні усіх типів відходів з наступною передачею на переробку на кінцевих станціях.

Автомобілі поділяють на транспортні (вантажні і пасажирські), спеціальні, спортивні. Вантажні автомобілі призначені для перевезення вантажу і пасажирів, спеціальні – для виконання різних технічних функ­цій (підйомні крани, пересувні компресори тощо), спортивні – переважно для досягнення певних рекордів швидкості та інших спортивних досягнень.

Залежно від типу встановленого двигуна автомобілі бувають:

- з бензиновим двигуном внутрішнього згоряння – найбільш розповсюджені серед легкових автомобілів;

- дизельні, що працюють на дизельному паливі;

- з газовими та комбінованими двигунами.

Вплив на довкілля автомобільного транспорту:

– викиди в атмосферне середовище;

– руйнування природних ландшафтів,вплив на флору і фауну;

– шумове забруднення;

– стічні води, що утворюються при обслуговуванні;

– тверді відходи.

Викиди шкідливих речовин включають відпрацьовані гази автомобільних двигунів, випаровування із системи живлення, підтікання пального і мастил у процесі роботи та обслуговування автомобілів, а також продукти зносу фрикційних накладок зчеплення, накладок гальмівних колодок, шин. Найбільшу небезпеку становить забруднення атмосфери відпрацьованими газами автомобільних двигунів. До числа шкідливих компонентів відносяться і тверді викиди, що містять свинець і сажу (табл. 2.2).

 

Таблиця 2.2 – Склад вихлопних газів

Компонент	Одиниця виміру	Двигун
		бензиновий	дизельний
Азот	%	74–77	76–78
Кисень	Те саме	0,2–8,0	2–18
Пари води	–“–	3,0–13,5	0,5–10,0
Вуглекислий газ	–“–	5–12	1–10
Двооксид вуглецю	–“–	5–14	1–12
Оксид вуглецю	–“–	0,1–10,0	0,01–0,30
Оксиди азоту	–“–	0,1–0,5	0,001–0,400
Альдегіди,	–“–	0–0,2	0–0,009
Вуглеводні	–“–	0,2–3,0	0,01–0,50
Сірчаний газ	–“–	0–0,002	0–0,03
Оксид сірки	–“–	0–0,003	0–0,015
Сполуки свинцю	мг/м3	0–60	–
Сажа	г/м3	0–0,4	0,01–1,1
Бензапірен	г/м3	до 0,00002	до 0,00001

 

Вплив автомобільного транспорту на флору і фауну є негативним і виражається в руйнуванні місць проживання тварин, розсіченні дорогами сезонних і добових ділянок тварин, їх зіткнення з транспортними засобами.

Шумове забруднення також є різновидністю несприятливого впливу автомобільного транспорту на навколишнє середовище. Основними джерелами шуму є: процеси всмоктування повітря карбюратором і випуску відпрацьованих газів, робота вентилятора системи охолодження, клапанного механізму, трансмісії. Джерелом шуму в дизельних автомобілях є як система вприскування, так і взаємодія шин з поверхнею дороги, причому шум в системі вприскування є домінуючим на більш низьких швидкостях, а від взаємодії шин і поверхнею дороги – на високих.

Утворення стічних вод пов’язане з використанням води при митті автомобілів. Основними забруднювачами у цих стоках є часточки пилу, сажі, паливно-мастильних матеріалів.

Відходи, що утворюються при експлуатації автомобіля, в основ­ному, представлені відпрацьованими шинами, які відносяться до IV класу небезпеки і повинні збиратись та передаватися на переробку.

Заходи боротьби зі шкідливим впливом на довкілля. Аналіз заходів із зниження токсичності відпрацьованих газів автомобілів доз­воляє виділити такі основні напрями:

1. Використання нових типів силового устаткування, з мінімаль­ним викидом шкідливих речовин.

2. Заміна конструкції, робочих процесів, технології виробництва автомобілів з метою зниження токсичності відпрацьованих газів. Вдосконалення конструкції і робочих процесів бензинових двигунів спрямоване на підвищення стійкості займання і швидкості згоряння збіднених паливно-повітряних сумішей, які забезпечують низьку токсичність відпрацьованих газів. Для досягнення цієї мети у бензинових двигунах використовуються вдосконалені камери згоряння. Для підвищення економічності керування складом паливно-повітряної суміші і кутом випередження запалювання використовується мікропроцесорна техніка.

3. Застосування пристроїв очищення або нейтралізації відпрацьованих газів. Для автомобілів з бензиновими двигунами дуже ефективні каталітичні нейтралізатори потрійної дії. Для автомобілів з дизелями застосовують фільтри, які очищають відпрацьовані гази від сажі.

4. Використання альтернативного або зміна характеристик традиційного палива. До перспективного палива із зниженим рівнем токсич-ності вихлопних газів, відносять водень, етанол, метанол, стиснений при-родний і зріджений нафтовий газ, неетильовані високооктанові бензини.

Зниження рівня впливу на водні ресурси автомобільного транспорту пов’язане з організацією оборотного водопостачання у процесах миття автомобілів. Враховуючи невисокі вимоги до складу води, що подається на мийку, доцільним є її очищення після використання механічними (проціджування, відстоювання) та фізико-хімічними (флотація, використання коагулянтів, адсорбентів тощо) методами очистки.

Зниження рівня накопичення твердих відходів від експлуатації автомобіля ґрунтується на застосуванні різних способів утилізації від­працьованих шин.

Водний транспорт – вид транспорту, що виконує перевезення вантажів і пасажирів по водних шляхах, як природних (ріки, озера, моря, океани, протоки), так і штучних (канали, водосховища тощо). Поділяється на морський та річковий.

Морський транспорт – вид транспортної сфери матеріального виробництва, який здійснює перевезення вантажів та пасажирів морсь­кими суднами. Морський транспорт широко застосовується для міжнародних та внутрішніх перевезень.

Річковий транспорт – вид транспорту, що здійснює перевезення пасажирів та вантажів в основному по внутрішніх водних шляхах, як природних, так і штучних (канали, водосховища, шлюзовані ділянки річок). Виділяють магістральні річкові шляхи, у т.ч. міжнародні, що обслуговують зовнішньоторговельні перевезення деяких країн, міжрайонні, що обслуговують перевезення між великими районами всередині країни, і місцеві, що обслуговують внутрішньорайонні зв’язки.

Для функціонування водного транспорту потрібні плавзасоби, порти і водні шляхи.

Вплив на довкілля. Забруднення біосфери водним транспортом обумовлюється такими причинами:

- забруднення відходами, що утворюються в результаті експлуата­ційної діяльності;

- забруднення скидами у випадках аварій суден з токсичними вантажами, здебільшого нафтою і нафтопродуктами.

У результаті експлуатаційної діяльності енергетичні установки суден забруднюють відпрацьованим газами атмосферу, звідки токсичні речовини частково або повністю потрапляють у води морів, річок, океанів в процесі їх седиментації. Нині переважна кількість суден вітчизняного (і світового) флоту обладнана дизельними двигунами. Невелику частку складають судна з паротурбінними установками, число яких за останні роки скорочується.

У водне середовище попадають рідкі і тверді відходи, що утворюються при перевезенні пасажирів.

Нафта і нафтопродукти є основними забруднювачами водного басейну при роботі водного транспорту.

Заходи попередження забруднення водного басейну. До основ­них заходів попередження забруднення водного басейну транспортними суднами відносяться:

- заборона скидання забруднюючих відходів із суден у внутріш­ніх водоймах;

- прийняття міжнародних угод про припинення скидання із суден усіх видів відходів і змиву нафтовантажів, забрудненої ними води у відкритих морях і океанах в межах встановлених зон;

- обладнання суден додатковими засобами і установками для утилізації або знешкодження деяких видів відходів, а також для тимчасового накопичення частини відходів з наступною здачею їх на берег для знешкодження або переробки;

- розробка нових конструкцій суден, що більшою мірою гарантували б збереження нафтовантажів і нафтопалива навіть в аварійних ситуаціях;

- очищення забрудненої води.

На сьогодні намітились три основні напрями очистки забруднених вод річок і морів, а саме: механічний збір з поверхні вод сміття і нафтових плівок, хімічний вплив на нафтові плівки і біологічний роз­клад плівок. Найбільшого поширення набув механічний метод. При такому методі великі плавучі агрегати виконують різні за ступенем складності операції – від простого збору з поверхні плаваючого сміття до виловлювання і сепарації нафтопродуктів. Зібране сміття і нафто­вмісні води передаються на берегові станції для знешкодження і утилізації. Для ліквідації аварійних розливів нафти в акваторіях і у відкри­тому морі створені оперативні структурні підрозділи, які вживають екстрених заходів для знешкодження наслідків таких розливів.

В багатьох країнах ведеться розробка фізико-хімічних методів видалення нафтових плям з поверхні річок і морів. Розроблені хімічні препарати – абсорбенти, які у вигляді порошків або рідин розпилюються на забруднення. Абсорбенти поглинають нафту, але, вступивши з нею в реакцію, розкладають її, утворюючи нові, як правило, шкідливі (а іноді токсичніші, ніж нафта, речовини) хімічні сполуки, що залишаються у воді, в свою чергу забруднюючи її. Доцільність застосування абсорбентів полягає в тому, що вони сприяють порушенню нафтового шару, який перекриває надходження кисню повітря у воду, забруднює узбережжя, вбиває водоплавних тварин і птахів.

До категорій хімічних реагентів для боротьби з розливом нафти вносяться так звані диспергенти – речовини, що знижують поверхневий натяг плівки, розбиваючи її на краплинки. В результаті покращуються обмінні процеси з атмосферою і проникнення сонячних променів, а також прискорюється розклад нафти. Але продукти розкладу, якась частка нафти і самого реактиву залишається у товщі води або випадає на дно. Через високу токсичність засобів боротьби (реагентів) ці методи можуть застосовуватись лише у деяких екологічних умовах і за обставин, що загрожують більш тяжкими наслідками.

Перспективним, хоча в багатьох відношеннях і проблематичним, на сьогодні є біологічний методнейтралізації нафтопродуктів, що потрапили у воду. Він включає очистку за допомогою рослин, які засвоюють деякі забруднювачі, що містяться у воді, в тому числі і вуглеводні. Застосування цього методу принципово можливе для біологічної нейтралізації нафтовмісних, наприклад, баластних вод в акваторіях пор-тів. Другий напрям використання цього методу включає пошук, дослідження живих істот, здатних уловлювати і переробляти забруднювачі води, в першу чергу вуглеводні. В цьому плані найбільшою увагою біологів користуються молюски, і зокрема мідії. Третій напрям – пошук анаеробних бактерій, які в умовах річки або моря могли б швидко роз­множуватися на вуглеводнях, плаваючих у воді (і розчинених в ній), і переробляти їх у корисні або нейтральні для гідросфери речовини.

Авіаційний транспорт. Україна має 36 цивільних аеропортів з твердим покриттям, які рівномірно розташовані по всій території країни. До цієї галузі також належить парк гелікоптерів. На сьогодні рівень використання цього виду транспорту значно зменшився.

Вплив на довкілля. Повітряний транспорт має великий вплив на атмосферу Землі. Газотурбінні двигуни літаків працюють на авіакеросині, хімічний склад якого дещо відрізняється від автомобільного бензину та дизельного палива кращою якістю з меншим вмістом сірки та механічних домішок. Проте головна маса відпрацьованих газів вики­дається повітряними суднами безпосередньо у повітряному просторі на відносно великій висоті, при високій швидкості та турбулентному потоці, і лише невелика частка – у безпосередній близькості від аеропортів та населених пунктів. Основними компонентами, які забруднюють довкілля, є: окис вуглецю, неспалені вуглеводні, окиси азоту та сажа. На режимах холостого ходу та при русі по доріжках, при заході на посадку у відпрацьованих газах суттєво збільшується вміст окису вуглецю і вуглеводів, але при цьому зменшується кількість окису азоту.

Найбільш небезпечним є надходження цих речовин у стратосферу, що може бути однією з причин руйнування озонового шару.

Зменшення шкідливих викидів. Зменшення кількості шкідливих викидів може бути досягнуто при підвищенні економічності двигунів, а отже – зменшенні кількості відпрацьованих газів. Скорочення вит­рат палива, а від цього – і викидів токсичних речовин досягається також удосконаленням методів експлуатації літаків, а саме: підвищенням ступеня заповнення літаків корисним вантажем, зменшенням пробігу літаків на аеродромах під тягою власних двигунів за рахунок буксирування їх тягачами на злітну смугу, а також за рахунок розташування аеропортів на значній відстані від міст.