Экологическая безопасность автомобиля

Экологическая безопасность - свойство транспортного средства, снижающее степень его отрицательного влияния на окружающую среду (ОС). По определению это свойство в отличие от других свойств, связанных в той или иной степени с ДТП, определено самим существованием и работой транспортного средства и проявляется на протяжении всего срока его службы.

Под вредным воздействием автотранспортных средств на окружающую среду понимается негативное изменение в результате попадания в атмосферный воздух, воду, почву токсичных компонентов отработавших газов (ОГ), продуктов изнашивания деталей, дорожного полотна, отходов производственно-эксплуатационной деятельности, образующегося при движении, в процессе погрузочно-разгрузочных работ, заправках, мойке, хранении, техническом обслуживании и ремонте автомобилей.

Под экологической безопасностью понимается такое воздействие АТС и его подсистем на окружающую среду, население и обслуживающий персонал, которое находится в пределах официально установленных допустимых норм.

Основными причинами сложной экологической обстановки в городах, связанной с эксплуатацией автотранспорта, являются:

  • -отсутствие надлежащего контроля на предприятиях за соблюдением государственных стандартов по токсичности и дымности отработавших газов транспортных средств;
  • -выпуск этилированных автомобильных бензинов, не позволяющих исключить выбросы соединений свинца и использовать каталитические нейтрализаторы;
  • -слабый контроль за качеством используемого топлива;
  • -недостаточное внимание, уделяемое переводу автотранспорта на менее токсичные виды топлив;
  • -въезд на территорию городов большегрузного транспорта;
  • -отсутствие достаточной нормативной базы, низкий эффект экономического механизма управления охраной окружающей среды на транспорте.

Основными видами воздействия АТС на окружающую среду являются: использование природных ресурсов; выбросы тепла, парниковых газов и озоноразрушающих веществ; загрязнение воздушного бассейна; акустическое загрязнение (шумы); вибрации; воздействие электромагнитного излучения; загрязнения земельного отвода автодорог; производственные отходы.

Для ограничения вредных выбросов в окружающую среду введены предельно допустимые количества загрязняющих веществ, выделяемых конкретными источниками в окружающую среду. Для атмосферы - это предельно допустимые выбросы (ПДВ), для водоемов - предельно допустимые стоки (ПДС).

Нормирование выбросов загрязняющих веществ с отработавшими газами двигателей и частиц износа шин и тормозных накладок можно разделить на косвенное и непосредственное.

Косвенное нормирование заключается в установлении предельно допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ (ВВ) в воздухе рабочей зоны, в воздухе населенных мест, в топливе или предельных значений оптической плотности ОГ с видимыми загрязнителями.

Непосредственное нормирование заключается в установлении ПДК вредных веществ в выбросах автомобилей по типам двигателей и категориям транспортных средств (ТС). Правилами № 40 и 47 ЕЭК ООН установлены нормы вредных веществ, выделяемых двигателями мотоциклов и мопедов.

Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны установлены государственными стандартами, строительными нормами и правилами, санитарными нормами. Использование этих норм в оценке экологической безопасности имеет свои особенности.

Работа системы зажигания автомобильного двигателя вызывает радио- и телепомехи. Чем выше напряжение в системе, тем больше сферы влияния помех. Борьба с помехами ведется постоянно. Затрачено немало средств, однако полностью погасить помехи не удается.

Электромагнитные поля с высокой плотностью энергии могут оказывать вредное воздействие непосредственно на организм человека. Для рабочих мест и мест возможного нахождения персонала, связанного профессионально с воздействием полей (кроме случаев облучения от вращающихся и сканирующих антенн), предельно допустимая плотность потока энергии электромагнитных полей в диапазоне частот 300 МГц - 330 ГГц определяется временем пребывания в зоне облучения.

Помимо непосредственного воздействия на человека, электромагнитные излучения (ЭМИ) ухудшают качество радио- и телепередач. В этом случае их рассматривают как радиопомехи.

Автотранспортные средства должны удовлетворительно функционировать в электромагнитной среде и не создавать электромагнитных помех для любого объекта, находящегося в этой среде. Самым мощным источником электромагнитных излучений в автомобиле является система зажигания.

Основные методы снижения уровня ЭМИ на стадии проектирования и изготовления автомобилей - повышение экранирующей способности кузова автомобиля и применение помехоподавляющих устройств в системе зажигания.

Однако конструктивные методы снижения мощности излучений автомобилей не исчерпывают всех возможностей борьбы за ограничение уровней электромагнитных загрязнений среды. Исследования, основанные на подходе к транспортному потоку как источнику электромагнитного загрязнения среды, позволили начать разработку практических рекомендаций по ограничению уровней ЭМИ методами организации дорожного движения.

Мониторингом окружающей среды называют регулярные, выполняемые по заданной программе наблюдения природных сред, природных ресурсов, растительного и животного мира, позволяющие выделить их состояния и происходящие в них процессы под влиянием антропогенной деятельности.

Под экологическим мониторингом следует понимать информационную систему наблюдений, оценки и прогноз изменений в состоянии окружающей среды, созданную с целью выделения антропогенной составляющей этих изменений на фоне природных процессов.

Различают несколько видов мониторинга. По территориальному признаку выделяют локальный, региональный и глобальный (биосферный) мониторинги; по используемым методам - наземный, авиационный и космический; по методам исследований - химический, биологический, физический и другие.

Локальный мониторинг обычно ведут применительно к отдельным объектам (например, лесным, водным, горным), которые чаще всего подвержены интенсивным антропогенным воздействиям.

Региональный мониторинг - слежение за процессами и явлениями в пределах значительного по площади района, который обычно отличается от соседних по природным условиям.

Глобальный мониторинг окружающей среды и ресурсов призван решать общечеловеческие экологические проблемы в рамках всей Земли, такие как глобальное потепление климата, проблема сохранения озонового слоя, прогноз землетрясений, сохранение лесов, глобальное опустынивание и эрозия почв, наводнения, запасы пищевых и энергетических ресурсов и др.

Для проведения мониторинга ОС во многих государствах существуют национальные системы мониторинга.

Основные задачи национальной системы мониторинга:

-контроль уровня загрязнений, распределения загрязняющих веществ во времени, пространстве и различных средах, выявление источников выбросов;

-обеспечение заинтересованных организаций систематической и экстренной информацией об изменении уровней загрязнения, а также прогнозами и предупреждениями о возможных изменениях этих уровней.

Службы, входящие в национальную систему мониторинга, включают три уровня:

  • -станции и посты наблюдений;
  • -территориальные и региональные центры, где обобщают и анализируют информацию и дают оценку состояния ОС на территории, относящейся к этим центрам;
  • -головные организации, где разрабатывают прогнозы и определяют состояние ОС в общегосударственном масштабе.

В национальной системе мониторинга выделяют несколько подсистем (рис. 10.5).

Схема национальной системы мониторинга

Рис. 10.5. Схема национальной системы мониторинга

Для оценки состояния окружающей среды установлены критерии допустимых воздействий.

Предельно допустимой экологической нагрузкой (ПДЭН) или предельно допустимой техногенной нагрузкой (ПДТН) называют такую нагрузку на ОС, которая не ухудшает ее качества. Высокое качество ОС означает:

  • -возможность устойчивого существования и развития экосистемы в данном месте;
  • -отсутствие в настоящем и будущем неблагоприятных последствий у любой популяции, которая находится в данном месте.

Количественной мерой допустимого воздействия на человека разных типов загрязнений (химических, радиационных, шумовых и т.д.) являются экологические нормативы, такие как предельно допустимые концентрации (ПДК), предельно допустимые дозы (ПДД), предельно допустимые уровни (ПДУ).

Должным образом организуя процесс движения, жестко квотируя интенсивность АТС на экологически небезопасных участках городских магистралей и контролируя число автомобилей на коммерческих маршрутах, можно создать транспортную систему, максимально сочетающую высокую эффективность автотранспорта с минимальным воздействием на окружающую среду.

Выявление неблагоприятных участков городских магистралей осуществляется предварительным анализом данных мониторинга окружающей среды о санитарно-гигиеническом состоянии воздушного бассейна городской территории за отдельные периоды.

Расчет допустимой концентрации токсичных веществ, выбрасываемых с ОГ автомобилей, проводится с учетом концентрации вредных веществ от стационарных источников:

Стр = пдксо - Сст, (10.40)

где ПДКсо - предельно допустимая концентрация СО в воздухе, мг/м3; Сст -концентрация ВВ (приведенная к СО) от стационарных источников, расположенных вдоль магистрали, мг/м3.

Далее определяется допустимая интенсивность вредных выбросов автомобильного транспорта. Расчет проводится по формуле, учитывающей закономерности формирования и рассеивания в воздухе вредных веществ ОГ от потока автомобилей как линейного источника выбросов,

3,6Сто(иА)

^““DyZCl-A,,)’ (10'41)

где и и у - скорость и коэффициент стабильности ветрового потока; А -коэффициент плотности застройки; D - коэффициент этажности; Z - параметр

удаленности края тротуара от середины полос смешанного движения по магистрали; А3.н - доля снижения зелеными насаждениями уровня загазованности.

Далее проводим расчет допустимой интенсивности движения общественного транспорта (маршрутных такси и автобусов):

0,5(доп - qJ^Nn)

= к^доп Чи . . (10.42)

<7м

0,5(@доп - (7иМи) - чЖ

Na = к^доп Чи т и/ Ча_^_ , (10.43)

<7м

где qn, qM, qa - удельные выбросы ВВ, приведенные к СО, усл. кг/км, соответственно индивидуального транспорта, маршрутных такси, автобусов; ку - коэффициент, учитывающий относительное число транзитного индивидуального транспорта на участке магистрали; NH - допустимая интенсивность соответствующих ТС.

Определив интенсивность движения общественного транспорта, проверяем, при необходимости, пропускную возможность магистрали и корректируем интенсивность движения массового общественного транспорта по фактическим пассажиропотокам следующими уравнениями

  • 0,7N„ + NM + N? + < < ^ Wi=1.2...„ ;
  • (W„-0,7W„)n„ + (WM NajClal, (10.45)

где і = 1,2...я - число полос движения в одну сторону; QM, Qa, QH - число мест для пассажиров соответственно в маршрутном такси, автобусе и индивидуальном транспорте; j - соответствующая модель автобуса.

Число автобусов и маршрутных такси в движении на экологически небезопасном участке магистрали в дневное время определяем по формуле

NL

о>д.в = — , (10.46)

где N - интенсивность движения соответствующего вида транспорта, полученная расчетом по требованиям экологической безопасности, авт./ч; L -длина экологически небезопасного участка магистрали, км; v3 -эксплуатационная скорость транспортного потока на экологически небезопасном участке магистрали, км/ч [11].

Одним из наиболее масштабных мероприятий по переходу на улучшенные виды топлива явилось запрещение использования этилированного бензина. Кроме токсичности добавки - тетраэтилсвинца, использование этилированного бензина быстро выводит из строя каталитические нейтрализаторы ОГ из-за обволакивания свинцом поверхности катализатора.

Альтернативные заменители бензина и дизельного топлива могут быть естественного и искусственного происхождения. Применительно к автотранспорту известны следующие виды альтернативных топлив: газ сжиженный нефтяной (ГСН) и газ сжатый природный (ГСП); диметиловый эфир; синтетический бензин; биодизельное топливо; аквазин; водородное топливо.

Традиционные пути борьбы с вредными выбросами - повышение экологической безопасности субъектов транспортного производства, совершенствование технологического процесса перевозок, снижение эксплуатационных причин возникновения неустановившихся режимов энергетических установок.

Для защиты окружающей среды в металлургической и химической промышленностях применяются стационарные фильтры и пылеуловители. Суть процесса очистки заключается в перемещении загрязненного пылегазового потока через стационарные устройства с адсорбирующими, фильтрующими, разделяющими и разлагающими вредные выбросы элементами.

Для применения промышленных способов очистки атмосферного воздуха в условиях городских автомагистралей разработана технология активного воздействия на вредные выбросы транспортных потоков. Наиболее эффективны для применения в условиях примагистральных зон на открытом воздухе мобильные устройства, использующие в качестве источника энергии для осуществления процесса очистки электрический ток, например: реакторы с УФ-излучателем для нейтрализации токсичных газов, электрофильтры для улавливания частиц 10-0,1 мкм и менее. Указанные устройства предложено монтировать на ТС, которые, двигаясь в составе транспортного потока (обеспечивается относительное перемещение загрязненного воздуха через рабочие элементы устройств), будут осуществлять активную очистку воздуха магистрали от пыли и токсичных газов.

Выводы

  • 1. Ярким примером неблагоприятного влияния развития производства на окружающую среду может служить автомобилизация. Автомобили оказывают вредное воздействие на природу и человека, так как в отработанных продуктах содержатся опасные для здоровья и окружающей среды компоненты, при движении автомобилей возникает шум.
  • 2. Автомобильные дороги и их инфраструктура отняли у человечества свыше 50 миллионов гектаров земли (такова суммарная территория таких стран, как ФРГ и Великобритания). Кроме того, дороги с интенсивным движением создают “разделяющий эффект”, затрудняя связи между объектами и участками живой природы, расположенными по разные стороны дороги. Дорожное строительство нарушает экологическое равновесие в природе вследствие изменения существующего ландшафта; усиления водной и ветровой эрозии; развития геодинамических процессов, например оползней и обвалов; загрязнения окружающей местности, поверхностных и грунтовых вод материалами и веществами, применяемыми при эксплуатации автомобилей и дороги; неблагоприятного воздействия на существующий растительный и животный мир.
  • 3. Источником загрязнения и истощения окружающей среды стала как сама трасса, так и ее инженерные сооружения, объекты обслуживания, особенно места хранения нефтепродуктов, автозаправочные станции, станции технического обслуживания, мойки и т.п.
  • 4. При широком использовании автомобилей все возрастающее количество людей посещает ранее недоступные для них природные комплексы, что приводит к загрязнению отходами территорий, прилегающих к автомобильным дорогам, и других мест.
  • 5. В отдельных городах и их агломерациях под воздействием автомобильного транспорта и других источников загрязнения образовались предельные экологические состояния, что препятствует устойчивому развитию и требует кардинальных решений по улучшению коммуникационной инфраструктуры.

Контрольные вопросы

  • 1. Какими веществами загрязняет автомобиль атмосферный воздух?
  • 2. Какие системы и их составные части являются источником внешнего шума в работающем автомобиле?
  • 3. Какие устройства применяются на промышленных предприятиях для защиты окружающей среды?
  • 4. Какие задачи выполняет национальная система мониторинга ОС?
  • 5. Для чего введены предельно допустимые количества загрязняющих веществ, выделяемых конкретными источниками в ОС?
  • 6. Каким образом можно снизить вредное воздействие автомобилей на ОС?

Дополнительная литература к главе 10

Постановление Правительства РФ от 03.10.2013 г. № 864 «О федеральной целевой программе «Повышение безопасности дорожного движения в 2013 - 2020 годах». http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_l 52847/(04.04.2017).

Приказ от 10.12.2007 г. № 3453 Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии (ГОССТАНДАРТ) «Об утверждении изменения № 1 «Правил по проведению работ в Системе сертификации механических транспортных средств и прицепов». http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_73908/(04.04.2017).

Технический регламент Таможенного союза от 9.12.2011 г. № 018 (ТР ТС 018/2011) «О безопасности колесных транспортных средств». http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_125114/(04.04.2017).

Федеральный закон от 03.07.2016 г. № 296-ФЗ «О внесении изменений в Федеральный закон «О безопасности дорожного движения» и статью 4 Федерального закона «О стандартизации в Российской Федерации».

http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_200648/(04.04.2017).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >