Воздействие на окружающую среду городского транспорта г. Волгограда

Введение



Актуальность. Современное развитие экономического и социального состояния городской инфраструктуры в России характеризуется увеличением постоянного населения и развития крупных городов, поглощающих близлежащие агломеративные образования и мелкие населенные пункты. В этих условиях в крупных городах увеличивается нагрузка на городской транспорт, инфраструктура которого проектировалась и разрабатывалась еще в период Советской России, и не предназначалась для столь массивной нагрузки современного времени. Эта проблема не появилась в одночасье, и с каждым годом она становится все более актуальной.

Увеличение количества личного автотранспорта с достаточно мощными техническими характеристиками, достаточно энергоемкого и топливозатратного, оказывает значительное влияние на состояние окружающей среды. Это выражается не только в увеличение объемов выхлопных газов и повышения концентрации вредных веществ, но и увеличения уровня шумового загрязнения, роста аварийности и стрессогенных факторов жизни и деятельности городского населения. В связи с этим, большое значение приобретает решение проблемы минимизации воздействия городского транспорта на окружающую среду. В государственном докладе «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2013 году» отмечено, что вклад автомобильного транспорта в выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух составляет около 50,0% в целом по Российской Федерации, при этом, в городах удельный вес вредных веществ, поступающих в атмосферный воздух от автотранспорта, доходит до 90,0% от валового объема всех выбросов. Так, на долю автотранспорта приходится: в Пензенской области – 77,0%, в Санкт-Петербурге – 71,0%, в Воронежской области – 77,0%, в Краснодарском крае – 78,0%, в Москве – 88,0%, в г. Белгороде свыше 90,0% от всего объема поллютантов, загрязняющих атмосферный воздух [8].

Таким образом, тема выбранной курсовой работы «Городской транспорт как фактор воздействия на окружающую среду» подтверждает свою актуальность.

Объект исследования – городской транспорт.

Эмпирический объект исследования – система городского транспорта г. Волгограда.

Предмет исследования – воздействие на окружающую среду городского транспорта г. Волгограда.

Цель исследования – изучить характер загрязнения атмосферного воздуха городским транспортом г. Волгограда.

Сформулированные цель, объект и предмет исследования приводят к необходимости последовательного решения ряда задач в рамках данной курсовой работы:

- определить классификацию и виды городского транспорта;

- определить особенности воздействия различных видов транспорта на компоненты окружающей среды;

- рассмотреть формы воздействия городского транспорта на окружающую среду;

- изучить приоритетные направления экологизации городского транспорта.

Методологическую основу работы составили методы системного анализа и синтеза, индукции и дедукции, труды отечественных ученых, посвященных мониторингу состояния и экологических показателей городской среды.

Научная новизна исследования состоит в попытке обобщения современных подходов к классификации городского транспорта по степени воздействия на окружающую среду.

Курсовая работа состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка и приложений. 




Глава 1. Транспорт как источник воздействия на окружающую среду



1.1 Классификация и функции видов транспортных средств



Во исполнение поручений Президента Российской Федерации, Правительством в настоящее время осуществляется реформирование системы государственного регулирования в сфере охраны окружающей среды. Концепцией долгосрочного социально-экономического развития на период до 2020 года, включающей раздел «Экологическая безопасность экономики и экология человека», предусмотрена необходимость совершенствования экологической политики в сфере охраны окружающей среды.

В настоящее время большинство населения крупных городов России проживает в неблагоприятных условиях, где одним из основных источников загрязнения атмосферного воздуха является автотранспортный комплекс, вклад которого в экологический ущерб достигает 62–80% [7]. Среди отраслей экономики Лим Т.Е. полагает также, что в России транспортный комплекс является крупнейшим загрязнителем окружающей среды [7, с.19].

На территории страны доля автотранспорта в суммарных выбросах загрязняющих веществ в атмосферный воздух, составляет от всех источников выбросов – 45%; от парниковых газов – 10%; в промышленных отходов – 2%; со сточными водами – 3%. Доля автотранспорта в шумовом воздействии на население составляет 85–95% [Павлова Е.И., 1998; Костарев С.В., 2001; Миляев В.Б. и др., 2006].

К особенностям автомобильного транспорта, влияющим на ухудшения санитарных условий проживания населения в крупных городах, относятся следующие:

1) высокие темпы роста числа автомобилей по сравнению с ростом количества стационарных источников транспорта, особенно следует отметить резкий прирост индивидуального автотранспорта, в основном, за счет ввоза автомобилей из других стран; 

2) пространственное расположение (автомобили распределяются по территории, занимая до 50% площадей города). В Санкт-Петербурге это более 27 млн. м2, что создает общий повышенный фон загрязнения;

3) непосредственная близость к жилым районам (автомобили заполняют все местные проезды, дворы жилой застройки, детские площадки, газоны);

4) более высокая токсичность загрязняющих веществ в выбросах автотранспорта по сравнению с выбросами стационарных источников;

5) технические сложности установки средств защиты от загрязнений на автомобильном транспорте;

6) низкое расположение источника загрязнения от земной поверхности (0,5–0,7 м), в результате чего, отработавшие газы автомобилей скапливаются в зоне дыхания людей и слабее рассеиваются ветром по сравнению с промышленными выбросами и выбросами от стационарных источников, которые, как правило, имеют дымовые и вентиляционные трубы на значительной высоте.

В рамках данного параграфа курсовой работы рассматриваются теоретико-методологические аспекты классификации транспортных средств среди вида городского транспорта, с целью проведения дальнейшей оценке воздействия их влияния на окружающую среду.

Анализ данных теоретических источников показал, что существует несколько типов и оснований для классификации транспортных средств.

Среди наиболее общей классификации городского транспорта можно выделить классификацию Е.В. Овечникова [9]:

- пассажирский (трамвай, троллейбус, автобус, метрополитен, глубокие вводы электрофицированных железных дорог, легковые автомобили, мотороллеры, мотоциклы, велосипеды);

- грузовой (грузовые автомобили, грузовые трамваи, грузовые троллейбусы, грузовые поезда метрополитена);

- специальный (санитарные, пожарные автомобили, автомобили для уборки улиц, автомобили техпомощи и пр.)

Черненко-Фролова Е.В. [14], проводя обширную классификацию городского транспорта, и выделяя его преимущества и недостатки в аспекте воздействия на экологию окружающей среды, делит транспорт на категории, представленные в таблице 1.

Таблица 1

Классификация видов городского транспорта по уровню воздействия на окружающую среду

Вид транспорта

Преимущества

Недостатки

Автобус (бензин/ дизель)

Сравнительно невысокие капитальные и эксплуатационные затртаты, не требует специальной инфраструктуры

Низкий уровень экологической безопасности, движется в общем потоке

Автобус (электродвигатель)

Низкий уровень воздействия на окружающую среду

Несовершенство электродвигателей и неразвитость инфраструктуры

Трамвай

Экологичность

Высокий уровень шума, движется в общем потоке

Троллейбус

Экологичность

Неповоротливость, движется в общем потоке

Метро

Комфорт, скорость и прогнозируемость времени, затраченного на дорогу

Дороговизна строительства и эксплуатации

Легкое метро, монорельс

Комфорт, скорость и прогнозируемость времени, затраченного на дорогу

Дороговизна строительства и эксплуатации

Городской ж/д транспорт

Скорость движения

Сложность увязки с другими видами транспорта, требуется большое количество земли

Наземные транспортные системы

Сравнительно невысокие капитальные и эксплуатационные расходы, экологичность, низкий уровень шума

Сложность увязки в существующий облик исторических центров

Источник: [14]



Также, из анализа трудов Яковлева В.Ф. [16], Порватова И.Н. и Кристального С.Р. [11] следует что все легковые транспортные средства в соответствии с ОН 025270-66 [10] делятся на пять типов по рабочему объему двигателя (таблица 2).

Таблица 2

Классификация транспортных средств – легковых автомобилей по ОН 025270-66

Первая цифра индекса легкового автомобиля

Класс легкового автомобиля

Рабочий объем двигателя, д (дм3)

1

Особо малый

до 1,2

2

Малый

от 1,3 до 1,8

3

Средний

от 1,9 до 3,5

4

Большой

свыше 3,5

5

Высший

рабочий объем не регламентируется

Источник: [10]



Аборина Л.Н. [1] и Хватов В.Ф. [13] параллельно приходят к выводам о том, что количество выделяемых в окружающую среду вредных веществ зависит от численности и структуры автомобильного парка, а также от технического состояния автомобилей и в первую очередь их двигателей. Только из-за отсутствия необходимой регулировки карбюратора бензинового двигателя внутреннего сгорания выброс оксида углерода может возрасти в 4-5 раз.

В Таблице 3 представлен вклад различных типов автотранспорта (легковой, грузовой, автобусы) в выбросы от автотранспорта в зависимости от вида используемого топлива (бензин, дизель).

Таблица 3

Вклад в выбросы загрязняющих веществ от автотранспорта по типу двигателя, %

Тип автотранспорта

Вид моторного топлива



Бензин

Дизельное топливо

Легковые автомобили

50,4

0,2

Грузовые автомобили

40,5

4,0

Автобусы

4,7

0,2

Источник: [7]



Волкова И.Ф. [2] определяет, что вредные выбросы автомобильного транспорта в атмосферный воздух связаны:

- с отработавшими газами автомобилей, содержащими токсичные загрязняющие вещества;

- со смесями отработанных газов с парами смазочного масла (картерные газы);

- с топливными испарениями, поступающими в атмосферный воздух из системы двигателя.

Зарубежные производители не используют классификацию по рабочему объему двигателя, они создают свой индекс или ограничиваются названием модели, например Kia Picanto, Toyota Camri и др. В трудах Яковлева В.Ф. [16], Порватова И.Н. и Кристального С.Р. [11], наряду с Российской классификацией, по рабочему объему двигателя, выделяют также западноевропейскую классификацию, согласно которой ЛА разделяют на классы по их габаритным размерам (таблица 4).

Таблица 4

Западноевропейская классификация легковых автомобилей

Обозначение класса

Класс легкового автомобиля

Примерная длина автомобиля

A

Особо малый

до 3500

B

Малый

от 3500 до 3900

C

Первый средний

от 3900 до 4300

D

Второй среднийредний

от 4300 до 4600

E

Большой

от 4600 до 4900

F

Высший

более 4900



Сегодня требования отраслевой нормали [10] не носят обязательного характера, но многие отечественные автозаводы придерживаются её при цифровой индексации моделей выпускаемых автомобилей, но на рынке есть автомобили, тип которых не классифицируется по рабочему объему двигателя, например, автомобили ВАЗ-1117, -1118 и -1119 в наши дни оснащаются двигателями рабочим объёмом 1,4 и 1,6 л., что не соответствует расшифровке номерного индекса.



1.2 Воздействия различных видов транспорта на компоненты окружающей среды



Как уже было определено в первом параграфе курсовой работы, Одним из основных источников загрязнения окружающей природной среды все в большей степени становится транспортный комплекс. Благодаря развитой транспортной сети стало возможным быстрое перемещение грузов и пассажиров в нужном направлении в самые отдаленные уголки планеты. Автомобильный транспорт сыграл огромную роль в формировании современного характера расселения людей и распространении дальнего туризма, в территориальной децентрализации промышленности и сферы обслуживания. Однако достижения и успехи в развитии транспортного комплекса сопровождается резким ухудшением экологической ситуации, а негативное влияние на окружающую природную среду и население оказывают все виды транспорта. К экологическим проблемам относят 6:

1) истощение природных ресурсов (полезные ископаемые: металлические руды, металлы, углеводородное сырье; пресные природные воды);

2) загрязнение атмосферного воздуха отработавшими газами, резиновой и асфальтной пылью;

3) загрязнение природных вод (мойка автотранспорта);

4) образование и необходимость утилизации отходов (аккумуляторы, электролит, авторезина, металлолом, пластмассы, бытовой мусор и другое);

5) шумовое загрязнение.

Вредные выбросы автомобильного транспорта в атмосферу связаны с:

1) картерными газами, т.е. смеси отработанных газов с парами смазочного масла;

2) топливными испарениями, поступающими в атмосферу из системы питания двигателя;

3) отработанными газами автомобилей, содержащими токсичные компоненты. Примерный перечень вещественного состава выбросов автотранспорта приведен на рисунке 1.



Рис.1. Перечень вещественного состава продуктов сгорания карбюраторных двигателей

Источник: [5]



Картерные газы представляют собой смесь газов (продуктов сгорания и несгоревших углеводородов), проникающих через неплотности поршневых колец (цилиндро-поршневую группу) из камеры сгорания в картер, и паров масла и топлива, находящихся в картере. Основными токсичными компонентами картерных газов являются углеводороды и пары бензина (для бензиновых двигателей).

Щербинина Е.В., Ренц А.И., Маршалкович [15] полагают, что именно автотранспорт вносит наибольший вклад (до 70…80%) в шумовое загрязнение в городах. Население большинства мегаполисов (не менее чем 60 %) живет в условиях постоянного акустического загрязнения, параметры которого существенно превышают допустимые нормы. В мегаполисах уровень шума регистрируется в пределах от 65 до 80 дБА (а иногда достигает 90 и более дБА).

На основе анализа А.Н. Голицына [3], можно выделить три уровня воздействия автотранспорта на окружающую среду и население:

1) региональный уровень – влияние автотранспортных потоков непосредственно на уровне регионов, областей и агломераций;

2) территориальный уровень – негативное влияние от загрязнения, формируемого автотранспортом, в конкретном городе или населенном пункте;

3) локальный уровень – непосредственное влияние автотранспортных потоков в зоне проживания населения.

Потапов А.И. Хватов В.Ф., Цыплакова Е.Г., Николаев С.Н., Журкович В.В., Волкодаева М.В., Потапов И.А., Денисов В.Н. полагают, что этот уровень включает в себя как улицы, непосредственно проходящие вдоль жилых зданий, так и внутриквартальные проезды и дворовые территории. 12

Горбунов В.В. выделяет отрицательные последствия развития автомобильного транспорта на окружающую среду проявляются по следующим основным направлениям 4:

1) загрязнение окружающей среды токсичными выбросами автотранспортных средств, включая атмосферный воздух, литосферу и гидросферу Земли;

2) транспортный шум и вибрация, уровень которых непрерывно возрастает, и прежде всего – в больших городах и районах массового автомобильного движения, где транспортный шум является источником постоянного звукового дискомфорта для большинства населения;

3) отторжение значительных участков земли для строительства автомобильных дорог и сооружения объектов транспортной инфраструктуры в целом;

4) накопление отходов и мусора, образующихся в связи с производством, технической эксплуатацией и ремонтом автотранспортных средств, строительством, ремонтом и содержанием автомобильных дорог;

5) рост числа дорожно-транспортных происшествий (ДТП), влекущий за собой гибель и ранения людей, а также прямые и косвенные материальные потери из-за повреждения и уничтожения автотранспортных средств, грузов и дорожно-транспортных сооружений. Дополнительный риск возникает от ДТП при перевозке опасных грузов (химических и радиоактивных веществ) вследствие их большой токсичности для окружающей среды и здоровья людей;

6) потребление значительного количества природного сырья и материалов, и прежде всего – невозобновляемых и дефицитных энергоносителей, таких, например, как нефть.

Среди различных направлений негативного влияния автомобильного транспорта на окружающую среду наиболее важным, по общему признанию, является загрязнение атмосферы вредными выбросами автотранспортных средств. Атмосферный воздух не только является обязательным условием жизни на Земле, но и стал важнейшим природным ресурсом, хозяйственное потребление которого непрерывно увеличивается во всем мире. Поэтому загрязнение атмосферы и изменение ее газового состава могут представлять необратимые потери для человеческого общества в будущем.

Для снижения негативного влияния автотранспорта необходима разработка мероприятий на всех рассматриваемых уровнях воздействия. Территориальный и локальный уровни наиболее значимы, так как вредные выбросы автотранспортных средств концентрируются в приземном слое атмосферы (до 2 м), в зоне наиболее плотного демографического обитания, и представляют особую опасность для здоровья людей. Население проводит большую часть времени (от 50-60% времени для работающего и до 80- 90% для неработающего (дети, пенсионеры, пр.) населения) под воздействием негативных факторов, образующихся от автотранспортных потоков, которые необходимо рассматривать на территориальном и локальном уровнях.




Список использованных источников



Аборина Л.Н. О снижении токсичности выхлопа автомобильного транспорта / Аборина Л.Н. // Материалы Х съезда гигиенистов и санитарных врачей. – М., 2007. – С. 889–890.

Апробация системы биохимических и иммунологических показателей состояния здоровья населения у обследованных жителей Москвы, подвергающихся воздействию загрязнений атмосферного воздуха / Л.В. Хрипач, С.М. Новиков, И.Е. Зыкова, В.Н. Федосеева, Е.В. Железняк, Т.Д. Князева, З.И. Коганова, 225 А.К. Маковецкая, И.Ф. Волкова, С.А. Скворцов, И.В. Воинова, Т.Л. Ревазова, Н.В. Солнцева, О.В. Миславский // Гигиена и санитария. – 2012. – №5. – С. 30–34.

Голицын А.Н. Промышленная экология и мониторинг загрязнения природной среды. – М.: Изд.Оникс, 2010.- 336 с.

Горбунов В.В., Патрахальцев Н.Н. Токсичность двигателей внутреннего сгорания. ? М. Изд. РУДН, 1998 г.- 214 с.

Денисов В.Н., Рогалев В.А. Проблемы экологизации автомобильного транспорта. ? СПб.: МАНЭБ, 2004.-312 с.

Кондратьев А.А., Волкодаева М.В., Цыплакова Е.Г., Потапов А.И., Хватов В.Ф. Методы прогнозирования загрязнения воздуха стационарными и нестационарными энергетическими источниками в городах. Неразрушающий контроль и диагностика окружающей среды, материалов и промышленных изделий: Межвузов. сб. вып. 20. – СПб.: Изд-во СЗТУ, 2010, с. 28-44

Лим Т.Е. Научно-методические основы гигиенической оценки влияния объездных и транзитных автомобильных дорог на окружующую среду и здоровье: диссертация ... доктора медицинских наук: 14.02.01 / Лим Татьяна Евгеньевна;[Место защиты: Северо-Западный государственный медицинский университет имени И.И. Мечникова].Санкт-Петербург, 2014.277 с.

О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2013 году / Государственный доклад // М.: Министерство природных ресурсов и экологии РФ, 2014. – 463 с.

Овечников Е.В., Фишельсон М.С. Городской транспорт. Учебник для вузов. – М., «Высшая школа», 1976. – 352 с.

Отраслевая нормаль ОН 025 270-66 «Классификация и система обозначения автомобильного подвижного состава, а также его агрегатов и узлов, выпускаемых специализированными предприятиями»

Порватов И.Н., Кристальный С.Р. Классификация и маркировка автомобилей, методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Основы конструкции автомобилей» // МАДИ – М. 50 с.

Потапов А.И. Хватов В.Ф., Цыплакова Е.Г., Николаев С.Н., Журкович В.В., Волкодаева М.В., Потапов И.А., Денисов В.Н. Пути решения экологических проблем автотранспорта. – СПб.: Гуманистика, 2006.- 650 с.

Хватов В.Ф. Методы и приборы контроля вредных выбросов автомобилей в составе передвижной диагностической лаборатории / В.Ф. Хватов, А.И. Потапов // Серия «Биотехнология, экология, защита окружающей среды, охрана труда». Ленингр. Дом науч.-техн. пропаганды. – Л. : ЛДНТП, 1990. – 25 с.

Черненко-Фролова Е.В. Формирование и развитие рынка транспортных услуг городского пассажирского транспорта российской федерации // Электронное научное издание «Ученые заметки ТОГУ» 2013, Том 4, № 4, С. 214 – 220.

Щербина Е.В. Оценка влияния автотранспортных потоков на шумовой режим городской среды: учебное пособие / Е.В. Щербина, А.И. Ренц, А.С. Маршалкович; М-во образования и науки Росс. Федерации, ФГБОУ ВПО «Моск. гос. строит. ун-т». – Москва : МГСУ, 2013. – 72 с.

Яковлев В.Ф. Учебник по устройству легкового автомобиля// Москва «Третий рим» 2008 г. – 78 с.

3.......................