Забруднення грунту вихлопними газами автотранспорту

   Шум також є різновидністю несприятливого впливу автомобільного транспорту на навколишнє середовище. При русі автомобіля він виникає в результаті роботи його агрегатів і взаємодії шин з поверхнею дороги.

1.3 ВИХЛОПНІ ГАЗИ

Вихлопний газ (газ, що виходить із вихлопних труб механічного транспортного засобу) — відпрацьоване в тепловому двигуні робоче тіло. Є продуктами окислення і неповного згоряння вуглеводневого чи інших видів палива. Вихлопні гази містять певну кількість (в залежності від палива, типу двигуна та його технічного стану) токсичних і шкідливих компонентів. Викиди вихлопних газів — основна причина перевищення гранично допустимих концентрацій токсичних речовин і канцерогенів в атмосфері великих міст, утворення смогів, які є частою причиною отруєння у замкненому просторі.

Кількість забруднюючих речовин, що виділяються  в атмосферу із вихлопними газами, визначається складом і об'ємами  їх викидів.

1.  ГЕОХІМІЧНЕ ЗАБРУДНЕННЯ ГРУНТІВ

   Ґрунт - система більш стійка, ніж повітря чи вода, і здатний протидіяти забрудненню. Але ґрунт довше, ніж вода і повітря, залишається в забрудненому стані. Для ґрунтів характерне механічне, хімічне і біологічне забруднення. Основою для оцінки рівня забруднення ґрунтів є фонова концентрація речовини в ґрунтах регіону – геохімічний фон. Геохімічний фон – це середній вміст хімічного елемента в ґрунтах за даними вивчення статистичних параметрів регіону. Це регіональна чи місцева характеристика ґрунтів та гірських порід. Ділянка в межах якої статистичні параметри розподілу хімічного елемента відрізняються від геохімічного фону. називається геохімічна аномалія. Геохімічна аномалія в межах якої забруднення сягає концентрації, яка негативно впливає на здоров’я людини, називається зоною забруднення. Рівень забруднення характеризується величиною коефіцієнта концентрації (Кс): Кс =Сі / Сф , де Сі – концентрація забруднюючої речовини в ґрунті, мг/кг; Сф – фонова концентрація забруднюючої речовини, мг/кг. Забруднення, як правило, поліелементне і для його оцінки розраховують сумарний показник забруднення. Сумарний показник забруднення (Zc) – це адитивна сума перевищень коефіцієнтів концентрацій над фоновим рівнем: , де Кс – коефіцієнт концентрації забруднюючого елемента; n – число елементів з Кс>1. Рівні небезпечності забруднення ґрунту: · допустимий – Zc £ 16; · помірно небезпечний – Zc =16-32; · небезпечний – Zc =32-128; · дуже небезпечний – Zc >128. Для збереження і охорони ґрунтів здійснюють різноманітні заходи. Основні з них: 1) збереження ґрунтового шару при інженерно-будівельній діяльності; 2) меліорація забруднених ґрунтів. Полягає у промиванні ґрунту в результаті якого катіони вимиваються або переходять у малорозчинну форму. Також, можна перемішувати забрудненні ґрунти з незабрудненими, здійснювати мікробіологічну очистку, вапнувати, використовувати сорбенти; 3) рекультивація порушених земель – комплекс робіт, які направлені на відновлення їх продуктивності. Ерозія ґрунту (від лат. erosio – роз’їдання) – це різноманітні процеси руйнування ґрунту і переміщення продуктів руйнування водою і вітром. Ерозійні процеси поділяють на геологічні (природні), які протікають повільно, і руйнівні, що виникають внаслідок антропогенної діяльності і протікають швидко. Ерозію, в залежності від факторів, які її зумовлюють, поділяють на водну і вітрову. Водна ерозія – це змивання ґрунту поверхневими водами (дощовими чи талими). Водна ерозія буває двох видів: · поверхнева, при якій змивається верхній родючий горизонт ґрунту на значній території; · глибока, проявляється на крутих схилах і зумовлює утворення ярів. Водну ерозію зменшують рослинність (коренева система рослин закріплює ґрунт), структурність ґрунту (пухкий ґрунт швидко вбирає воду і не утворюється поверхневий стік), мала експозиція схилу (на більших схилах інтенсивніше відбувається ерозія). Водну ерозію підсилює вирубування лісів, знищення трав’яного покриву, розорювання схилів, велика кількість опадів, не глибока оранка, не правильна меліорація. Вітрова ерозія (дефляція) - це здування верхнього шару ґрунту. Особливо руйнівні пилові бурі. Вітрова ерозія поширена в степовій, пустельно-степовій і пустельній зонах. Вітрову ерозію підсилює розорювання піщаних і супіщаних ґрунтів, вирощування на одній території протягом декількох років одних і тих самих, культур, не правильна меліорація. Ерозія ґрунту – процес не зворотній, все що винесено з ґрунту водою чи вітром, назавжди втрачено для землеробства. В цілому слід сказати, що для створення шару ґрунту товщиною 18 см природі потрібно від 1400 до 7000 років, так як ґрунтоутворення відбувається із швидкістю 0,5-2 см в 100 років. Ерозія може зруйнувати цей шар ґрунту за 20-30 років, а іноді достатньо однієї зливи чи пилової бурі. В залежності від прояву ерозії ґрунти поділяють на дуже еродовані, середньоеродовані, еродовані. Боротьба з ерозією ґрунту – дуже важливий процес. Вона повинна бути спрямована на ліквідацію причин ерозії та ліквідацію її наслідків. Для боротьби з ерозією здійснюють такі заходи: 1) впроваджують сівозміну; 2) здійснюють глибоку оранку; 3) на схилах здійснюють оранку і посіви впоперек схилу; 4) насаджують дерева і чагарники на берегах водойм, по краям ярів; 5) будують гідротехнічні споруди; 6) створюють захисні лісонасадження; 7) закріплюють піски. Охорона ґрунтів. Для охорони ґрунтів необхідно здійснювати такі заходи: 1) оцінювати ґрунти та раціонально їх використовувати; 2) обмежувати використання мінеральних добрив; 3) впроваджувати сівозміну; 4) проводити боротьбу з ерозією; 5) покращувати властивостей ґрунтів, підвищувати їх врожайність; 6) здійснювати меліоративні заходи; 7) контролювати вміст забруднень; 8) здійснювати моніторинг ґрунтів; 9) проводити рекультивацію порушених земель. Таким чином, проблема охорони ґрунтів набула надзвичайної гостроти. З метою охорони ґрунтів потрібно раціонально використовувати ґрунти, контролювати вміст забруднень, покращувати властивості ґрунтів і відновлювати ґрунтовий покрив. Однак, сучасний рівень господарювання не дає змоги ефективно і радикально вирішити проблему збереження ґрунтів. 
 

2.3 ШЛЯХИ ЗНИЖЕННЯ ВИКИДІВ АВТОТРАНСПОРТУ В АТМОСФЕРУ

Автомобiльний транспорт як в  містах, так i за їх межами, забруднює, головним чином, атмосферу. Забруднення йде по трьох каналах:

1) відпрацьованими газами, що виходять  через вихлопну трубу;

2) картерними газами;

З) вуглеводнями внаслiдок випаровування палива iз бака, карбюратора та трубопроводiв.

У складi вiдпрацьованих газiв автомобiля найбiльшу питому вагу по об’єму мають  оксиди вуглецю (0,5—10%), оксиди азоту (до 0,8%), незгорiлi вуглеводнi (0,2—3,0%), альдегiди (до 0,2%) та сажа. В абсолютних величинах на 1000 лiтрiв палива карбюраторний двигун викидає з вихлопними та картерними газами: 200 кг оксидiв вуглецю, 25 кг вуглеводнiв, 20 кг оксидiв азоту, 1 кг сажi та 1 кг сiрчаних сполук.

Для кожного типу двигуна (карбюраторного або дизельного) при рiвних умовах кiлькiсть забруднюючих речовин, що викидаються в атмосферу, пропорцiйна витратi палива. Тому економiя палива одночасно по сутi означає скорочення викидiв токсичних речовин.

Загальна витрата палива автомобiля знаходиться в прямiй залежностi вiд ступеня його використання. Особливо вiдчутна така залежнiсть для парку вантажних автомобiлiв. Скорочення дорожнього пробiгу та бiльш повне використання вантажопiдйомностi кожного автомобiля суттєво знижують витрату палива. Так, пiдвищення на 10% коефiцiєнта використання пробiгу дозволяє зекономити 6,5—7% палива, а пiдвищення на таку ж величину коефiцiєнта використання вантажопiдйомностi на 7—8%. Однак найбiльш суттєвий вплив на скорочення витрати палива має конструкцiя автомобiлiв [71].

Збiг економiчної та екологiчної складових проблеми змусив конструкторiв сучасних автомобiлiв якомога прискiпливiше пiдiйти до вирiшення будь-яких питань, що хоча б найменшою мiрою торкаються витрати палива. Наприклад, маса автомобiля завжди була пiд увагою конструктора, але вона визначалась, головним чином, параметрами мiцностi, надiйностi, довговiчностi. Сьогоднi величина маси визначається й потребами зниження витрати палива. Безпосереднiй вплив маси на витрату пального вiдчувається особливо сильно на режимах розгону та сповiльнення. Основний напрямок тут — замiна сталi та чавуну легкими алюмiнiєвими сплавами, пластмасами, а також використання штампування замiсть лиття. Так, на рядi машин з легких сплавiв вiдлито не тiльки блоки цилiндрiв картери коробок передач, але й виготовлено колеса, капоти, кришки багажникiв, бампери тощо. А у експериментальної моделi автомобiля фiрми “Мерседес-Бенц”, поряд з вказаним, з легких сплавiв виконано також i дверi. Новiтня однолистова ресора масою 2 кг iз карбоволокна замiняє сталеву, що важить 12,7 кг.

У згаданих аспектах важливе значення має i аеродинаміка автомобiля. Якщо ранiше форма кузова легкових автомобiлiв визначалась, перш за все, потребами комфорту та естетики, то тепер вона диктується необхiднiстю зниження опору повiтря при русi, особливо на великих швидкостях, коли значно пiдвищується витрата палива. Вимоги аеродинамiки особливо важливi для вантажних автомобiлiв та автопоїздiв [71].

Вважають, що сумарна витрата енергiї (палива) на подолання опору пiд час руху автомобiля становить приблизно 7% всiєї енергiї, яку витрачає автотранспорт. Задача покращення аеродинамiчного стану рухомого складу полягає, насамперед, у зменшеннi лобового опору повiтря, а також у зниженнi до можливого мiнiмуму турбулентностi повiтряного потоку (завихрення).

Основними шляхами зниження опору  повiтря є эменшення площi поперечного  перерiзу автомобiля (проекцiї на вертикальну  площину). застосування обтiчних форм iз заокругленням кутiв на кузовi, встановлення спецiальних обтiчникiв та екранiв на автопоїздах з напiвпричепами, використання вертикальних i горизонтальних панелей (дефлекторiв), що закривають щілини мiж тягачем i напiвпричепом та знижують ступiнь завихрення повiтря. Роботи, виконанi в багатьох країнах, дозволяють вважати, що зниження опору повiтря на 10% дає 4—5% економiї палива, а в цiлому покращення аеродинамiчного стану може забезпечити эменшення витрати палива до 15%.

Економiчнiсть автомобiлiв пiдвищують i iншими методами. Наприклад, для зниження опору кочення колеса використовують покришки з радiальним розмiщенням корду, встановлюють мiкро-ЕОМ для вибору оптимального режиму роботи двигуна залежно вiд умов, використовують системи вимкнення з роботи ряду цилiндрів двигуна у випадку, коли від нього не потребується великої потужностi тощо.

Першочергове значення для эменшення  забруднення атмосфери машинами має технiчний стан автомобiльного й  автобусного паркiв. Повнiстю справний автомобiль витрачає менше палива i вже цим сприяє зниженню рiвня забруднення повiтря. Але головна увага має бути направлена на справнiсть паливної апаратури та системи запалювання.

Вивченням i практикою експлуатацiї, наприклад, встановлено, що одна непрацююча свiча в двигунi пiдвищує витрату  палива на 10—15%, зниження температури  охолоджувальної рiдини до 35—400С  на 10— 12%, несправний регулятор випередження запалювання на 6—10%, наявнiсть нагару в камерах згоряння на 7—8%. Несправнiсть  однiєї форсунки в дизельному двигунi пiдвищує витрату палива на 22—28% [71].

У бензинових двигунах особливо ретельно повинно проводитись регулювання  карбюратора i, загалом, холостого ходу. В умовах вуличного руху двигун автомобiля працює 30% часу на холостому ходi, 30—40% — з постiйним навантаженням, 20—25% — в режимi розгону та 10—15% — в режимi гальмування. При цьому, в середньому, на холостому ходi автомобiль викидає 5—7% оксиду вуглецю до об’єму всього викиду, а в процесi руху з постiйним навантаженням тiльки 1—2,5%. При неправильно вiдрегульованому карбюраторi викид оксиду вуглецю на холостому ходi пiдвищується до 15%, а iнодi i бiльше. Одночасно на цьому режимі збiльшується в 2—2,5 рази викид вуглеводнiв та в 1,5 рази — альдегiдів.

Не меншу роль у справi зниження витрати палива вiдiграють досконалiсть  органiзацiї руху по вулично-дорожнiй  мережi та мистецтво водіння автомобiля, яке полягає у тому, щоб по можливостi мати менше зупинок, а отже — холостого ходу, розгону та гальмування. В результатi можна зекономити до 20% палива. Слiд зазначити, що при сповiльненнi (гальмуваннi двигуном) вмiст альдегiдiв у вiдпрацьованих газах пiдвищуеться у 10 разiв. Таким чином, з позицiї зменшення забруднення повiтря необхiдно прагнути вести автомобiль так, щоб вiн бiльшу частину часу рухався з постiйним навантаженням.

Однак об’єктивна складнiсть вирiшення проблеми — збільшення вмiсту у вiдпрацьованих газах оксидiв азоту пiд час роботи двигуна з навантаженням. У цi перiоди об’єм даних сполук зростає у 30—35 разiв у порiвняннi з режимом холостого ходу.