Одной из самых острых экологических проблем современного общества является техногенное загрязнение атмосферы автотранспортом — его выхлопными газами, а также асбестовой и резиновой пылью, которые образуются при движении автомобилей. Качество атмосферы — важнейший показатель состояния окружающей среды, влияющий на здоровье человека, поскольку воздух является продуктом непрерывного потребления организмом.
Чувствительность населения к действию загрязнению атмосферы зависит от большого числа факторов, в том числе от возраста, пола, общего состояния здоровья, питания, температуры и влажности и т. д. Лица пожилого возраста, дети, курильщики, люди, страдающие хроническим бронхитом, коронарной недостаточностью, астмой, являются более уязвимыми [2, 1].
Отработанные газы автотранспорта состоят более чем из 200 веществ. В основном это нетоксичные для живого организма веществ — азот, углекислый газ, кислород, водород и пары воды. К токсичным веществам относятся окись углерода, окислы азота, углеводороды, свинец и его соединения, альдегиды, бензапирен, сажа.
Подавляющая часть автомобилей имеет двигатели внутреннего сгорания, работающие на бензине. При работе таких моторов в воздух попадает большое количество продуктов неполного и неравномерного сгорания топлива: всего 15 % его расходуется на движение, а 85 % выбрасывается в атмосферу в переработанном виде. В выбросах бензиновых двигателей основная часть вредных примесей приходится на окись углерода, окислы азота и углеводороды. Кроме того, сам бензин относится к веществам, которые усугубляют вредное воздействие автомобиля на окружающую среду и здоровье человека. При плохом качестве бензина количество выбрасываемых ядовитых веществ увеличивается в несколько раз [4, с. 8].
Не меньше, чем автомобильные выхлопные газы, вредна для здоровья человека и пыль, возникающая вследствие износа резины автомобильных покрышек и стирания тормозных колодок: при вдыхании она вместе с воздухом попадает в легкие и может вызывать серьёзные заболевания [3, с. 9].
Целью настоящей работы являлась оценка уровня загрязнения городского воздуха.
В ходе выполнения работы были поставлены следующие задачи:
1. Определить объем вредных газообразных веществ, поступающих в атмосферу.
2. Рассчитать количество асбестовой и резиновой пыли, выделенной автотранспортом за один год.
Методика исследования
вразных частях города Иванова были выбраны в качестве точек исследования 7 остановок городского автотранспорта: «Островок» (м. Пустошь-Бор), «Бакинский проезд» (р-н Мебельного комбината), «Парк им. В.Я. Степанова» (ул. Ермака), «ТЭЦ-3», Торговый центр «Евролэнд» (улица Куконковых), «3-я городская больница» (улица Постышева), «Ленинградская» (р-н Рабочего поселка, ул. Парижской Коммуны).
В течение 20 минут (из временного отрезка 10.00—11.00) на этих остановках подсчитывали проезжающие в обоих направлениях машины и определяли количество автотранспорта (N, шт.), проходящего по этому участку за 1 час (количество, полученное за 20 минут, умножалось на 3), а также общий путь, пройденный автотранспортом каждого типа (L, км), по формуле: L= N•l, где N— количество автомобилей каждого типа, проходящих за 1 час; l— длина участка, км.
Далее вычисляли количество разных видов топлива, сжигаемого автотранспортом за время движения на выбранном участке. Определяли объем и массу диоксида азота, угарного газа и углеводородов, выделившихся в атмосферу при сжигании бензина и дизельного топлива, а также общее количество выделившейся пыли. Все данные пересчитывали для промежутка времени в один час.
Нужна помощь в написании статьи?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.
Результаты и их обсуждение
Наибольшая интенсивность движения наблюдается на улице Ермака в районе парка им. В.Я. Степанова — всего за 1 час зафиксировано 1448 машин. Немного менее интенсивное движение наблюдается по улице Куконковых (у торгового центра «Евролэнд») — 1353 машины, по улице Постышева (район 3-й городской больницы) — 1218 машин и по улице Парижской Коммуны (остановка «Ленинградская») — 1142 машины. Наименьшая интенсивность движения оказалась в районе ТЭЦ-3 — 136 машин и в Бакинском проезде — 159 машин (табл. 1).
Интенсивное движение в районе парка им. В.Я. Степанова объясняется тем, что рядом с парком находится торговый комплекс «Текстильщик»; вблизи комплекса организована стоянка для личного транспорта, приезжающих за товаром.
Насыщенность движения в районе торгового центра «Евролэнд» и 3-й городской больницы имеет две причины: во-первых, торговый центр «Евролэнд» — крупнейший торгово-развлекательный комплекс нашего города, который обладает хорошей доступностью для всех видов общественного и личного транспорта. Перед входом в ТЦ имеется стоянка, рассчитанная на 3000 автомобилей. Во-вторых, улица Постышева переходит в улицу Куконковых, а затем в Кохомское шоссе, которое является магистралью для движения транспорта в направлениях на г. Кохма, г. Шуя, г. Ковров, г. Нижний — Новгород и т. д. Аналогично большое количество автотранспорта, проходящего по улице Парижской Коммуны, объясняется тем, что эта улица служит магистралью, по которой транспорт следует на г. Ярославль, г. Владимир, г. Гаврилов-Ям и т. д. Кроме того, в этом направлении за чертой города находятся два кладбища в м. Балино и в м. Ново-Талицы.
Таблица 1
Количество автотранспорта (шт.), отмеченного в точках исследования за 1 час
Объем выброса загрязняющих веществ зависит от вида топлива, на котором работает автотранспорт (табл. 2): 90 % легковых автомобилей и 50 % автобусов используют в качестве топлива бензин, а грузовые автомобили — дизельное топливо.
Таблица 2
Объем выброса загрязняющих веществ в атмосферу при сжигании разного вида топлива за 1 час (л)
Наибольший объем вредных веществ выделяется в атмосферу при работе автомобилей на бензине, а наименьший — на газу. В районе парка им. В.Я. Степанова выделяется (табл. 3) максимальный объем угарного газа (48,14 л), углеводородов (8,79 л) и диоксида азота (4,50 л), так как здесь зарегистрировано больше легковых автомобилей, работающих преимущественно на бензине.
Таблица 3
Объем выброса загрязняющих веществ в атмосферу за 1 час (л)
Воздействие данных веществ на организм человека приводит к ряду негативных последствий. Приотравлении угарным газом люди ощущают головную боль и удушье, стук в висках, головокружение, боли в груди, сухой кашель, слезотечение, тошноту, рвоту. В основе этой симптоматики лежит способность угарного газа связываться с гемоглобином крови, образуя карбоксигемоглобин; в результате блокируется передача кислорода тканевым клеткам, что приводит к гипоксии (кислородному голоданию) органов и тканей.
При попадании в организм диоксида азота NO2наблюдается нарушение дыхания, кашель. Причиной является образование при контакте оксидов азота с влажной поверхностью легких азотной(HNO3) и азотистой (HNO2) кислот, поражающих легочную ткань, что приводит к отеку легких и сложным рефлекторным расстройствам. При отравлении оксидами азота в крови образуются нитраты и нитриты; последние, действуя непосредственно на артерии, вызывают расширение сосудов и снижение кровяного давления. Попадая в кровь, нитриты препятствуют поступлению кислорода в организм, что приводит к кислородной недостаточности. Воздействие на организм человека диоксида азота, кроме того, снижает сопротивляемость к заболеваниям. Систематическое вдыхание диоксида азота усиливает действие канцерогенных веществ, способствуя возникновению злокачественных новообразований.
Накопление углеводородов в организме человека обуславливает тератогенез (врождённые дефекты у детей), ведет к мутациям, развитию опухолей, бесплодия, заболеваний почек, печени, желудка.
Самое большое загрязнение атмосферы различными вредными веществами отмечено на ул. Куконковых у ТЦ «Евролэнд» (53,6 л—56,7 г), в районе парка имени В.Я. Степанова (52,5 л—97,6 г), ул. Постышева у 3-й горбольницы (47,5л –4,7 г), а также на улице Парижской Коммуны — остановка «Ленинградская» (45,1 л—71,5 г). Небольшое загрязнение зафиксировано в районе ТЭЦ-3 (5,7 л—9,1 г) (табл. 4).
Таблица 4
Количество выбросов в атмосферу газообразных (л) и твердых загрязняющих (г) веществ движущимся автотранспортом за 1 час
Наибольшее количество вредных веществ выбрасывается в воздух при запуске и прогреве двигателя, от автомобилей с плохо охлажденными двигателями, на режимах «холостого хода», набора скорости и торможения. Такие непостоянные режимы характерны вблизи ТЦ «Евролэнд» и 3-й городской больницы, а также в районе парка им. В.Я. Степанова, рядом с которыми имеются стоянки для автотранспорта.
Наибольшее количество выделяющейся резиновой пыли отмечено в районе парка им. В.Я. Степанова (3,41 г), «Рабочего поселка» (2,54 г) и 3-й городской больницы (2,36 г) (табл. 5).
Таблица 5
Количество резиновой пыли (г), выделенной автотранспортом за 1 час
При поступлении в организм человека небольших количеств компонентов резиновой пыли происходит хроническое отравление, признаками которого могут быть различные нейропсихические отклонения: быстрое утомление, чувство постоянной усталости, сонливость или, наоборот, бессонница, апатия, ослабление внимания, забывчивость, сильные колебания настроения.
Нужна помощь в написании статьи?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.
Содержащиеся в резиновой пыли высокоактивные в биологическом отношении вещества могут вызвать эффект отдалённого влияния на здоровье человека: хронические воспалительные заболевания различных органов, а также нарушение внутриутробного развития плода, приводящее к различным отклонениям у новорожденных.
Самое большое количество выделяющейся асбестовой пыли выявлено также в районе парка им. В.Я. Степанова (1,56 г) и «Рабочего поселка» (1,17 г) (табл 6).
Таблица 6
Количество асбестовой пыли (г), выделенной автотранспортом за 1 час
Асбестовая пыль выделяется в воздух при стирании тормозных колодок в виде мельчайших, невидимых глазу волокон. Эти волокна могут проникать в лёгкие человека, внедряясь в лёгочную ткань, и вызывать хронические воспаления. После длительного периода протекания (15—40 лет) это заболевание может привести к раку лёгких.
Дыхательная система человека имеет ряд механизмов, помогающих защитить организм от воздействия загрязнителей воздуха. Волоски в носу отфильтровывают крупные частицы. Липкая слизистая оболочка в верхней части дыхательного тракта захватывает мелкие частицы и растворяет некоторые газовые загрязнители. Механизм непроизвольного чихания и кашля служит для удаления загрязненного воздуха и слизи при раздражении дыхательной системы.
Наши расчеты показали, что количество асбестовой пыли, которая поступает в окружающую среду в течение года, составляет от 10 до 80 тонн, а резиновой пыли (по массе) еще больше, до 93 тонн, что представляет серьёзную угрозу для здоровья людей. Считается, что даже непродолжительное нахождение человека в такой неблагоприятной среде может привести к тяжелым заболеваниям.
На основании проведенного исследования нами сделаны следующие выводы:
1. Максимум интенсивности движения автотранспорта (более 1000 машин в час) и наибольшее загрязнение атмосферы газообразными веществами в г. Иваново отмечены у торгового центра «Евролэнд», парка имени В.Я. Степанова, у 3-й городской больницы и на улице Парижской Коммуны, минимум (менее 200 машин в час) — в районе ТЭЦ-3.
2. Движущийся автотранспорт приводит к значительным выброса