Экология воздушного бассейна Земли

2. Системы управления городским транспортом

Разработаны но­вые системы регулирования уличного движения, которые сводят к минимуму возможность образования пробок, потому что, оста­навливаясь и потом набирая скорость, автомобиль выбрасывает в несколько раз больше вредных веществ, чем при равномерном движении. Расширяются улицы между проезжей частью дорог и жилыми домами.

Построены автомагистрали в обход городов. Например, в Саратове построена автомагистраль в обход города. Дорога приняла весь поток транзитного транспорта, который раньше нескончаемой лентой тянулся по городским улицам. Резко снизилась интенсивность движения, уменьшился шум, чище стал воздух.

Любые вопросы организации движения надо рассматривать с точки зрения не только обеспечения безопасности, но и умень­шения токсичности выхлопных газов. Почему, скажем, предельная скорость движения в городе установлена не 80 и не 50, а 60 км в час? Именно на эту скорость у легковых автомобилей прихо­дится минимум вредных выбросов. При резком же увеличении или уменьшении скорости движения выброс возрастает более чем вдвое.

В столице проводится большая работа по улучшению органи­зации и безопасности движения транспорта, роль техники регу­лирования сегодня очень велика.

В Москве создана автоматизированная система управления до­рожным движением «Старт», которая принципиально отличается от более простых подобных систем, действующих в настоящее время в столице и во многих других городах Советского Союза. Благодаря совершенным техническим средствам, математическим методам и вычислительной технике она позволит оптимально управлять движением транспорта во всем городе и полностью освободит человека от обязанностей непосредственного регулиро­вания автомобильных потоков. В новом здании, которое подня­лось на Садово-Каретной улице столицы, расположился единый общегородской центр управления движением транспорта уникаль­ной телеавтоматической системы «Старт».

За последнее десятилетие в Москве значительно возросли ко­личество автомобилей и интенсивность транспортных потоков на ее магистралях. Одновременно на них находится в движении от 350 до 450 тыс. автомобилей. Основные магистрали города, как Садовое кольцо, улица Горького и другие, уже давно работают на пределе своих пропускных возможностей.

Системе «Старт» и предстоит решать задачи по организации движения, управлению потоками транспортных средств, равно­мерному распределению их по уличным артериям. С ее помощью можно будет оперативно анализировать изменяющиеся дорожные условия, выбирать оптимальный режим регулирования движения транспорта светофором.

На первом этапе «Старт» внедряется в пределах Садового кольца. «Старт» – сложная и уникальная система, на данный мо­мент не имеющая аналогов в мире. Автоматизированное управле­ние движением в таких крупных городах, как Токио, Лондон или Вашингтон, осуществляется лишь в пределах района или одной магистрали, а не всего города, как это будет в Москве. Несом­ненно, «Старт» усилит пропускную способность столичных магистралей, снизит число дорожно-транспортных происшествий и не только повысит эффективность работы транспорта, но и, сократив задержки движения, благотворно повлияет на состояние воздуш­ного бассейна города. «Старт» – пионер комплексного ре­шения проблемы автоматического управления дорожным движе­нием. «Старт» на 20 – 25 % сократит задержки транспорта у пе­рекрестков, на 8 – 10 % уменьшит количество дорожно-транспорт­ных происшествий, улучшит санитарное состояние городского воз­духа, увеличит скорость сообщения общественного транспорта, снизит уровень шумов.

По мнению специалистов, перевод автотранспорта на дизель­ные двигатели уменьшит выброс в атмосферу вредных веществ. В выхлопе дизеля почти не содержится ядовитой окиси углерода, так как дизельное топливо сжигается в нем практически полно­стью. К тому же дизельное топливо свободно от тетраэтила свин­ца, присадки, которая используется для повышения октанового числа бензина, сжигаемого в современных карбюраторных двига­телях с высокой степенью сжигания.

Дизельный двигатель экономичнее бензинового на 20 – 30 %. Более того, для производства 1 литра дизельного топлива требуется в 2,5 раза меньше энергии, чем для производства того же количе­ства бензина. Получается, таким образом, как бы двойная эко­номия энергоресурсов. Именно этим объясняется быстрый рост числа автомобилей, работающих на дизельном топливе. В 1976 г. в США продано 25 тыс. легковых автомобилей с дизельными дви­гателями, а в 1980 г. – 400 тыс. Намечено довести долю дизель­ных автомобилей в общем числе выпускаемых легковых автомоби­лей до 15 – 20 %. Согласно прогнозам Агентства по охране окру­жающей среды США, к 1990 г. 25 % всех продаваемых в стране легковых автомобилей будут иметь дизельные двигатели.

3. Совершенствование двигателей внутреннего сгорания

Созда­ние автомобилей с учетом требований экологии – одна из серьез­ных задач, которые стоят сегодня перед конструкторами.

Совершенствование процесса сгорания топлива в двигателе внутреннего сгорания, применение электронной системы зажи­гания приводит к уменьшению в выхлопе вредных веществ.

Для экономии топлива создаются различные типы зажигания. Инженеры югославского объединения «Электронска индустрия» создали электронную систему со сроком службы 30 тыс. часов. Кроме прочего, она регулирует расход горючего. А одна из английских фирм использовала плазменный вариант, обеспечивающий легкое воспламенение бедной горючей смеси. Автомобиль, оборудован­ный такой системой, расходует всего 2 литра на 100 км пробега.

Разработаны и другие методы экономии. Французская фирма «Рено» экспериментирует с автомобильными газогенераторами. Сырьем для них служат древесина, солома, стебли кукурузы и другие растительные остатки. При сжигании полученного газа в смеси с дизельным топливом последнего нужно                       в 3 – 4 раза меньше.

Чистота «дыхания» машины во многом зависит от карбюрато­ра. Около 75 % этих приборов, устанавливаемых на отечествен­ных легковых автомобилях, производят в Димитровграде.

Перед создателями карбюратора «Озон» стояла задача: до­биться более оптимальных смесей на различных режимах работы двигателя. Это значило сократить расход топлива, а следователь­но, снизить токсичность выхлопных газов.

С 1979 г. все автомобили, сходящие с ВАЗа, оснащаются двигателями «Озон». Такие двигатели обеспечивают действую­щие и перспективные нормы токсичности выхлопных газов и дают 10 – 15 % экономии топлива по ездовому циклу.

Производственное объединение «ГАЗ» (Горьковский автоза­вод) выпускает новую модель легковых автомобилей «Волга» ГАЗ-3102. Эта машина элегантнее, комфортабельнее и мощнее своей предшественницы, но главное в том, что у нее двигатель с принципиально новой системой воспламенения рабочей смеси. Эта система – форкамерное зажигание, разработана советскими специалистами на основе явления высокой химической активно­сти продуктов неполного сгорания богатой углеводородами смеси.

Форкамерный двигатель при высокой своей мощности обе­спечивает высокую экономичность в потреблении топлива и ис­ключительно низкую токсичность отработавших газов.                                                                                                                                            К сожалению в настоящее время отечественные автомобили существенно уступают по экологическим параметрам большинству автомобилей иностранных концернов.

4. Электромобиль                                                                                                                                            

В настоящее время, когда автомобиль с бен­зиновым двигателем стал одним из существенных факторов, при­водящих к загрязнению окружающей среды, специалисты все ча­ще обращаются к идее создания «чистого» автомобиля. Речь, как правило, идет об электроавтомобиле. В некоторых странах начи­нается их серийное производство.

Специалисты отдают себе отчет в том, что перевод всего автотранспорта на электротягу потребовал бы колоссального расхода электроэнергии для зарядки батарей, дефицитных мате­риалов для их изготовления. В этом нет нужды. Ведь, например, автомобили личного пользования (в перспективе главным образом туристические) или междугородные автобусы, магистральные ав­топоезда, конечно, более совершенные и экономичные, чем тепе­решние, можно и в будущем эксплуатировать на жидком или газовом топливе. В местах же наибольшего скопления автотран­спорта в интересах защиты окружающей среды признан целе­сообразным перевод его на электротягу. Это потребует в               15 – 20 раз меньших затрат энергии и других ресурсов и даст 5 – 7 % экономии топлива.

В настоящее время в нашей стране производятся электромоби­ли пяти марок.  Электромобиль Ульяновского  автозавода («УАЗ»-451-МИ) отличается от остальных моделей системой элек­тродвижения на переменном токе и встроенным зарядным устрой­ством. Это позволяет производить подзарядку батарей свинцово-кислотных аккумуляторов непосредственно от городской электро­сети. Зарядное устройство снабжено преобразователем тока, до­пускающим применение легкого и низкооборотного тягового дви­гателя. Машины этой марки уже используются в Москве для до­ставки продуктов в магазины и школьные буфеты.

В 1982 г. в столице создано первое хозяйство, в составе кото­рого 25 электрогрузовиков. Этот год стал датой серийного выпу­ска электромобилей в стране. К концу одиннадцатой пятилетки парк таких бесшумных машин увеличится до 400 единиц.

В интересах защиты окружающей среды считается целесооб­разным перевод автотранспорта на электротягу, особенно в круп­ных городах.

III. Загрязнения атмосферного воздуха промышленными выбросами

1. Промышленные предприятия, загрязняющие атмосферу

Предприятия металлургической, химической, цементной и дру­гих отраслей промышленности выбрасывают в атмосферу пыль, сернистые и другие вредные газы, выделяющиеся при различных технологических производственных процессах.                                                                                                                                                           При получении металлического алюми­ния путем электролиза с отходящими газами от электролизных ванн в атмосферный воздух выделяется значительное количество газообразных и пылевидных фтористых соединений.

Воздушные выбросы предприятий нефтедобывающей и нефтехимической промышленности содержат большое количество углеводородов, сероводорода и дурно пахнущих газов. Выброс в атмосферу вредных веществ на нефтеперерабатывающих заводах происходит главным образом вследствие недостаточной герметизации оборудования. Например, загрязнение атмосферного воздуха углеводородами и сероводородом отмечается от металлических резервуаров сырьевых парков для нестабильной нефти, промежуточных и товарных парков для легковых нефтепродуктов.    

              Производство цемента и строительных материалов может являться источником загрязнения атмосферы различной пылью. Основными технологическими процессами этих производств явля­ются процессы измельчения и термическая обработка шихт, по­луфабрикатов и продуктов в потоках горячих газов, что связано с выбросами пыли в атмосферный воздух.

К химической промышленности относится большая группа предприятий. Состав их промышленных выбросов весьма разнообразен. Основными выбросами от предприятий химической про­мышленности являются окись углерода, окислы азота, сернистый ангидрид, аммиак, пыль от неорганических производств, органи­ческие вещества, сероводород, сероуглерод, хлористые соединения фтористые соединения и другие химические соединения.  Источниками загрязнения атмосферного воздуха в сельских населенных местах являются животноводческие и птицеводческие фермы, промышленные комплексы от производства мяса,  пред­приятия районного объединения "Сельхозтехника", энергетические и теплосиловые предприятия, пестициды, применяемые в сельском хозяйстве. В районе расположения помещений для содержания скота и птицы в атмосферный воздух могут поступать и распро­страняться на значительное расстояние аммиак, сероуглерод и другие дурно пахнущие газы.

              К источникам загрязнения атмосферного воздуха пестицидами относятся склады, протравливание семян и сами поля, на которые  в том или ином виде наносятся пестициды и минеральные удобрения, а также хлопкоочистительные заводы.                

2. Смог

В 1952 г. в течение 3 – 4 суток от смога в Лондоне погибло более 4 тыс. человек. Сам по себе туман не опасен для человеческого организма. Он становится вредным, только когда чрезвычайно загрязнен токсическими при­месями. 5 декабря 1952 г. над всей Англией возникла зона высо­кого давления и в течение нескольких дней не ощущалось ни ма­лейшего дуновения. Однако трагедия разыгралась только в Лон­доне, где была высокая степень загрязнения атмосферы. Англий­ские специалисты определили, что смог 1952 г. содержал не­сколько сот тонн дыма и сернистого ангидрида. При сопоставле­нии загрязненности атмосферного воздуха в Лондоне в эти дни с уровнем смертности было отмечено, что смертность увеличивается прямо пропорционально концентрации в воздухе дыма и серни­стого газа. В 1963 г. густой туман с копотью и дымом, спустив­шийся на Нью-Йорк, убил более 400 человек. Ученые счи­тают, что ежегодно тысячи смертей в городах всего мира связаны с загрязнением воздуха. Смог наблюдается лишь в осенне-зимнее время, с октября по февраль. Главным действующим компонен­том является сернистый газ в концентрации 5 – 10 мг/м3 и выше.

Летом 2010 года из-за аномальной жары по всей России распространились торфяные пожары, вследствие которых большую часть страны окутал смог, существенно загрязнивший атмосферу. Вследствие чего погибло множество животных, а также смог отрицательно сказался на здоровье жителей основных районов возгорания.