Влияние автомобильного и железнодорожного транспорта на растительный покров Гомельской области

Токсичность кадмия для растений проявляется в нарушении активности ферментов, торможении фотосинтеза, нарушении транспирации, а также ингибировании восстановления NО2 до NО. Кроме того, в метаболизме растений он является антагонистом ряда элементов питания (Zn, Cu, Mn, Ni, Se, Ca, Mg, P). При токсичном воздействии металла у растений наблюдаются задержка роста, повреждение корневой системы и хлороз листьев. Кадмий достаточно легко поступает из почвы и атмосферы в растения. По фитотоксичности и способности накапливаться в растениях в ряду тяжелых металлов он занимает первое место.

Хром относится к числу элементов, жизненно необходимых животным организмам. Растительные организмы положительно реагируют на внесение хрома при низком содержании в почве доступной формы, однако вопрос о незаменимости элемента для растительных организмов продолжает изучаться. Симптомы токсичности хрома внешне проявляются в снижении темпов роста и развития растений, увядании надземной части, повреждении корневой системы и хлорозе молодых листьев. Избыток металла в растениях приводит к резкому снижению концентраций многих физиологически важных элементов, в первую очередь К, Р, Fe, Mn, Cu, B [38].

Избыток цинка в растениях возникает в зонах промышленного загрязнения почв, а также при неправильном применении цинксодержащих удобрений. Большинство видов растений обладают высокой толерантностью к его избытку в почвах. Однако при очень высоком содержании этого металла в почвах обычным симптомом цинкового токсикоза является хлороз молодых листьев. При избыточном его поступлении в растения и возникающим при этом антагонизме с другими элементами снижается усвоение меди и железа и проявляются симптомы их недостаточности.

Биологическая роль никеля заключается в участии в структурной организации и функционировании основных клеточных компонентов - ДНК, РНК и белка. Наряду с этим он присутствует и в гормональной регуляции организма. По своим биохимическим свойствам никель весьма схож с железом и кобальтом. До настоящего времени не встречается данных о дефиците никеля для растений, однако в ряде экспериментов установлено положительное влияние внесения никеля в почвы на урожайность сельскохозяйственных культур, которое, возможно, связано с тем, что он стимулирует микробиологические процессы нитрификации и минерализации соединений азота в почвах. Токсичность никеля для растений проявляется в подавлении процессов фотосинтеза и транспирации, появлении признаков хлороза листьев [37].

В заключении можно сказать, что многие тяжелые металлы, такие как железо, цинк, медь участвуют в биологических процессах и в определенных количествах являются необходимыми микроэлементами для функционирования растений. С другой стороны, тяжелые металлы и их соединения могут оказывать вредное воздействие на живые организмы, накапливаться в тканях, вызывать ряд заболеваний. Не имеющие полезной роли в биологических процессах металлы, такие как свинец и ртуть, определяются как токсичные металлы. Поэтому необходимо предпринимать какие-либо действия по устранению многочисленных выбросов тяжелых металлов в атмосферу и почву, постараться очистить окружающую среду от их пагубного воздействия и очень аккуратно поступать при их добавлении в удобрения [38].

5. Методы снижения уровня влияния транспорта на растительный мир

В наше время, воздействие транспорта, но окружающую среду - самая актуальная проблема современного общества. Вредные вещества при эксплуатации автотранспорта попадают в воздух с выхлопными газами, испарениями из топливных систем, а также во время заправки автомобиля топливом. На выбросы оксидов углерода (углекислый газ и угарный газ) влияет также рельеф дороги и режим и скорость движения автомобиля.

Токсичные вещества нарушают рост и развитие растений, способствуя снижению урожаев, постепенной гибели деревьев. Растения накапливают различные токсичные вредные вещества, что приводит к генным мутациям и вымиранию растений [39].

В условиях крупного промышленного города, растения испытывают высокую техногенную нагрузку. В зонах повышенной загазованности со значительной концентрацией двуокиси серы, оксидов азота и углерода, сероводорода и аммиака, запыленности и перегрева атмосферного воздуха выявлена повсеместная повреждаемость древесно-кустарниковых растений. Многие из этих соединений, растворяясь в воде, образуют вредные для растений кислоты. Длительные воздействия приводят к нарушению многих функций растительного организма, а часто и к его гибели. Поэтому для оздоровления урбанизированных ландшафтов озеленители широко используют устойчивые древесно-кустарниковые породы [40].

К основным методам по снижению токсичности и дымности отработавших газов относятся:

1) разработка новых двигателей с турбокомпаундированием, комбинированные, газотурбинные, аксиальные, двухтактные, электрические;

2) совершенствование рабочего процесса (оптимизация камеры сгорания, оптимизация параметров топливоподачи, улучшения наполнения цилиндров, оптимизация структуры воздушного вихря, оптимизация фаз газораспределения, разработка малотоксичных рабочих процессов, теплоизоляция камеры сгорания, совершенствование системы турдонаддува, совершенствование систем впуска и выпуска);

3) совершенствование конструкции и технологии изготовления двигателей внутреннего сгорания;

4) разработка средств и методов снижения токсичности и дымности двигателей внутреннего сгорания;

5) применение альтернативных топлив и масел (жидкие топлива, водород, сжатый газ, сжиженный газ, антидымные присадки, масла, метанол, этанол, подсолнечное и рапсовое масла);

6) технологическое обеспечение, эксплуатация, техническое обслуживание и ремонт (обкатка, ремонт, диагностика);

7) комбинированные методы и средства (гаражные навесные системы очистки отработавших газов, стационарные системы очистки, малотоксичные системы обкатки, оптимальная организация движения, оптимизация транспортных потоков) [41].

Малотоксичными являются газотурбинные, роторные и гибридные двигатели, а нетоксичными ? инерционные.

Газотурбинный двигатель проще поршневого по конструкции, имеет меньшую массу, проще в эксплуатации, легко пускается и значительно меньше загрязняет воздух, поскольку в его отработавших газах содержится существенно меньше оксидов углерода и углеводородов. Однако для двигателя этого типа характерны высокая стоимость, большой расход топлива и малая приемистость.

Роторный двигатель ? это бензиновый двигатель, отличающийся по конструкции от поршневого. Он имеет меньшую массу и более высокую частоту вращения. Он компактен, бесшумен и способен работать на бензине с любым октановым числом и без добавок антидетонационных свинцовых присадок. Однако по сравнению с поршневым роторный двигатель менее экономичен. Кроме того, трудно обеспечить необходимую герметичность между его корпусом и ротором по мере их изнашивания и эксплуатации.

Гибридные двигатели менее токсичны и более бесшумны по сравнению с поршневыми. На автомобиле устанавливают два двигателя: двигатель внутреннего сгорания и тяговый электродвигатель (рисунок 9). В условиях города используется электродвигатель, который работает от аккумуляторной батареи, а при выезде из города ? двигатель внутреннего сгорания. Автомобиль с гибридным двигателем сложнее по конструкции и дороже в производстве, чем обычный электромобиль.

Инерционный двигатель представляет собой маховик. Достоинства такого двигателя связаны с его экологической чистотой, отсутствием токсичных отходов и практически бесшумной работой [41].

Электромобили существенно улучшают состояние окружающей среды. Они не потребляют топливо, не загрязняют воздух отработавшими газами, работают почти бесшумно, неогнеопасны. Электродвигатель такого автомобиля выдерживает кратковременные перегрузки и имеет хорошую тяговую характеристику, поэтому на электромобиле можно устанавливать двигатель меньшей мощности (рисунок 10). Кроме того, электромобиль не нуждается в сложной трансмиссии и во многих системах, характерных для обычного современного автомобиля. Однако быстрое развитие электромобилей сдерживается из-за отсутствия высокоэффективных источников электроэнергии.

Рисунок 10 - Электромобиль [43]

Источником энергии для электромобиля служит аккумуляторная батарея. Электрический ток поступает в тяговый электродвигатель через силовую проводку и систему регулирования. Крутящий момент от электродвигателя к ведущему мосту подводится с помощью карданной передачи. Это позволяет электромобилю преодолевать повышенное сопротивление движению и развивать большое ускорение при трогании с места без изменения передаточного числа трансмиссии. Вследствие этого отсутствует потребность в коробке передач, повышается плавность движения электромобиля и облегчается управление

Основным недостатком современного электромобиля, снабженного в качестве источника тока свинцово-кислотными аккумуляторными батареями, являются ограниченный пробег, большая масса, малый срок службы источника тока и высокая стоимость.

Таким образом, основное ограничение загрязнения растительности автотранспортом сводится к совершенствованию двигателя автомобиля и его технического состояния.

Одно из основных мероприятий ? совершенствование конструкции современного двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием. Наибольшее влияние на токсичность отработанных газов оказывают изменения, вносимые в систему питания и зажигания двигателя внутреннего сгорания, поскольку они определяют процесс воспламенения и сгорания рабочей смеси [44].

Стратегия развития транспорта в крупных мегаполисах направлена на предоставление конкурентных преимуществ общественному транспорту по отношению к личному автотранспорту и на снижение использования автомобиля в городе. В соответствии с зарубежной практикой применяют следующие решения:

1) зонирование территории города. В крупных городах выделяются исторические районы, территории высокой деловой активности и плотной жилой застройки, внутри которых устанавливаются разные ограничения. Так, в Париже реализуется программа «Центр без автомобиля».

2) введение платы за использование личного автомобиля в городе. За въезд в городскую черту, проезд по магистрали, парковку и т. д. устанавливается плата, размер которой зависит от удаленности от центра и времени.

3) развитие общественного пассажирского транспорта. Для общественного транспорта на проезжей части выделяются специальные полосы движения, позволяющие обеспечить высокую скорость перевозки пассажиров. Такое решение было принято в таких городах как Лондон, Берлин, Лос-Анджелес, София [45].

4) развитие внеуличной дорожной сети. Создание сети внеуличных скоростных городских магистралей, обладающей высокой пропускной способностью, требует значительных затрат времени и средств, но является самым эффективным решением транспортных проблем города.

В Беларуси постановлением Государственного комитета по стандартизации предусмотрено, что с 1 апреля 2015 г. все машины старше 2007 г., которые ввозятся физическими лицами, должны иметь доказательство того, что эта машина не ниже 4 экологического класса. Эти требования регламентируются нормами технического регламента Таможенного союза «О безопасности колесных транспортных средств».

Чтобы соответствовать Евро-4, нужно пройти сертификацию и получить свидетельство о безопасности конструкции транспортного средства. Также, в соответствии с документом, у автомобилей должны быть и находиться в работоспособном состоянии системы нейтрализации отработавших газов и бортовой диагностики.

Научные исследования и практика проведения техосмотров в Беларуси свидетельствуют, что около 77 % автомобилей старше 10 лет имеют столь значительные отклонения в экологических параметрах по сравнению с новыми машинами, что являются потенциально опасными. А по результатам исследований, которые были проведены в США, 15 % автомобилей старше 3 лет, и 30 % ? старше 5 лет, уже не соответствуют первоначальным техническим характеристикам и уровню экологической безопасности. То есть количество выбросов, исчисленных в граммах на километр пробега или на киловатт установленной мощности двигателя, у новой и подержанной машины могут различаться в разы. И поэтому с точки зрения охраны природы гораздо лучше, если на дорогах будут преобладать новые или сравнительно нестарые автомобили.

Поэтому в Беларуси, как и в Европе, введут классификацию автомобилей в зависимости от степени ущерба, который они наносят окружающей среде, и рассчитают соответствующие ставки экологического налога [46].

В настоящее время электрические и экологичные автомобили пока не доступны на массовом рынке. Европейская экономическая комиссия ООН рекомендует к 2020 г. перевести 23 % автомобилей на альтернативные виды топлива, в частности на природный газ. Сегодня более 50 автокомпаний мира продают свыше 150 модификаций автомобилей, работающих на природном газе. Но природный газ - не возобновляемый источник энергии.

Если же говорить о возобновляемых источниках энергии как топливе для экомобилей, то очевидно, что энергетическая база для «зеленого транспорта» уже более чем развита - возможно, таких источников даже больше, чем нужно для начала.

Видов экологичного топлива и источников энергии довольно много:

- синтетическое топливо - это углеводородное топливо, отличающееся по способу производства, оно заметно чище из-за отсутствия серы и примесей;

- природный газ - у него самый низкий процент углекислоты в отработанных газах двигателя, по данным исследования швейцарского института EMPA;

- этаноловое биотопливо - Бразилия обеспечивает им порядка 40 % своих топливных потребностей;

- диметиловый эфир, который получают путем дегидратации метанола, - это экологически чистое топливо без серы, а содержание оксидов азота в выхлопных газах автомобилей на таком топливе на 90% меньше по сравнению с бензиновыми.

- биометанол - можно получать в результате промышленного культивирования и биотехнологической конверсии высокопродуктивного морского фитопланктона.

- солнечные батареи - обычно для производства солнечных элементов применяются шероховатые пластины кремния, которые лучше улавливают солнечные лучи, падающие на батарею под разными углами.

С производством альтернативных источников энергии не все так просто. Например, в Бразилии биотопливо используется скорее по экономическим соображениям, нежели по экологическим - и это выражается в способе его производства и последствиях. Этаноловое биотопливо делают из сахарного тростника, и формально применение такого топлива в автомобилях не приводит к выбросам парникового газа. Но поскольку для промышленных масштабов нужны огромные площади для выращивания сырья, то расчищаются они путем сжигания лесов. Тут мы получаем не только уничтожение огромных лесных массивов, но и колоссальные выбросы углекислого газа в атмосферу.

Заключение

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что современный мир сложно представить без большого числа автотранспорта, поэтому в целях соблюдения эколого-экономического баланса целесообразно разработать систему мероприятий, направленных на улучшение качества атмосферного воздуха.

В ходе написания курсовой работы была достигнута цель, таким образом, была изучена транспортная система Гомельской области. Было выявлено, что географическое положение Гомельской области предопределило ее превращение в крупный транспортный узел, через который проходят важные транспортные коридоры, обеспечивающие связи между Азией и Европой. Так же были рассмотрены последствия воздействия транспорта на окружающую среду. Было выявлено, что основными источниками загрязнения окружающей среды являются транспортные средства с двигателями внутреннего сгорания, а основные компоненты, выбрасываемые в атмосферу при сжигании различных видов топлива в двигателях всех видов, - нетоксичные диоксид углерода и водяной пар. Негативно воздействие транспорта приводит к загрязнению атмосферного воздуха, влияет на глобальный климат, в результате чего повышение температуры земной поверхности приводит к развитию парникового эффекта. Изучено влияние железнодорожного и автомобильного транспорта. Установлено, что на железнодорожном транспорте источниками выбросов вредных веществ в атмосферу являются объекты производственных предприятий и подвижного состава, а наибольший вред окружающей среде наносят котельные. Наибольшая доля загрязнения окружающей среды автомобильным транспортом приходится на отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания.

Так же было рассмотрено влияние транспорта на свойства почв, где выяснено, что основным источником загрязнения почвы является свинец. Рассмотрены методы снижения уровня влияния транспорта на растительный мир. Изучены преимущества использования автомобиля с гибридным двигателем и электромобиля.

Таким образом, можно сделать вывод, что транспорт ? очень важный неблагоприятный фактор состояния окружающей среды. Почти все виды транспорта загрязняют окружающую среду и вызывают значительный шум и вибрацию. Основное ограничение загрязнения растительности автотранспортом сводится к совершенствованию двигателя автомобиля и его технического состояния. Следовательно, только комплексное выполнение технологических, планировочных, организационно-технических мероприятий может привести к улучшению качества окружающей среды в городе.

Размещено на Allbest.ru