CC BY
78
УДК 502.7 (075.8)
ВПЛИВ АВТОМОБІЛЬНОГО ТРАНСПОРТУ НА БЕЗПЕКУ ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ МЕШКАНЦІВ м. ДНІПРОПЕТРОВСЬКА
О.В. Долженкова, доцент, к.т.н., Дніпропетровський національний університет, В.Н. Петрова, доцент, к.б.н., Дніпропетровський університет економіки та права
Анотація. Автомобіль є невід 'ємною частиною цивілізації, але в той же час чинить негативний вплив на оточуюче середовище. Мешканці міст страждають від викидів двигунів у повітря, від шуму та вібрацій, що створюють машини, часто стають жертвами аварій. У роботі проведено оцінку шкідливого впливу транспорту на довкілля, запропоновано можливі шляхи вирішення проблеми.
Ключові слова: автомобіль, забруднення, ґрунти, поверхневі води, шум, свинець.
Вступ
Сучасна людина, яка кожного дня має долати великі відстані, не може уявити життя без автомобіля. Ще на початку ХХ сторіччя, коли тільки-но розпочалося розповсюдження двигунів внутрішнього згоряння, людство розподілилося на його прибічників та супротивників. Перші стверджували, що новинка буде сприяти розвитку цивілізації, а другі, навпаки, вважали її монстром, який згубить і людину і оточуюче середовище. Тепер ми розуміємо, що обидва твердження вірні. Про переваги автомобіля ми знаємо дуже багато, але варто зосередити увагу на тій платні, яку люди вимушені вносити за користування автомобілем. Платня ця дуже висока, бо за кожну поїздку ми розраховуємося часткою свого здоров’я.
Мета та постановка задачі
Мета роботи - оцінити шкідливий вплив транспорту на довкілля, запропонувати можливі шляхи вирішення проблеми.
Оцінка шкідливого впливу
За останні 50 років світовий автопарк зріс більше, ніж у 12 разів і давно перевищив 600 мільйонів машин. Міста не пристосовані до такої кількості автомобілів. Кожного дня на автошляхах відбуваються аварії, гинуть люди. Тільки в 2004 році в дорожньо-транспортних аваріях в Україні загинуло 9189 осіб, а в 1999 році цей показник був набагато нижчим - 6674 осіб. Ризик загибелі за 5 років зріс з 1,34-Ш-4 до 1,97-Ш-4, тобто майже на 40 %.
Антропогенне навантаження на довколишнє природне середовище у ряді промислових регіонів Дніпропетровської області досягло рівня, що загрожує здоров’ю населення. Одним з провідних джерел забруднення атмосферного повітря м. Дніпропетровська є автомобільний транспорт. З кожним роком ситуація погіршується внаслідок зростання кількості автомобілів, зокрема легкових - за період з 1985 по 2004 рік приріст склав більш ніж 80 %. На сьогоднішній день у приватній власності мешканців області налічується понад 420 тисяч легкових машин. Серед усіх транспортних засобів, що входять до складу транспортного комплексу, автомобіль вносить найбільшу частку в забруднення атмосферного повітря, по області цей показник складає 70 %, по місту 30 - 40 %.Кількість спожитого за 2004 рік бензину і дизельного палива у Дніпропетровській області відповідно склала 359,8 тис. тон і 453,6 тис. тон. По місту під час зупинок на світлофорах (416 годин/рік) витрачено до 5 т бензину [1].
Автотранспорт відноситься до розсіяних, нестаціонарних джерел забруднення довкілля, розташованих у безпосередній близькості до житлових районів. Внаслідок накопичування токсичних викидів у місті формуються великі стійкі зони, у межах яких у декілька разів перевищуються санітарно-гігієнічні нормативи забруднення повітря. Розміри цих зон визначають з урахуванням інтенсивності руху автотранспорту. Якщо по вулиці за годину проїхало 112-150 автомобілів, то інтенсивність руху вважають низькою, якщо 334-710 -
середньою, 750-1125 - високою. Найбільш заван-
таженими автотранспортом в місті Героїв Сталін- граду, проспект Петровського, Дніпропетровську є: проспект К. Маркса, вул. вулиці Чкалова,
Таблиця 1 - Вміст забруднюючих речовин в атмосферному повітрі (мг/м3 ) на автомагістралях
м. Дніпропетровська
Речовина Формальдегід СО Свинець Толуол Бензол N02
Г раниці коливань 0,012-0,035 1,25- 6,25 0,00039- 0,00062 0,019-0,46 0,18-0,99 0,043-0,405
Середня концентрація 0,0026 4,27 0,00052 0,3 0,54 0,215
Кратність перевищення Г ДК м.р. 1,0 1,25 2,07 - - 4,7
Артема, Шмідта, Московська, К. Лібкнехта, проспекти Гагаріна, Правди, Кірова, площа Островського, Набережна Леніна, Запорізьке шосе. На цих вулицях інтенсивність руху перевищує показники максимальної
завантаженості міст автотранспортом.
На розсіювання викидів від автомашин впливає не лише інтенсивність руху, вантажність машин, кількість і характер викидів, але і щільність забудови, рельєф місцевості, кліматичні та метеорологічні умови. Найбільш вагомим метеорологічним чинником є напрямок та швидкість вітру. Максимальна концентрація забруднюючих речовин зосереджена в тому напрямку, в якому віють вітри. При слабкому вітрі виникає накопичення шкідливих речовин у приземному шарі. Щільність забудови теж впливає на розсіювання: забруднене повітря, яке обходить будівлю, може утворювати застійні зони з високим вмістом шкідливих речовин. Ступінь забруднення залежить також від температури повітря.
Щорічні викиди в атмосферне повітря від автомобільного транспорту в Дніпропетровській області перевищують 160 тис. тон. Ця цифра різко зростає влітку за рахунок транзитного потоку автомашин, який на порядок перевищує міський автопарк і може зрости ще більше, коли дозволять іноземний автомобільний туризм в Україну. Забруднення атмосфери вуглеводнями відбувається за рахунок випаровування палива із бака, карбюратора і трубопроводів відпрацьованими газами, що надходять через вихлопну трубу, і картерними газами. Окрім компонентів палива до складу відпрацьованих газів входять оксиди азоту і вуглецю, свинець і інші важкі метали (нікель, хром, берилій), альдегіди, кетони, вуглеводні, ненасичені сполуки, фенол, азот і сіркувміщуючі сполуки, сажа, поліциклічні ароматичні вуглеводні (ПАВ) та інші. Більшість з газових виділень двигунів тяжіліші за повітря, тому накопичуються біля землі. Дитина, що гуляє в колисці на тротуарі
вулиці з інтенсивним рухом, вдихує значно більше шкідливих речовин, ніж мати на висоті свого росту.
До складу відпрацьованих газів входить більш ніж 40 ПАВ, які виявляють канцерогенну та мутагенну дію на організм людини. Серед усіх ПАВ найбільш токсичним є 3,4-бенз(а)пірен. Його вклад в загальне забруднення повітря середовища канцерогенними речовинами складає 75-80 % (в сільській місцевості - 40-60 %). Це створює серйозну загрозу для безпеки людей, бо саме ПАВ є найбільш стійкими, вони тривалий час живуть в атмосфері міста, осідаючи на деревах та стінах будівель. Складові викидів автотранспорту, перемішуючись з
дрібнодисперсним пилом, сажею і димом утворюють густий непрозорий туман-смог. Під дією сонячного світла з тих самих компонентів в процесі фотохімічних перетворень виникає інший різновид смогу - фотохімічний. До складу останнього входять надзвичайно небезпечні забруднювачі: озон, п’ятиокис азоту, органічні перекиси, перексиацетилнітрати, вільні радикали, нітросполуки тощо.
За рахунок стирання асфальтових та інших покрить, а також гуми коліс з кожного кілометра дороги 10 м завширшки щорічно може виноситися в повітряне середовище близько 1 т дрібного пилу. За низької якості покриття кількість пилу в приземному шарі повітря навіть на відстані
100-150 м від краю дороги досягає 200-500 мг/м3, що в 400-1000 разів перевищує ГДК для цього різновиду забруднення [2].
Середньорічний вихлоп одного автомобіля з бензиновим двигуном включає 600-700 кг оксиду вуглецю, 30-40 кг оксидів азоту і понад 200 кг вуглеводнів, серед яких частка картерних вуглеводнів досягає 25 %, частка вуглеводнів, що випаровуються із бака і карбюратора складає 20 %, а 50% припадає на вихлопні гази. Тверді домішки надходять в основному з вихлопними
газами (90%) і з картера (10 %). Кількість відпрацьованих газів в карбюраторному двигуні досягає 15 кг/кг палива, в дизельному - 24 кг/кг палива.
Дизельні двигуни більш економічні, вони викидають такі речовини, як СО, СПНШ, N0! в меншій кількості, ніж бензинові, але вихлоп дизеля містить значно більше сажі. У сполученні ж із створюваним шумом дизельні двигуни не тільки сильніше забруднюють середовище, але і впливають на здоров’я людини набагато більше, ніж бензинові.
Аналіз результатів лабораторного контролю якості атмосферного повітря м. Дніпропетровська [3], що проводився впродовж кількох останніх років на великих міських автомагістралях і прилеглих до них селітебних територіях, показав, що, як правило, максимальні разові концентрації окремих речовин складають від 2 до 5 ГДК, або знаходяться на граничному рівні (табл. 1).
Подальше зростання кількості автомобілів негативно відбивається не тільки на стані атмосфери, але і навколишнього середовища в цілому - посилюється забруднення ґрунту та поверхневих стоків, відбувається деградація зелених насаджень, зростає кількість відходів (шин, акумуляторів. масел та ін.).
В нашій країні в теперішній час все ще застосовують так званий етилований бензин, в який задля підвищення октанового числа додають антидетонаційні присадки на основі свинцю (0,17-0,37 г свинцю на 1 л), хоча у жовтні 1998 р. Україна підписала декларацію про припинення застосування до 2005 р. бензину з тетраетилсвинцем.
Погіршення якості води в Дніпрі приблизно на 10% обумовлено надходженням забруднювачів автомобільного походження. Концентрація свинцю у воді, що стікає в Дніпро через організовані зливоспуски, складає 27 мкг/л, зважених речовин - 290 мг/л, нафтопродуктів -10,3 мг/л. За одну добу контакту з водою з 1 м2 ґрунтів може виливатися близько 32,5 мкг/л свинцю і біля 49,1 мг/л нафтопродуктів, що знаходяться у поверхневому (0-2 см) шарі ґрунту. Нафтопродукти, які містяться в поверхневому стоці, не тільки погіршують якість води на прилеглій до міста акваторії Дніпра, але й впливають на кисневий режим ріки. Селітебні зони накопичують свинець, що надходить в навколишнє середовище з вихлопними газами, про це свідчить порівняльний аналіз його вмісту у сніговому покриві на території промислових, селітебних і санітарно-захисних зон: відповідно 7,0, 13,7 і 12,9 мкг/л снігової води. Створ повного
перемішування зливових та вод, що розтали, що стікають з території міста, знаходиться на відстані близько 34 км униз за течією Дніпра, однак і на такій відстані все ще не відбувається повного вирівнювання концентрацій нафтопродуктів і зважених речовин, перевищення ГДК складає відповідно 61 та 10,8 разів.
Варто брати до уваги, що сполуки свинцю, які надходять у навколишнє середовище й в організм людини, діють не тільки як токсиканти, а також і як канцерогенні, мутагенні і тератогенні
речовини. Особливу небезпеку представляє
свинець для жінок та немовлят, тому що цей елемент має здатність проникати через плаценту і накопичуватися в грудному молоці. Для дитячого населення внаслідок забруднення ґрунту свинцем характерно зростання частоти захворювань крові, кровотворних органів, системи кровообігу,
дихання і кістково-м’язової, а також уповільнення загального розвитку.
Автотранспорт викликає і “шумове забруднення” міста: легковий автомобіль створює шум близько 70 дБ, а вантажний - до 90 дБ. Звичайно рівень шуму на відстані 7 м від краю проїжджої частини вулиці складає понад 80 дБ. Хронічна дія шуму, вищого за 40 дБ, впливає на психіку людини, а при 60-90 дБ ще й на вегетативну нервову систему, спричиняє виразкову хворобу і гіпертонію. Кожний децибел шуму, вищого за допустимий рівень, знижує працездатність на 1 %, ризик втрати слуху на 1,5 %, ризик серцево-судинних розладів на 0,5 %. Задля зниження шуму у житлових будівлях до Г ДР у ряді випадків необхідно, щоб вони розташовувалися на відстані 50-250 м (й навіть 500 м) від проїжджої частини вулиць, що далеко від реального.
Теплове забруднення середовища, що виявляється у надмірному підвищенні температури повітря, води, ґрунту, значною мірою обумовлено автотранспортом. Воно перешкоджає
розсіюванню і сприяє накопичуванню забруднюючих речовин в приземних шарах повітря в центральній частині міста.
У зв’язку з цим населення, яке тут проживає, зазнає не тільки впливу викидів автотранспорту, але може відчувати певний ступінь кисневого голоду, оскільки на згоряння палива витрачається велика кількість атмосферного кисню. Так, для згоряння 1 кг бензину в карбюраторному двигуні потрібен кисень у кількості, що в 2,5 рази перевищує добову потребу (близько 1 кг кисню) однієї людини. В середньому ж за рік один легковий автомобіль «з’їдає» близько 4,5 т кисню.
Висновки
Наведені дані вказують на необхідність прийняття дуже серйозних заходів щодо зменшення впливу автотранспорту на оточуюче середовище, а отже і на безпеку мешканців міста. Ці заходи можуть полягати в удосконаленні технічних та експлуатаційних характеристик транспортних засобів і в поліпшенні якісних характеристик палива.
Оскільки найбільший викид продуктів неповного згоряння бензину відбувається при затримці машин перед світлофорами, при зрушуванні з місця і форсуванні роботи двигуна, то необхідно усунути перешкоди на шляху вільного руху потоку автомашин, заборонити маршрутним таксі зупинятися через кожні 100 м, встановити зупинки і суворо контролювати їх додержання. Тротуари, житлові, торгівельні та громадські будівлі треба відокремлювати від проїжджої частини вулиць з напруженим рухом деревинно-чагарниковими посадками в декілька рядів - без суттєвого озеленення міста проблему зменшення впливу автотранспорту на атмосферне повітря перебороти неможливо. Держава повинна також стимулювати роботи з розробки нових безпечних видів пального.
Вирішити завдання зменшення об’ємів шкідливих викидів автотранспорту можна лише застосовуючи комплексні заходи, однак, припинення використання етилованих бензинів повинно бути повним і остаточним.
Література
1. Кораблева А.И., Шапарь А.Г., Гербильс-
кий Л.В. Антропогенные проблемы экологии. - Днепропетровск: Проминь, 1997. -С. 245.
2. Буторина М.В., Дроздова Л.Ф., Иванов Н.И. и
др. Инженерная экология и экологический менеджмент. - М.: Логос, 2004. - 520 с
3. Кораблева А.И. Оптимизация условий жизнеде-
ятельности в селитебных зонах больших городов (на примере Днепропетровска) // Технополис: Статистичний щорічник Украї-ни за 2002 рік. - К.: Консультант, 2003.
Рецензент: С.Є.Селіванов, професор, д.т.н., ХНА-
ДУ.
Стаття надійшла до редакції 15 травня 2006 р.
