Влияние режима работы двигателя на загрязнение окружающей среды

Загрязнение воздуха автомобилями

Ежегодно на дорогах увеличивается число автомобилей. В потоке движутся новые и старые машины, оставляющие черный дым. Загрязнению окружающей среды автомобильными выхлопными газами отводится первое место. Опасный побочный продукт работы двигателя наносит вред экологической системе и человеку.

Факт. Городом «черного неба» называют российский Красноярск. Это дни, когда стоит безветренная погода и автомобильные выбросы висят над городом. С 2014 года количество таких дней резко увеличилось.

Влияние автомобильного транспорта на окружающую среду

На качество воздуха в городах в значительной степени влияет организация автомобильного движения и техническое состояние транспортных средств, в том числе общественного транспорта. За последние 30 лет количество легковых автомобилей в России увеличилось с 8,6 млн до 46,5 млн – более, чем в 5 раз.

Если в 1990 году на 1000 россиян приходилось 58,5 машины, в 2020 – этот показатель достиг 320. Наибольший рост количества автомобилей наблюдается в городах, где проживает свыше 75% населения страны. В крупнейших городах России с населением более миллиона человек – Москве, Санкт-Петербурге, Екатеринбурге, Новосибирске, Владивостоке – количество автомобилей на 1 000 жителей достигает до 500 и выше.

Расширение уличной сети не поспевает за ростом количества автомобилей. Также отсутствует адекватная организация движения. Эти факторы создают пробки и, как следствие, увеличивают выбросы окиси углерода, окислов азота, углеводородов, соединений свинца и сажи. В присутствии оксидов азота и углеводородов под действием солнечной радиации образуется вторичный загрязнитель с сильно окисляющими свойствами – озон.

Летом, при высокой температуре воздуха и длительном пребывании на солнце в течение нескольких дней, концентрация озона может достигать значений, характерных для летнего смога. Шоссе и дороги, построенные человеком, вносят необратимые изменения в окружающую среду.

Растения, растущие на расстоянии до 200 м от них, испытывают влияние вредных элементов, выделяемых выхлопными газами (свинец, кадмий, кобальт, алюминий, мышьяк и др.). Страдают и животные. Их естественная среда обитания была прорезана сетью автомобильных дорог. Ежегодно на российских дорогах гибнут сотни зайцев, лисиц, оленей и даже лягушек, неспособных преодолеть расстояние в несколько метров, заполненное мчащимися машинами. Умирают не только животные, умирают деревья и леса, луга и поля.

Автомобиль – наименее экологически чистый из всех транспортных средств, используемых в городах. Негативное воздействие автомобильного транспорта на окружающую среду в основном связано с вызванным им увеличением загрязнения воздуха, воды, почвы и растительности.

Третья причина сверхмерного загрязнения атмосферы наших мегаполисов автомобильными выбросами кроется в одной из главных бед России — дорогах. Из-за того что они слишком узкие, да ещё и с множеством перекрёстков и светофоров, автомобилям приходится часто останавливаться, часами стоять в пробках. На каждом светофоре и в местах образования заторов количество автомобильных выбросов зашкаливает, поскольку при режимах холостого хода и набора скорости в атмосферу выделяются максимальные объёмы выхлопных газов.

Как правило, наибольшему загрязнению автотранспортом подвергаются центральные, самые густонаселённые, районы мегаполисов. В результате от загрязнения атмосферы автомобильными выбросами страдает здоровье сотен тысяч жителей каждого крупного города России. Наибольшую опасность выхлопные газы представляют для маленьких детей, поскольку высота автомобильных выбросов не достигает и 1 м.

Проанализировав все 3 причины повышенного загрязнения атмосферы наших мегаполисов автотранспортом, эколог А. П. Константинов пришёл к выводу, что российские города сегодня не способны выдержать и 300 автомобилей на 1000 жителей.

Однако при строгом соблюдении инструкции по сокращению количества вредных автомобильных выбросов в атмосферу у наших мегаполисов появится шанс сравняться с образцовыми японскими городами.

Влияние разливов горюче-смазочных материалов при лесозаготовительных работах на окружающую среду

Лесозаготовительные предприятия оказывают комплексное воздействие на окружающую среду: атмосферу, животный и растительный мир, водную экосистему, почвенный покров. Снижение негативного техногенного воздействия на природу при лесозаготовке возможно при строгом соблюдении лесозаготовителем существующих нормативов по всей технологической цепочке от валки до вывозки древесины; при эксплуатации и содержании техники в соответствии с технико-экологическими требованиями, увеличении объемов зимней лесозаготовки, исключении работ в период распутицы, особенно после оттаивания почвы.

В результате разливов горюче-смазочных материалов (ГСМ) при их хранении на делянках, заправке техники, вытекания жидкости из гидравлических систем и неплотного соединения агрегатов при работе техники происходит загрязнение почвы. Малые объемы углеводородов в почве быстро разлагаются бактериями и не представляют опасности, однако при попадании в водотоки и при разливах больших объемов ГСМ меняются физические свойства воды и почвы. Площади, находящиеся под постоянным воздействием разливов ГСМ, не образуют дернового горизонта более пяти лет.

Самыми критическими местами загрязнения почвы и воды являются заправки и пункты хранения ГСМ, места временного размещения, хранения и транспортировки отходов, площадки временного отстоя техники.

Зачастую при работе с техникой вследствие ошибок операторов происходит обрыв шлангов и утечка гидравлической жидкости. Объем гидравлического масла, выливающегося при подобном обрыве, зависит от вида машины: на манипуляторе — от 10 до 50 л, на харвестере, форвардере, скиддере и валочно-пакетирующей машине — от 100 до 300 л (зачастую оператор не сразу замечает, что произошел обрыв маслопровода).

Масла — тяжелые дистиллятные и остаточные фракции нефти, подвергнутые специальной очистке. Масла разделяют на смазочные и несмазочные. Смазочные масла по назначению подразделяют на моторные — для двигателей внутреннего сгорания, авиационные, автотракторные (автолы) и дизельные индустриальные. Несмазочные масла используются для технологических целей и при эксплуатации механизмов: электроизоляционные — трансформаторные, конденсаторные, кабельные — для гидравлических систем, для технологических целей — закалочные, поглотительные жидкости, мягчители и пр.

В соответствии с Приказом МПР РФ от 18 июля 2014 г. № 445 «Об утверждении Федерального классификационного каталога отходов», отходы отработанных моторных, трансмиссионных, гидравлических, трансформаторных (не содержащих полихлорированные дифенилы и терфенилы), индустриальных масел, шлама нефтеотделительных установок и всплывающей пленки из нефтеуловителей, отработанные автомобильные фильтры относятся к отходам 3-го класса опасности: умеренно опасным отходам.

Степень вредного воздействия на окружающую среду отходов 3-го класса опасности средняя. При этом экологическая система нарушается. Период ее восстановления — не менее 10 лет после снижения вредного воздействия указанных отходов.

Компонентный состав жидких отходов, содержащих нефтепродукты: нефтепродукты (углеводороды) — 70,0-98,2%; присадки — 0,0-12,0%; механические примеси — 0-1,0%; вода — 0-2,0%.

Опасными компонентами отходов 3-го класса опасности (масла гидравлические отработанные, масла индустриальные отработанные, масла моторные отработанные, масла трансмиссионные отработанные, масла трансформаторные отработанные, не содержащие галогены, отработанные автомобильные фильтры) являются нефтепродукты. Опасные свойства нефтепродуктов — их токсичность и пожароопасность.

По токсичности отработанные нефтепродукты относятся к 4-му классу опасности, однако вопросы токсичности нефти и нефтепродуктов еще далеко не проработаны, что объясняется сложным, комплексным химическим составом этих продуктов и различиями в химических свойствах. Некоторые фракции нефтепродуктов обладают четко выраженным канцерогенным действием. Острое отравление большинства видов рыб наступает при концентрации эмульгированных нефтепродуктов 16-97 мг/л. Токсичность водорастворимых нефтепродуктов также зависит от химического состава. Многокомпонентные фракции вызывают острое отравление водных гидробионтов при концентрации 25-29 мг/л и подострое отравление при концентрации 15-19 мг/л. При содержании в подобных фракциях нафтеновых кислот до 65% гибель рыб наступала при концентрациях от 0,03 до 0,1 мг/л. Рыбохозяйственные предельно допустимые концентрации (ПДК) нефтепродуктов в пресноводных водоемах — 0,001 мг/л, в морских — 0,05 мг/л. Предельно допустимая концентрация паров углеводородов отработанных нефтепродуктов в воздухе рабочей зоны — 300 мг/м 3 .

Нефтепродукты относятся к числу наиболее вредных химических загрязнителей. Наличие 2 г нефти и нефтепродуктов в 1 кг почвы делает ее непригодной для жизни растений и почвенной микрофлоры; 1 л нефти и нефтепродуктов лишает кислорода 40 тыс. л воды; 1 т нефти и нефтепродуктов загрязняет 12 км 2 водной поверхности.

При наличии 0,2-0,4 мг/л нефтепродуктов вода приобретает нефтяной запах, который не устраняется даже при фильтровании и хлорировании. Плохо очищенные нефтесодержащие стоки способствуют образованию на поверхности водоема нефтяной пленки толщиной 0,4-1 мм.

Загрязнение почвы нефтепродуктами влияет на весь комплекс морфологических, физических, физико-химических, биологических свойств почвы, определяющих ее плодородные и экологические функции. Под влиянием нефтепродуктов увеличивается число водопрочных частиц почвы размером более 10 мм, происходит агрегирование почвенных частиц, содержание глыбистых частиц увеличивается, а содержание агрономически ценных мелких частиц уменьшается. Почвы, насыщенные нефтепродуктами, теряют способность впитывать и удерживать влагу. Гидрофобные частицы нефтепродуктов затрудняют поступление влаги к корням растений, что приводит к их физиологическим изменениям. Изменение физических свойств почвы приводит к вытеснению воздуха нефтепродуктами, нарушению поступления воды, питательных веществ, а это является главной причиной торможения роста растений и их гибели. Скорость просачивания и бокового распространения нефтяного масла в почве составляет 10-2 — 10-5 м/с и снижается с ростом водонасыщенности почвы.

В химическом составе гумуса, загрязненного нефтепродуктами, происходят активные изменения. Количество углерода в нем резко возрастает, одновременно повышается и соотношение углерода и азота в гумусе C/N (наиболее благоприятное — от 1/10 до 1/20), в загрязненной почве соотношение C/N колеблется от 1/50 до 1/420 в зависимости от количества привнесенного углерода и типа почвы, что приводит к ухудшению азотного режима почвы и нарушению корневого питания растений. Одновременно с ухудшением азотного режима происходит сокращение содержания подвижных форм фосфора и калия. Продукты трансформации нефтепродуктов резко меняют состав углеродистых веществ, из которых состоит почвенный гумус. Доля всех собственных компонентов гумуса сокращается. В загрязненных нефтепродуктами почвах происходит изменение окислительно-восстановительных условий, повышение подвижности гумусовых компонентов и ряда микроэлементов. Загрязнение почвы нефтепродуктами даже в незначительных количествах приводит к снижению урожайности зерновых культур и замедлению роста репродуктивных органов растений.

Снижение концентрации кислорода в почве способствует развитию анаэробных микроорганизмов, затормаживает развитие аэробной микрофлоры. Даже слабое загрязнение почвы нефтепродуктами приводит к уменьшению численности почвенных микроорганизмов. Восстановление их численности наблюдается через несколько месяцев после загрязнения, в дальнейшем возможен даже некоторый рост за счет использования углерода нефтепродуктов в качестве питательного вещества. Однако интенсивный рост микроорганизмов, усваивающих растворимые соединения, сильно обедняет почву ростовыми веществами. Загрязнения почв нефтепродуктами создают новую экологическую обстановку, в которой количество микроорганизмов приближено к фоновому, но численность нефтеокисляющих бактерий еще долгое время превышает те же группы в незагрязненных почвах.

Нефтяное загрязнение почв подавляет фотосинтетическую активность растительных организмов, что сказывается прежде всего на развитии почвенных водорослей. Нефтепродукты вызывают массовую гибель почвенной мезофауны: наиболее токсичными для нее оказываются легкие фракции нефтепродуктов. После попадания на поверхность почвы жидкие нефтепродукты, пропитывающие почву, обволакивающие корни, листья, стебли растений и проникающие сквозь мембраны клеток, в первую очередь нарушают водно-воздушный баланс почвы. Следствием нарушения водно-воздушного баланса является усиление эрозии почвы. Оно, в свою очередь, приводит к ухудшению состояния растительности и падению продуктивности земель. Постепенное повышение концентрации нефтепродуктов на поверхности почвы в совокупности с процессами испарения и разложения их легких фракций приводит к накоплению трудно разлагаемых углеводородов, таких как твердые парафины, циклические углеводороды, ароматические углеводороды, смолы и асфальтены, которые запечатывают поры почвенного покрова.

При случайном разливе жидких масел, содержащих нефтепродукты, место разлива засыпают песком или сорбентом, который затем аккуратно собирают в прочный пластиковый пакет и помещают в специальный контейнер с плотно закрывающейся крышкой. Песок или сорбент, загрязненный нефтепродуктами, в дальнейшем передается на утилизацию, по договору, специализированному предприятию, имеющему лицензию на деятельность по сбору, транспортированию, обработке, утилизации, обезвреживанию, размещению отходов I-IV классов опасности и специализирующемуся на обезвреживании замазученных грунтов.

В случае попадания ГСМ на почву загрязнение обрабатывается препаратом, содержащим микроорганизмы, разрушающие жидкие углеводороды. Если загрязнение значительное, то проводится рекультивация почвы. Бактерии, содержащиеся в препарате, в процессе жизнедеятельности при наличии в почве кислорода, азота, фосфора перерабатывают углеводороды в малотоксичные или безвредные кислородсодержащие соединения вплоть до углекислого газа, ликвидируя таким образом нефтяное загрязнение.

Сорбентами называются вещества, которые обладают способностью поглощать газы, парообразные или растворенные вещества из воды, почвы и с поверхностей. Существуют гранулированные и волокнистые твердые сорбенты. У каждой разновидности сорбентов есть свои достоинства, но главное, что нужно отметить, это способность быстрого поглощения их волокнистыми материалами тех или иных веществ. Также различают органические, неорганические и синтетические сорбирующие материалы.

Синтетические сорбенты нефти

Основным материалом для их изготовления являются волокна полипропилена, из которого производятся нетканые сорбенты нефти, обладающие высокой эффективностью в процессе очистки. Также популярен такой материал, как вспененный полиэтилен. Он пожаробезопасен, способен длительное время удерживаться на воде даже после окончания процесса абсорбции. Полиэтиленовые сорбенты в основном применяются для устранения нефтяных разливов на водных поверхностях. Для изготовления синтетических продуктов иногда используется полиуретан, а также другие разновидности полимерных материалов.

Неорганические сорбенты нефти

Наиболее популярные сорбирующие материалы — глина, пемза, диатомитовые породы, песок, перлиты и цеолиты, широкое использование которых обусловлено их невысокой стоимостью и возможностью легкой добычи сырья и производства сорбентов в огромных объемах. Хотя у них низкая стоимость и есть возможность их производства в больших объемах, качество подобных сорбентов неприемлемо с точки зрения экологии. Прежде всего у них очень низкая сорбционная емкость, и они не удерживают легкие фракции типа бензина, керосина, дизельного топлива. По сути, единственное средство их утилизации — промывка загрязненных участков экстрагентами или водой с ПАВ, возможно также выжигание.

Органические сорбенты

К этому виду материалов для ликвидации аварийных разливов нефтепродуктов можно отнести древесные опилки и щепу, торф, бумажную макулатуру, сухие злаковые культуры и шерсть. Идеальным сорбирующим природным веществом считается мох сфагнум, на основе которого изготавливается большинство современных материалов для ликвидации аварийных разливов нефти. Эти продукты позволяют не только абсолютно очищать любые поверхности, но и сохранять экологический баланс в загрязненной местности. Отработанный сорбент нефти не нужно собирать и утилизировать — через некоторое время он разлагается естественным путем вместе с поглощенными веществами.

Синтетические сорбенты обычно наиболее эффективны для сбора нефти. В некоторых случаях соотношение по весу захваченной нефти и сорбента может составлять 40:1, в то время как для органических продуктов — 10:1 и еще более низкое, 2:1 — для неорганических материалов. Несмотря на ограниченную адсорбционную способность, органические и неорганические материалы целесообразно использовать, так как они часто в изобилии имеются в природной среде или являются побочными продуктами промышленных процессов и могут приобретаться по низкой цене или даже использоваться бесплатно.

Практика работы лесозаготовительных предприятий России показывает, что на лесопромышленных складах разного назначения и принадлежности, особенно на нижних складах, часто накапливаются значительные объемы отходов деревообработки, которые загрязняют окружающую среду. Кроме того, как было отмечено выше, при проведении лесосечных работ распространены случаи загрязнения лесной среды топливно-смазочными материалами, проблема эффективного сбора которых в России не решена.

Эти факторы препятствуют успешному прохождению отечественными лесозаготовительными предприятиями добровольной лесной сертификации, например по системе FSC, что, в свою очередь, снижает конкурентоспособность отечественного лесозаготовительного производства.

Разработки инженерных методов и технических средств обеспечения экологической безопасности в лесопромышленном и лесохозяйственном производствах предполагается проводить в рамках научной школы «Инновационные разработки в области лесозаготовительной промышленности и лесного хозяйства», которая включена в реестр ведущих научных и научно-педагогических школ Санкт-Петербурга.

Ольга КУНИЦКАЯ, д-р техн. наук, доц. каф. ТЛЗП СПбГЛТУ,
Яна ЩЕТНЕВА, аспирант СПбГЛТУ

Лесозаготовительные предприятия оказывают комплексное воздействие на окружающую среду: атмосферу, животный и растительный мир, водную экосистему, почвенный покров.

Уменьшение негативного техногенного воздействия на природную в лесозаготовке основано: на строгом соблюдении лесозаготовителем существующих нормативов по всей технологической цепочке от валки до вывозки древесины; эксплуатации и содержании техники в соответствии с технико-экологическими требованиями;увеличении объемов зимней лесозаготовки; исключении работы в период распутицы, особенно после оттаивания почв.

В результате разливов при хранении горюче-смазочных материалов (ГСМ), заправки, подтекания гидравлических систем и неплотного соединения агрегатов при работе техники происходит загрязнение почвы ГСМ. Малые концентрации углеводородов в почве быстро разлагаются бактериями и не являются опасными, однако при попадании в водотоки и при проливах больших объемов ГСМ нарушаются физические свойства воды и почвы. Площади, находящиеся под постоянным воздействием разливов ГСМ не образуют дернового горизонта в течение более пяти лет.

Особенно критическими местами являются заправки и пункты хранения ГСМ. Места временного размещения, хранения и транспортировки отходов, площадки временного отстоя техники.

Зачастую при работе с техникой вследствие ошибок операторов происходит обрыв шлангов и утечка гидравлической жидкости. Количество гидравлического масла выливающегося при обрыве зависит от машины: на манипуляторе это от 10 до 50 литров, а на харвестере, форвардере, скиддере и ВПМ от 100 до 300 литров по причине, что часто оператор не может сразу заметить, что произошел обрыв.

Масла – тяжелые дистиллятные и остаточные фракции нефти, подвергнутые специальной очистке. Масла делят на смазочные и несмазочные. Смазочные масла по назначению делятся на моторные для двигателей внутреннего сгорания, авиационные, автотракторные (автолы) и дизельные индустриальные. Несмазочные масла используются для технологических целей и при эксплуатации механизмов: электроизоляционные – трансформаторные, конденсаторные, кабельные, для гидравлических систем, для технологических целей – закалочные жидкости, поглотительные, мягчители и прочие.

В соответствии с Приказом МПР РФ 18 июля 2014 г. N 445 «Об утверждении Федерального классификационного каталога отходов» отходы отработанных моторных, трансмиссионных, гидравлических, трансформаторных (не содержащих полихлорированные дифенилы и терфенилы), индустриальных масел, шлама нефтеотделительных установок и всплывающей пленки из нефтеуловителей, отработанные автомобильные фильтры относятся к отходам 3 класса опасности – умеренно опасным отходам.

Степень вредного воздействия отходов 3 класса опасности на окружающую среду средняя. При их воздействии на окружающую среду экологическая система нарушена. Период восстановления не менее 10 лет после снижения вредного воздействия от существующего источника.

Усредненный компонентный состав жидких отходов, содержащих нефтепродукты: нефтепродукты (углеводороды) — 70,0-98,2%%; присадки — 0,0-12,0%; механические примеси 0,0-1,0%; вода — 0,0-2,0%.

Опасными компонентами отходов 3 класса опасности «масла гидравлические отработанные», «масла индустриальные отработанные», «масла моторные отработанные», «масла трансмиссионные отработанные», «масла трансформаторные отработанные, не содержащие галогены, «отработанные автомобильные фильтры» являются нефтепродукты.

Опасными свойствами нефтепродуктов является их токсичность и пожароопасность.

По токсичности отработанные нефтепродукты относятся к 4 классу опасности, однако вопросы токсичности нефти и нефтепродуктов еще далеко не разработаны. Объясняется это их сложным, комплексным химическим составом и различиями в химических свойствах. Некоторые фракции нефтепродуктов обладают четко выраженным канцерогенным действием. Острое отравление большинства видов рыб наступает при концентрации эмульгированных нефтепродуктов 16-97мг/л. Токсичность водорастворимых нефтепродуктов также зависит от химического состава. Многокомпонентные фракции вызывают острое отравление водных гидробионтов в концентрациях 25-29мг/л и подострое отравление 15-19мг/л. При содержании в них нафтеновых кислот до 65% гибель рыб наступала в концентрациях 0,03-0,1 мг/л [5]. Рыбохозяйственные ПДК нефтепродуктов в пресноводных водоемах 0,001 мг/л, в морской воде 0,05 мг/л. Предельно допустимая концентрация паров углеводородов отработанных нефтепродуктов в воздухе рабочей зоны – 300мг/м 3 [4].

Нефтепродукты относятся к числу наиболее вредных химических загрязнителей.

− Наличие 2г нефти и нефтепродуктов в 1кг почвы делают ее непригодной для жизни растений и почвенной микрофлоры [7];

− 1л нефти и нефтепродуктов лишает кислорода 40 тыс. л воды;

− 1т нефти и нефтепродуктов загрязняет 12 км 2 водной поверхности [8].

При наличии нефтепродуктов в воде в количестве 0,2-0,4 мг/л она приобретает нефтяной запах, который не устраняется даже при фильтровании и хлорировании. Плохо очищенные нефтесодержащие стоки способствуют образованию на поверхности водоема нефтяной пленки, толщиной 0,4-1мм.

Загрязнение почвы нефтепродуктами влияет на весь комплекс морфологических, физических, физико-химических, биологических свойств почвы, определяющих ее плодородные и экологические функции. Под влиянием нефтепродуктов увеличивается количество водопрочных частиц почвы размером больше 10 мм, происходит агрегирование почвенных частиц, содержание глыбистых частиц увеличивается, а содержание агрономически ценных мелких частиц уменьшается. Почвы, насыщенные нефтепродуктами, теряют способность впитывать и удерживать влагу. Гидрофобные частицы нефтепродуктов затрудняют поступление влаги к корням растений, что приводит к их физиологическим изменениям. Изменение физических свойств почвы приводит к вытеснению воздуха нефтепродуктами, нарушению поступления воды, питательных веществ, что является главной причиной торможения развития роста растений и их гибели [1].

Скорость просачивания и бокового распространения нефтяного масла в почве составляет 10-2. 10-5 м/с и снижается с увеличением водонасыщенности последней [7].

В химическом составе гумуса, загрязненного нефтепродуктами, происходят активные изменения. Количество углерода в нем резко увеличивается, одновременно с ростом содержания привнесенного углерода происходит увеличение соотношения C:N (наиболее благоприятное от 10 до 20), в загрязненной почве отношение C:N колеблется от 50 до 400-420 в зависимости от количества привнесенного углерода и типа почвы. Это приводит к ухудшению азотного режима почвы и нарушению корневого питания растений [1]. Одновременно с ухудшением азотного режима происходит уменьшение содержания подвижных форм фосфора и калия. Продукты трансформации нефтепродуктов резко меняют состав углеродистых веществ, из которых слагается почвенный гумус. Доля всех собственных компонентов гумуса уменьшается. В загрязненных нефтепродуктами почвах происходит изменение окислительно-восстановительных условий, увеличение подвижности гумусовых компонентов и ряда микроэлементов. Загрязнение почвы нефтепродуктами даже в незначительных количествах (0,15%) снижает урожай зерновых культур, снижается рост репродуктивных органов растений.

Понижение концентрации кислорода в почве способствует развитию анаэробных микроорганизмов, развитие аэробной микрофлоры затормаживается. Первоначально даже слабое загрязнение почвы нефтепродуктами приводит к снижению количества почвенных микроорганизмов. Восстановление численности наблюдается через несколько месяцев после загрязнения, в дальнейшем возможен даже некоторый рост численности микроорганизмов за счет использования углерода нефтепродуктов в качестве питательного вещества. Однако интенсивный рост микроорганизмов, усваивающих растворимые соединения, очень обедняет почву ростовыми веществами. Загрязнения почв нефтепродуктами создают новую экологическую обстановку с соответствующим числом организмов в почве. [2].

Нефтяное загрязнение почв подавляет фотосинтетическую активность растительных организмов. Это сказывается, прежде всего, на развитии почвенных водорослей. Нефтепродукты вызывают массовую гибель почвенной мезофауны: наиболее токсичными для них оказываются легкие фракции нефтепродуктов. После попадания на поверхность почвы жидкие нефтепродукты, в первую очередь, пропитывая почву, обволакивая корни, листья, стебли растений и проникая сквозь мембраны клеток, нарушают водно-воздушный баланс почв. Следствием нарушения водно-воздушного баланса является усиление эрозии почвы. Это, в свою очередь, приводит к ухудшению состояния растительности и падению продуктивности земель. Постепенное увеличение концентрации нефтепродуктов на поверхности почвы в совокупности с процессами испарения и разложения их легких фракций приводит к накоплению трудно разлагаемых углеводородов, таких как твердые парафины, циклические углеводороды, ароматические углеводороды, смолы и асфальтены, которые запечатывают поры почвенного покрова [3].

При случайном розливе жидких масел, содержащих нефтепродукты, место розлива засыпают песком или сорбентом, который затем аккуратно собирают в прочный пластиковый пакет и помещают в специальный контейнер с плотно закрывающейся крышкой. Песок или сорбент, загрязненный нефтепродуктами, в последующем передается на утилизацию специализированному предприятию, с которым заключен договор.

В случае попадания ГСМ на почву загрязнение обрабатывается препаратом микроорганизмов, разрушающих жидкие углеводороды. Если загрязнение значительное, то проводится рекультивация почвы [6]. Вносимые в почву бактерии при наличии кислорода, азота, фосфора перерабатывают углеводороды в процессе своей жизнедеятельности до малотоксичных или безвредных кислородсодержащих соединений вплоть до углекислого газа, ликвидируя таким образом нефтяное загрязнение. [9].

Сорбентами называются самые разнообразные вещества, которые обладают способностью поглощать газы, парообразные или растворенные вещества из воды, почвы и с других поверхностей. Сегодня существуют гранулированные и волокнистые твердые сорбенты. Каждая из этих разновидностей обладает своими преимуществами, но главное, что нужно отметить, — это более быстрое поглощение тех или иных веществ волокнистыми материалами.

Также сегодня различают органические, неорганические и синтетические сорбирующие материалы.

Синтетические сорбенты нефти. Данные продукты весьма дороги в использовании, поэтому применяются в тех странах, которые постоянно развивают свою нефтехимическую промышленность. Основным материалом для их изготовления являются волокна полипропилена, из которого выполняются нетканые сорбенты нефти, обладающие высокой эффективностью в процессе очистки. Также популярен такой материал, как вспененный полиэтилен. Он пожаробезопасен, способен длительное время удерживаться на воде даже после окончания процесса абсорбции. Полиэтиленовые сорбенты большей частью применяются для устранения нефтяных разливов на водных поверхностях. Для изготовления синтетических продуктов в более редких случаях используются полиуретан, а также другие разновидности полимерных материалов.

Неорганические сорбенты нефти. Наиболее популярные сорбирующие материалы. Популярность неорганических материалов — глины, пемзы, дитомитовых пород, песка, перлитов и цеолитов — обуславливается их невысокой стоимостью и возможностью легкой добычи сырья и производства сорбентов в огромных объемах. Но эти сорбенты недостаточно эффективны для ликвидации последствий аварийных разливов нефти. Основная их проблема заключается в том, что они не в состоянии длительное время удерживать тяжелые нефтепродукты, такие как керосин, бензин, дизельное топливо и большинство видов масел, и тонут вместе с ними.

Органические сорбенты. К этому виду материалов ликвидация аварийных разливов нефтепродуктов (ЛАРН) можно отнести древесные опилки и щепу, торф, бумажную макулатуру, сухие злаковые культуры и шерсть. Самым идеальным сорбирующим природным веществом считается мох сфагнум, на основе которого изготавливается большинство современных материалов для ликвидации аварийных разливов нефти. Эти продукты не только позволяют абсолютно очищать любые поверхности, но и полностью сохраняют экологический баланс в загрязненном районе. Отработанный сорбент нефти не нужно собирать и утилизировать — через некоторое время он разлагается естественным путем вместе с поглощенными веществами.

Автор выражает благодарность научному руководителю д.т.н. О. А. Куницкой

Список литературы

1. Ковалева Г.Н., Мазманиди Н.Д. Действие нефти на рыб. Ж. «Гидробиология», 1978, 14, № 5, с. 67-73.

2. ГОСТ 21046-86. Нефтепродукты отработанные.

3. Д. В. Мельникова, Д. А. Волков // Анализ токсикологического воздействия смазочно-охлаждающих технологических средств промышленных предприятий на организм человека и окружающую среду // Фундаментальные исследования. — 2014. — № 11-7. — С. 1555-1559. — Библиогр.: с. 1558-1559 (9 назв.).

4. Мусаев А.Ш. Распространение нефтепродуктов в водной среде в ледовых условиях, СПб., 1999.

5. Шамраев А.В., Шорина Т.С. Влияние нефти и нефтепродуктов на различные компоненты окружающей среды. Вестник ОГУ, 2009; № 6. С. 642 – 645.

6. Солнцева Н.П., Пиковский Ю.И., Никифорова Е.М., Оборин А.А., Калачникова И.Г., Шилова И.И., Исмаилов Н.М., Артемьева Т.И. Проблемы загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами: геохимия, экология, рекультивация // Докл. симп. 7-го VII Делегатского съезда Всесоюз. о-ва почвоведов. — Ташкент, 1985. — Ч. 6. — С. 246-254.

7. Экспериментальные исследования трансформации нефти в почвах / Ю.И. Пиковский, И.Г. Калачникова, А.И. Оглоблина и др. // Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредель- ных средах: Тр.III Всесоюз. совещ., Обнинск, сент. 1981 г. – Л., 1985. – С. 191-195.

8. Рудинская И.В., Беляев В.Ф. Методы ликвидации углеводородного загрязнения почв // Экология на предприятии. 2013. № 6. С. 92–96.

9. Колесниченко А.В. Процессы биодеградации в нефтезагрязненных почвах / А.В. Колесниченко, А.И. Марченко, Т.П. Побежимова, В.В. Зыкова.- Москва: «Промэкобезопасность», 2004. — 194 с.

© 2011 — 2021 Петрозаводский государственный университет
Разработка и техническая поддержка — РЦ НИТ ПетрГУ
Продолжая использовать данный сайт, Вы даете согласие на обработку файлов Cookies
и других пользовательских данных, в соответствии сПолитикой конфиденциальности

Данный вид машин очень экологичен, но имеет недостатки, которые мешают им стать серийными и распространенными:

• Зарядка, а, следовательно, и движение возможно только днем;
• Аккумуляторы, которые смогут обойти первый недостаток и будут работать в любое время суток, крайне повышают стоимость машины, снижают динамику и отягощают инженерное решение.

На рынке такой автомобиль имеется, но только в качестве автобусов, мини-поездов и другого общественного транспорта.

Влияние выхлопных газов на организм человека

Выхлопные газы автомобиля могут нанести вред здоровью, и достаточно серьезный. Прежде всего, оксид углерода или угарный газ, о котором мы уже писали в блоге, не имеет вкуса и запаха, но при высокой концентрации вызывает головокружение, головную боль, тошноту, может приводить к обморокам.
Сернистый бензин и создаваемый им оксид серы – одна из причин сильного запаха выхлопных газов. Дело в том, что молекулы диоксида серы очень ощутимо воздействуют на обонятельные рецепторы, поэтому этот запах чувствуется даже при невысокой концентрации, а более концентрированный “аромат” перекрывает все остальные запахи для носа человека, что может подтвердить каждый, кто зажигал в доме спички. Этилированные бензины обогащают воздух свинцом. Количество таких выхлопных газов и вред здоровью, который они наносят, сделало свинец одним из самых известных отравляющих компонентов в атмосфере. В настоящее время такой бензин в качестве топлива для автомобилей уже не используется, но довольно долго его пары наполняли все крупные города. Углеводороды в выбросах автомобилей окисляются при попадании под действие солнечных лучей и образуют токсичные соединения с резким запахом, которые особенно сильно сказываются на работе верхних дыхательных путей и приводят к обострениям хронических заболеваний дыхательной системы.
Вред от выхлопных газов автомобиля во многом объясняют канцерогены – сажа и бензопирен, которые способствуют развитию опухолей, особенно — злокачественных.

Рассматривая выхлопные газы и вред, который они приносят, нужно добавить и про влияние этого химического коктейля целиком: длительный контакт с выхлопными газами приводит к смерти, в частности — от отравления конкретно угарным газом. Наибольшая опасность этих выбросов состоит в их количестве, распространенности и мелком размере частиц, что позволяет выхлопам проходить через естественные барьеры организма и попадать в легкие. При постоянном воздействии выхлопных газов на организм может развиваться иммунодефицит, бронхиты, страдают сосуды головного мозга, нервная система и другие органы. Кроме того, большая часть токсичных веществ, входящих в состав выхлопных газов, может взаимодействовать друг с другом и с другими компонентами атмосферы, что способствует образованию смога.