Ученики на Учителя.com


Анализ современного состояния и перспектив повышения экологичности городского автотранспорта

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа № 27» г. Белгорода
ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ИТОГОВЫЙ ПРОЕКТ
Тема
Анализ современного состояния и перспектив повышения
экологичности городского автотранспорта
Выполнил:
Пинус Георгий Владиславович
Ученик 9 класса
Куратор проекта:
Асеева Наталья Александровна
учитель физики
Белгород, 2021
2
Введение
Тема: анализ современного состояния и перспектив повышения
экологичности городского автотранспорта
Проблема: губительное влияние современного наиболее
распространенного городского транспорта на экологию
Цель: проанализировать современные виды городского транспорта с
точки зрения влияния их на экологию
Проектный продукт:
В последнее время все чаще и чаще говорится об ухудшении экологии
и пагубном влиянии деятельности человека на природу. Человек – не может
прожить без еды, чистой вод, и воздуха. Именно они способствуют
слаженной работе нашего организма. И именно с этими компонентами
связано понятие экологии. Сферы жизни человека, зависящие от состояния
окружающей среды:
⎯ смертность и рождаемость;
⎯ продолжительность жизни;
⎯ прирост популяции;
⎯ физическое развитие;
⎯ численность инвалидов, людей с хроническими заболеваниями.
Влияние человека на экологию приводит ко многим изменениям,
влияющим на жизнь на планете в целом. Это и озоновые дыры, и глобальное
потепление, и неизлечимые заболевания, и кислотные осадки и т.д. В
настоящее время уменьшение загрязнения атмосферного воздуха
токсичными веществами, выделяемыми промышленными предприятиями и
автомобильными транспортом, является одной из важнейших проблем,
стоящих перед человечеством.
В своей практической деятельности человек использует различные
виды транспорта, имеющие передвижные и стационарные силовые
установки. Передвижные силовые агрегаты устанавливаются на самом
транспортном средстве и дают ему мобильность. Стационарные силовые
установки снабжают электрической энергией устройства, совершающие
необходимую работу, в том числе и передвижение транспортных средств.
В городах используются различные виды транспорта: автомобильный с
двигателем внутреннего сгорания (ДВС), автомобильный с электрической
силовой установкой (троллейбус), водный, а также железнодорожный:
наземный (трамвай, электропоезд) и подземный (метро).
Электротранспорт оказывает загрязняющее действие на природу за
счет шума и электромагнитных излучений, а также за счет попадания в
окружающую среду веществ, применяемых при его обслуживании.
3
Негативное влияние транспорта с ДВС на окружающую среду состоит
в том, что для его функционирования необходимо топливо, которое само по
себе токсично; при работе ДВС поглощается кислород и выделяются
выхлопные газы, многие из которых отрицательно влияют на окружающую
среду. На различных видах транспорта используют следующие виды
топлива: автомобильный бензин, дизельное топливо, природный газ и смесь
разных видов топлива. Различные виды топлива по-разному влияют на
окружающую среду. Нерациональное использование веществ, применяемых
при уходе за двигателями, также пагубно влияет на экологическую
ситуацию. Кроме того, работа транспорта с ДВС сопровождается шумом,
вибрациями и тепловым загрязнением среды обитания.
В крупных городах доля автотранспорта с ДВС во вредных выбросах,
загрязняющих атмосферу, составляет 70-80%. А в целом считается, что
автотранспорт занимает второе место в мире по вредным выбросам после
предприятий энергетики (которые, в частности, дают электроэнергию для
электротранспорта).
По данным мониторинга Росгидромета, охватившим 284 города
России, 66 млн. человек живут в городах с загрязнением воздуха,
превышающим действующие нормы. Из них 40 млн. человек живут в
условиях значительного загрязнения воздуха. Сажа и SO2 - основные
источники классического смога.
Выхлопные газы, которые выделяются ДВС, работающими на бензине
или дизельном топливе, содержат значительное количество различных
вредных веществ. Специалистами было установлено, что ежегодно один
легковой автомобиль поглощает более 4 тонн кислорода, выбрасывая при
этом более 1 тонны вредных веществ (около 800 килограммов окиси
углерода, 100 килограммов окиси азота и 200 килограммов различных
примесей). Учитывая тот факт, что по дорогам мира передвигается более 800
миллионов автомобилей, легко представить себе весь ужас возможных
последствий.
План:
1. Транспорт, использующий мускульную силу
2. Транспорт с электроприводом с внешним источником энергии
3. Транспорт с бортовым накопителем энергии
4. Транспорт, работающий на жидком топливе
5. Транспорт, работающий на газовом топливе
6. Транспорт с гибридной силовой установкой
4
1. Современный автотранспорт с точки зрения влияния
на экологию
Современный наземный транспорт можно разделить по типу источника
энергии, используемой для движения:
⎯ Использование собственной мускульной силы человека
(велосипеды, самокаты и т.д.);
⎯ Использование электропривода с внешним источником
электроэнергии (троллейбус, трамвай, электропоезд);
⎯ Использование электропривода с бортовым накопителем
электроэнергии (аккумуляторные автомобили);
⎯ Использование электропривода с бортовым генератором
электроэнергии, на базе ДВС (автомобили с так называемой
гибридной силовой установкой);
⎯ Использование ДВС, работающего на бензине или дизельном
топливе (большая часть автотранспорта);
⎯ Использование ДВС, работающего на углеводородном газовом
топливе (метан) (часть легкового автотранспорта и часть
городских автобусов);
Самым экологически безопасным, естественно, является транспорт,
использующий собственную мускульную силу человека. Однако, он
имеет значительные недостатки, ограничивающие его использование:
1.) Крайне незначительная масса транспортируемого
груза;
2.) Низкая комфортность;
3.) Низкая скорость перемещения;
4.) Затрудненность, или даже невозможность,
использования в плохих погодных условиях и в зимнее время.
Использование электропривода с внешним источником
электроэнергии позволяет практически обнулить выбросы вредных веществ
в местах эксплуатации такого вида транспорта. Но нельзя забывать, что
генерация большей части электроэнергии осуществляется на тепловых
электростанциях, занимающих первое место по вредным выбросам в
атмосферу. Кроме того, для данного вида транспорта требуется сложная
инфраструктура, обеспечивающая подвод электроэнергии к каждому
электроприводу. Эксплуатация такого транспорта вместе с обеспечивающей
инфраструктурой вызывает значительное повышение уровня
электромагнитных излучений, что оказывает отрицательное влияние на
окружающую среду.
5
Эксплуатация транспорта с бортовым накопителем
электроэнергии, по воздействию на окружающую среду, в значительной
мере сходна с предыдущим вариантом. Принципиальное различие
заключается в том, что в данном случае нет необходимости в создании
большого количества кабельных питающих электросетей. Однако, при
массовом использовании, необходимо предусмотреть наличие зарядных
станций. Кроме того, значительный вред экологии будет нанесен при
утилизации аккумуляторных батарей.
Развитие электрического автотранспорта с внешним источником
электроэнергии ограничивается сложностью необходимой инфраструктуры.
Его использование целесообразно только для маршрутных пассажирских
перевозок при значительном пассажиропотоке.
Развитию электрического автотранспорта, работающего от бортового
аккумулятора, мешают технические характеристики современных
аккумуляторных батарей:
1.) низкая емкость;
2.) большая масса;
3.) большое время, необходимое для заряда.
4.) высокая стоимость.
Кроме того, в нашем климате значительное количество запасенной в
аккумуляторе энергии придется тратить на создание микроклимата для
пассажиров.
В качестве альтернативного бортового источника электрической
энергии пытаются использовать солнечные батареи. Но здесь имеются
следующие проблемы:
1.) Низкая эффективность;
2.) Зависимость от погодных условий (в нашей местности
низкое соотношение солнечных и пасмурных дней);
3.) Высокая стоимость.
Самым «грязным» с точки зрения воздействия на окружающую среду
являются автомобили с ДВС, работающими на бензине или дизельном
топливе. В настоящее время подавляющее большинство транспортных
перевозок осуществляется именно такими автомобилями. Их
распространенность и обеспечивает то, что автотранспорту отдают второе
место по загрязнению атмосферы. Транспорт, оснащенный ДВС, имеет
многочисленные факторы, разрушительно влияющие на окружающую среду.
Они обусловлены тем, что:
1. Для работы ДВС необходимо топливо, которое, само по себе,
токсично.
6
2. При работе ДВС из окружающего воздуха поглощается очень
большое количество кислорода.
3. Выделяются выхлопные газы, которые содержат химические
элементы и соединения, ядовитые для всего живого.
4. Вещества, используемые для обслуживания ДВС, такие, как
смазки и различные присадки, могут попадать в окружающую
среду, ухудшая экологическую ситуацию.
5. Работа транспорта с ДВС сопровождается шумом, вибрациями
и тепловым загрязнением среды обитания.
Производители вносят различные изменения в конструкцию этих
автомобилей с целью снизить потребление топлива и негативного влияния на
экологию, но значительных достижений пока не предвидится.
Одним из самых технически и экономически простых способов снизить
экологическую опасность автомобиля, оснащенного бензиновым ДВС,
является перевод его на углеводородное газовое топливо. Например, на
метан. Автомобиль с ДВС, работающий на углеводородном газовом
топливе, выбрасывает в атмосферу в 2-3 раза меньше оксида углерода, по
сравнению с бензиновым двигателем. В его выхлопных газах содержится в 2
раза меньше окиси азота, задымленность снижается в 9 раз. А главное –
отсутствуют соединения серы и свинца, которые наносят наибольший вред
атмосфере и здоровью человека.
Наиболее экологичным видом топлива является водород. При его
использовании единственной составляющей выхлопного газа будет водяной
пар.
Одной из основных проблем при использовании водорода в качестве
топлива для ДВС является то, что водород обладает очень низкой удельной
энергией на единицу объема. Поэтому он должен храниться под очень
высоким давлением, чтобы его можно было использовать в средствах
передвижения. А при высоком давлении этот газ способен утекать через
мельчайшие отверстия. Кроме того, водород, смешиваясь с кислородом из
атмосферного воздуха, создает чрезвычайно взрывоопасный гремучий газ.
При эксплуатации автомобиля с гибридной силовой установкой
наблюдается значительное снижение потребления топлива и, следовательно,
уменьшение количества выбросов вредных веществ в атмосферу по
сравнению с автомобилями, оснащенными обычными ДВС. Но нельзя
забывать, что такие силовые установки содержат в себе мощные
аккумуляторные батареи, которые впоследствии придется утилизировать.
7
Заключение
В настоящее время во всем мире ведутся работы, направленные на
снижение вреда наносимого окружающей среде от использования
автотранспорта. Разрабатываются новые виды аккумуляторных и солнечных
батарей. Однако, в среднесрочной перспективе альтернативы
углеводородному топливу не существует.
На мой взгляд, самым перспективным с точки зрения экологии, а также
одним из самых экономичных вариантов будет создание автомобилей с
гибридными силовыми установками, использующими метан в качестве
топлива для ДВС.
8
Список использованных источников:
1. Аксенов И.Я. Аксенов В. И. Транспорт и охрана окружающей
среды. – М.: Транспорт, 1986. – 176с.
2. Григорьев А.А. Города и окружающая Среда. Космические
исследования. – М.: Мысль, 1982.
3. Луканин В.Н., Буслаев А.П., Трофименко Ю.В и др.
Автотранспортные потоки и окружающая среда: Учебное пособие
для вузов. М.: ИНФРА-М, 1998 – 408 с.
4. Стадницкий Г.В. Экология: Учебник для вузов. – 6-е изд. – СПб:
Химиздат, 2001. – 288с.: ил.
5. Сидоренко В.М. и др. Экология: Учеб. пособие. – СПб.: Изд-во
СПбГЭТУ «ЛЭТИ»
6. Ефименко К. М. Загрязнение окружающей среды автотранспортом
города Шахты / К. М. Ефименко, О. В. Самоходкина //
Приоритетные направления развития образования и науки:
материалы III Междунар. науч.–практ. конф. (Чебоксары, 11 нояб.
2017 г.) / редкол.: О. Н. Широков [и др.] — Чебоксары: ЦНС
«Интерактив плюс», 2017. — С. 14–19.
7. В.В. Амбарцумян, В.Б. Носов ”Экологическая безопасность
автомобильного транспорта” Научтехлитиздат - Москва, 1999г.
8. ”Экологическая безопасность транспортных потоков” под
редакцией А.Б. Дьякова Москва Транспорт - 1990г.
9. Евгеньев И.Е., Каримов Б.Р. Автомобильные дороги и окружающая
среда. Учеб. - Москва, 1997г.
10. Экологические проблемы развития автомобильного транспорта. -
Москва, 1997
11. Экологический вестник России №7, Информационно-справочный
бюллетень, Москва, 1998г.
12. В.Ф. Протасов, А.В. Молчанов “Экология, здоровье и
природопользование в России”, Москва Финансы и статистика -
1995
Скачать материал

Физика - еще материалы к урокам: