Экологическая ниша человека и оптимальные направления развития автотранспорта

ОХРАНА ТРУДА. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ. ГЕОЭКОЛОГИЯ

УДК 650.13: 502.5

Н. В. Вепринцев, канд. техн. наук, доц., Н. А. Коваленко, канд. техн. наук, доц.

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ НИША ЧЕЛОВЕКА И ОПТИМАЛЬНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ АВТОТРАНСПОРТА

Одним из основных загрязнителей окружающей среды в регионе является автомобильный транспорт. В этой статье дан анализ прямому и косвенному влиянию автомобильного транспорта на окружающую среду и предложены пути снижения этого влияния.

В настоящее время под экологической нишей человека понимается вся Солнечная система, т.е. суперсфера. Ноосфера - непосредственная экологическая ниша человека.

Для человека природа является первоисточником удовлетворения как материальных, так и духовных потребностей. Установлено, что, начиная с 50-х годов прошлого столетия, биосфера (бывшая экологическая ниша) под энергетическим напором человека стала заметно изменяться в худшую сторону. Это сказывается на долголетии, здоровье и увеличении моральных и материальных затрат. Затраты на охрану окружающей среды во всех развитых странах постоянно растут и составляют 1,5-2 % национального дохода [2]. Кроме того, даже выкапывая из земли металлы в большом количестве, мы уже начали влиять на процессы, происходящие в суперсфере [1]. Поэтому при массовом развитии технических средств защите окружающей среды должно уделяться особое внимание.

Немаловажную роль в загрязнении части экологической ниши человека играет автомобильный транспорт, доля которого в загрязнении атмосферы в странах СНГ составляет свыше 15 % [3], а в промышленных странах мира еще выше.

В последние десятилетия прямому влиянию автотранспортных средств на

экологическую нишу человека уделялось много внимания, а косвенные потребности, влияющие на экологическую нишу человека, не учитывались. Поэтому до сих пор нет комплексного подхода к решению этой важной проблемы.

Рассмотрим проблему комплексного влияния автомобиля на непосредственную экологическую нишу человека и Природу в целом.

Влияние автомобильного транспорта можно представить в виде комплексного выражения:

В = Вп + Вк,

где Вп - прямое воздействие автомобиля на окружающую среду; Вк - косвенное воздействие автомобиля на окружающую среду.

Прямое воздействие автомобиля на окружающую среду состоит из следующих факторов:

Вп = Пі + П2 + Пз + П4 + П5 +

+ Пб + П7 + П8 ,

где П1 - выброс отработавших газов в атмосферу; П2 - выброс картерных газов; Пз - испарения углеводородов из топливного бака и карбюратора; П4 - подтекания масел, охлаждающей жидкости, топлива; П5 - образование пыли при износе шин и фрикционных элементов; Пб -

шум, создаваемый транспортным средством; П7 - вибрация, создаваемая транспортным средством; П8 - загрязнения при утилизации транспортных средств и его составляющих.

Большое внимание в течение длительного времени уделялось снижению вредных веществ в отработавших газах (ОГ) автомобилей. Сюда входили конструкторские разработки, использование новых материалов, технологий производства. Однако, как показывают исследования, эта проблема решена еще не полностью.

Полностью задача снижения токсичности отработавших газов как дизельных, так и бензиновых двигателей, очевидно будет решена в течение ближайших десятилетий за счет использования альтернативных топлив, в частности водорода и других источников энергии.

В последнее десятилетие вопрос улавливания углеводородов при испарениях из топливного бака и карбюратора практически решен за счет использования адсорбента в виде активированного угля.

Совершенствование технологий при производстве деталей автомобилей позволило повысить герметичность соединений топливных и тормозных систем автомобиля. Проблема негерметичности этих соединений фактически решена.

Много сделано и по проблеме снижения шума. Исследования в этой области позволили ужесточить мировые стандарты. Однако до сих пор мало внимания уделяется проблеме влияния вибрации на человека как на биоэнергоинформацион-ный объект. Хотя исследования последних лет указывают на снижение рождаемости биологических объектов, подвергшихся перевозке в кузовах транспортных средств.

Недостаточно проведено исследований по влиянию утилизации отработавших транспортных средств и их составляющих на экологическую нишу человека. Соответственно не разработаны критерии, ограничивающие использование определенных материалов при изготовлении

автотранспортных средств, которые экономически неприемлемы при регенерации и утилизации. Эта задача также ожидает своего решения.

Если по первой составляющей Вп было проведено много исследований и разработок, в результате которых токсичность отработавших газов стала минимальной, а подтекание масел и топлив практически отсутствует, то косвенному влиянию автомобиля на окружающую среду до последнего времени уделяется мало внимания, хотя эта проблема будет возрастать из-за увеличения благосостояния и, соответственно, увеличения мирового автопарка, особенно легкового.

Косвенное влияние автотранспортных средств на экологическую нишу человека можно представить в виде выражения:

Вк = К1 + К2 + К3 + К4 ,

где К1 - потребление энергетических ресурсов; К2 - потребление материальных ресурсов; К3 - потребление земельных ресурсов; К4 - потребление людских ресурсов.

При этом каждое из слагаемых подразделяется на соответствующие составляющие.

В промышленно развитых странах доля потребления энергоресурсов автотранспортом составляет от 12 до 17 %. Ежемесячное потребление топлива мировым автопарком составляет около 2,5 млн т. При этом в наиболее развитой стране США - легковые автомобили потребляют около 54 %, грузовые - 21 %, автобусы - 1 %, остальное - авиация, водный и железнодорожный транспорт. Из материальных ресурсов автомобильный транспорт потребляет около 20 % прокатной стали, 12 % алюминия,

7 % меди, 50 % свинца, 35 % цинка и т.д.

В свою очередь, для получения энергетических и материальных ресурсов необходимы механизмы и людские ресурсы, нужно рыть шахты, вскрывать котлованы и т. д. Как видно из перечис-

ленного, только для получения материальных и энергетических ресурсов, необходимых для изготовления и передвижения автомобиля, требуется существенно изменять непосредственную экологическую нишу человека, созданную тысячелетиями. Потребление земельных ресурсов можно представить в виде выражения:

К3 = Зд + Зг + За + Зр + Зз + Зж,

где Зд - земельные площади под дороги; Зг - земельные площади под гаражи и стоянки; За - земельные площади под автозаправочные станции; Зр - земельные площади под рудники; Зз - земельные площади под заводы и фабрики, производящие автомобили и запасные части; Зж - земельные площади под жилье рабочих.

Как видно из выражения (4), для производства и эксплуатации автотранспортных средств требуются колоссальные площади, формирующиеся из многих составляющих. Освоение и использование земельных площадей в таких масштабах без сомнения повлияло и продолжает влиять на изменение экологической ниши человека, и не только человека, но и природы из-за вскрытия поверхности земли, вырубки лесов, уничтожения полей и лугов.

Автомобиль при дорожно-транс-

портных происшествиях наносит не только материальный ущерб, исчисляемый миллиардами долларов лишь в США, но также и моральный урон. Если во Франции в 1898 г. погибло 628 человек, то в настоящее время гибнет около 15000 человек, в США около 50000. В автокатастрофах в мире в год погибает около 200 тыс. человек, свыше 400 становятся инвалидами. Гибель крупных животных исчисляется десятками тысяч, а мелких животных - миллионами.

Из вышеизложенного следует вывод, что возникла проблема, указывающая на то, что современная тенденция качественного развития и количествен-н ого использования автомобильного парка мира не полностью учитывает прямое и совсем не учитывает косвенное влияние автотранспортных средств на изменение непосредственной экологической ниши человека и Природы в целом. Это существенно изменяет равновесие в природе и значительно влияет на здоровье человека. В результате потребовались и требуются большие моральные и экономические затраты.

Комплексный подход, предлагаемый авторами по оптимизации влияния автотранспортных средств на окружающую среду, показан на рис. 1.

Совершен-

ствование

конструкции

Совершенст-

вование

технологии

производства

Использование новых материалов

Оптимальное использование в условиях эксплуатации

Оптимизация влияния автотранспортных средств на окружающую среду

Рис. 1. Схема оптимизации влияния автотранспортных средств на окружающую среду

Решение проблемы возможно путем выработки критериев, оптимизирующих качественное и количественное состояния подвижного состава с учетом экологического фактора.

Решение задачи по снижению использования металлов при изготовлении и эксплуатации автомобиля, т. е. снижение составляющих Зр, Зз и Зл можно разделить на несколько этапов.

Первый этап.

1. Оптимизация пассажиро- и грузопотоков в зависимости от металлоемкости автомобиля на пассажиро- или тонноки-лометр.

2. Увеличение долговечности кузовов и других узлов и агрегатов, используя более долговечные металлы и другие материалы.

3. Значительное повышение роли общественного транспорта.

По первому пункту первого этапа необходимо ввести законодательство об использовании специализированного подвижного состава строго по назначению. Разработать и использовать миниавтомобили для служебных и других поездок.

Увеличение долговечности кузовов и других агрегатов автомобиля позволит в такой же степени снизить земельные площади под рудники, фабрики и заводы, производящие металл для автомобилей, их запасных частей.

В настоящее время наблюдается неоправданное увеличение использования легковых автомобилей. Повышение роли общественного транспорта в несколько раз позволит снизить металлоемкость на одного перевезенного пассажира и соответственно составляющие Зг, Зр, Зз, Зж и За, что очень важно для природы в целом.

Рациональное использование как легковых, так и грузовых автомобилей возможно за счет критерия: «Автомобиль - не только средство передвижения, но и роскошь». Минимальное использование автомобилей позволит увеличить их долговечность и снизить металлопотребление

на пассажиро- или тоннокилометр, что также снизит составляющие Зг, За, Зр, Зз. Для этого необходимо вводить законодательные рычаги и привлекать средства массовой информации с целью изменения сознания в соответствии со сложившейся ситуацией в ноосфере.

Таким образом, на первом этапе в течение 10-15 лет можно добиться значительных изменений в решении проблемы «автомобиль-окружающая среда».

Оптимальным вариантом для природы является замкнутый цикл. Поэтому на втором этапе необходимо решать задачу по изготовлению автомобиля из композиционных материалов на основе деревопродукции и песка, что позволит выполнить замкнутый цикл, установленный природой.

В настоящее время имеется опыт по изготовлению керамических двигателей. Изготовление двигателей и других агрегатов из металлокерамики и керамики позволит не только использовать песчаные карьеры, но при утилизации этих агрегатов заполнять карьеры отходами агрегатов после их переработки или использовать материалы утилизации неоднократно.

Многие элементы кузова и элементы агрегатов автомобиля необходимо заменять на другие, изготовленные на основе материалов из дерева и его новых композиций. При вырубке лесов на производство автомобилей будет соблюдаться замкнутый цикл, так как восполнение лесного массива должно осуществляться посадкой новых деревьев. При утилизации изношенные детали автомобиля из деревянных композиций должны использоваться как твердое топливо.

Для целенаправленного выполнения второго этапа в течение 10-15 лет необходимо введение мировых стандартов, как стандартизирован сейчас шумовой барьер для самолетов и автомобилей.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Дмитриев, А. Н. Изменения в Солнечной системе и планете Земля / А. Н. Дмитриев. -В-Пышма : Диспансер, 2000. - 111 с.

Белорусско-Российский университет Материал поступил 12.10.2006

N. V. Veprincev, N. A. Kovalenko The ecological niche of the person and optimal directions of the development of the motor transport Belarusian-Russian University

One of the main pollutants of the air environment in the region is motor transport. In this article is given an analysis of direct and indirect influence of automobile transport on the environment and suggested the ways to reduce this influence.

2. Белов, С. В. Охрана окружающей среды / С. В. Белов. - М. : Высш. шк., 1983. - 263 с.

3. Болбас, М. М. Основы промышленной экологии. Автомобильный транспорт / М. М. Болбас . - Минск : Выш. шк., 1993. - 232 с.