Как самолеты вредят окружающей среде. Какой вред наносят самолеты? Загрязнение окружающей среды

Особенности воздушного транспорта

Главное преимущество воздушного транспорта перед другими его видами - обеспечение большой экономии времени вследствие высокой скорости полета. К его преимуществам относится также меньшая величина постоянных издержек сравнительно с многими другими видами транспорта.

Поскольку для постройки аэропортов требуются очень обширные открытые пространства, воздушный транспорт, как правило, не объединен в единую систему с другими разновидностями транспорта, кроме автомобильного.

Воздушный транспорт используют для перевозки самых различных грузов, в первую очередь в случаях экстренной необходимости. Поэтому основные грузоперевозки воздушного транспорта включают дорогостоящие или скоропортящиеся товары, для которых высокие транспортные расходы рентабельны. Основная функция данного вида транспорта – пассажироперевозки. По ним он занимает третье место. Летательные аппараты используются также в строительстве трубопроводов, мостов, линий связи, в некоторых сельскохозяйственных работах, в геологоразведке, рыбном промысле.

Воздействие на окружающую среду

Специфика воздействия воздушного транспорта на окружающую среду включает значительное шумовое воздействие и выбросы летательными аппаратами загрязняющих веществ.

Физическое загрязнение среды

Источниками шума являются все объекты воздушного транспорта. В основном его формируют авиационные двигатели воздушных судов, а также вспомогательные силовые установки самолетов. Определенный вклад в шумовое загрязнение принадлежит спецавтотранспорту различного назначения, оборудованию стационарных объектов, где осуществляется техническое обслуживание и ремонт летательных аппаратов.

Уровень шума достигает на перронах аэропортов до 100 дБ, в помещениях диспетчерских служб шумовое загрязнение составляет до 90-95 дБ, внутри зданий аэровокзалов около 75 дБ. Наиболее опасно шумовое загрязнение от работы двигателей самих летательных аппаратов, поскольку оно распространяется вдоль всей трассы полета. Планировка этих трасс такова, что нередко проходит над населенными пунктами, в результате жители постоянно находятся в условиях невыносимого шумового воздействия.

Кроме шумового воздействия, авиационный транспорт способствует и электромагнитному загрязнению среды. Его источниками служат объекты радиолокационной и радионавигационной техники аэропортов и самих летательных аппаратов, используемые при наблюдениях за полетами самолетов и изучении метеообстановки. Радиолокационные средства формируют мощные потоки электромагнитной энергии и создают электромагнитные поля большой напряженности, которые представляют собой реальную угрозу для здоровья людей.

Химическое загрязнение среды

Авиационный транспорт служит в основном источником загрязнения атмосферного воздуха, в том числе – верхних слоев атмосферы. Основным фактором загрязнения являются продукты сгорания авиатоплив.

Замечание 2

Отработанные газы авиационных двигателей составляют более трех четвертей всех выбросов в атмосферу от гражданской авиации, включающих кроме того отходы спецавтотранспорта и от стационарных источников.

В плане химического воздействия на атмосферно-экологическую ситуацию, авиация имеет свои отличительные особенности по сравнению с другими видами транспорта:

применение в основном, газотурбинных двигателей способствует иному характеру протекающих в них процессов сгорания топлива, что обусловливает специфическую структуру выбросов отработанных газов;
использование в качестве топлива керосина способствует особому набору компонентов загрязняющих веществ;
полеты самолетов на большой высоте и с очень высокими (вплоть до сверхзвуковых) скоростями обеспечивают равномерное рассеивание продуктов сгорания топлива на огромных территориях в верхних слоях атмосферы. С одной стороны, это снижает степень непосредственного воздействия выбросов на живые организмы. Однако с другой – обеспечивает глобальный характер загрязнения, и особенно – воздействие продуктов сгорания топлива на верхние слои атмосферы и, в частности, на озоновый экран.

Какой вред наносят самолеты? 06 Февраля 2015 в 14:01 10334

"Совершается посадка на рейс 578 "город F - город N", просим всех пассажиров пройти на борт самолета..." - ежедневно слышат эту фразу на разных языках миллионы путешественников в тысячах аэропортах мира. Главным для авиаперевозчиков является сохранность жизни и здоровья пассажиров, но задумываются ли они о сохранности окружающей природы? Редакция сайт решила разузнать побольше о вреде самолетов на мир, в котором мы живем.

Первым делом - самолеты

Авиация начала свое существование около века назад, но "бум" пришелся именно на наше время. Для примера, в 1994 году более 1,25 миллиарда человек поднялось в воздух, а в 2012 их стало более 3 миллиардов, и это количество увеличивается с каждым днем.

Учитывая, что главы государств, ученые и защитники "матушки-природы" стараются ограничить выбросы выхлопных газов, призывая автолюбителей "пересесть" за руль экологически чистых авто, а промышленников - использовать натуральное сырье, работа по защите окружающей среды ведется. Однако, самолеты по-прежнему "двигаются" на керосиновом топливе, альтернативы, видно, еще не придумали. Давайте разберемся, какой вред наносят выбросы самолетов.

Вносят свою лепту в развитие парникового эффекта

Современные самолеты летают на авиационном керосине - топливе, которое вырабатывается из нефти. Состав топлива достаточно сложный - углерод составляет в ней 86 процентов, водород - 14 процентов. При горении углерод соединяется с кислородом воздуха, так что сжигание каждого килограмма авиационного керосина пополняет атмосферу 3,15 килограммами углекислого газа. Немецкие ученые выяснили, что 2,2% антропогенного выброса углекислого газа принадлежит "воздушным кораблям", а доля автомобилей составляет (!) 14%. Переизбыток углекислого газа ведет к развитию парникового эффекта (повышение температуры нижних слоёв атмосферы Земли по сравнению с эффективной температурой, то есть температурой теплового излучения планеты, наблюдаемого из космоса - прим. ред ). Известно, что парниковый эффект ведет к повышению температуры нижних слоев атмосферы Земли.

Ох уж этот "не конкретный" водород...

Вторая часть расщепленного топлива - водород. Его воздействие на окружающую среду изучить немного сложнее. Количественная оценка особого труда не составляет: известно, что при сжигании одного килограмма керосина образуется 1,23 килограмма водяного пара. А вот с качественной оценкой дело обстоит сложнее. При попадании горячих и влажных выхлопных газов в холодную окружающую среду пар конденсируется и образует мельчайшие капельки воды, а на больших высотах, где температура забортного воздуха достигает 30-40-50 градусов ниже нуля, - мельчайшие льдинки. Эти капельки и льдинки порой хорошо видны с земли - в виде так называемого конденсационного следа, тянущегося за самолетом. Какое воздействие этот след оказывает на атмосферу, зависит от высоты полета. Чем выше, тем больше влажность воздуха. Там кристаллики льда вбирают в себя дополнительно воду, растут, и из конденсационных следов могут сформироваться перистые облака. Они способствуют дальнейшей конденсации влаги из воздуха, в результате плотность и водность облаков увеличиваются. Ученые до сих пор не могут определить насколько негативный эффект уступает положительному. С одной стороны, облака отражают часть коротковолнового солнечного излучения обратно в космос, т.е. являются своеобразными создателями тени на землю. С другой стороны, кристаллики льда в таких облаках поглощают длинноволновое инфракрасное излучение, а затем направляют часть этого тепла на землю. Налицо два разнонаправленных эффекта, но специалисты склоняются к тому, что все же несколько сильнее охлаждения.

Озон не для озонового слоя

Теоретически, кроме углекислого газа и водорода никаких веществ выделятся не должно, но на практике все немного по иному. Во время работы двигателей самолетов происходит выброс отработанных газов, прямых и побочных продуктов сгорания топлива, которые могут быть причиной нежелательного воздействия на окружающую среду. Это явление называется «эмиссия». Эмиссия оксидов азота — следствие высокой температуры в зоне горения топлива, т.е. азот в воздухе входит в реакцию с кислородом, в результате которого образуются оксиды азота (NO, NO2). Однако, эти оксиды не могут оказать положительного эффекта озоновому слою, т.к. летают гражданские самолете на максимальной высоте 12000 км. Находясь на малых высотах образуют трапосферный озон, который только усиливает парниковый эффект.

Не все-то мы изучили...

Нельзя оставить без внимания и сажу, которая также образуется в результате полета самолетов. Диаметр сажевых частиц в выхлопных газах самолетов составляет от 5 до 100 нанометров. Сейас ученые "ломают головы", чтобы получить ответ на вопрос: как влияет сажа на окружающую природу? Результаты исследований пока не дали однозначного ответа.

Увидеть какие выбросы совершает самолет во время взлета и полета можно благодаря смонтированному видео немецких ученых.

Возможно, после прочтения статьи вы призадумаетесь, так ли необходимо вам лететь на самолете? А кто-то из вас, может быть, станет борцом за чистоту окружающей среды. В любом случае, все антропогенные изобретения и технологии зачастую наносят вред природе, может пора уже задуматься о чем-то полезном для Земли?

Воздействие транспорта на окружающую среду.

Являясь мощным стимулом социально-экономического развития, транспорт выступает в качестве одного из основных источников загрязнения окружающей среды. На долю транспорта приходится значительная часть (до 60-70%) химического и подавляющая доля (до 90%) шумового загрязнения, особенно в городах.

Негативное влияние транспорта имеет следующие направления:

1. Выделение в окружающую среду отходов от сгорания углеродного топлива (бензина, керосина, дизельного топлива, природного газа), содержащего десятки химических веществ, большая часть которых крайне токсична.

2. Шумовое воздействие на окружающую среду, которое особенно отражается на городских жителях, способствуя прогрессированию заболеваний сердечнососудистой и нервной систем.

3. Опасность движения: транспортные происшествия на дорогах уносят ежегодно много тысяч жизней людей.

4. Отторжение земель под дороги, станции, автомобильные и железнодорожные парки, аэродромы, портовые терминалы.

5. Эрозия почвенного покрова.

6. Сокращение ареалов и изменение среды обитания животных и растений.

Основными источниками загрязнения атмосферы являются транспортные средства с двигателями внутреннего сгорания, которые используются на автотранспорте. В связи с увеличением численности мирового парка автомобилей растет валовой выброс вредных продуктов. Состав отработанных газов двигателей зависит от режима работы. При разгоне и торможении повышается выброс токсичных веществ. Среди них СО, NОх, СН, NО, бенз(а)пирен и др. Мировым парком автомобилей с двигателями внутреннего сгорания ежегодно в атмосферу выбрасывается: оксида углерода - 260 млн. т; летучих углеводородов - 40 млн.т; оксидов азота -20 млн. т.

В местах активного использования газотурбных и ракетных двигателей (аэродромы, космодромы, испытательные станции) загрязнения от этих источников сопоставимы с загрязнениями от автотранспорта. Суммарный выброс токсичных веществ в атмосферу самолетами непрерывно растет, что обусловлено повышением расходов топлива и увеличением авиационного парка/ Величина выбросов зависит от вида и сорта горючего, качества и способа его подачи, технического уровня двигателя.

Применение этилированного бензина, имеющего в своем составе соединения свинца, применяемого как антидетонатор, вызывает загрязнение весьма токсичными соединениями свинца. Около 70% свинца, добавленного к бензину с этиловой жидкостью, попадает в виде соединений в атмосферу с отработанными газами, из них 30% оседает на земле сразу за срезом выхлопной трубы автомобиля, 40% остается в атмосфере. Один грузовой автомобиль средней грузоподъемности выделяет 2,5-3 кг свинца в год.

Морской и речной флот оказывает наибольшее влияние на водную среду, куда попадают отработанные соединения, обмывочная вода, производственный и бытовой мусор. Однако основным загрязнителем служит нефть и нефтепродукты, которые выливаются в результате аварий, промывки танкеров.

В наше время приобрела большую остроту проблема размещения транспорта. По мере расширения транспортных сетей увеличивается занимаемая ими площадь.

Магистральная железнодорожная линия, например, требует отвода земель шириной до 100 м (включает само полотно 10-30 м, затем полоса, откуда берется грунт для полотна, лесонасаждения). Крупные сортировочные станции размещаются на площадках до 500 м шириной и 4-6 км длиной. Огромные прибрежные территории занимают портовые хозяйства, несколько десятков квадратных километров отводится под аэропорты.

Транспорт, являясь очень важным звеном в системе мирового хозяйства, оказывает резко отрицательное воздействие на качество окружающей среды. Оно проявляется в химическом загрязнении окружающей среды выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания; шумовом загрязнении; изъятии земель для дорожного строительства. Каждый из видов транспорта оказывает особое воздействие на окружающую среду.

Автомобильный транспорт является одним из наиболее значительных источников загрязнения атмосферы. Особенно это его действие заметно в пределах крупных городов. Сходное воздействие на окружающую среду оказывает и воздушный транспорт.

Правда, самолетный парк значительно меньше, чем автомобильный, но зато влияние на атмосферу только одного авиалайнера эквивалентно влиянию почти 8 тыс. автомобилей. К тому же воздушный транспорт отличается наиболее высокой степенью шумового воздействия, которое особенно заметно при взлете и посадке, когда самолет находится в непосредственной близости от земли.

Специфика влияния воздушного транспорта на окружающую среду состоит в значительном шумовом воздействии и выбросе загрязняющих веществ. (7)

Загрязнение биосферы продуктами сгорания

Загрязнение биосферы продуктами сгорания авиатоплив первый аспект воздействия воздушного транспорта на экологическую ситуацию, однако авиация имеет ряд отличительных особенностей по сравнению другими видами транспорта:

использование, в основном, газотурбинных двигателей обусловливает иной характер протекающих в них процессов и структуру выбросов отработавших газов;

применение в качестве топлива керосина приводит к изменению компонентов загрязняющих веществ;

полеты самолетов на больших высотах и с высокими скоростями приводят к рассеиванию продуктов сгорания в верхних слоях атмосферы и на больших территориях, что снижает степень их влияния на живые организмы.

На отработавшие газы авиационных двигателей приходится 75 % всех выбросов гражданской авиации, включающих также атмосферные выбросы спецавтотранспорта и стационарных источников. (13)

Влияние на атмосферу Земли

Неуклонный рост объёмов перевозок воздушным транспортом приводит к загрязнению окружающей среды продуктами сгорания авиационных топлив. В среднем один реактивный самолёт, потребляя в течение 1 ч 15 т топлива и 625 т воздуха, выпускает в окружающую среду 46, 8 т диоксида углерода, 18 т паров воды, 635 кг оксида углерода, 635 кг оксидов азота, 15 кг оксидов серы, 2, 2 твёрдых частиц. Средняя длительность пребывания этих веществ в атмосфере составляет примерно 2 года.

Наибольшее загрязнение окружающей среды происходит в зоне аэропортов во время посадки и взлёта самолётов, а также во время прогрева их двигателей, табл. 5. Подсчитано, что при 300 взлётах и посадках трансконтинентальных авиалайнеров в сутки в атмосферу не равномерно, а в зависимости от графика работы аэропорта. При работе двигателей на взлёте и посадке в окружающую среду поступает наибольшее количество оксида углерода и углеводородных соединений, а в процессе полёта - максимальное количество оксидов азота.

Самолёту не требуется бесконечных лент дороги, как автомобилю, хотя аэропорты, взлетно-посадочные полосы занимают немалые земельные площади. Эти виды транспорта роднит активное участие в загрязнении атмосферы, в расточительном расходовании кислорода. Реактивному лайнеру, совершающему трансатлантический перелёт, требуется от 50 до 100 т этого газа. На территории аэропорта производится запуск двигателей, руление, взлёт и посадка самолётов т.е., операции при которых в атмосферу поступают вредные продукты выхлопов авиационных двигателей, предварительного старта (мест ожидания) и на взлетно-посадочной полосе. Рулёжные дорожки считаются участками умеренного выделения газа вследствие выделения кратковременности нахождения на них самолётов.

Концентрация вредных составляющих отработавших газов авиадвигателей в воздухе и скорость их распространения по территории аэропорта в значительной степени зависит от метеорологических условий. При этом наиболее отчётливо прослеживается влияние направления и скорости ветра. Другие факторы - температура и влажность воздуха, солнечная радиация - хотя и влияет на концентрацию загрязнителей, однако это влияние выражено менее ярко и имеет более сложную зависимость.

Оценка суммарного количества основных загрязнителей, поступающих в воздушную среду контролируемой зоны аэропорта гражданской авиации в результате его производственной деятельности (без учёта загрязнения воздуха спец автотранспортом и другими наземными источниками), показывает, что на площади около 4 кмІ выделяется в атмосферу за 1 сутки от 1000 до 1500 кг оксида углерода, 300 - 500 кг углеводородных соединений и 50 - 8 - кг оксидов азота. Такое количество выделяемых вредных веществ при неблагоприятном сочетании метеорологических условий может приводить к повышению их концентраций до значительных величин.

При чрезвычайных и аварийных ситуациях самолёты вынуждены сливать в воздухе излишнее топливо для уменьшения посадочной массы. Количество топлива, сливаемого самолётом за 1 раз, колеблется от 1 - 2 тыс. до 50 тыс. литров. Испарившаяся часть топлива рассеивается в атмосфере без опасных последствий, однако, неиспарившаяся часть достигает поверхности земли и водоёмов и может вызвать сильные местные загрязнения. Доля неиспарившегося топлива, достигающего поверхности земли в виде капель, зависит от температуры воздуха и высоты слива. Даже при температуре более 20єC на землю может выпадать до нескольких процентов сливаемого топлива, особенно при сливе на малых высотах.

Но опаснее другое. При полёте в нижних слоях стратосферы двигатели сверхзвуковых самолётов выделяют оксиды азота, что ведёт к окислению озона. В стратосфере происходит интенсивное взаимодействие солнечных лучей с молекулами кислорода. В результате молекулы распадаются на отдельные атомы, а те, присоединяясь к сохранившимся молекулам кислорода, образуют озон. Область повышенной концентрации озона, так называемая озоносфера, которая приходится на высоты 20 - 25 км, играет очень важную роль для Земли. Поглощая почти всю ультрафиолетовую радиацию, озон, тем самым, предохраняет живые организмы от гибели. (12)

Влияние газотурбинных двигателей:

Применение газотурбинных двигательных установок в авиации и ракетостроении поистине огромно. Все ракетоносители и все самолеты (кроме пропеллерных на которых стоят ДВС) используют тягу этих установок. Выхлопные газы газотурбинных двигательных установок (ГТДУ) содержат такие токсичные компоненты, как СО, NОx, углеводороды, сажу, альдегиды и др.

Исследования состава продуктов сгорания двигателей, установленных на самолетах "Боинг-747", показали, что содержание токсичных составляющих в продуктах сгорания существенно зависит от режима работы двигателя.

Высокие концентрации СО и CnHm (n - номинальное число оборотов двигателя) характерны для ГТДУ на пониженных режимах (холостой ход, руление, приближение к аэропорту, заход на посадку), тогда как содержание оксидов азота NOx (NO, NO2, N2O5) существенно возрастает при работе на режимах близких к номинальному (взлет, набор высоты, полетный режим).

Суммарный выброс токсичных веществ самолетами с ГТДУ непрерывно растет, что обусловлено повышением расхода топлива до 20 - 30 т/ч и неуклонным ростом числа эксплуатируемых самолетов.

Наибольшее влияние на условия обитания выбросы ГТДУ оказывают в аэропортах и зонах, примыкающих к испытательным станциям. Сравнительные данные по выбросам вредных веществ в аэропортах показывают, что поступления от ГТДУ в приземный слой атмосферы составляют:

ь Оксиды углерода - 55%

ь Оксиды азота - 77%

ь Углеводороды - 93%

ь Аэрозоль - 97

остальные выбросы выделяют наземные транспортные средства с ДВС.

Загрязнение воздушной среды транспортом с ракетными двигательными установками происходит главным образом при их работе перед стартом, при взлете и посадке, при наземных испытаниях в процессе их производства и после ремонта, при хранении и транспортировке топлива, а так же при заправке топливом летательных аппаратов. Работа жидкостного ракетного двигателя сопровождается выбросом продуктов полного и неполного сгорания топлива, состоящих из O, NOx, OH и др.

При сгорании твердого топлива из камеры сгорания выбрасываются H2O, CO2, HCl, CO, NO, Cl, а также твердые частицы Al2O3 со средним размером 0,1 мкм (иногда до 10 мкм). (7)

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

авиационный загрязнение экология выброс

Человечество как биологический вид и социальная общность неразрывно связано с процессами, происходящими в окружающей среде, и во все возрастающих масштабах черпает из нее ресурсы, загрязняет отходами, продуктами жизнедеятельности. Все происходит в тончайшем слое «жизненного пространства» - биосфере. Эта «оболочка жизни» находится в постоянном движении веществ, совершающих круговорот органических веществ в цепочке: почва - растения - животные - человек - почва (сток), а также неорганических веществ в рамках других цепочек естественного круговорота, ибо природа создала механизмы постоянного круговорота основных химических элементов между неживыми и живыми компонентами окружающей среды в биосфере.

В соответствии с законом сохранения массы (вещества) при любом физическом или химическом изменении вещество не возникает и не исчезает, но лишь изменяет свое физическое или химическое состояние. За длительное время установились, причем в очень узких диапазонах, значения параметров окружающей среды, при которых существует жизнь. Мы привыкли говорить о потреблении или расходовании ресурсов. Но мы не потребляем вещество, а только временно пользуемся какими-то видами ресурсов Земли, перемещая их, превращая в продукты или полезные товары. Все, что выброшено, остается с нами.

Рассмотрим, какие виды загрязнений поставляет в окружающую среду авиационный транспорт, их влияние и пути уменьшения авиационных загрязнителей.

1. Основные виды загрязнений авиационного транспорта, влияние их на окружающую среду

Загрязнение стало обыденным словом, наводящим на мысли об отравленных воде, воздухе, земле. Однако на самом деле эта проблема является более сложной. Загрязнению невозможно дать простое объяснение, так как оно может включать сотни факторов, связанных с самыми разными источниками. Одно из определений звучит как «неблагоприятное изменение нашего окружения, являющееся полностью или в основном побочным результатом деятельности человека» (Б. Небел, 1994 г.). Некоторые изменения, такие, как загрязнение воздуха или питьевой воды, могут непосредственно влиять на здоровье и самочувствие человека. Другие чреваты косвенными последствиями.

Применение газотурбинных двигательных установок в авиации и ракетостроении поистине огромно. Все ракетоносители и все самолеты (кроме пропеллерных, на которых стоят ДВС) используют тягу этих установок. Выхлопные газы газотурбинных двигательных установок (ГТДУ) содержат такие токсичные компоненты, как СО, NOх, углеводороды, сажу, альдегиды и др.

Исследования состава продуктов сгорания двигателей, установленных на самолетах «Боинг-747», показали, что содержание токсичных составляющих в продуктах сгорания существенно зависит от режима работы двигателя.

Высокие концентрации СО и СnНm (n - номинальное число оборотов двигателя) характерны для газотурбинных двигательных установок на пониженных режимах (холостой ход, руление, приближение к аэропорту, заход на посадку), тогда как содержание оксидов азота NОх (NO, NO 2 , N 2 O 5) существенно возрастает при работе на режимах близких к номинальному (взлет, набор высоты, полетный режим) .

Вредные и токсичные вещества, содержащиеся в отработавших газах двигателей, в зависимости от механизма их образования можно разделить на группы:

б) вещества, механизм образования которых непосредственно не связан с процессом сгорания топлива (оксиды азота - по термическому механизму);

в) вещества, выброс которых связан с примесями, содержащимися в топливе (соединения серы, свинца, других тяжелых металлов), а также образующимися в процессе износа деталей (оксиды металлов).

Моноксид углерода СО - образуется в ходе предпламенных реакций, при сгорании углеводородного топлива с некоторым недостатком воздуха, а также при диссоциации СО 2 (при температурах более 2000 К). Образование СО является одним из принципиально возможных направлений реакций в механизме горения (окисления) углеводородов.

Диоксид углерода СО 2 является не токсичным, но вредным веществом в связи с фиксируемым повышением его концентрации в атмосфере планеты и его влиянием на изменение климата.

Основная доля образовавшихся в камере сгорания СО окисляется до СО 2 , не выходя за пределы камеры, ибо замеренная объемная доля диоксида углерода в отработавших газах составляет 10-15%, т.е., в 300-450 раз больше, чем в атмосферном воздухе.

Углеводороды С х Н у, - несколько десятков наименований веществ, образующихся в результате:

Реакций цепочно-теплового взрыва - пиролиза и синтеза (полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), альдегиды, фенолы);

Неполноты сгорания в результате нарушения процесса горения (из-за прекращения реакций окисления углеводородов при низких температурах, неоднородности топливо-воздушной смеси, пропусков зажигания в отдельных циклах или цилиндрах двигателя (несгоревшие компоненты топлива и масла).

Оксиды азота NО х представляют набор следующих соединений: N 2 O, NO, N 2 O 3 , NO 2 , N 2 O 4 и N 2 O 5 .

В камере сгорания NO может образовываться:

1) при высокотемпературном окислении азота воздуха (термический NO);

2) в результате низкотемпературного окисления азотсодержащих соединений топлива (топливный NO);

3) из-за столкновения углеводородных радикалов с молекулами азота в зоне реакций горения при наличии пульсаций температуры (быстрый NO).

В камерах сгорания доминирует термический NO, образующийся из молекулярного азота во время горения бедной топливо-воздушной смеси и смеси, близкой к стехиометрической, за фронтом пламени в зоне продуктов сгорания .

Суммарный выброс токсичных веществ самолетами с газотурбинными двигательными установками непрерывно растет, что обусловлено повышением расхода топлива до 20 - 30 т/ч и неуклонным ростом числа эксплуатируемых самолетов.

Наибольшее влияние на условия обитания выбросы газотурбинных двигательных установок оказывают в аэропортах и зонах, примыкающих к испытательным станциям. Сравнительные данные по выбросам вредных веществ в аэропортах показывают, что поступления от газотурбинных двигательных установок в приземный слой атмосферы составляют:

Оксиды углерода - 55%

Оксиды азота - 77%

Углеводороды - 93%

Аэрозоль - 97

остальные выбросы выделяют наземные транспортные средства с ДВС.

При сгорании твердого топлива из камеры сгорания выбрасываются Н 2 О, СО 2 , НС1, СО, NО, С1, а также твердые частицы А1 2 О 3 со средним размером 0,1 мкм (иногда до 10 мкм).

В двигателях космического корабля «Шатл», например, сжигается как жидкое так и твердое топливо. Продукты сгорания топлива по мере удаления корабля от Земли проникают в различные слои атмосферы, но большей частью в тропосферу.

В условиях запуска у пусковой системы образуется облако продуктов сгорания, водяного пара от системы шумоглушения, песка и пыли. Объем продуктов сгорания можно определить по времени (обычно 20 с) работы установки на стартовой площадке и в приземном слое. После запуска высоко температурное облако поднимается на высоту до 3 км и перемещается под действием ветра на расстояние 30-60 км, оно может рассеяться, но может стать и причиной кислотных дождей.

При старте и возвращении на Землю ракетные двигатели неблагоприятно воздействуют не только на приземный слой атмосферы, но и на космическое пространство, разрушая озоновый слой Земли. Масштабы разрушения озонового слоя определяются числом запусков ракетных систем и интенсивностью полетов сверхзвуковых самолетов. За годы существования космонавтики произведено свыше 1800 запусков ракет-носителей. По прогнозам фирмы Аеrоsрасе в XXI в. для транспортировки грузов на орбиту будет осуществляться до 10 запусков ракет в сутки, при этом выброс продуктов сгорания каждой ракеты будет превышать 1,5 т/с.

Согласно ГОСТ 17.2.1.01 - 76 выбросы в атмосферу классифицируют:

1) по агрегатному состоянию вредных веществ в выбросах, это - газообразные и парообразные (SO 2 , СО, NO x углеводороды и др.); жидкие (кислоты, щелочи, органические соединения, растворы солей и жидких металлов); твердые (свинец и его соединения, органическая и неорганическая пыль, сажа, смолистые вещества и др.);

2) по массовому выбросу, выделяя шесть групп, т/сут:

а) менее 0,01 вкл.;

б) свыше 0,01 до 0.1 вкл.;

в) свыше 0,1 до 1,0 вкл.;

г) свыше 1,0 до 10 вкл.;

д) свыше 10 до 100 вкл.;

е) свыше 100.

В связи с развитием авиации и ракетной техники, а также интенсивным использованием авиационных и ракетных двигателей в других отраслях народного хозяйства существенно возрос их общий выброс вредных примесей в атмосферу. Однако на долю этих двигателей приходится пока не более 5% токсичных веществ, поступающих в атмосферу от транспортных средств всех типов .

Очень важна оценка влияния авиационного транспорта на окружающую среду. Оценка влияния на окружающую среду - процедура системного исследования возможных последствий влияния строительства и реконструкции разных объектов на окружающую среду на стадии проектирования. Срок впервые был употреблен в 1969 г. в Разделе 102 (2) Национальной экологической политики США. Процедура ОВОС введена во многих странах. Она включает этапы:

1) определение проектов, которые нуждаются в оценке влияния на окружающую среду;

2) выделение приоритетных проблем, которые следует рассмотреть;

3) оценка влияния и его экономических последствий;

4) мероприятия по уменьшению влияния и его мониторинг;

5) анализ заявления об ОВНС;

6) участие общественности.

Результаты оценки влияния на окружающую среду (все позитивные и негативные последствия влияния заявленного проекта или деятельности) рассматривают в документе «Заявление о влиянии на окружающую среду», который является одним из важных документов, нужных для принятия окончательного решения ответственными учреждениями относительно целесообразности проекта.

В Украине оценка влияния на окружающую естественную среду предусмотрена Законом Украины «Об экологической экспертизе» и другими нормативно-правовыми документами (Закон Украины «Об охране окружающей естественной среды», Водный кодекс Украины, Земельный кодекс Украины и тому подобное) .

2. Пути уменьшения авиационных выбросов как загрязнителей атмосферы

Внимание специалистов привлекают вопросы безопасности использования газомоторного топлива.

Кроме сжиженного или сжатого газа, многие специалисты предрекают большое будущее жидкому водороду как практически идеальному в экологическом отношении моторному топливу. Еще несколько десятилетий назад применение жидкого водорода в качестве горючего казалось достаточно отдаленным. К тому же трагическая гибель в канун второй мировой войны наполненного водородом дирижабля «Гинденбург» настолько подмочила общественную репутацию «топлива будущего», что надолго вычеркнула его из каких-либо серьезных проектов.

Быстрое развитие космической техники вновь заставило обратиться к водороду, на этот раз уже жидкому как почти идеальному горючему

Сегодня члены мирового космического клуба - США, Россия, Западная Европа, Япония и Китай являются главными потребителями жидкого водорода. Помимо серии американских программ «Шаттл», а также советской ракеты «Энергия» и программы «Буран», здесь следует отметить такие перспективные западноевропейские космические проекты, как «Ариан-5», «Гермес» и «Зингер», использующие жидководородное горючее. Тем не менее, по-прежнему не исчезли сложные инженерные проблемы, связанные со свойствами самого водорода и его производством. Как горючее для транспорта водород удобнее и безопаснее применять в жидком виде: в пересчете на 1 кг он превосходит по калорийности керосин в 6,7 раза и жидкий метан - в 1,7 раза. В то же время плотность жидкого водорода меньше, чем у керосина почти на десятичный порядок, что требует значительно больших баков. К тому же водород должен храниться при атмосферном давлении при очень низкой температуре (-253°С). Отсюда необходимость соответствующей теплоизоляции баков, что также влечет за собой дополнительный вес и объем. Высокая температура горения водорода приводит к образованию значительного количества экологически вредных оксидов азота, если окислителем является воздух. И, наконец, пресловутая проблема безопасности. Она по-прежнему остается серьезной, хотя и считается теперь значительно преувеличенной.

Отдельно следует упомянуть о производстве водорода. Почти единственным сырьем для получения водорода служат в настоящее время те же горючие ископаемые: нефть, газ и уголь. Поэтому истинный перелом в мировой топливной базе на основе водорода может быть достигнут лишь путем принципиального изменения способа его производства, когда исходным сырьем станет вода, а первичным источником энергии - Солнце или сила падающей воды. Водород принципиально превосходит все ископаемые виды горючего, включая и природный газ, в своей обратимости, т.е. практической неисчерпаемости. В отличие от горючих, добываемых из-под земли, которые после сгорания теряются безвозвратно, водород добывается из воды и сгорает, опять образуя воду. Разумеется, чтобы получить водород из воды, нужно затратить значительно большую энергию, чем можно использовать затем при его сгорании. Но это не имеет существенного значения, если так называемые первичные источники энергии будут, в свою очередь, неисчерпаемыми и экологически чистыми.

Разрабатывается проект, где в качестве источника первичной энергии используется Солнце. Подсчитано, что на широтах ±30…40 градусов наше светило греет примерно в 2-3 раза сильнее, чем в более северных широтах. Это объясняется не только более высоким положением Солнца на небе, но и несколько меньшей толщиной атмосферы в тропических регионах Земли. Однако почти вся эта энергия быстро рассеивается и теряется. Получение с ее помощью жидкого водорода - наиболее естественный способ аккумуляции солнечной энергии, с последующей доставкой ее в северные районы планеты. И неслучайно научно-исследовательский центр, организованный в Штутгарте, имеет характерное название «Солнечный водород - источник энергии будущего». Установки, аккумулирующие солнечный свет, предполагается, согласно указанному проекту, разместить в Сахаре. Сконцентрированное таким образом тепло будет использовано для привода паротурбин, вырабатывающих электроэнергию. Жидкий водород планируется доставлять в Европу через Средиземное море.

Громадный опыт по использованию жидкого водорода в ракетно-космической технике накоплен фирмой «МББ», расположенной в Мюнхене и принимающей участие практически во всех престижных программах Западной Европы по освоению космоса. Научно-исследовательское оборудование фирмы в области криогеники используется также на американских космических челноках. Широко известная немецкая авиакомпания «Дейче Эрбас» разрабатывает первый в мире аэробус, летающий на жидком водороде.

Помимо экологических соображений применение жидкого водорода в обычной и сверхзвуковой авиации предпочтительно и по другим причинам. Так, примерно на 30% при прочих равных условиях снижается взлетный вес самолета. Это позволяет, в свою очередь, сократить разбег и сделать взлет более крутым. В результате снижается шум - этот бич современных аэропортов, расположенных зачастую в густонаселенных районах. Не исключена также возможность снижения лобового сопротивления самолета путем сильного охлаждения его носовых частей, встречающих поток воздуха. Программа, учитывая се выдающееся экологическое значение, поддержана не только федеральным правительством Германии, но и общественными фондами, поощряющими защиту окружающей среды .

Заключение

Эколог из США Эдуард Кормонди подчеркивает: «Загрязнители - нормальные побочные продукты деятельности человека как чисто биологического вида, так и социального существа. Они представляют собой органические и неорганические отходы метаболизма и пищеварения, а также деятельности по выращиванию и защите урожая, обогреву домов, производству одежды, овладению ядерной энергией. Решить эту проблему невозможно простым устранением причин, так как пока существует человек, будут и побочные продукты его жизнедеятельности. Ответ скорее кроется в разумном управлении производством и в контроле за неблагоприятными изменениями нашего окружения».

Действительно, каждый организм в естественной экосистеме производит потенциально загрязняющие среду отходы. Устойчивость экосистемы обусловлена тем, что отходы одних организмов становятся пищей или «сырьем» для других. В сбалансированных экосистемах отходы не накапливаются до уровня, вызывающего «неблагоприятные изменения», а разлагаются и рециклируются. На протяжении большей части своей истории люди избавлялись от производимых ими отходов за счет таких же природных процессов. Ныне положение резко изменилось. Демографический взрыв в сочетании с бурным экономическим ростом привели к поступлению в окружающую среду такого количества отходов, которое превышает возможности самоочищения естественных экосистем.

Применение газотурбинных двигательных установок в авиации и ракетостроении поистине огромно. Выхлопные газы газотурбинных двигательных установок содержат такие токсичные компоненты, как СО, NOх, углеводороды, сажу, альдегиды и др. Поэтому необходимо уменьшить их влияние на окружающую среду, хотя вредные примеси и составляют всего лишь 5% от всех примесей, выбрасываемых различными видами транспорта.

Литература

1. Гарин В.М., Кленова И.А. Промышленная экология. - М.: Маршрут, 2005. - 328 с.

2. Конвенція про оцінку впливу на навколишнє середовище у транскордонному контексті. - Серія «Стан навколишнього середовища», листопад, №11, 2008. - 25 с.

3. Луканин В.Н., Трофименко Ю.В. Промышленно - транспортная экология. - М.: Высшая школа, 2001. - 273 с.

4. Юсфин Ю.С., Лентьев Л.И. Промышленность и окружающая среда. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2002. - 469 с.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Общая характеристика производства. Физико-химические свойства глинистого сырья. Пластичные свойства глин. Оценка влияния выбросов Кирпичного завода ООО "Ажемак" на окружающую среду. Особенности кислотных дождей. Влияние углеводорода на окружающую среду.

курсовая работа , добавлен 06.01.2015

Специфика коммуникативного природопользования. Анализ загрязнения атмосферы авиатранспортом. Пути снижения уровня выбросов. Правовые механизмы достижения рационального природопользования в области охраны окружающей среды от влияния авиатранспорта.

курсовая работа , добавлен 21.04.2015

Природа и свойства загрязняющих окружающую среду веществ, особенности их влияния на человека и растительность. Состав выбросов при сжигании твердого топлива. Загрязнения от подвижных источников выбросов. Элементы и виды отработанных газов автомобилей.

контрольная работа , добавлен 07.01.2015

Организационно-правовые основы оценки воздействия на окружающую среду. Изучение состояния и тенденций развития системы экологической экспертизы в России. Порядок организации, стадии и основные этапы проведения оценки воздействия на окружающую среду.

курсовая работа , добавлен 08.02.2016

Химическое воздействие автотранспорта на окружающую среду, загрязнение атмосферы, гидросферы, литосферы. Физическое и механическое воздействие автотранспорта на окружающую среду, методы их предотвращения. Причины отставания России в сфере экологии.

реферат , добавлен 10.09.2013

Характеристика и особенности загрязнений окружающей среды, почвы, атмосферы связанных со строительством и эксплуатацией факельного хозяйства. Негативное влияние выбросов факельных установок на растительность. Утилизация нефтяных попутных газов.

курсовая работа , добавлен 18.04.2011

Знакомство с особенностями влияния промышленности города Ростова-на-Дону на окружающую среду, анализ состояния атмосферного воздуха. Рассмотрение основных загрязнителей воздушного бассейна в городе: автотранспорт, машиностроение, стройиндустрия.

курсовая работа , добавлен 29.08.2013

Структура и компоненты, а также оценка негативного влияние топливно-энергетического комплекса на окружающую среду. Климатические характеристики района и анализ влияния Приводинского линейно-производственного управления магистральных газопроводов.

дипломная работа , добавлен 09.11.2016

Производства, влияющие на окружающую среду. Пути загрязнения атмосферы при строительстве. Меры защиты атмосферы. Источники загрязнения гидросферы. Санирование и очистка территорий. Источники сверхнормативного шума, связанные со строительной техникой.

презентация , добавлен 22.10.2013

Технология производства пластмасс. Исследование воздействия формальдегидов на окружающую среду. Обезвреживание газовых выбросов в производстве фенопластов. Расчет рассеивания в атмосфере вредных примесей с использованием программного комплекса "Эколог".