Влияние автомобиля на экологию и здоровье человека

Ухоженные, ослепляющие блеском полировки, разноцветные автомобили вызывают восторг и не оставляют места размышлениям о том, сколько грязи и отравы извергают они в окружающий мир. Век за веком, вопреки злой воле разрушительных сил, простояли афинский Акрополь и Венецианские палаццо, английский Вестминстер и парижский собор Нотр-Дам. Но влияние автомобильного смога оказалось сильнее. Он расшатывает фундаменты зданий, разъедает камни древних строений. Противостоять этому практически не удается ни в одной стране, почему эта таинственная болезнь и получила название «рак камней».

Давно подмечено разрушительное влияние загрязненного воздуха на растительный мир. Наиболее вредным для растений является сернистый газ, или двуокись серы. Накапливаясь в растениях, сернистый газ вызывает угнетение растительных клеток, вследствие чего листья желтеют, опадают, и растения погибают.

Нефтяные пятна, сколь радужные в лучах солнца, столь и опасные в повседневной жизни, покрывают поверхность вод рек, морей и океанов. Что особенно опасно, бензин, дизельное топливо, мазут, смываемые дождевыми потоками с поверхности дорог, попадают в грунтовые воды, которые, как известно, и служат основным источником питьевой воды для людей. Опасность такого компонента в питьевой воде трудно переоценить для всего живого на Земле.

Отрицательное воздействие автотранспорта на окружающую среду проявляется в различных аспектах. Это и отчуждение земель для строительства дорог, и нарушение экологического равновесия при их строительстве и эксплуатации (изменение ландшафта и «разделяющий эффект», водная и ветровая эрозия, усиление геодинамических процессов, загрязнение местности и вод продуктами эксплуатации автомобилей и дорог, а также потери сельского хозяйства), исчезновение заповедных, нетронутых природных комплексов.

Разрушительное влияние на биосферу и здоровье человека оказывает любой вид транспорта, но автомобильный особенно. Наиболее остро результаты его воздействия ощущаются в городах, где концентрация автотранспортных средств особенно велика. Вследствие быстрого роста автотранспортных средств возрастает изъятие кислорода из атмосферного воздуха. Это уже сегодня приводит к нарушению состава атмосферы, является причиной возникновения устойчивого кислородного голодания. Один современный автомобиль в течение часа потребляет около 50 килограммов кислорода. Если учесть, что в настоящее время мировой автопарк превышает 550 миллионов автомобилей, то можно легко подсчитать, что только за один час его работы будет израсходовано свыше 25,5 миллиона тонн кислорода, то есть больше, чем потребляет все человечество в течение целых суток.

Автомобиль потребляет в 45 раз больше кислорода, чем его водитель. Трехмиллионный американский город, где, как правило, у всех есть автомобили, потребляет количество кислорода, достаточное для 100 миллионов жителей Земли. Но озоновый слой един, и все черпают его из одного резервуара. На первый взгляд может показаться, что в транспортном потоке все, независимо от социальной принадлежности, дышат одинаково отравленным воздухом. Но это далеко не так. Даже качество воздуха, которым дышат водители и пассажиры, как это ни банально, зависит от их платежеспособности. Дело в том, что на роскошных автомобилях устанавливаются специальные кондиционеры, работающие в заданном режиме под контролем мини-компьютеров. Более того, такие кондиционеры способны озонировать воздух, создавать микроклимат, как в березовых рощах или на берегу океана. Но это не решает проблему в целом.

Ясно, что такие автомобили доступны только состоятельным людям. Да и от шумов Cadillac, Lincoln и Chrysler защищены лучше, чем малолитражные автомобили, которыми пользуются широкие слои населения.

Отработанные газы автомобилей с бензиновым двигателем более чем на 70% состоят из азота и на 13% из водяного пара и не являются опасными. Около 11% выхлопных газов приходятся на углекислый газ, который сам по себе также не является вредным для здоровья. Однако его постоянное накопление в атмосфере приводит к изменению ее состава, что, в свою очередь, вызывает долговременные климатические изменения. Оставшиеся 6 процентов выхлопов как раз и содержат наиболее вредные соединения: окись углерода, окись азота и серы, углеводороды, альдегиды, сажа, а также свинец и различные его соединения.

Наиболее тяжелые последствия загрязнения воздуха в результате гипертрофированного развития автотранспорта особенно очевидны в больших городах. Первенство в этом отношении принадлежит Лос-Анджелесу, расположенному в котловине и имеющему влажный климат, в результате чего там часто бывают густые смоги-туманы, на 90% состоящие из отработавших газов автомобилей. Тяжело страдают от загрязнения атмосферы также Нью-Йорк, Чикаго, Детройт и т. д. Выхлопные газы автомобилей, по американским данным, дают 88% всего угарного газа, 86% углеводородов, 80% азотнокислых соединений.

Особенно много вреда приносят в этом отношении автомобили с бензиновыми двигателями. Дизельные двигатели имеют значительно меньший уровень токсичности и содержат значительно меньше вредных веществ. Однако по сравнению с бензиновыми двигателями они характеризуются большим выбросом сажи. Это и способствует образованию так называемого «смога».

Неудивительно, что автомобиль нередко на Западе называют «грязной тварью». Достаточно сказать, что в среднем каждая шина оставляет за свою «жизнь» на асфальте до трех килограммов пыли, в изобилии содержащих сажу. Это не считая пыли, поднимаемой движением автомобилей, а также грязи выхлопных газов.

Известно, что содержащийся в воздухе сернистый газ, вступая в реакцию с водой, образует пары серной кислоты. Эти пары вызывают интенсивную коррозию стали и изделий из металлов. В промышленных районах сталь ржавеет в два-четыре раза быстрее, чем в сельской местности.

Вредным токсикантом являются окислы азота. В различных странах их выбросы составляют от 40 до 80 процентов. Попадая в атмосферный воздух, окислы азота превращаются в азотную кислоту, которая является в высокой степени коррозирующим веществом. Вместе с серной кислотой она представляет собой основной компонент кислых осадков. Они угнетают рост сельскохозяйственных растений, снижают общий уровень урожайности и самым пагубным образом сказываются па деградации лесных массивов. Многие леса Европы в настоящее время подвергаются азотным осаждениям, которые по крайней мере в десять раз выше, чем в незагрязненных районах, — до 60 килограммов на гектар в год. Кислотные осадки являются следствием взаимодействия с атмосферой серы и азота, которые попадают в нее в результате сгорания различных видов природного топлива.

«Природные катастрофы волнами прокатываются по миру. Наводнения в Бангладеш, испепеляющие засухи на Африканском Роге, сметающие все на пути ураганы в Карибском бассейне. И худшее еще впереди. Сегодня немногие ученые сомневаются в том, что природа переживает период самых резких и потенциально опасных перемен со времен великого оледенения. По самым оптимистическим прогнозам нам скоро придется изменить привычные представления о временах года. По худшим — нас ждет массовое бегство от наводнений, наступления пустынь, идущих с ними болезней. Но что бы ни случилось, есть веские основания считать, что это — ужасная месть планеты за отравление ее атмосферы дымом и газами, выбрасываемыми в небо гигантскими заводами»,— писала с тревогой «Советская Россия». Остается добавить, что 80 процентов всей двуокиси углерода в атмосфере получено от сжигания угля и нефти в энергетике, промышленности и на транспорте. Объем поступления этого газа «в небо» чудовищен: 5,5 миллиарда тонн в год — уже в три раза больше чем в 1950 году.

Все эти цифры могут показаться малозначащими — воздух на несколько градусов теплее, морские воды на несколько десятков сантиметров выше. Но это означает такую же разницу между нами и будущим, как между нашим временем и низшей точкой великого оледенения.

Наиболее опасным последствием загрязнения воздуха является ухудшение здоровья человека. Особую опасность представляют окись углерода и окислы азота. Около 95 процентов окиси углерода, вдыхаемой пешеходами, попадает в воздух с отработавшими газами автомобилей. Характерными признаками отравления окисью углерода являются головные боли, рвота, повышенное сердцебиение. А при концентрации окиси углерода порядка 1200— 1600 мл/м может наступить и смерть. Окислы азота служат причиной серьезных легочных заболеваний. Попадая при дыхании человека в легкие, они разрушают легочную ткань и нередко приводят к хроническим заболеваниям, например астмой и бронхитом. По всей вероя??V??}U?V??}Up???}U@???}U(W??}U?V??}U@?V??}U?вуют возникновению раковых заболеваний. Так, за первую половину XX века возросло число заболеваний раком легких в больших городах мира.

Вредными для здоровья человека являются и многие другие газообразные составляющие выхлопных газов, различные углеводороды, бензопирен, содержащий канцерогенные вещества. Из твердых веществ, выбрасываемых в атмосферу, наиболее токсичным: загрязнителем является свинец.

Свинец как кумулятивный яд, поступая в организм с током крови, разносится во все органы и ткани, накапливаясь в костях. Оттуда он вновь поступает в кровь. Признаки отравления человека свинцом отмечаются уже при концентрациях его в крови на уровне 200—400 мкг/л. Человека подстерегает еще одна опасность. Аккумуляция свинца растениями, особенно в районе автодороги, создает опасность его поступления в значительных количествах с пищей в организм людей.

Существует еще одна проблема. Вождение автомобиля доводит людей до крайнего нервного истощения. Постоянная напряженность вызывает у них боли в области шеи, повышает кровяное давление, приводит к язвенной болезни. Американский психиатр Т. Байрон Кэрезу отмечает, что некоторые из его пациентов, проходящих курс лечения стоимостью в 200 долларов в час, могут говорить половину дорогостоящего для них времени только о вождении, и ни о чем другом.

Такое же беспокойство стала вызывать вследствие быстрого роста проблема шума, как и загрязнение атмосферы или водного бассейна. Наиболее шумными являются автомобили с дизельными двигателями, так как процесс сгорания топлива в них происходит при очень высокой степени сжатия.

В больших городах доля транспортных шумов составляет 60—80 процентов всех шумов, окружающих человека. В Европе и Японии шум от автомобильного транспорта становится все более интенсивным, распространяется на новые районы, продолжается большую часть суток.

По прогнозам экспертов ООН, в 90-е годы более 55 процентов населения городов будет страдать от шума силою более 70 децибел.

Чрезмерный шум оказывает вредное воздействие на здоровье людей и может вызвать серьезные расстройства нервной и сердечно-сосудистой системы. Наблюдения показали, что внезапные и неожиданные шумы вызывают значительные изменения в организме: повышение кровяного давления, учащение пульса, спазмы мускулов, нарушение нормального функционирования органов пищеварения. Даже если человек привык к окружающему шуму, его организм все же нередко претерпевает ряд физиологических изменений: расстройство функций уха, горла и носа. Нередко обнаруживаются значительные изменения в выделении гормонов и далее нарушения мозговых функций у людей, подвергаемых шумовому прессингу.

В конце 60-х — начале 70-х годов угрожающий размер загрязнения атмосферы крупных городов капиталистических стран способствовал осознанию широкой общественностью этих стран необходимости принятия неотложных и конкретных мер по охране окружающей среды. Под напором общественного мнения государственные органы многих стран вынуждены были принять правовые акты по охране природы.

В США регулирование уровня выброса отравляющих веществ автотранспортным средством, как и другие проблемы экологии, входит в компетенцию Агентства по охране окружающей среды — независимого регулирующего органа по защите окружающей среды. После семи лет долгих дебатов, наиболее жарких из всех когда-либо проходивших в Конгресс США, был принят ряд жестких стандартов по токсичности.

В законопроекте «о чистом воздухе» было провозглашено, что двигатели автомобилей, начиная с моделей 1975 года, будут оснащены каталитическими конвертерами, позволяющими снизить выброс в атмосферу отработанных газов более чем на 90 процентов. Однако вскоре стало ясно, что эта задача недостижима. Правительство и Конгресс США были вынуждены периодически устанавливать временные промежуточные нормы выброса отработанных газов, а выполнение конечных целей перенести по крайней мере на начало 90-х годов.

Стандарты, принятые в различных странах, различаются как по условиям определения предельных норм на выброс токсических компонентов, так и по величине самих норм выброса вредных соединений в атмосферу.

Уже сейчас во многих странах созданы или создаются прототипы экономичных легковых автомобилей, расход топлива в которых составляет в расчете на 100 километров пробега пять или даже три литра. Достигается это за счет уменьшения веса автомобилей и улучшения его аэродинамических характеристик, снижения потерь в трансмиссии, коробке передач, повышения эффективности процессов смесеобразования, сгорания и теплообмена двигателя. Для этого широко используются электроника и современные материалы. Одновременно конструкторы проводят работы по совершенствованию дизельных двигателей и установке их на все виды автотранспортных средств. Широкое их использование, ввиду большей экономичности и меньшей токсичности, будет способствовать экономии нефтепродуктов и улучшит качество окружающей среды. Благодаря совершенствованию конструкции автомобилей и использованию катализаторов двойной очистки выхлопных газов удалось добиться значительного снижения общего объема выбросов вредных веществ и уменьшить загрязненность городской атмосферы. В США благодаря последовательно примененным мерам по ограничению и контролю за токсичностью автотранспортных средств расчетная величина общего уровня загрязнения в масштабах всей страны в начале 90-х годов будет значительно ниже уровня 1970 года.

Строго говоря, самые жесткие стандарты внедрены в Японии, причем как действующие в настоящее время, так и предусмотренные на будущее. Легковые автомобили первого класса (меньше 578 кг) потребляют бензина в настоящее время 5,4 литра на 100 километров пробега, а стандарты на 2000 год предусматривают довести этот показатель до 5 и менее литров на 100 километров. Именно эти автомобили и пользуются наибольшим спросом на международном рынке.

Нефтяной кризис и федеральные стандарты поставили американские корпорации перед эрой беспрецедентных за всю историю развития американской экономики изменений в автомобильной промышленности. Из числа разработанных федеральных стандартов особую важность приобретает требование на экологичность, которое стало одним из главных показателей конкурентоспособности в современном мире.

В странах Западной Европы государственное регулирование деятельности автомобильной промышленности также получило широкое распространение. Тут следует выделить следующее. Западноевропейские стандарты, как по токсичности, так и по экономичности варьируются по странам, но в целом эти стандарты жестче, чем американские.

Необходимо отметить, что исторически западноевропейские компании производили более экономичные автомобили, чем в США, и как результат автотранспортные средства, произведенные в этом регионе, могут успешно конкурировать на международном рынке.

С автомонстром борются всеми возможными способами. В целом к борьбе с загрязнением окружающей среды можно выделить три уровня: технический, градостроительный и организационно-правовой.

Значительный эффект в защите биосферы от воздействия автотранспорта могут оказать именно технические мероприятия. Если содержание токсических компонентов в отработанных газах бензинового двигателя принять за 100%, этот показатель для дизеля непосредственного впрыска составит 23 процента, а для газового двигателя — 21. А выбросы углерода еще ниже — три процента для дизеля и 19 — для газового двигателя. Если удастся наладить широкую эксплуатацию автомобилей, работающих на водороде, то проблема загрязнения окружающей среды будет решена, ибо отработанным продуктом станет чистая вода, хотя проблема шума останется.

С целью защиты сферы обитания человека во многих странах мира вводятся законы, призванные ограничить отрицательное влияние автотранспорта на состояние биосферы. Эти правовые акты, оформленные как стандарты на максимально допустимые выбросы токсических веществ в отработанных газах и уровень шумов автотранспортных средств, призваны активизировать усилия автостроительных и эксплуатационных предприятий по защите окружающей среды. Именно правовые акты, за невыполнение которых налагаются штрафы, порой разорительные, призваны объединить меры по защите экологии от автостроителей, которые ответственны за технический аспект, и градостроителей, которые обязаны обеспечить надлежащие условия для безопасной эксплуатации автотранспортных средств. Экологические проблемы давно вышли за рамки отдельных стран, и их решение возможно только на международном уровне. Потому проблемой окружающей среды занимаются на уровне ООН и других международных организаций.

К градостроительным решениям проблемы может быть отнесено строительство скоростных автомагистралей, использование транспортных развязок на разных уровнях, массовое строительство подземных и многоэтажных гаражей, создание пешеходных зон в центре городов и?V??}U?V??}Up???}U@???}U(W??}U?V??}U@?V??}U?вляется применение выемок и туннелей, устройство противошумных насыпей, отделяющих магистрали от жилой застройки. Озеленение шоссейных дорог служит наиболее эффективным средством борьбы за чистоту воздуха и снижение шума, не говоря уже об эстетической стороне дела. Деревья, кроме того, как стражи здоровья, гибнут первыми, выявляя наиболее опасные для здоровья человека участки. Используются и новые способы. К примеру, во Франции для очистки городского воздуха в самых загруженных автотранспортом районах устанавливаются специальные фильтры, напоминающие афишные тумбы. Они способны поглощать и очищать 110 миллионов кубометров воздуха до уровня чистоты горного воздуха.

Совершенствование структуры автомобильного парка, развитие энергосберегающих видов транспорта (метро, скоростной трамвай, городские железные дороги, монорельсы, автобусное сообщение), улучшение дорожной инфраструктуры, ее благоустройство, организация движения и, конечно, улучшение технического обслуживания, ремонта и организации контроля за техническим состоянием транспортных средств — таковы магистральные пути защиты от автотранспорта окружающей среды.

1990