Воздействие авиации на окружающую среду. Экологические проблемы использования авиационного транспорта

Ештокин В.А.

Хотя суммарный выброс загрязняющих веществ двигателями самолетов сравнительно невелик (для города, страны), в районе аэропорта эти выбросы вносят определяющий вклад в загрязнение среды. К тому же турбореактивные двигатели (так же как дизельные) при посадке и взлете выбрасывают хорошо заметный на глаз шлейф дыма. Значительное количество примесей в аэропорту выбрасывают и наземные передвижные средства, подъезжающие и отъезжающие автомобили.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Студент3 курса Ештокин В.А. специальность «Летательные аппараты», руководитель Морковкина Т.Е. преподователь экологических основ природопользования ГБПОУ ПК им.Н.Н.Годовикова

Специфика влияния авиатранспорта на окружающую среду

Согласно полученным оценкам, в среднем около 42 % общего расхода топлива тратится на выруливание самолета к взлетно-посадочной полосе (ВПП) перед взлетом и на заруливание с ВПП после посадки (по времени в среднем около 22 мин). При этом доля несгоревшего и выброшенного в атмосферу топлива при рулении намного больше, чем в полете. Помимо улучшения работы двигателей (распыление топлива, обогащение смеси в зоне горения, использование присадок к топливу, впрыск воды и др.), существенного уменьшения выбросов можно добиться путем сокращения времени работы двигателей на земле и числа работающих двигателей при рулении (только за счет последнего достигается снижение выбросов в 3 - 8 раз).

В последние 10 - 15 лет большое внимание уделяется исследованию тех эффектов, которые могут возникнуть в связи с полетами сверхзвуковых самолетов и космических кораблей. Эти полеты сопровождаются загрязнением стратосферы оксидами азота и серной кислотой (сверхзвуковые самолеты), а также частицами оксида алюминия (транспортные космические корабли). Поскольку эти загрязняющие вещества разрушают озон, то первоначально создалось мнение (подкрепленное соответствующими модельными расчетами), что планируемый рост числа полетов сверхзвуковых самолетов и транспортных космических кораблей приведет к существенному уменьшению содержания озона со всеми губительными последующими воздействиями ультрафиолетовой радиации на биосферу Земли. Однако более глубокий подход к этой проблеме позволил сделать заключение о слабом влиянии выбросы сверхзвуковых самолетов на состояние стратосферы. Так, при современном числе сверхзвуковых самолетов и выбросе загрязняющих веществ на высоте около 16 км относительное уменьшение содержания О3 может составить примерно 0.60; если их число возрастет до 200 и высота полета будет близка к 20 км, то относительное уменьшение содержания О3 может подняться до 17%. Глобальная приземная температура воздуха за счет парникового эффекта, создаваемого выбросами сверхзвуковыми самолетами может повыситься не более чем на 0,1 єC.

Более сильное воздействие на озоновый слой и глобальную температуру воздуха могут оказать хлорфторметаны (ХФМ фреон-11 и фреон-12 (газы, образующиеся в частности, при испарении аэрозольных препаратов, которые используются в быту.Поскольку ХФМ очень инертны, то они распространяются и долго живут не только в тропосфере, но и в стратосфере. Наметившиеся в последние десятилетия темпы роста производства фреонов могут привести к увеличению содержания фреона-11 и фреона-12 в 2030 г. до 0,8 и 2,3 млрд. (при современных значениях 0,1 и 0,2 млрд.). Под влиянием такого количества фреонов общее содержание озона в атмосфере уменьшится.

Помимо шумового воздействия, авиация приводит к электромагнитному загрязнению среды. Его вызывает радиолокационная и радионавигационная техника аэропортов и летательных аппаратов, необходимая для наблюдения за полетами самолетов и метеообстановкой. Радиолокационные средства излучают в окружающую среду потоки электромагнитной энергии. Они могут создавать электромагнитные поля большой напряженности, представляющие реальную угрозу для людей.

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, NО x , 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.,где n – номинальное число оборотов двигателя. 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.

В двигателях космического корабля «Шатл» 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 рассеятся, 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 40 лет существования космонавтики в СССР и позднее России произведено свыше 1800 запусков ракет-носителей. По прогнозам фирмы Aerospace 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.

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.

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

«Счастье -- это быть с природой, видеть ее, говорить с ней» - великие строки Л.Н.Толстого, с которыми трудно не согласиться. Слова эти вечны. Они будут актуальными в любые времена, ведь любовь человека к природе не угаснет никогда, но вот сама природа с каждым годом меняется, и, увы, не в лучшую сторону. Мир не стоит на месте: Земля крутится, и в этом бесконечном её движении человечество находит все новые и новые проблемы.

И одна из них - экологическая.

Стремительное развитие авиатранспорта и увеличение его роли в жизни человека не могло не оказать влияние на окружающую среду. Основное воздействие авиации на окружающую среду состоит в акустическом загрязнении, а также в выбросе газов в атмосферу, что приводит к изменению климата и загрязнению воздуха.

Научно-техническая революция обеспечила человечество небывалыми благами, среди которых одним из важнейшим стала быстро перемещаться на большие дистанции. Человек покорил небо! Наконец сбылась многовековая вековая мечта человечества. Но один из главных законов экологии утверждает: за все надо платить.

Когда мы слышим слово «авиация», сразу представляем себе превосходную картинку: большой самолет гордо летит в небе, на бешеной скорости преодолевая большие расстояния. Но как ему удается летать, сколько вреда наносит один полет и сама подготовка к нему окружающей среде - все это уходит, к сожалению, на второй план.

Аэропорт - это многофункциональное транспортное предприятие, которое является наземной частью авиационной транспортной системы, которая обеспечивает взлет и посадку воздушных судов, их наземное обслуживание, прием и отправка пассажиров, багажа, почты и грузов. Аэропорт обеспечивает необходимые условия для функционирования авиакомпаний, государственных органов регулирования авиационной и таможенной деятельности.

К объектам аэропорта входят не только самолеты, но средства его обслуживания: спецавтотранспорт, о котором мы поговорим чуть позже.

В результате воздушных перевозок происходит загрязнение почв, водных объектов и атмосферы, а сама специфика влияния воздушного транспорта на окружающую среду обнаружена в значительной шумовой действия и значительных выбросах различных загрязняющих веществ .

1. Характеристика особенностей авиационного транспорта

В настоящее время понятия авиация и воздушный транспорт фактически стали синонимами, так как воздушные перевозки осуществляются исключительно воздушными судами тяжелее воздуха .

Характеристика:

Транспортные средства: самолёты и вертолёты

Пути сообщения: воздушные коридоры

Сигнализация и управление: авиамаяки, диспетчерская служба

Транспортные узлы: аэропорты

Воздушный транспорт, один из видов транспорта, осуществляющий перевозки пассажиров, почты и грузов воздушным путём. Главное его преимущество - обеспечение значительной экономии времени за счёт высокой скорости полёта.

Воздушный транспорт отличается меньшей величиной постоянных издержек по сравнению с железными дорогами, водным транспортом или трубопроводами. Постоянные издержки воздушного транспорта включают затраты на покупку самолетов и, при необходимости, специального оборудования грузопереработки и контейнеров. Переменные издержки включают расходы на керосин, техническое обслуживание самолетов и оплату труда летного и наземного персонала.

Поскольку для размещения аэропортов нужны очень большие открытые пространства, воздушные перевозки, как правило, не объединены в единую систему с другими видами транспорта, за исключением автомобильного.

Воздушным транспортом перевозят самые различные грузы. Главная особенность этого вида транспорта заключается в том, что им пользуются для доставки грузов главным образом в случае экстренной необходимости, а не на регулярной основе. Таким образом, основные грузы, перевозимые воздушным транспортом, - либо дорогостоящие, либо скоропортящиеся товары, когда высокие транспортные расходы оправданы. Потенциальными объектами грузовых авиаперевозок являются также такие традиционные для логистических операций продукты, как сборочные детали и компоненты, товары, продаваемые по почтовым каталогам.

Воздушный транспорт занимает третье место по объему пассажирских перевозок. Он также используется в народном хозяйстве для перевозки срочных грузов, при строительстве трубопроводов, мостов, ЛЭП, в проведении работ для сельского хозяйства, геологоразведки, рыбного промысла. Уровень развития воздушного транспорта является показателем степени научно-технического потенциала страны. В последние годы замедлились темпы развития воздушного транспорта. В настоящее время техническая укомплектованность наземной базы составляет 60 %, а по аэровокзальным комплексам - не более 30 %. Износ основных фондов оценивается в 70 %. Поэтому необходимо более интенсивно финансировать воздушный транспортный комплекс, чтобы скоро не остаться без него, причем стимулировать необходимо наши знаменитые конструкторские бюро государственными заказами.

В транспортной системе современной России воздушный транспорт, являющийся основой Гражданской авиации, является одним из основных видов. В его общей работе перевозки пассажиров составляют 4/5, а грузов и почты - 1/5. Наибольшее количество пассажиров перевозится на авиалиниях, соединяющих Москву с восточными районами, Санкт-Петербургом, курортными районами и со столицами стран СНГ. В такие города, как Ташкент, Новосибирск, Сочи, 60-70 % московских пассажиров доставляются самолетами, а в Хабаровск и Ашхабад - до 90 %.

В России авиация - наиболее дорогой вид транспорта, но в то же время самый быстрый. Первая в России воздушная линия была открыта в 1923 году (Москва-Нижний Новгород). В настоящее время широко развита сеть авиалиний, связывающих важнейшие промышленные центры страны, а также столицу России - Москву - со столицами стран СНГ, столицами и городами многих государств мира. Развито воздушное сообщение между крупными городами и курортами.

Особую роль играет воздушный транспорт для слабоосвоенных районов Сибири и Дальнего Востока, где он вместе с сезонным речным транспортом часто является единственным средством сообщения. Наиболее массовые и устойчивые потоки пассажиров сконцентрированы на авиалиниях от Москвы по пяти основным направлениям: Кавказскому, южному, восточному, Центрально-Азиатскому и Западному. Воздушный транспорт перевозит пассажиров параллельно почти всем основным направлениям железных дорог. При этом доля воздушных перевозок больше железнодорожных на линиях от Москвы до Екатеринбурга и Новосибирска и далее на восток, а также от Москвы до Сочи, Минеральных Вод, столиц стран СНГ. Основные потоки граждан концентрируются в восточном (Сибирь и Дальний Восток) направлении.

Воздушный транспорт в нашей стране выполняет различные функции. Однако его основная задача - пассажирские перевозки и срочные перевозки почты и грузов.

В районах, где нет железных дорог, прежде всего на севере Сибири и Дальнего Востока, в труднодоступных горных районах авиация нередко служит единственным транспортным средством.

Создана разветвленная сеть транзитных (на большие расстояния) и местных авиалиний. Москва соединена авиалиниями со столицами стран ближнего зарубежья, центрами республик, краев, областей и крупными городами Российской Федерации. Прямое воздушное сообщение установлено с 87 зарубежными странами .

2. Воздействие авиатранспорта на окружающую среду

В России с её огромными расстояниями воздушному транспорту отводится особая роль. Прежде всего он развивается как пассажирский транспорт и занимает второе (после железнодорожного) место в пассажирообороте всех видов транспорта в междугороднем сообщении. Ежегодно осваиваются новые воздушные линии, вводятся в строй новые и реконструируются действующие аэропорты. Доля воздушного транспорта в грузовых перевозках невелика. Но среди грузов, перевозимых этим видом транспорта, основное место занимают различные машины и механизмы, измерительные приборы, электротехническое и радиотехническое оборудование, аппаратура, особо ценные, а также скоропортящиеся грузы.

Помимо перевозок пассажиров, почты и грузов, гражданская авиация выполняет работы в сельском и лесном хозяйствах, применяется при сооружении линий электропередачи, нефтяных и буровых вышек, укладке путей трубопроводов, используется в медицинском обслуживании. В развитии сети путей сообщения особое место принадлежит международным воздушным линиям. Аэрофлот связывает Россию с 97 государствами Европы, Азии, Африки, Северной и Южной Америки. В нашу страну летают самолёты авиакомпаний более чем 30 государств.

Современный этап развития воздушного транспорта характеризуется созданием высокопроизводительных и экономичных самолётов. Новые технические решения по аэродинамической компоновке, применению новых материалов, снижению уровней шума и загрязнения окружающей среды находят своё отражение в создаваемых самолётах нового поколения .

2.1 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 .

2.2 Влияние на атмосферный воздух

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. 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 .

Влияние газотурбинных двигателей:

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:

Оксиды углерода - 55%

Оксиды азота - 77%

Углеводороды - 93%

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) .

2.3 Влияние на водные объекты

Вблизи аэропортов происходит загрязнение подземных вод нефтепродуктами в основном за счёт утечки жидкого топлива при заправке самолётов, а также за счёт технических ошибок при его транспортировке и хранении. При взлёте и посадке самолёта в атмосферу выделяется определённое количество жидких и газообразных продуктов сгорания топлива, которые осаждаются вблизи взлётной полосы и накапливаются в почве.

Углеводороды нефти обладают способностью проникать на значительную глубину. Так, в трещиноватых породах авиационной керосин за 5 месяцев проникает на глубину более 700 м. Наиболее эффективным методом защиты подземных вод от загрязнения нефтепродуктами является проведение предупредительных мер, в том числе бурение скважин для контроля за качеством вод.

Во время аварийных ситуаций производится удаление с земной поверхности разлившихся нефтепродуктов и загрязнённой почвы. При попадании нефтепродуктов в водоносные горизонты обычно загрязнённые воды откачивают, а затем очищают через соответствующие фильтры.

На покрытиях аэропортов накапливается смесь, состоящая из пыли, продуктов сгорания топлива, частиц стирающихся шин и других материалов. Вместе с дождевыми потоками всё это попадает в водоёмы .

авиационный транспорт среда загрязнение

2.4 Шумовое загрязнение

Шумовое (акустическое) загрязнение - раздражающий шум антропогенного происхождения, нарушающий жизнедеятельность живых организмов и человека. Раздражающие шумы существуют и в природе (абиотические и биотические), однако считать загрязнением их неверно, поскольку живые организмы адаптировались к ним в процессе эволюции.

Главным источником шумового загрязнения являются транспортные средства - автомобили, железнодорожные поезда и самолёты.

В городах уровень шумового загрязнения в жилых районах может быть сильно увеличен за счёт неправильного городского планирования (например, расположение аэропорта в черте города).

Шум создают авиационные двигатели воздушных судов, вспомогательные силовые установки самолетов, спецавтотранспорт различного назначения, автомобили с тепловыми и ветровыми установками, сделанные на базе отработавших летный ресурс авиадвигателей, оборудование стационарных объектов, на которых производится техническое обслуживание и ремонт летательных аппаратов. Уровни шума достигают на перронах аэропортов 100 дБ, в помещениях диспетчерских служб от внешних источников 90-95 дБ, внутри зданий аэровокзалов 75 дБ.

Воздействие на человека:

Шум в определённых условиях может оказывать значительное влияние на здоровье и поведение человека. Шум может вызывать раздражение и агрессию, артериальную гипертензию (повышение артериального давления), тиннитус (шум в ушах), потерю слуха.

Наибольшее раздражение вызывает шум в диапазоне частот 3000ч5000 Гц.

Хроническая подверженность шуму на уровне более 90 дБ может привести к потере слуха.

При шуме на уровне более 110 дБ у человека возникает звуковое опьянение, по субъективным ощущениям аналогичное алкогольному или наркотическому.

При шуме на уровне 145 дБ у человека происходит разрыв барабанных перепонок.

Женщины менее устойчивы к сильному шуму, чем мужчины. Кроме того, восприимчивость к шуму зависит также от возраста, темперамента, состояния здоровья, окружающих условий и т.д.

Дискомфорт вызывает не только шумовое загрязнение, но и полное отсутствие шума. Более того, звуки определённой силы повышают работоспособность и стимулируют процесс мышления (в особенности процесс счёта) и, наоборот, при полном отсутствии шумов человек теряет работоспособность и испытывает стресс. Наиболее оптимальными для человеческого уха являются естественные шумы: шелест листьев, журчание воды, пение птиц. Индустриальные шумы любой мощности не способствуют улучшению самочувствия. Шум от автомобильного транспорта способен вызывать головные боли .

Влияние на окружающую среду:

Шумовое загрязнение быстро вызывает нарушение естественного баланса в экосистемах. Шумовое загрязнение может приводить к нарушению ориентирования в пространстве, общения, поиска пищи и т.д. В связи с этим некоторые животные начинают издавать более громкие звуки, из-за чего они сами будут становиться в роли вторичных звуковых загрязнителей, ещё сильнее нарушая равновесие в экосистеме.

Одними из самых известных случаев ущерба, наносимых шумовым загрязнением природе, являются многочисленные случаи, когда дельфины и киты выбрасывались на берег, теряя ориентацию из-за громких звуков военных гидролокаторов (сонаров) .

2.5 Электромагнитное загрязнение среды

Помимо шумового воздействия, авиация приводит к электромагнитному загрязнению среды.

Электромагнитное загрязнение (ЭМП антропогенного происхождения или электромагнитный смог) - это совокупность электромагнитных полей, разнообразных частот, негативно влияющих на человека. Некоторые исследователи называют электромагнитный смог, возникший и сформировавшийся за последние 60-70 лет, одним из самых мощных факторов, негативно влияющих на человека на сегодняшний момент. Это объясняется фактически круглосуточным его воздействием и стремительным ростом.

Электромагнитное загрязнение зависит в основном от мощности и частоты излучаемого сигнала.

Его вызывает радиолокационная и радионавигационная техника аэропортов и летательных аппаратов, необходимая для наблюдения за полетами самолетов и метео обстановкой. Радиолокационные средства излучают в окружающую среду потоки электромагнитной энергии. Они могут создавать электромагнитные поля большой напряженности, представляющие реальную угрозу для людей .

В аэропортах гражданской авиации электромагнитная обстановка определяется в основном излучением мощных радиолокационных станций. К ним в первую очередь относятся наземные обзорные радиолокационные станции, работающие в диапазонах ультравысоких и сверхвысоких частот. Действие электромагнитного поля на человека в районах размещения этих станций носит прерывистый характер, который обусловлен периодом вращения электромагнитного излучения. Исследования подтвердили возможность применения расчётных методов для предварительной оценки электромагнитной обстановки вокруг радиолокационных станций. Результаты обследования электромагнитной обстановки в районе ряда аэропортов страны показали, что в 60% случаев в близ расположенных населённых пунктах требовались специальные мероприятия по защите населения, которые и были осуществлены. Так же существуют национальные и международные гигиенические нормативы уровней ЭМП, в зависимости от диапазона, для селитебной зоны и на рабочих местах.

Воздействие на человека:

Нахождение в зоне с повышенными уровнями ЭМП в течение определённого времени приводит к ряду неблагоприятных последствий: наблюдается усталость, тошнота, головная боль. При значительных превышениях нормативов возможны повреждение сердца, мозга, центральной нервной системы. Излучение может влиять на психику человека, появляется раздражительность, человеку трудно себя контролировать. Возможно развитие трудно поддающихся лечению заболеваний, вплоть до раковых .

3. Охрана окружающей среды

3.1 Природоохранные мероприятия

3.1.1 Охрана атмосферного воздуха

За последние сто лет загрязнение окружающей среды усилилось разными выбросами. За это время в атмосферу Земли попало, по подсчетам ученых, более миллиона тонн кремния, полтора миллиона тонн мышьяка, около миллиона тонн кобальта.

Ввиду своей технологической специфики вредные выбросы, производимые воздушными судами, намного быстрее оседают в атмосферном пространстве и распространяются в нем, поэтому защита окружающей среды от негативного воздействия деятельности воздушного транспорта актуальна во всем мире.

Несмотря на то, что суммарный выброс загрязняющих веществ двигателями самолетов сравнительно невелик (для города, страны), в районе аэропорта эти выбросы загрязняют окружающую среду. Значительная часть общего расхода топлива тратится на выруливание самолета к взлетно-посадочной полосе (ВПП) перед взлетом и на заруливание с ВПП после посадки .

Для снижения вредных выбросов от работы двигателей авиакомпания применяет следующие методы:

Использование присадок к топливу, впрыск воды и др.;

Распыление топлива;

Обогащенные смеси в зоне горения;

Сокращение времени работы двигателей на земле;

Уменьшение числа работающих двигателей при рулении (выброс отходов снижается в 3-8 раз).

Значительное количество примесей в аэропорту выбрасывают и наземные передвижные средства, подъезжающие и отъезжающие автомобили. Наибольшая доля выбросов приходится на выбросы летучих органических веществ - 82%, оксида углерода - 14% .

3.1.2 Охрана водных ресурсов

Мировые запасы воды на Земле огромные. Однако, это преимущественно соленая вода мирового океана. Запасы пресной воды, потребность людей в которой является особенно жизненно важной, незначительные и исчерпаемые. Во многих местах планеты наблюдается нехватка её для орошения, использования в промышленности и в быту. В последние годы по данным ученых потребность в воде выросла в 10 раз.

Обеспечение экологического равновесия и полное удовлетворение потребностей населения и народного хозяйства водой возможны при улучшении качества воды и водного режима рек, рациональном использовании воды предприятиями всех отраслей хозяйства и воссоздании водных ресурсов.

В целях следования стратегии охраны окружающей среды и сохранения водных ресурсов авиакомпания:

Производит регулярный замер объема сточных вод, поступающих на очистные сооружения, и сбрасываемых в специальный водный объект, предоставленный в пользование авиакомпании.

Постоянно контролирует качественные и количественные показатели сточных вод.

Контролирует эффективность работы очистных сооружений .

3.1.3 Утилизация отходов производства

Стремительное развитие научно-технического прогресса и мирового энергетического потенциала сопровождается все возрастающим отрицательным воздействием на природу. Непрерывный рост промышленных и бытовых отходов, и безнравственное отношение общества к их захоронению, стало эпидемиологически опасно, особенно из-за нарастания их небиоразлагаемой составляющей, а также высококонцентрированного содержания в них токсичных материалов, к равновесию с которыми литосфера не готова по своей природе.

В результате производственно-хозяйственной деятельности авиакомпании образуются отходы, в которых доля чрезвычайно опасных и высокоопасных отходов составляет 0,3 %; умеренно опасных - 14 %. Большая часть приходится на отходы малоопасные и практически неопасные - 85,6 %. С целью минимизации негативного воздействия отходами на окружающую среду необходимо разработать и утвердить Проект нормативов образования и лимитов размещения отходов производства и потребления для промышленной зоны и офисного комплекса.

Регулярно проводит мониторинг мест временного хранения отходов производства и потребления структурных подразделений.

Контролирует своевременность сдачи отходов производства на утилизацию, обезвреживание и уничтожение.

Ведет работы по сбору и утилизации остатков противообледенительной жидкости (ПОЖ) после обработки ею самолетов .

3.1.4 Защита от действия электромагнитного загрязнения среды

Экранирование (активное и пассивное; источника электромагнитного излучения или же объекта защиты; комплексное экранирование).

Удаление источников из ближней зоны; из рабочей зоны.

Конструктивное совершенствование оборудования с целью снижения используемых уровней ЭМП, общей потребляемой и излучаемой мощности оборудования.

Ограничение времени пребывания операторов или населения в зоне действия ЭМП.

Контроль за уровнями ЭМП возложен на органы санитарного надзора и инспекцию электросвязи, а на предприятиях - на службу охраны труда.

Предельно-допустимые уровни ЭМП в разных радиочастотных диапазонах различны.

Существует административные и контролирующие органы - инспекция по радиосвязи, которая регулирует распределение частотных диапазонов для различных пользователей, соблюдение выделенных диапазонов, отслеживает незаконное пользование радиоэфиром .

3.2 Технологические мероприятия

3.2.1 Модернизация двигателей

Для снижения удельного содержания токсичных веществ в отработанных газах наряду с совершенствованием эксплуатируемых типов газотурбинных двигателей создаются новые ГТД с новыми конструкциями камеры сгорания, системы впрыска топливно-воздушной смеси, компрессорами, обеспечивающими наивыгоднейшее соотношение в смеси топливо-воздух, лучшее распыление и перемешивание смеси, подаваемой в камеру, и более полное ее сгорание. Создаются новые двухзонные камеры, где топливо сгорает в два этапа в разных местах камеры, причем одна из этих зон обеспечивает наилучшее сгорание топлива на режиме малой тяги, допустим, руления (в этом случае топливо во вторую зону не подается), а вторая зона совместно с первой позволяет оптимизировать процесс горения на режимах взлета, набора высоты и крейсерского полета. В последнем случае процесс горения во второй зоне идет при меньшей температуре, что позволяет снизить выделение окислов азота.

Уменьшение общего расхода топлива, а следовательно, и выброса токсичных веществ достигается также совершенствованием методов эксплуатации самолетов, а именно: повышением степени заполнения самолетов полезной нагрузкой, уменьшением пробега самолетов на аэродромах под собственной тягой, в частности, путем буксировки их тягачами на исполнительный старт, доставки пассажиров от самолетов в вокзал и на посадку автобусами или движущимися конвейерами с тем, чтобы самолет мог находиться на стоянке, максимально приближенной к взлетно-посадочной полосе.

Наряду с указанными мерами, направленными на решение задач ближайшей перспективы, развернуты фундаментальные и прикладные исследования проблем авиации будущего. В этом плане идут поиски летательных аппаратов с лучшими аэродинамическим качеством и весовой отдачей, а также новых, еще более экономичных, типов двигателей и новых "чистых" энергоносителей (топлива).

На перспективных магистральных самолетах ожидается широкое использование: новых конструкций крыльев (так называемого сверхкритического профиля), позволяющих существенно уменьшить лобовое сопротивление воздуха в полете; мощных систем механизации крыла в виде сложнейших закрылков и предкрылков, снижающих расход топлива на взлете; улучшенных форм сопряжения отдельных элементов (крыла с фюзеляжем и гондолами двигателей, оперения с фюзеляжем и др.). Изучаются и другие направления совершенствования летательных аппаратов, которые могут принести более значительные результаты.

Кроме того, на перспективных аппаратах авиадвигатели должны иметь более высокие параметры рабочего процесса (температура, давление и др.). Это может быть достигнуто дальнейшим повышением так называемой двухконтурности и давления воздуха в компрессорах, но потребует решения сложных проблем газодинамики и охлаждения, а также создания новых, в особенности жаропрочных материалов.

Другое направление связано с исследованием турбовентиляторных двигателей, у которых силу тяги осуществляет многолопастный высокооборотный винт относительно небольшого диаметра. Расчеты показывают, что такие двигатели могут оказаться даже более эффективными, чем реактивные с высокой степенью двухконтурности. Однако и здесь успех будет зависеть от решения многих научно-технических задач .

3.2.2 Биотопливо

Биодизельным топливом принято называть высококалорийный продукт переработки биологического сырья - фактически, особым образом модифицированное растительное масло, производимое из сои, кукурузы, канолы и иных масличных культур, а также из пищевых отходов. Это топливо может быть использовано в авиационных двигателях.

Даже небольшое количество растительного масла в керосинном топливе существенно уменьшает объемы вредных выбросов и повышает срок жизни двигателя.

Водоросли могут выращиваться на землях плохого качества с использованием не питьевой или соленой воды. Измерения качества выхлопных газов показывают, что биотопливо из водорослей содержит в восемь раз меньше углеводородов, чем керосин, полученный из сырой нефти. Кроме того, выбросы оксида азота и серы также будут сокращены (до 40 проц. меньше оксида азота и около 10 мг оксида серы против 600 мг у обычного топлива "Джет-A1") в связи с очень низким содержанием азота и серы в биотопливе по сравнению с ископаемым топливом .

Заключение

Проанализировали специфику влияния авиационного транспорта на окружающую среду, а так же пути решения возникающих проблем. Провели анализ специфики коммуникативного природопользования и анализ загрязнения атмосферы авиатранспортом, а так же рассмотрела возможные пути снижения уровня выбросов и правовые механизмы достижения рационального природопользования в области охраны окружающей среды от влияния авиатранспорта. На основе данного анализа можно сделать вывод, о том что перед главными эксплуататорами воздушного транспорта (авиакомпаниями) стоит важная задача минимизировать влияние этого транспорта на окружающую среду. В связи с чем многие авиакомпании разрабатывают планы экологической политики. Основные пункты данных планов представлены ниже:

Экологическая политика направлена на повышение энергетической и экологической эффективности конечного продукта компании - перевозки пассажиров, багажа, почты и грузов. Магистральным направлением этой политики является курс на существенное повышение топливоэффективности парка воздушных судов авиакомпаний, что позволяет снизить нагрузку на окружающую среду при одновременном сокращения одной из главных статей производственных расходов.

Для достижения целей экологической политики, авиакомпаниями решаются следующие задачи:

Добровольное внедрение системы экологического менеджмента, что способствует приведению производственных объектов и операционной деятельности в соответствие с самыми высокими международными стандартами в области защиты окружающей среды.

Модернизация парка воздушных судов посредством замены устаревших энергоемких типов ВС на топливоэффективные.

Сокращение энергоемкости операционной деятельности путем внедрения ресурсосберегающих процессов и технологий.

Оптимизация маршрутной сети и применение новых техник пилотирования, способствующих снижению шума и выбросов загрязняющих веществ от двигателей воздушных судов в атмосферу.

Управление отходами с целью минимизации их воздействия на окружающую среду с акцентом на вторичную переработку сырья ("рециклинг") как наиболее эффективный метод утилизации отходов.

Мониторинг и анализ операционной деятельности и технологических процессов с целью выявления новых возможностей повышения своих экологических показателей.

Использование показателей экологической эффективности деятельности в качестве одного из критериев при выборе поставщиков и подрядчиков.

Повышение уровня информированности работников в области охраны окружающей среды, мотивация их к бережному расходованию всех видов ресурсов, воспитание культуры утилизации отходов.

Список литературы

1. Ахатов А.Г. Экология. Энциклопедический словарь. Казань, ТКИ, Экополис, 2005.

2. Авиация: Энциклопедия / Гл. ред. Г.П. Свищёв. М.: Большая Российская энциклопедия, 2007.

3. Арустамов Э.А., Левакова И.В., Баркалова Н.В. "Экологические основы природопользования": 5-е изд. перераб. и доп., М.: Издательский Дом "Дашков и К", 2008.

4. http://globalproblems. narod.ru/problemahuma6.html.

5. http://www.aeroflot.ru/cms/about/environmental_policy.

6. Влияние шума на организм - Экология, экология города, экология человека, экология производства. ECOFAQ.ru.

7. Журнал Природа и человек. №8 2003 изд.: Наука Москва 2000.

8. Природопользование // Экологический энциклопедический словарь / Под ред.А.С. Монина. М.,: Издательский дом "Ноосфера", 1999.

9. Константинов В.М., Челедзе Ю.Б. ЭОПП: Учебное пособие для студентов учреждения среднего профессионального образования. М.: Издательский центр "Академия", НМЦ СПО, 4-е изд., испр. и доп. 2006.

10. Российские реформы в цифрах и фактах. Калабеков И.Г. Москва, Русаки, 2010.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

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

Проблемы экологической безопасности автомобильного транспорта. Физическое и механическое воздействие автотранспорта на окружающую среду. Влияние выхлопных газов на здоровье человека. Мероприятия по борьбе с загрязнением атмосферы выхлопными газами.

презентация , добавлен 21.12.2015

Влияние промышленности и транспорта на окружающую среду, загрязнение атмосферы и воды. Рекомендации по улучшению экологии России. Радиоактивность окружающей среды. Угольно-энергетические технологии, разрабатываемые в СО РАН. Меры по защите от облучения.

контрольная работа , добавлен 16.10.2010

Загрязнение природной среды и экологические проблемы биосферы: загрязнение атмосферы, воды, почвы. Влияние человека на растительный и животный мир. Радиоактивное загрязнение биосферы. Пути решения проблем экологии, рациональное природопользование.

курсовая работа , добавлен 02.06.2008

Характеристика воздействия строительно-монтажных работ при прокладке магистральных трубопроводов на окружающую среду и их последствия. Загрязнение грунтовой среды, рек, водоемов, а также приземного слоя атмосферы при утечках нефти и нефтепродуктов.

реферат , добавлен 11.09.2014

Классификация загрязняющих веществ по степени опасности для здоровья человека и экологические нормативы. Характеристика наиболее опасных загрязняющих веществ. Вклад ведущих отраслей промышленности и транспорта в загрязнение атмосферы, воды и почв в РБ.

контрольная работа , добавлен 18.07.2010

Характеристика природных условий территории. Оценка воздействия предприятия на окружающую среду. Расчет платы за загрязнение окружающей среды цеха водоканализации ООО "Заводские Сети", расположенного в Автозаводском районе города Нижнего Новгорода.

курсовая работа , добавлен 11.12.2012

Увеличение региональных экологических кризисов с развитие человеческого общества. Характерные особенности нашего времени - интенсификация и глобализация воздействия человека на окружающую его природную среду. Загрязнение литосферы, гидросферы и атмосферы.

реферат , добавлен 15.12.2010

Загрязнение тяжелыми металлами. Экологические последствия орошения. Отрицательное влияние отходов животноводства на окружающую среду. Основные экологические проблемы механизации. Экологические последствия применения химических средств защиты растений.

курсовая работа , добавлен 09.05.2013

Автомобильный транспорт как источник загрязнения окружающей среды. Особенности трансформирования компонентов отработавших газов. Реакция организма человека на автомобильные выбросы. Двигатель внутреннего сгорания как основная причина шума и вибрации.

2005 НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК МГТУ ГА 86(4)

серия Эксплуатация воздушного транспорта и ремонт авиационной техники. Безопасность полетов

УДК 629.735.015:681.3

ВОЗДЕЙСТВИЕ АВИАЦИОННОГО ТРАНСПОРТА НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ С УЧЕТОМ ХАРАКТЕРИСТИК

ВЕТРОВОГО РЕЖИМА

А.М. ПАШАЕВ, А.А. БАЙРАМОВ, Г.И. КУЛИЕВ

В статье проведен анализ воздействия авиационного транспорта в районе Апшеронского полуострова на окружающую среду, в первую очередь, атмосферу, с учетом характеристик ветрового режима.

Введение

В настоящее время большую актуальность приобрели исследования воздействия авиационного транспорта на атмосферу. Из всех техногенных факторов воздействия авиационного транспорта на окружающую среду мы рассмотрим только самый существенный, а именно выбросы в атмосферу продуктов сгорания горючего топлива в двигателях.

За сутки над Апшеронским полуостровом под контролем Районного Диспетчерского Пункта Аэропорта Бина-Баку совершают полеты около 200 воздушных судов (ВС). Самолет, как и любая система, использующая энергию окисления углеводородного топлива, выбрасывает в атмосферу продукты этого процесса, которые изменяют естественный состав атмосферы и рассматриваются как загрязнители. И в зависимости от направления движения воздушных потоков (розы ветров) эти загрязнители могут распространяться как в глубь суши, в густонаселенные районы, так и в область акватории Каспийского моря. Чтобы выяснить это, рассмотрим, во-первых, процесс образования выхлопных газов, а затем проанализируем характеристики ветрового режима в нашем регионе .

Выхлопные газы ВС

В авиации применяется два вида нефтяного топлива - керосин и бензин. Основное отличие по составу продуктов сгорания состоит в том, что этилированный бензин, используемый на самолетах с поршневыми двигателями, дает в отработавших газах свинец, являющийся одним из нежелательных компонентов загрязнения воздушной среды .

Роль самолетов с поршневыми двигателями в современной авиации незначительна и постоянно уменьшается, поэтому целесообразно ограничить рассмотрение только продуктов горения керосина.

Помимо двуокиси углерода, паров воды, азота, а также некоторых других естественных компонентов атмосферного воздуха, продукты горения керосина содержат окись углерода, различные углеводороды (метан CH4, ацетилен C2H6, этан C2H4, пропан CзH8, бензол толуол C6H5CHз и др.), альдегиды (формальдегид HCHO, акролеин СH2=CH-CHO, уксусный альдегид CH3CHO и др.), окислы азота NO и NO2, окислы серы, частицы сажи, создающие дымный шлейф за соплом двигателя и ряд других составляющих, образующихся в незначительных количествах из имеющихся в керосине примесей.

Уровни содержания в атмосферном воздухе различных вредных веществ регламентируются предельно допустимыми концентрациями - ПДК. В таблице 1 приведены ПДК некоторых вредных компонентов, содержащихся в отработавших газах авиадвигателей. Стандартами США допустимый уровень концентрации углеводородов (суммарно) установлен равным 0,16 мг/м3 (в пересчете на эквивалентное количество метана).

В авиации нормы предельно допустимых выбросов (ПДВ) устанавливаются в настоящее время на четыре вредных компонента: окись углерода (CO), несгоревшие углеводороды (С^^), окислы азота (N0^), частицы сажи (дым).

Таблица 1.

Компоненты ПДК, мг/м3

Максимальная разовая Среднесуточная

Окись углерода СО 3 1

Двуокись азота NO2 0,085 0,085

Сернистый ангидроид SO2 0,5 0,05

Формальдегин HCHO 0,035 0,03

Взвешенные частицы (сажа) 0,50 0,05

Бензин (пары) 300 -

Наиболее наглядным физическим процессом воздействия ВС на атмосферу является конденсация водяного пара в струйно-вихревом следе, наблюдаемая с Земли в виде белых шлейфов. Это происходит оттого, что двигатели выбрасывают большое количество частиц, на которых оседают молекулы воды, содержащиеся в атмосфере или образующиеся при сгорании топлива. В результате могут возникать микрокристаллы или микрокапли.

С экологической точки зрения, двигатель порождает большое количество веществ, способных в течение длительного времени (сутки, месяцы, годы) взаимодействовать с газами атмосферы. Оказывается, и азот горит в авиационном двигателе (так же, как и в автомобильном). При этом происходят как реакции, уничтожающие озон О3, так и реакции, производящие его. В струе могут возникать вещества, которых нет ни на срезе сопла, ни в атмосфере.

Далее, с развитием глобального мониторинга несомненный интерес будут представлять рассеивающие свойства следа, тем более ярко выраженные, чем больше в нем содержится аэрозолей. В этой связи следует отметить, что авиация может рассматриваться не только в качестве объекта пристального экологического внимания, но и в качестве инструмента инспекционной системы. Размещение на высотных ВС аппаратуры для наблюдения за качеством воздуха в коммерческих летных коридорах предпочтительнее ее наземного базирования, так как в первом случае трассы наблюдений лежат вне запыленных нижних слоев атмосферы.

В последние годы в авиационной экологии усилился интерес к исследованиям эволюции диспергированных частиц, в частности, соединений серы (в дозвуковой авиации). Такие частицы могут быть причиной образования высотных облаков, изменяющих тепловой баланс Земли .

Рассмотрим теперь характеристики ветрового режима в районе Апшеронского полуострова , поскольку направление воздействия выхлопных загрязнителей ВС существенно будет зависеть от направления и скорости потоков воздушных масс.

Характеристики ветрового режима

Среди физических характеристик атмосферы, влияющих на работу авиации, ветер занимает особое место. Характеристика ветра должна учитываться при организации, планировании и выполнении полетов, так как она оказывает влияние практически на все навигационные элементы, а также при оценке воздействия ВС на окружающую среду.

Из всего комплекса метеорологических величин наиболее существенное влияние на взлетно-посадочные данные ВС оказывают скорость и направление ветра. Поэтому как во всех аэродромах, так и на аэродроме Бина-Баку взлетно - посадочные полосы разместились с учетом господствующих направлений ветра в этом районе.

Для оценки ветрового режима аэропорта Бина-Баку и направления преимущественного распространения выхлопных газов авиационных двигателей вкратце остановимся на характере ветрового режима над всей территорией Апшеронского полуострова.

Ветровой режим Апшеронского полуострова находится под непосредственно активным воздействием физико-географических условий, влияющих как на направление, так и на скорость ветра. Повторяемость отдельных направлений ветра, равно как и его скоростей по градациям всегда связана с определенными типами атмосферных процессов. В силу этого на Апше-роне имеет место преобладание ветров северных и южных румбов и очень малая повторяемость чисто западных и чисто восточных направлений. Однако не на всей территории полуострова преобладающие направления ветра имеют одинаковую повторяемость.

В юго-западной части полуострова в течение всего года преобладают северные и северозападные ветры. Среднегодовая повторяемость их составляет около 45%. Второе место по повторяемости в юго-западной части Апшеронского полуострова занимают южные и югозападные ветры. Ветры остальных направлений повторяются здесь редко. В северо-западной части полуострова повторяемость северных и северо-западных ветров составляет 25-30%, южных - 15-20%. Повторяемость остальных направлений не превышает 6-10 %. На восточной части полуострова преобладающим направлением ветра является северное, составляющее 25-40%, но здесь также часто наблюдаются ветры юго-западного направления, средняя повторяемость которых составляет 10-20%. Наименьшая повторяемость приходится здесь на западное направление около 4-5%.

Повторяемость остальных направлений ветра составляет всего 8-12%. Что же касается штилевой погоды, то на Апшероне штили наблюдаются очень редко.

Вышеуказанные средние величины характеризуют лишь общие черты ветрового режима данного района, они не являются характерными для отдельного года.

Как известно, то или иное направление ветра имеет различную повторяемость, в зависимости от повторяемости атмосферных процессов, обусловливающих эти ветры. Изменчивость направлений ветра в годовом и месячном разрезе очень велика, ввиду чего ветры изучались нами на основании анализа атмосферных процессов.

В таблице 2 приведены вероятности направления ветра и среднее число штилей по сезонам в процентах в районе Апшеронского полуострова.

Преобладающими ветрами на Апшеронском полуострове являются ветры северного направления. Основными факторами, обусловливающими большую повторяемость этого ветра и его большую скорость в районе Апшеронского полуострова, являются преобладание определенных типов атмосферных процессов над полуостровом и примыкающими районами (над Кавказом, Каспием, Турцией, Ираном, Ираком, Средней Азией, Черным морем и южной частью Европейской территории) и, в особенности, физико-географическое устройство (наличие Большого Кавказского Хребта, Каспийского моря и, на юго-западе, - обширной территории низменных районов Азербайджана).

Повторяемость ветров северо-восточного направления на Апшеронском полуострове незначительная, в среднем, за многолетний период, составляет от 5 до10%. Самая большая повторяемость их наблюдается в северо-западной части Апшеронского полуострова в летний период.

Таблица 2.

Вероятность направления ветра и среднее число штилей по сезонам в процентах

в районе Апшеронского полуострова

С СВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ Штиль

Зимний период

36 3 2 6 20 12 2 19 7

Весенний период

36 2 2 11 25 7 2 15 8

Летний период

46 3 1 15 15 2 2 16 7

Осенний период

37 4 3 12 19 7 2 16 6

Восточные и юго-восточные ветры на Апшеронском полуострове в холодное время года обусловливаются развитием процессов образования над Средней Азией области высокого давления, а в теплое время года - наличием области относительно повышенного давления над Каспийским морем и области пониженного давления над Северным Кавказом с ложбиной, ориентированной на западную часть моря.

После северных и северо-западных ветров во всех районах Апшерона, за исключением крайне западных его частей, второе место по повторяемости занимают южные ветры. Средняя многолетняя повторяемость ветров южного направления составляет около 18-20%, а в западных районах 1-2%. Наибольшая повторяемость южных ветров наблюдается весной, когда она достигает 25-27%. Это объясняется частым выносом в это время теплых воздушных масс с юга при наличии области высокого давления над южными районами Средней Азии, Ираном и Ираком и области пониженного давления над Северным Кавказом и Средним Каспием.

Для Апшеронского полуострова юго-западные ветры характерны тем, что они часто наблюдаются здесь в виде фона. Наибольшая повторяемость юго-западных ветров отмечается в западной части полуострова, где она достигает 16%, в то время как центральной и северной частях - лишь 9-10%.

Чаще всего юго-западные ветры бывают зимой, несколько реже - осенью и весной. В летний сезон ветры юго-западных направлений наблюдаются весьма редко и повторяемость их обычно не превышает 1-3 % .

Ветры западного направления для Апшерона нехарактерны и наблюдаются весьма редко. Среднегодовая повторяемость их не превышает 3-4%. В зимние месяцы повторяемость их несколько больше, чем в остальные сезоны, а летом она значительно уменьшается.

Ветры северо-западного направления занимают по повторяемости третье место, особенно в северной и центральной частях. В южной и юго-западной частях полуострова повторяемость северо-западных ветров значительно меньшая, что объясняется рельефом местности.

По данным станций Баку и Сумгаит, расположенных на оконечностях полуострова, в различные сезоны года повторяемость штилей составляет 5-7%, а по станциям, удаленным от моря, это число составляет 11-16%. Обычно маловетреная погода над Апшеронским полуостровом наблюдается при наличии безградиентного поля или когда над Кавказом и Каспийским морем располагается антициклонная область.

Заключение

Таким образом, проведенные исследования и анализ полученных результатов позволил нам составить карту повторяемости направлений ветра и число штилей в % на Апшеронском полуострове.

Полученные данные помогут верно оценить наиболее вероятное направление смещения выхлопных загрязнителей от двигателей ВС, что в свою очередь поможет более точно оценить степень и направления воздействия потока воздушного транспорта на население. Более всего мы можем ожидать направление распространения загрязнения в сторону акватории Каспийского моря.

ЛИТЕРАТУРА

1. Пашаев А.М., Мамедов М.И., Кулиев Г.И. и др. Климатическая характеристика аэропорта Баку. НАА Азерб. Респ., Баку, 2002.

2. Григорьев А.А. Города и окружающая среда. Космические исследования.- М.: Мысль, 1982.

3. Пашаев А.М., Байрамов А.А. Воздействие авиационного транспорта на окружающую среду. //Ученые Записки НАА., Баку, 2001, т.3, №1, с.14.

4. Куклев Ю.И. Физическая экология. - М., Высшая школа, 2001, 358 с.

5. Охрана окружающей среды./Под ред. С.В. Белова. - М.: Высшая школа, 1991, 320 с.

6. Безопасность жизнедеятельности. /Под ред. С.В Белова. - М.: Высшая школа, 1999, 448 с.

TOE INFLUENCE OF AIATIONAL TRANSPORT ON THE ENVIROUMENTS TAKING INTO ACCOUNT THE CHARACTERISTICS OF THE WIND CONDITIONS

Pashaev A.M., Bayramov A.A., Kuliev G.I.

In article, in view of characteristics of a wind mode, the analysis of influence of an aircraft in area of Apsheron on an environment is carried out.

Пашаев Ариф Мирджалал оглы, 1934 г. р., окончил Одесский электротехнический институт связи (1957), доктор физико-математических наук, академик, ректор НАААР, автор более 300 научных работ, область научных интересов - физика твердого тела и полупроводников, приборостроение, включая и авиационное.

Байрамов Азад Агалар оглы, 1953 г. р., окончил АГУ (1975), доктор физико-математических наук, профессор кафедры «Аэрокосмический мониторинг окружающей среды» НАААР, автор более 180 научных работ, область научных интересов - защита окружающей среды, радиационная экология, приборостроение.

Кулиев Гаджиага Имамгулу оглы, 1949 г. р., окончил АГУ (1967), кандидат географических наук, доцент кафедры «Летных дисциплин» НАААР, автор более 30 научных работ, область научных интересов - авиационная метеорология и общая метеорология.

Самолеты выбрасывают в атмосферу огромное количество углекислого газа и водяного пара, оксиды азота и сажу. Воздействие этих компонентов на окружающую среду зависит от высоты полета.

То, что самолеты своими выхлопными газами загрязняют окружающую среду, совершенно очевидно и не вызывает никаких сомнений. Да, собственно, любая хозяйственная деятельность человека наносит ущерб природе и способствует изменению климата. Вопрос лишь в том, сколь велик вклад того или иного ее вида в этот общий процесс.

Так вот, по мнению профессора Ульриха Шумана (Ulrich Schumann), директора Института физики атмосферы Немецкого аэрокосмического центра, на долю авиации приходится примерно 3 процента всего антропогенного парникового эффекта. Надо сказать, что далеко не все эксперты согласны с такой оценкой. Что вполне естественно, потому что эта цифра носит очень приблизительный, отчасти даже умозрительный характер. Ведь выхлопные газы самолетов содержат и двуокись углерода, и водяной пар, и оксиды азота, и мелкодисперсную сажу. Все эти компоненты оказывают на окружающую среду и на климат планеты отнюдь не однозначное, а иногда и разнонаправленное воздействие.

Углекислый газ распределяется равномерно

Дело в том, что авиационное топливо - керосин - представляет собой сложную смесь углеводородов. 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. "Поскольку же углекислый газ - вещество весьма стабильное, он равномерно распределяется вокруг всего земного шара", - говорит профессор Шуман.

Кроме того, СО2 легко мигрирует и в вертикальном направлении, поэтому образовался ли он вблизи поверхности Земли или же на высоте 10-11 тысяч метров, где пролегают большинство коридоров гражданской авиации, не играет никакой роли. Поэтому несложно подсчитать, что примерно 2,2 процента всего антропогенного углекислого газа выбрасывают в атмосферу самолеты. На долю автомобильного транспорта приходится около 14 процентов, другие виды транспорта - морской, железнодорожный и прочие - производят в сумме 3,8 процента.

Воздействие конденсационного следа зависит от высоты

Гораздо сложнее оценить роль выбрасываемого авиацией водяного пара. То есть 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, образуя 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.

"Тропосфера - это нижний, очень турбулентный слой атмосферы, в котором формируется погода, - поясняет профессор Шуман. - Над ней расположена тропопауза, слой, в котором с ростом высоты температура уже не снижается, а еще выше - стратосфера, для которой характерна высокая стабильность слоев, почти не перемешивающихся между собой".

Водяной пар и нагревает, и охлаждает

В стратосфере с ее крайне низким содержанием влаги - менее 0,01 промилле - льдинки конденсационного следа быстро испаряются. А вот в тропосфере, где воздушные массы могут быть до предела насыщены влагой, поведение конденсационного следа зависит от множества погодных факторов, говорит профессор Шуман: "Если влажность воздуха высока, 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".

Такое развитие событий наблюдается в 10-20 процентах случаев. "Иными словами, воздушный транспорт реально усиливает облачность на нашей планете", - подчеркивает ученый. Правда, тут уместен вопрос: хорошо это для климата или плохо? С одной стороны, облака отражают часть коротковолнового солнечного излучения обратно в космос. "Упрощенно можно сказать так: конденсационные следы отбрасывают на землю тень, а в тени прохладнее, чем на солнцепеке", - поясняет профессор Шуман. С другой стороны, кристаллики льда в таких облаках поглощают длинноволновое инфракрасное излучение, а затем направляют часть этого тепла на землю. Налицо два разнонаправленных эффекта, и какой из них превалирует, специалисты точно сказать не могут, хотя большинство экспертов склонны полагать, что нагрев все же несколько сильнее охлаждения.

Контекст

Воздействие сажи изучено пока недостаточно

Еще один фактор, влияющий на окружающую среду и климат планеты, - это сажа в форме мелкодисперсной пыли. Диаметр сажевых частиц в выхлопных газах самолетов составляет от 5 до 100 нанометров. Понятно, что эта пыль, едва попав в атмосферу, вносит свой вклад в образование конденсационного следа, поскольку на ней оседает часть водяного пара, выбрасываемого самолетом одновременно с сажей. Да и помимо этого сажевые частицы могут неделями пребывать в воздухе во взвешенном состоянии, способствуя формированию облаков. Однако в этих же процессах участвуют и пылевые частицы иного происхождения, как естественного (вулканическая пыль, пыль пустынь, пыль от эрозии почв), так и антропогенного (эмиссии промышленных предприятий), а кроме того капельки жидкости разной природы.

В такой ситуации оценить влияние сажи вообще, а тем более сажи, выбрасываемой именно самолетами, крайне сложно. По словам профессора Шумана, Немецкий аэрокосмический центр изучает воздействие на окружающую среду, скажем, и сажевых частиц, эмитируемых в атмосферу при крупных лесных пожарах. Однако результаты оказались весьма противоречивыми. Даже на вопрос, способствует ли сажа увеличению или уменьшению облачности, окончательного и однозначного ответа пока нет.

Озон озону рознь

Отдельная тема - влияние выхлопных газов самолетов на концентрацию озона в атмосфере. Как известно, камера сгорания современного авиационного двигателя может раскаляться до 2000 градусов. "При таких температурах азот, находящийся в воздухе в свободном состоянии, связывается с кислородом, образуя оксиды NO и NO2, - поясняет профессор Шуман, - однако эти оксиды оказывают на атмосферный озон разнонаправленное действие: на больших высотах они его разлагают, на малых высотах - образуют".

Разложение озона превалирует на высотах более 16 тысяч метров, однако туда обычные гражданские самолеты не залетают. Их коридоры расположены ниже 12 тысяч метров, а там оксиды азота вызывают активное образование озона. К сожалению, этот так называемый тропосферный озон усиливает парниковый эффект - так же как углекислый газ или водяной пар. К тому же повышенное содержание озона в воздухе негативно отражается на здоровье. И этот озон никак не связан с тем озоновым слоем в стратосфере, который защищает нашу планету от жесткого ультрафиолетового излучения. Иными словами, озоновую дыру над Антарктикой выхлопными газами самолетов не залатаешь.

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.