Vplyv pozemnej dopravy na životné prostredie
Kategorie: Biológia (celkem: 966 referátů a seminárek)
Informace o referátu:
- Přidal/a: anonymous
- Datum přidání: 05. července 2007
- Zobrazeno: 15621×
Příbuzná témata
Vplyv pozemnej dopravy na životné prostredie
Úvod:Doprava má rad negatívnych vplyvov na zdravie ľudí, zvierat, na rastliny a na kvalitu životného prostredia vôbec. Medzi tieto vplyvy patria: znečistenie ovzdušia emisiami výfukových plynov, emisie oxidu uhličitého, znečistenie pôdy a vody, hluk, nehody, záber pôdy, parcelovanie krajiny a spotreba energie.
Výfukové plyny motorových vozidiel sú zmesou chemických látok, ich zloženie závisí na druhu paliva, type a stave motora a prípadnom využití zariadení na zníženie emisií (filtrov u áut na naftu alebo katalyzátorov u áut na benzín).
Každé víťazstvo nad prírodou sa nám vracia v podobe neočakávanej odplaty. Spaľovanie ropných produktov v tomto smere nie je žiadnou výnimkou, ale pravidlom. Odhaduje sa, že celosvetovo dosahujú emisie z výfukov motorových vozidiel až 10 miliárd metrov kubických každý rok. Pozoruhodné je, že i napriek zlepšeniu účinnosti čistenia spalín dochádza, v dôsledku narastajúceho počtu vozidiel na cestách a ich častejšieho používania, k celkovému zvyšovaniu emisií. Doprava sa stala najväčším znečisťovateľom životného prostredia v mestách. Emisie zo spaľovania benzínu a nafty majú vplyv na všetky živé organizmy. Okrem bezprostredného vplyvu na zdravie ľudí, resp. vegetácie, majú emisie vplyv aj na globálne klimatické zmeny, ktorých dôsledky sa budú prejavovať ešte po mnoho rokov.
Najdolezitejsimi skodlivinami, ktore su produkovane pri premavke motorovych
vozidiel su tuhe castice, kyslicnik uholnaty (CO), uhlovodiky (HC), tekave
organicke latky (VOCs), kyslicniky dusika (NOx), kyslicnik siricity (SO2),
tazke kovy (napr. olovo), a z hladiska globalnych klimatickych zmien aj
kyslicnik uhlicity (CO2).
Prehľad výfukových plynov:
Oxid uhličitý (CO2)
Najviac CO2 u nás vyprodukuje cestná doprava – takmer 93,0%, kým železničná doprava len okolo 4,4%. Kazde motorove vozidlo spalujuce benzin alebo naftu, sposobuje emisie oxidu uhliciteho do atmosfery. Spalenim jedneho litra benzinu dochadza
k vzniku asi 2,5 kg tohto plynu. CO2 na rozdiel od SO2, NOx, olova
alebo VOCs nie je pre organizmy toxicky, ma vsak vplyv na zmenu globalnej
klimy (sklenikovy efekt). Oxid uhlicity patri medzi najdolezitejsie
tzv. sklenikove plyny a je zodpovedny za viac ako 50% emisii
prispievajucich k tomuto v sucasnosti najzavaznejsiemu ekologickemu
problemu. Doprava sa na celosvetovych emisiach CO2 podiela takmer 25%.
Stabilizacia
globalnej teploty Zeme (zastavenie narastu priemernej teploty) by si
vyzadovala az 60%-ne znizenie celosvetovych emisii CO2 do roku 2050. Toto
by bolo mozne uskutocnit len velkym poctom opatreni, ktore vsak dodnes
neboli realizovane ani v jednej krajine.
Oxid uhoľnatý (CO)
Vzniká nedokonalým spaľovaním paliva v motore. Hlavný negatívny efekt CO spočíva v blokovaní prísunu kyslíka ku tkanivám. Klasickými príznakmi otravy CO sú bolesti hlavy a závrať, srdečné problémy a malátnosť. Pri vysokých koncentráciách môže dôjsť až k usmrteniu postihnutej osoby. Podielcestnej dopravy na celkových emisiách z dopravy je 95,4%, pričom podiel železničnej dopravy je len 2,3%. Hoci katalyzátory súschopné emisie CO znížiť, ich účinok je malý počas studeného chodu motora a nízkych otáčkach.
Oxidy dusíka (NO,NO2)
Napriek tomu, že až štyri pätiny vzduchu predstavuje dusík, môžu emisie oxidov dusíka vznikajúce při spaľovaní palív predstavovať riziko pre životné prostredie a organizmy. Ku vzniku oxidov dusíka dochádza vždy při zohriatí vzduchu, ktoré nastáva při spaľovaní palív. Jeho množstvo závisí na teplote procesu – čím je teplota vyššia, tým vyššia je tvorba. Medzi najvýznamnejšie oxidy dusíka patrí oxid dusičitý NO2 , ktorý pôsobí ako dráždivý plyn. Je asi z 80-90% pohlcovaný dýchacími cestami. Oxidy dusíka spôsobujú mierne až ťažké zápaly priedušiek alebo pľúc. V Európe spôsobujú asi jednu tretinu okyslenia dažďových zrážok. Sú hlavným indikátorom znečistenia ovzdušia dopravou (spolu s oxidom uhoľnatým). Najväčším producentom v doprave je so svojimi 92,8% cestná doprava, kým emisie zo železničnej dopravy tvoria 5,8%. V motorovych vozidlach dochadza k tvorbe oxidov dusika v dosledku vysokeho tlaku a teploty v motore, pri ktorej reaguje dusik s kyslikom. Viac ako 90% oxidov dusika je emitovanych vo forme oxidu dusneho (NO). Vo vzduchu sa vsak tento plyn rychlo meni na oxid dusicity (NO2). NO2 sa meni na kyselinu dusicitu , ktora sa spaja so vzdusnou vlhkostou a vedie ku vzniku tzv. kyslych dazdov, ktore maju negativny vplyv na organizmy a materialy. Emisie N2O nicia ozonovu vrstvu a predstavuju tiez tzv. sklenikovy plyn sposobujuci klimaticke zmeny.
Cestna doprava sa podiela celosvetovo az 51% na emisiach kyslicnikov dusika. V EU je tento podiel takmer dve tretiny, zvysok pochadza z vyroby elektriny a tepla. V krajinach strednej a vychodnej Europy je to opacne. Celkove emisie dusika v Europe vzrastli z 22 mil. ton v roku 1980 na 25 mil. ton v roku 1989. V dosledku realizacie medzinarodnych zavazkov sa vsak
podarilo tieto emisie znizit do roku 1994 na 20 mil. ton.
Emisie NOx je mozne vyrazne znizit pouzitim trojcestnych katalyzatorov vo vozidlach, ktore menia NOx na dusik.
OZON
Ozon (O3) je dalsi plyn, ktoreho koncentracie v atmosfere su vyznamne ovplyvnovane stupnom motorizacie. Je to plyn, ktory sa vyskytuje tak v stratosfere (vo velkych vyskach) ako aj v troposfere (pri zemi). Z tohoto dovodu je dolezite chapat rozdiely vo vyzname pritomnosti ozonu v jednotlivych vrstvach atmosfery. Kym v stratosfere, ktora sa nachadza vo
vyske 15 az 40 km nad Zemou, ma ozon ochrannu funkciu a chrani nas od nepriazniveho ucinku ultrafialoveho ziarenia, v prizemnej vrstve maju zvysene koncentracie ozonu skodlivy vplyv na ludsky organizmus.
V dosledku ludskej cinnosti dochadza ovplyvnovaniu koncentracie ozonu. Spalovanim benzinov a nafty v motorovych vozidlach dochadza k tvorbe oxidov dusika a inych chemickych latok , ktore pod vplyvom slnecneho ziarenia vedu k zvysenym koncentraciam ozonu v prizemnej vrstve atmosfery. Koncentracia ozonu sa zvysuje v priemere o 2% rocne.
UHLOVODIKY A ORGANICKE LATKY
V sucasnosti priblizne jedna tretina celosvetovych emisii uhlovodikov a organickych latok pochadza z dopravy. Uhlovodiky su skupinou chemickychlatok kam patri napr. ropa, benzin, nafta alebo zemny plyn. Niektore z tychto latok su tzv. tekave organicke latky (VOCs) ako napr. benzen, ktory ma na cloveka rakovinotvorny ucinok. Ako bolo uvedene vyssie,
uhlovodiky reaguju s dusikom pri ucinku slnecneho ziarenia a vytvaraju ine skodlive latky ako napr. ozon. K emisiam uhlovodikov dochadza v dosledku nedokonaleho spalenia molekul paliva v motore. Uhlovodiky však mozu z nadrze vozidla unikat aj odparovanim, a to hlavne v lete, alebo pocas cerpania paliva.
OLOVO A TAZKE KOVY
Pocas spalovania paliva v motoroch vozidiel su do ovzdusia uvolnovane aj tazke kovy obsiahnute v benzine resp. nafte ako napr. arzen, kadmium, ortut, olovo a zinok. Najvyznamnejsimi z hladiska vplyvu na zdravie su emisie olova. Vplyv ucinku olova vo vzduchu na zdravie obyvatelstva sa prejavuje hlavne v oblasti znizovania IQ u deti. Aj ked emisie olova sa podarilo vyrazne znizit pouzivanim bezolovnatych
benzinov a katalyzatorov vo vozidlach, v mnohych krajinach predstavuju
stale zataz prostredia. TUHE CASTICE
Nazov tuhe castice sa vztahuje na emisie sirokeho rozsahu vetrom unasanych castic od prachovych castic az po najmensie a takmer neviditelne castice s velkostou 0,1 az 10 mm. Tuhe castice, ktore predstavuju zmes latok pozostavajucu z uhlika, prachu a aerosolov, vznikaju v doprave hlavne při spalovani nafty. KYSLICNIK SIRICITY
Emisie siry v doprave pochadzaju hlavne zo spalovania nafty v nakladnych vozidlach, traktoroch, lokomotivach, stavebnych strojoch a lodiach.
Cestna doprava sa podiela sice len 3-6 %-mi na emisiach siry v Europe avsak dosledky tychto emisii vyrazne ovplyvnuju zivotne prostredie a zdravie ludi. Sira obsiahnuta v palive sa dostava do atmosfery vo forme kyslicnika siriciteho, ktory v dosledku reakcie s atmosferickou vlhkostou vedie ku vzniku tzv. kyslych dazdov. Kysle dazde sposobuju okyslovanie pody, co ma za nasledok poskodenie 31
milionov hektarov lesov len v strednej Europe. Vymieranie niektorych druhov ryb v jazerach a vodnych tokoch, v dosledku zvysenia kyslosti vody, je uz dnes skutocnostou. Aj ked emisie kyslicnika siriciteho z dopravy su relativne male, zabezpecenie unosneho zatazenia pody sirou by si vyzadovalo 80 az 90%-ne znizenie emisii..
Cestná doprava: Na znečistení ovzdušia sa najviac podieľa cestná doprava, ktorá vyprodukuje 91-97% škodlivých emisií zo všetkých druhov dopravy. Při spotrebe 10 litrov na 100 km spáli motor osobného auta ročne priemerne okolo 1000 litrov benzínu a z jeho výfuku unikne do ovzdušia cca 350 kg oxidu uhoľnatého, 50 kg uhľovodíkov, 15 kg oxidu dusíka, vyše 0,5 kg olova a ďalších cca 250 druhov škodlivín, ktoré ovplyvňujú ľudské zdravie. Rušné križovatky miest vykazujú hlukovú hladinu 90 DB aj viac (prípustná norma je 65 dB). Veľké rozlohy cestných komunikácií nedovoľujú presakovanie vody do podložia a znečisťujú povrchovú vodu saponátmi, olejmi a ropnými produktmi.
Železničná doprava: Je environmentálne i energeticky veľmi výhodná. Podľa európskych štatistík spotreby energie u železníc v porovnaní s cestnou dopravou 1:6 a s leteckou dopravou 1:17. Podľa odborníkov výstavba diaľnice si vyžaduje 3-4 krát viac energie a materiálu jako výstavba železnice o tej istej kapacite. V zeleznicnej doprave dnes ako palivo dominuju elektrina a nafta. Ziadne ine paliva nie su schopne konkurencie. Pri stale rastucom pocte elektrifikovanych trati a moznosti vyrabat elektrinu z obnovitelnych zdrojov energii, nemaju ine paliva ani vyznam. Parne lokomotivy, ktore boli jedinou alternativou v minulosti su dnes skor zvlastnostou a vyuzivaju sa ako turisticke atrakcie alebo v chranenych uzemiach. Tak jako postupuje elektrifikacia trati, aj naftou pohanane lokomotivy sa vo svete stavaju stale menej pouzivanymi. Suvisi to s tym, ze elektricke lokomotivy su jednoznacne vyhodnejsie tak z hladiska ceny ako aj z hladiska zataze zivotneho prostredia emisiami. Vyssie naklady na vybudovanie elektrifikovanej trate su v praxi vyvazene nizsimi prevadzkovymi nakladmi.
Vodná doprava: Je síce málo náročná, ale spôsobuje enormné zásahy do vodných ekosystémov, morfológie a režimu vodných tokov.
Podľa štatistiky jedná motorová loď alebo vlečný čln za 1 mesiac vypustí do vody 100-200 litrov oleja. Vodná doprava si tiež vyžaduje náročnú infraštruktúru. Palivá, ktoré ako alternatívy k v súčasnosti používanému ťažkému oleju, pre lodnú dopravu prichádzajú do úvahy sú zemný plyn, vodík a veterná energia. Výhodou ťažkého oleja je jeho cena. Nevýhodou je, že jeho spaľovanie vedie k vyšším emisiám škodlivých látok. Výhodou alternatívnyh palív je, že spaľovanie je oveľa čistejšie jako v prípade ťažkého oleja a vyžaduje si nižšie náklady na údržbu. Nedostatkom však je, že chýba infraštruktúra v zásobovaní týmito palivami. Vodík je navyše aj veľmi drahým palivom a vietor je nespoľahlivý a navyše jeho využitie si vyžaduje aj viac ľudskej práce. Druh… CO2 CO NOx VOCs SO2 Pb Častice
…dopravy % % % % % % %
Cestná 93,0 95,4 92,8 97,4 91,3 95,7 91,0
Železničná 4,4 2,3 5,8 2,0 7,5 0,0 8,2
Letecká 2,3 2,1 0,8 0,4 0,5 4,3 0,0
Sucasna uroven kvality vzduchu v europskych mestach je nizka. Podla studie Europskeho centra kvality vzduchu az 70% miest vykazuje minimalne raz do roka vyskyt tzv. zimneho smogu, ktory je charakterizovany zvysenymi koncentraciami tuhych castic, SO2 a NO2. Navyse vo vsetkych krajinach EU sa vyskytuje tzv. letny smog, pri ktorom koncentracie prizemneho ozonu prekracuju limity ochrany zdravia.
Napriek tomu, ze uroven motorizacie na Slovensku este nedosiahla uroven najvyspelejsich krajin, su emisie skodlivin z dopravy vyznamne aj u nas a maju podobne ako v ostatnych vyspelych krajinach rastuci trend. Udaje o emisiach zo spalovania fosilnych paliv v Slovenskej republike v roku 1994 su uvedene v nasledujucej tabulke:
Emisie z Celkove emisie
dopravy
CO2 4,19 mil. ton 43,4 mil. ton
NOx 53 tis. ton 171 tis. ton
CO 185 tis. ton 411 tis. ton
SO2 3 tis. ton 239 tis. ton
Možnosti znižovania emisií:
Existuje viacero spôsobov, ako je možné znížiť emisie škodlivých látok a hluku z dopravy. Ideálnym riešením by bol prechod na tzv. čisté palivá (vozidlá s nulovými emisiami). Posilňovanie verejnej dopravy, ktorá by mohla výraznou mierou prispieť k ozdraveniu ovzdušia hlavne v mestách, ustupuje do úzadia osobnej automobilovej doprave. Technologické opatrenia: Najúčinnejšou cestou čistenia výfukových plynov benzínových motorov v súčasnosti je použitie katalyzátora.
Nové katalyzátory sú při optimálnych podmienkach schopné znížiť emisie oxidov dusíka, oxidu uhoľnatého a uhľovodíkov takmer o 90%. Tento efekt je však znížený počas doby od studeného štartu až po jeho zohriatie na optimálnu teplotu. Celkový účinok zníženia uvedených emisií počas životnosti automobilu sa odhaduje na 60-80% v porovnaní s vozidlom bez katalyzátora. Katalyzátor však nemá vplyv na znižovanie emisií skleníkových plynov.
VEREJNA DOPRAVA
Inou cestou ekologizacie dopravy je rozvoj verejnej dopravy hlavne v mestach. Tu sa prejavuju negativne vplyvy motorizmu najzavaznejsie. Su toprave mesta, kde je mozne docielit najvyssie uspory energie a zlepsenie zivotneho prostredia. Najucinnejsimi su opatrenia zamerane na premiestnenie cestujucich z osobnych aut do verejnych dopravnych prostriedkov a podporovanie bicyklovej dopravy. Okrem zlepsenia verejnej dopravy a podpory bicyklovej prepravy sem patri napr. aj vyberanie parkovacich poplatkov, rozne zakazy vstupu automobilov do centier miest a ine.
Ekologicke vozidla jazdiace na ine paliva jako je benzin alebo nafta sa objavuju na cestach uz niekolko rokov a mozno ich rozdelit do nasledovnych skupin.
Vozidla spalujuce:
* fosilne paliva (zemny plyn, propan),
* biopaliva (metanol, etanol, bionaftu, bioplyn, drevny plyn),
* vodik.
Vozidla:
* elektricke vyuzivajuce energiu z baterii, solarnych clankov alebo
palivovych clankov,
* hybridne kombinujuce vyhody roznych paliv a
* vozidla na dusik.
Hluk: Hluk vznikajúci pri prevádzke motorových vozidiel je škodlivinou, ktorej význam nie je u nás celkom docenený. Ukazuje sa, že vysoká úroveň hluku v blízkosti ciest má za následok predovšetkým poruchy spánku, výskyt depresií, vyšší krvný tlak a ovplyvňuje aj správanie osôb. Hluk má za následok 2% infarktov srdca, ktorým by bolo možné zabrániť, ak by hladina hluku klesla pod 65 decibelov. V mestách s hladinou hluku nad 75% decibelov môže u človeka dôjsť až k poruche sluchu.
Znižovanie spotreby: Jednoduchou cestou zníženia spotrby je obmedzenie povolených rýchlostí na cestách. Vo všeobecnosti platí, že priemerné vozidlo s benzínovým motorom má až o 30% nižšiu spotrebu při rýchlosti 90 km/h. Obmedzenie rýchlosti má okrem zníženia spotreby poyitívny vplyv aj na zníženie emisií oxidov dusíka (čo platí hlavne pre vozidlá bez katalyzátorov). Opatrenia na zníženie škodlivých emisií: Prístroj na zníženie emisií z výfukových plynov z benzínových motorov sa nazýva katalyzátor, ktorý sa umiestňuje medzi motor a výfuk a pracuje len při použití bezolovnatého benzínu.
Dnešné moderné katalyzátory v osobných automobiloch znižujú emisie výfukových plynov při zahriatom motore a v závislosti na rýchlosti jazdy následovne: CO o 80%, NOx o 85% a VOCs o 90%. Na druhej strane však zvušujú koncentráciu oxidu uhličitého. SKLENIKOVY JAV
Podstatou sklenikoveho javu je narusenie prirodnej rovnovahy. Fosilne paliva vratane ropy sa vytvorili v davnej minulosti z organickej hmoty (z odumretych rastlin a zivocichov) obsahujucej uhlik. Mnoho milion rokov boli ukryte pod zemskym povrchom. Clovek tym, ze tieto paliva tazi a spaluje sposobuje emisie uhlika vo forme CO2 do atmosfery a narusuje
rovnovaznu koncentraciu sklenikovych plynov v nej. Napriek tomu, ze zastupenie tychto plynov predstavuje len jednu tisicinu objemu atmosfery (21% pripada na kyslik a 78 % na dusik), sklenikove plyny (oxid uhlicity, metan, kyslicnik dusika a vodna para), ktore su prirodzene zlozky atmosfery, maju pre nas nesmierny vyznam. Ich koncentracia v atmosfere bola v rovnovahe, nakolko v prirode prebiehali len procesy s prirodzenym kolobehom uhlika, a tak nedochadzalo k jeho hromadeniu v ziadnej zlozke biosfery. Uvolnovanim stale vacsieho mnozstva sklenikovych plynov však neustale zvacsujeme schopnost atmosfery pohlcovat infracervene ziarenie. Narusujeme tak rovnovahu medzi dopadajucou a vyzarovanou energiou, co ma za nasledok zvysovanie priemernej teploty na Zemi.
Sucasna koncentracia CO2 v atmosfere je o 30% vyssia ako v case před priemyselnou revoluciou, ktora odstartovala proces spalovania fosilnych paliv. Tento proces sa stale zrychluje. V dosledku ludskej cinnosti boli priblizne 2/3 oxidu uhliciteho v atmosfere nahromadene od obdobia skoncenia druhej svetovej vojny. Ak bude sucasny trend emisii pokracovat, potom k zdvojnasobeniu pred-industrialnej koncentracie CO2 v atmosfere
dojde v rokoch 2025-2050. Problemom je aj zivotnost CO2 v atmosfere, ktora je priblizne 50-200 rokov. Znamena to, ze ak by sa dnes okamzite znizili vsetky emisie CO2 na nulu, v roku 2100 by sa v atmosfere nachadzala stále este polovica emisii CO2 pochadzajuca z ludskej cinnosti. Podla mnohych svetovych klimatologov zmeny v zlozeni atmosfery sposobene clovekom pravdepodobne uz prispeli k pozorovanemu narastu teploty na Zemi zaposlednych 150 rokov. Rok 1997 bol podla amerických úradov z hladiska povrchovej teploty kontinentov
najteplejsim rokom tohto storocia. Priemerna celosvetova teplota v tomto roku dosiahla 16,9 st. Celzia , co je o 0,4 stupna viac ako je priemer z obdobia rokov 1961 az 1990.
Teploty na pevnine sice v roku 1997 neprekonali rekord z roku 1990, ale k absolutnemu rekordu prispela teplota nad oceanmi a vyrazne zvysenie ucinku El Nino (zohrievanie sa sirokeho prudu oceanu). Sucasne tento urad oznamil, ze 9 z uplynulych 11 rokov bolo najteplejsich od doby, odkedy sa priemerna celosvetova teplota vobec meria. Devatdesiate roky sa sucasne stali najteplejsim obdobim v historii tychto merani.
Oteplovanie atmosfery postupuje dalej. Podla meteorologickych zaznamov bol jul roku 1998 najteplejsim mesiacom v historii a poukazuje na trvaly proces globalneho oteplovania. Ak ludstvo radikalne neobmedzi emisie sklenikovych plynov do atmosfery, speje do obrovskych problemov. Pokial bude zvysovanie emisii pokracovat sucasnym tempom, priemerna teplota na Zemi by sa mohla zvysit asi o 1 st. Celzia za necelych 30 rokov. Odvtedy co clovek chodi po Zemi, sa rychlost oteplovania ani len nepriblizila k tak vysokym hodnotam.Aj ked 1 st. Celzia sa moze zdat malo, z hladiska celosvetovej klimy je todramaticke oteplenie, ved priemerna teplota na Zemi pocas poslednej doby ladovej (pred asi 12000 rokmi kedy ladovec pokryval vacsiu cast Europy) bola len o 3 az 5 st. Celzia nizsia ako je v sucasnosti.
Záver: K obmedzeniu zaťaženia životného prostredia dopravou by sa malo dosiahnuť u všetkých dopravných prostriedkov použitím najmodernejšej techniky. V praxi to znamená predovšetkým znížiť a až zastaviť rast celkového objemu prepravy, zmeniť štruktúru prepravných tokov v prospech koľajovej dopravy, do celkových nákladov všetkých druhov dopravy dôsledne započítavať externé náklady (tzn. vnútorné negatívne vplyvy dopravy na životné prostredie a zdravie ľudí), zavádzať prísnejšie normy pre výfukové plyny a pre hladinu hluku, uľahčiť používanie alternatívnych pohonných palív miesto benzínu a nafty, zavádzať prísnejšie podmienky pre využívanie fosílnych zdrojov energie (napr. uhlíková daň).