Транспорт дорожный (далее, транспортное средство – ТС) является необходимым средством передвижения, перевозки грузов и одновременно источником загрязнения воздуха, земли и воды, окружающей среды растительного и животного мира и в совокупности является источником повышенной безопасности человека при дорожном движении.
К загрязнителям и источникам безопасности ТС можно отнести.
Загрязнение воздуха:
— от отработанных выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания и не полностью сгоревшего топлива;
— от образования при движении ТС взвешенных мелких твердых частиц в околоземном слое воздуха.
Загрязнение окружающей среды:
— от утилизации ТС и его агрегатов;
— испарением и проникновением в почву отработанных масел и используемых в эксплуатации ТС технических жидкостей и материалов;
— повышенный фоновый шум и вибрации работающих механизмов, агрегатов ТС;
— электромагнитное излучение от используемых при работе различных типов электрогенераторов и моторов ТС, других электрических потребителей энергии.
ТС является повышенным источником опасности при дорожном движении.
ТС создает проблемы хранения, обслуживания, организованного движения, утилизации ТС и неисправных частей.
Кроме того, автомобиль, как предмет не постоянного использования владельцем, занимает достаточную площадь и востребованную территорию для других целей города, населенного пункта.
Рассмотрим по порядку особенности названых источников загрязнения и опасности для окружающей среды и человека.
ТС с двигателем внутреннего сгорания (далее – ДВС) являются главным видом загрязнения воздушной среды . Исследования показывают, что не только углекислый газ СО и СО2, окислы азота (NОх) и соединение углерода и водорода СН являются источником загрязнения при работающем ДВС. Они в настоящее время хорошо известны, изучены и контролируются, как производителями ТС, так и в процессе эксплуатации. Естественно, в процессе сгорания топлива, работы смазочных материалов и рабочих жидкостей выделение указанных газов и их соединений неизбежны. Уровни выделяемых вредных веществ приведены на рис. 16.1.
Выявлены и другие особенности эксплуатации ТС, которые в меньшей степени зависят от вида топлива или типа используемой энергии. Это в первую очередь образование в процессе движении ТС мельчайших (дисперсных частиц) в нижнем воздушном слое проезжей части дорог и прилегающей территории. Этот слой формируется, в основном, в городском мало продуваемом массиве при интенсивном движении автотранспорта, в результате взаимодействия шин с асфальтированным или другим покрытием. Устойчивый слой у поверхности земли достигает одного и более метра. Он представляет вред здоровью, особенно детей, которые могут находится в этом слое и вдыхать такой воздух. Взвешенные частицы попадают в органы дыхания человека и, естественно, могут накапливаются в удаленных местах-альвеолах, где происходит непосредственно обмен кислорода на использованный организмом углекислый газ. Уже ощущается, что простудные и другие заболевания проходят медленнее и с осложнениями. Однако этот процесс не проявляется объективно и сразу. Пока он трудно поддается исследованию или получению каких-либо количественных данных. А значит и меры противодействия этому явлению проводятся не постоянно, например, увлажнение дорожного полотна, его периодической мойкой, или изменения структуры состава дорожного покрытия, шин ТС.
Загрязнения окружающей среды от утилизации ТС и его агрегатов, от отходов, используемых при эксплуатации материалов и рабочих жидкостей. Это также установленный экологами факт, несмотря на предпринимаемые меры по переработке этих отходов. Здесь возникает важная проблема, как использовать стопроцентно этот утиль для вторичного воспроизводства необходимого продукта.
Это особенно актуально при эксплуатации электромобилей, в связи с расширением их производства и использованием объемных и мощных аккумуляторов. Требуется разработка программы системы учета их утилизации при повреждении, выработки ресурса, а также внедрение проектов использования новых технологий производственного цикла, контроля процесса утилизации, качества переработки, сортировки вторичного сырья и рационального их использования как экологически чистого продукта.
К указанным отходам можно отнести в первую очередь «обувь» ТС – изношенные или поврежденные шины, которые (по стоимости новых) могут составлять значимую часть – до 20 и более процентов от стоимости самого ТС, например, прицепов или полуприцепов, подержанных ТС. К опасным отходам, можно отнести любой вид пластмассовых изделий, которые достигают 30-40 % и даже более от массы легкового ТС. Утилизации должны подвергаться и детали из стекла, сплавов, заменителей металла.
Отдельно возникает проблема утилизации ТС в результате его старения и полного физического износа, а также в результате гибели ТС в ДТП, аварии или в следствии других техногенных процессов и природных катаклизм. Эта проблема требует разработки постоянно действующей программы предельно изношенных ТС. Оценки показывают, что в республике, где насчитывается около четырех миллионов различных видов дорожных транспортных средств, необходимо утилизировать ежегодно около 50 тысяч старых, предельно изношенных ТС, примерно с физическим износом его частей 80-90 % и более процентов. Эти ТС являются источником повышенной опасности, а их эксплуатация является убыточной. Они опасны на дорогах и для других участников движения. Например, как правило, они могут двигаться с меньшей, чем разрешается скоростью движения и в каждом случае водитель другого ТС должен выполнять сложный маневр при обгоне.
Однако, эта программа должна иметь не только «одну сторону медали» – только утилизацию. Необходимо разработать механизм и возможность приобретения владельцем утилизированного ТС другого автомобиля с меньшим износом. С этой целью может быть предоставлен льготный кредит, или, например, предоставлена возможность утилизация ТС дилером данной марки автомобиля, и предложение им по льготной цене другого ТС этой марки. Такая практика во многих страна используется.
В этой связи возникает и другой вопрос. Сколько легковых ТС, в том числе и электромобилей может считаться комфортным для населения, например, Республики Беларусь? Можно заметить, что, ориентируясь на почти идентичные природные условия климата, количество населения, площадь государства, сеть дорог, наши специалисты по организации дорожного движения используют опыт Швеции. Не вникая, в подробности сравнения, можно отметить, что количество легковых ТС на одну тысячу жителей в Республике Беларусь уже превышает аналогичный показатель в упомянутой стране и странах СНГ (более 300 автомобилей на одну тысячу жителей). В среднем, каждая семья имеет свое «авто». Может больше и не требуется. В республике хорошо развита сеть общественного дорожного транспорта, использование велосипедов, электромопедов, мотоциклов, пешеходное движение.
Повышенный фоновый шум, вибрация работающих механизмов, агрегатов ТС, в том числе и автомобилей гибридов. Эти факторы оказывают влияние на человека, в первую очередь на оператора – водителя ТС, так же на пассажиров и других окружающих, например, при остановке на перекрестке, вблизи от пешеходного перехода. Уровень шума регламентирован для каждого типа ТС, и он не должен превышать установленные заводом изготовителем нормы. Однако в процессе эксплуатации и износа деталей ТС он увеличивается с каждым годом. В сочетании с шумом от различных ТС на дороге, работающих предприятий, других источников в населенном пункте, для пешеходов создается повышенный уровень шума (в децибелах – Дб), при том с различной частотой колебаний и силой (уровнем амплитуды).
Такая среда не может быть комфортной, и она по-особому влияет на человека, вызывая резонансные колебания увеличенной амплитуды, превышающие собственные колебаниями различных его органов.
В природе, например, как шум леса, в котором каждый листок при своем колебании создает и свой уровень – он обычно в нормальных условиях составляет не более 20 Дб. Такой шум еще называют «белым», то есть нейтральным, который для человека обеспечивает его комфортное состояние. Для сравнения можно отметить, что такой природный фоновый шум значительно меньше транспортных средств. Шум каждого работающего механизма автомобиля, может образовываться со своей частотой и силой, который значительно выше комфортного. Таким образом, разделяя этот уровень шума по частотам, можно получить график его зависимости от частоты или спектральную плотность. Пожалуй, используемые данные могут и определять комфортность или дискомфортные ощущения по шуму. Длительное его воздействие может привести к профзаболеванию в первую очередь водителя, изменению его моторики при управлении автомобилем. Такие рассуждения с точки зрения механики этого процесса. А дальше – это область медицины.
С сопровождением общего шума может возникать более низкие частотные механические колебания, но с большей амплитудой и соответственно силой, вызванные несбалансированными вращающимися частями ТС. Это вибрация, которая может, если ее не устранить, привести к аварийной ситуации и разрушению механизма. Например, «биение руля» в следствии нарушения баланса управляемых колес при достижении установившей высокой скорости движения ТС.
Электромагнитное излучение (далее – ЭМИ) является новым, опасным, достаточно изученным явлением, однако не в области автостроения. Это стало следствием от использования различных типов электромоторов и генераторов ТС и возрождение автомобилей с электрическим приводом. Установлено, что в процессе включения и выключения источников и потребителей электроэнергии ТС, особенно на переходных режимах движения (разгоне – торможении) образовывается переменное электромагнитное поле (напряженность Н), которое напрямую влияет на организм человека.
В процессе исследований специальных машин с электроприводом эту величину автору пришлось измерять. Материалы нами не были опубликованы по различным причинам (в то время не было так актуально). ЭМИ от используемых при включении различных типов электромоторов и генераторов ТС составляет спектр с частотой колебания до 3 Кгц и выше. Многими исследователями теперь установлено, что он может влиять непосредственно на рабочие (организованные) клетки, плазменные ее мембраны, оболочку ядра, цитоплазму, которые также колеблются с определенной собственной частотой. В результате их взаимодействия могут происходить определенные изменения состоянии клетки, которые в целом могут влиять и на состояние участников движения.
И так, чем вредны электромагнитные излучения? Что пишут в доступных источниках. Воздействие низкочастотных электромагнитных полей вызывает дремотное состояние, сонливость, изменение в работе сердечно-сосудистой системы и дыхания, снижение АД, числа сердечных сокращений. Более подробно о влиянии электромагнитного излучения можно ознакомится в специальной литературе, некоторые результаты исследований и выводы специалистов приведены в главе 18.4.
Однако не только внешние воздействия автотранспорта влияют на состояние участников движения. Рассмотрим некоторые и другие факторы нашего социума, которые могут быть также важными при сравнении характеристик электромобиля и ТС с ДВС.