1.4. Влияние выбросов автотранспорта на окружающую среду

В.Н.Луканин (2001), Д.С.Орлов (2002) и другие исследователи отмечают влияние выбросов автотранспорта на общепланетарном, региональном и локальном уровне. Такие автотранспорт­ные загрязнители как диоксид углерода, оксиды азота являются общепланетарными «парниковыми» газами. Механизм возникновения «парникового эффекта» заключается в сле­дующем: солнечная радиация, достигающая поверхности Земли, частично аб­сорбируется ею, а частично отражается. Некоторая часть этой энергии погло­щается «парниковыми» газами, парами воды и не проходит в космическое пространство. Тем самым нарушается глобальный энергетический баланс планеты.

Физико-химические трансформации на локальных территориях. Такие вредные вещества, как оксид углерода, углеводороды, оксиды азота и серы, распространяются в атмосфере под воздействием диффузии, других процессов и вступают в процессы физико-химического взаимодействия между собой и с компонентами .атмосферы.

Некоторые процессы химических преобразований начинаются непосредственно с момента поступления выбросов в атмосферу, другие - при появлении для этого благоприятных условий - необходимых реагентов, солнечного излу­чения, других факторов.

Монооксид углерода в атмосфере может окисляться до диоксида углерода при наличии примесей - окислителей (кислород, озон), оксидных соединений и свобод­ных радикалов.

Углеводороды в атмосфере подвергаются различным превращениям (окислению, полимеризации), взаимодействуя с другими загрязнениями прежде всего под действием солнечной радиации. В результате этих реакций образуются пироксиды. Свободные радикалы, соединения с оксидами азота и серы.

В свободной атмосфере диоксид серы через некоторое время окисляется до SO3 или вступает во взаимодействие с другими соединениями, в частности углеводородами, в свободной атмосфере при фотохимических и каталитиче­ских реакциях. Конечным продуктом является аэрозоль или раствор серной ки­слоты в дождевой воде.

Кислотные осадки попадают на поверхность в виде кислотных дождей, снега, тумана, росы, образуются из оксидов серы и оксидов азота.

Соединения азота, поступающие в атмосферу от объектов транспорта, представлены в основном оксидом и диоксидом азота. При воздействии солнечного света оксид азота интенсивно окисляется до диоксида азота. Механизм дальнейших превращений диоксида азота определяется его способностью поглощать ультрафиолетовые лучи и диссоциировать на оксид азота и атомарный кислород в процессах фотохимического смога.

Фотохимический смог - это смесь химических веществ, состоящая из оксидантов, в основном озона, смешанного с другими окислителями, включая пероксиацетилнитрат (ПАН), и образующийся при воздействии солнечного света из двух компонентов автомобильных выбросов - оксида азота и углеводородов. В летние дни (с температурой воздуха более 300К, при отсутствии ветра и интен­сивной солнечной радиации) озон начинает генерироваться в атмосфере. Пер­воначальная реакция при образовании смога - взаимодействие света с диокси­дом азота.

В результате взаимодействия атомарного кислорода с молекулярным и третьим неактивным веществом, например, молекулярный азот образуется озон, который связывается с оксидом азота, замыкая цикл без образования оксиданта.

При наличии в воздухе олефиновых углеводородов озон и атомарный кислород взаимодействуют с ними, образуя радикалы. Образовавшиеся радикалы (RCH2), другие вещества, способные к окислению, реагируют с компонентами атмосферы по цепному механизму, образуя в свою очередь, водород- и кисло­родсодержащие, а также нестабильные, с высокой реакционной способностью, пероксиацетиловые (RC(O)O2) радикалы, являющиеся предшественниками ПАН. Конечные реакции образования оксидантов развиваются одновременно несколькими путями. Формирование смога и образование оксиданта обычно останавливается при прекращении солнечной радиации.

По мнению С.Д.Орлова (2002) , попавшие в почву ТМ, накапливаются в почвенной толще, особенно в верхних гумусовых горизонтах. В целом на характер перераспределения тяжелых металлов в профиле почв оказывает влияние комплекс почвенных факторов: гранулометрический состав почв, реакция среды, содержа­ние органического вещества, катионообменная способность.

Гранулометрический состав оказывает непосредственное влияние на закрепление тяжелых металлов и их высвобождение, почвы тяжелого гранулометрического состава прочнее связывают металлы и поэтому последние меньше попадают в растения или грунтовые воды.

Поглощение тяжелых металлов почвами существенно зависит от реакции среды, а также от состава анионов почвенного раствора. Было обнаружено, что в кислой среде преимущественно сорбируются свинец, цинк, медь, в щелочной - кадмий и кобальт.

Тяжелые металлы способны образовывать сложные комплексные соединения с органическим веществом почвы, поэтому в почвах с высо­ким содержанием гумуса они менее доступны для поглощения.

Катионообменная способность зависит от минералогического со­става илистой фракции, а также от количества органического вещества. Чем выше емкость катионного обмена, тем больше тяжелых металлов удерживает почва и тем меньше тяжелых металлов поступает в растения и живые организмы.

Избыток влаги в почве способствует переходу тяжелых металлов в низшие степени окисления и в более растворимые формы. Анаэробные условия повышают доступность тяжелых металлов растениям. Поэтому дренажные системы, регулирующие водный режим, способствуют преобладанию окисленных форм тяжелых металлов и тем самым сниже­нию их миграционной способности.

Таким образом, компоненты отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, попадая в окружающую среду, подвергаются трансформации под действием абиотических факторов. Они могут распадаться на более простые соединения или взаимодействуя между собой образовывать новые токсичные вещества. Также в трансформации ОГ участвуют растения и почвенные бактерии, которые включают токсичные компоненты ОГ ДВС в свой метаболизм.