Ежегодно московский автотранспорт выбрасывает на каждого москвича 120 кг вредных веществ. В Санкт-Петербурге автомобильный транспорт ежегодно выбрасывает в атмосферу около двухсот тонн загрязняющих веществ.
Только за пять лет, с 1992 по 1997 год, страдающих бронхиальной астмой среди маленьких петербуржцев стало больше на 20%, болезнями эндокринной системы - на 15%, онкологическими заболеваниями - на 67%. По данным санитарных врачей, в 12 районах города каждый второй житель испытывает на себе негативное воздействие загрязненного воздуха. Это выражается в кашле, затрудненном дыхании, общем ухудшении самочувствия. В некоторых наиболее неблагоприятных местах страдают до 88% населения.
Более 100 крупных городов и регионов России характеризуются неблагоприятной для здоровья человека экологической обстановкой [14].
4 ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СНИЖЕНИЯ ТОКСИЧНОСТИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ
Основными направлениями снижения токсичности отработавших газов являются:
1) законодательное регулирование качественного состава изготавливаемого и реализуемого топлива;
2) использование альтернативных видов топлива, как способ уменьшения токсичности отработавших газов;
3) рациональная организация движения автотранспорта;
4) совершенствования системы питания автомобилей.
4.1 Законодательное регулирование качественного состава изготавливаемого и реализуемого топлива.
Качественный состав изготавливаемого и реализуемого топлива в России контролируется стандартами на топливо, региональными требованиями, в Европе — нормативами ЕВРО.
В России является обязанностью органов технического осмотра ГАИ периодически контролировать доли оксидов углерода и углеводородов в выхлопе на двух частотах вращения, состояние предусмотренных систем нейтрализации на бензиновых двигателях [15], на газобаллонных [16] и дымность на дизельных двигателях [17].
В России вводятся повышенные ставки транспортного налога на мощность двигателя автомобиля. Топливо облагается специальными акцизами. Предусмотрены нормативы на выпускаемые автомобили. В России и европейских странах приняты стандарты ЕВРО, задающие как токсичность, так и количественные показатели. В таблице 4.1 приведены количественные показатели стандартов Евро-3 и Евро-4.
Таблица 4.1 – Количественные показатели стандартов Евро-3 и Евро-4.
| Название стандарта | Количество выбросов СН, г/км | Количество выбросов CO, г/км | Количество выбросов NOy, г/км |
| Евро-3 | до 0,2 | до 2,3 | 0,15 |
| Евро-4 | до 0,1 | до 1,0 | до 0,08 |
Как видно из таблицы 4.1 стандарты Евро с каждым разом совершенствуются , количество вредных выбросов уменьшаются.
В некоторых регионах вводятся ограничения на движение большегрузного автотранспорта (например в г.Москва). Считается, что распространение подобных норм и ограничений на территории с нормальной экологической обстановкой создаёт излишние затраты.
Соглашение о принятии единообразных условий официального утверждения и о взаимном признании официального утверждения предметов оборудования и частей механических транспортных средств (известное также как Соглашение о стандартизации транспортных средств или Женевское соглашение) было принято 20 марта 1958 года в Женеве. В рамках Соглашения было принято более 100 постановлений Европейской экономической комиссии ООН, обеспечивающих безопасность дорожного движения и защиту окружающей среды.
Страны, присоединившиеся к Соглашению, используют Правила ЕЭК при сертификационных испытаниях дорожных транспортных средств. Каждая сторона вправе принять все правила или часть их, о чем она по установленной процедуре уведомляет ЕЭК ООН за год до прекращения использования того или иного правила, направляя уведомление на имя Генерального секретаря ООН.
Среди правил ЕЭК и так называемые Европейские стандарты на загрязнения, производимые автомобильным транспортом. Согласно этим правилам и поправкам к нимвыделяют несколько типов стандартов "Евро" (Euro), которые отличаются предельными значениями загрязняющих веществ, производимых автомобильным транспортом.
Европейские экологические стандарты (нормы "Евро") регламентируют содержание в выхлопе автомобилей углеводородов, оксидов азота, угарного газа и твердых частиц. Содержание в выхлопе углекислого газа не оговаривается, однако Еврокомиссия предлагает ввести с 2012 года норму в 120 г/км. Различаются нормы для дизельных и бензиновых моторов, а также для легковых, легких коммерческих автомобилей разной массы, грузовиков и автобусов.
Стандарт "Евро–1" предусматривает выброс бензиновым двигателем оксида углерода (СО) не более 2,72 г/км, углеводородов (СН) – не более 0,72 г/км, оксидов азота (NO) – не более 0,27 г/км. "Евро–1" действовал в Европе с 1992 года, а в 1995 году его сменил более жесткий – "Евро–2".
В стандарте "Евро–2" были ужесточены почти в 3 раза нормы по содержанию в выхлопе углеводородов, они стали равны 0,29 г/км. Экологический стандарт "Евро–2" был принят правительством России осенью 2005 года.
Стандарт "Евро–3" – это снижение уровня выбросов по сравнению с "Евро–2" на 30–40 %. В "Евро–3" предусматривается максимальный выброс СО в количестве 0,64 г на километр пробега для легковых автомобилей.
По данным специалистов, "Евро–3" позволяет снизить уровень "грязных" выбросов по сравнению с "Евро–2" на 20 %. Стандарт "Евро–3" был введен в Евросоюзе в 1999 году, в России – с 1 января 2008 года.
Стандарт "Евро–4" жестче уровня "Евро–3" на 65 – 70%. Он был введен в Евросоюзе в 2005 году. Стандарт "Евро–4" позволяет снизить выброс в атмосферу вредных веществ на 40 % по сравнению со стандартом "Евро–3".
Стандарт "Евро–4" предусматривает снижение выбросов СО по сравнению с "Евро–3" в 2,3 раза, а углеводородов – в 2 раза.
"Евро–4" уменьшает содержание окиси азота в выхлопе на 30%, а твердых частиц – на 80%, содержание серы на 0,005%, ароматических углеводородов на 35%, бензола на 1%.
Стандарт "Евро–5" предусматривает для бензиновых двигателей снижение окисей азота и углеводородов на 25%, а для дизельных – снижение на 80% выбросов сажи и на 20% - окисей азота.
"Евро–5" также предусматривает сокращение выброса твердых частиц в выхлопных газах с нынешних 25мг/км ("Евро–4") до 5 мг/км. Это касается прежде всего дизелей. Содержание угарного газа в выхлопе дизелей должно сократиться на 20%, а у бензиновых двигателей – на 25%. Кроме того, уменьшены сроки эксплуатации катализаторов и установлены сроки эксплуатации для сажевых фильтров.
Стандарт "Евро–5" был введен в 27 странах ЕС 1 cентября 2009 года [2].
4.2 Использование альтернативных видов топлива, как способ уменьшения токсичности отработавших газов
Растущий интерес к альтернативным видам топлива для легковых и грузовых автомобилей обусловлен тремя существенными соображениями:
-альтернативные виды топлива, как правило, дают меньше выбросов, усиливающих смог, загрязнение воздуха и глобальное потепление;
-большинство альтернативных видов топлива производится из неисчерпаемых запасов;
-использование альтернативных видов топлива позволяет любому государству повысить энергетическую независимость и безопасность [18].
1) Природный газ.
Природный газ представляет собой альтернативный вид топлива, которое полностью сгорает и уже сейчас повсеместно доступно потребителям многих стран за счет снабжения природным газом домов и производственных объектов. При использовании в транспортных средствах, работающих на природном газе (автомобилях и грузовиках со специально спроектированными двигателями), природный газ дает значительно меньше вредных выбросов, чем бензин или дизельное топливо [19].
2) Электричество.
Электричество может использоваться в качестве альтернативного вида топлива для транспортных средств с питанием от аккумуляторных батарей, или работающих на топливных элементах. Работающие от батарей электрические транспортные средства накапливают энергию в батареях, которые заряжаются путем подключения транспортного средства к стандартному источнику питания. Транспортные средства на топливных элементах работают на электрической энергии, которая вырабатывается за счет электрохимической реакции, имеющей место при соединении водорода и кислорода. Топливные элементы производят электроэнергию без внутреннего сгорания и загрязнения окружающей среды [20].
3) Водород.
Водород можно смешивать с природным газом для создания альтернативного вида топлива для транспортных средств, в которых используются некоторые виды двигателей внутреннего сгорания. Водород также используется в транспортных средствах с топливными элементами, работающими на электричестве, вырабатываемом в результате реакции, которая происходит при соединении водорода и кислорода в топливной ячейке [19].
4) Пропан.
Пропан, также называемый сжиженным нефтяным газом, представляет собой побочный продукт переработки природного газа или сырой нефти. Он уже широко используется в качестве топлива при приготовлении пищи и для отопления; пропан также является распространенным альтернативным видом топлива для транспортных средств. При использовании пропана производится меньше вредных выбросов в атмосферу, чем при использовании бензина, кроме того, имеется высокоразвитая инфраструктура для транспортировки, хранения и распространения пропана.