Пятница, 27.04.2018, 06:07
Приветствую Вас Гость | RSS
Пятнадцатая олимпиада посвящена 100-летию Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н.Е.Жуковского
QR-код сайта
Форма входа
...
Главное меню
ОБЩАЕМСЯ
Архив
...
Грант Президента
Поиск
Система Orphus
Главная » Статьи » Работы 1-го тура » Готовые работы

Какие экологические проблемы существуют в авиации?

Жильцова Алина, 14 лет, город Армавир, Краснодарский край, Российская Федерация

Какие экологические поблемы существуют в авиации?

План:

1. Рассмотреть основные негативные воздействия авиации на экологию и здоровье человека.
2. Выдвинуть меры по предотвращению или уменьшению негативного воздействия.
3. Составить список городов с наибольшим загрязнением вследствие эксплуатации летательных аппаратов.

Введение

С развитием авиационной техники растёт и количество использования летательных аппаратов в разнообразных областях. Масштаб загрязнения и отрицательного влияния на экологию напрямую связан с развитием авиации. В данной работе я рассмотрю виды угроз и методы их искоренения, а так же составлю список самых загрязненных городов.

Основная часть

1. Токсичные выбросы

Практически все ракетоносители и самолёты используют тягу газотурбинных двигателей или же двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Выхлопные газы как ДВС, так и газотурбинных двигателей содержат множество токсичных компонентов: угарный газ, углеводороды, сажу, альдегиды, оксиды серы и пр. Было доказано, что содержание токсичных веществ в продуктах сгорания имеет прямую зависимость с режимом работы двигателя. Высокие концентрации угарного газа характерны для газотурбинных двигателей на пониженных режимах (руление, приближение к аэропорту, заход на посадку), а содержание оксидов азота возрастает при работе на режимах близких к максимальному (взлёт, набор высоты, полётный режим). Вредные и токсичные вещества, содержащиеся в отработанном топливе, в зависимости от процесса их формирования, классифицируются на:

  1. Углеродсодержащие вещества – продукты полного и неполного сгорания топлива (СО2, СО, углеводороды);
  2. Вещества, механизм образования которых не связан с процессом сгорания топлива (оксиды азота);
  3. Вещества, выброс которых связан с примесями, содержащимися в топливе (соединения серы, свинца и др. тяжелых металлов), а также образующимися в процессе износа деталей двигателя (оксиды металлов).

Диоксид углерода и метан являются нетоксичными, но вредными веществами из-за влияния на повышение собственной концентрации в атмосфере планеты и влияния на изменение климата, что подразумевает собой парниковый эффект и глобальное потепление.

Образование углеводородов происходит в результате:

  1. Реакций цепочно-теплового взрыва;
  2. Неполноты сгорания в результате нарушения процесса горения (из-за прекращения реакций окисления углеводородов при низких температурах, неоднородности топливовоздушной смеси, пропусков зажигания в отдельных циклах или цилиндрах двигателя (несгоревшие компоненты топлива и масла)).

Максимальное влияние на окружающую среду выбросы газотурбинных двигателей оказывают в аэропортах и зонах, примыкающих к испытательным станциям.

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 также при заправке топливом летательных аппаратов.

Поблизости 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, которые осаждаются и накапливаются в почве. Углеводороды нефти способны проникать на значительную глубину. Например, в некоторых породах авиационной керосин 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 над качеством вод.

В связи с развитием авиации и интенсивным использованием авиационных двигателей в других отраслях хозяйства существенно возрос их общий выброс вредных примесей в атмосферу. Однако на долю этих двигателей приходится пока не более 5% токсичных веществ, поступающих в атмосферу от транспортных средств всех типов.

Ученые доказали, что воздух в районах аэропортов серьезно загрязнен. Это довольно острая проблема для людей, живущих вблизи крупных аэропортов. Даже небольшие региональные аэропорты способны серьезно навредить состоянию здоровья людей, которые живут неподалеку от них. Аэропорты, которые принято считать относительно небольшими, оказывают на человеческий организм не меньше негативного влияния, чем крупные аэропорты. Но хуже всего то, что они обычно строятся в непосредственной близости с жилыми кварталами. Выбросы так называемых ультрадисперсных частиц, которые во много тысяч раз меньше толщины человеческого волоса, способны навредить человеческому здоровью. Концентрация этих веществ способствует развитию у людей болезни дыхательной системы, сердца, сосудов и пр. Аналогичное воздействие происходит и на прочие живые организмы.

В России суммарный расход топлива авиакомпаниями в 2011 году составил 6.9 млн. тонн. Исходя из массы 3,1 - 3,2 кг углекислого газа, образующегося при сжигании 1 кг авиационного топлива, суммарный выброс CО2 гражданской авиацией составил 21-22 млн. тонн, что составляет примерно 0,85 % от общего объема выброса парниковых газов российским государством.

Очень важна оценка влияния авиационного транспорта на окружающую среду – процедура системного исследования возможных последствий влияния строительства и реконструкции разных объектов на окружающую среду на стадии проектирования. Она включает этапы:

  1. Определение проектов, нуждающихся в оценке влияния на окружающую среду;
  2. Выделение приоритетных проблем, требующих рассмотрения;
  3. Оценка влияния и его экономических последствий;
  4. Мероприятия по уменьшению влияния и его мониторинг;
  5. Участие общественности.

2. Акустическое загрязнение

Акустическое загрязнение от летательных аппаратов – шумовое загрязнение, производящееся любым летательным аппаратом или его компонентами.

Исходящие шумы можно поделить на категории:

  1. Создаваемые турбулентными потоками или аэродинамические шумы;
  2. Двигателя и другие механические шумы;
  3. От систем самолёта.

Аэродинамический шум возникает из воздуха вокруг фюзеляжа самолёта. Подобные шумы возрастают при увеличении скорости летательного аппарата, а также на малых высотах. Особо громкие, интенсивные аэродинамические шумы производятся реактивными самолётами, а также низколетающими, высокоскоростными, военными самолётами. Специфичной формой является звуковой удар – ударная волна, возникающая при прохождении самолётом звукового барьера. Ударная волна с оглушительным звуком достигает поверхности Земли. Скачкообразное повышение избыточного давления определяет эффект внезапности, неожиданности, что вызывает реакцию смятения у живых организмов.

Шум двигателя зависит от его типа и производится практически во всех его элементах: вентиляторе, компрессоре, камере сгорания, турбине и реактивном сопле. Поэтому акустическое поле двигателя представляет собой суперпозицию акустических полей отдельных источников шума.

Одним из самых значительных источников шума реактивных самолетов является вспомогательная силовая установка. Уровень шума достигают на перронах аэропортов 100 дБ, в помещениях диспетчерских служб около 90-95 дБ, внутри зданий аэропортов – 75 дБ.

Акустическое загрязнение может неблагоприятно воздействовать на человека. Если уровень шума высок и действие его продолжительно, это может вызвать потерю слуха. Шум воспринимается организмом как нечто раздражающее и беспокоящее, вызывая психологический и эмоциональный стресс, общую раздражительность, бессонницу, уменьшение эффективности труда и ухудшение речевого общения. Длительное воздействие является причиной хронического утомления, головных болей и ощущения дискомфорта у многих людей, даже если уровень шума ниже, чем тот, что действительно причиняет боль.

Самым простым способом защитить работающих от болезненного действия шума является использование берушей и специальных наушников. Другой способ заключается в использовании поглощающих или изолирующих звуки материалов в помещениях, где находятся сильные источники шума. Для снижения шума, совершаемого летательным аппаратом, используется комплексное выполнение ряда мероприятий, учитывая технические и экономические возможности.

3. Электромагнитное загрязнение

Кроме акустического воздействия, авиация приводит к электромагнитному загрязнению среды.

Электромагнитное загрязнение – совокупность электромагнитных полей, разнообразных частот, негативно влияющих на человека. 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 самолётов и метеорологической ситуацией. 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 относятся наземные обзорные радиолокационные станции, работающие в диапазонах ультравысоких и сверхвысоких частот. Результаты обследования электромагнитной обстановки в районе ряда аэропортов страны показали, что в 60% случаев вблизи расположенных населённых пунктах требовались специальные мероприятия по защите населения. Так же существуют национальные и международные нормативы электромагнитного загрязнения, в зависимости от диапазона, для заселенной зоны и на рабочих местах.

Нахождение в зоне с повышенными уровнями электромагнитного загрязнения в течение длительного периода времени приводит к ряду неблагоприятных последствий: возникает усталость, тошнота, головная боль. При существенных превышениях норм возможны: повреждение сердца, мозга, центральной нервной системы. Излучение может влиять на психику человека, появление раздражительности, ухудшение самоконтроля человека. Вероятно развитие трудно поддающихся лечению заболеваний, доходящих до раковых.

4. Биологическое влияние

По данным МЧС России, на территории страны было зарегистрировано 15 авиакатастроф (в 2016 году - 32). Каждая катастрофа уносит человеческие жизни и, кроме того, вредит окружающей среде.

При крушении самолёт уничтожает отдельно взятые биологические сообщества, на восстановление которых уходит продолжительный период времени, загрязняет близлежащие районы и способствует вымиранию некоторых популяций. Кроме того, есть вероятность возникновения пожара, который, в свою очередь, может распространиться и уничтожить многие гектары леса. Кроме всего вышеперечисленного стоит учесть, что во время крушения в почву высвобождается часть токсичных веществ.

В конструкции самолёта преобладают дюралюминий, титан, пластмассы, стекло, сталь и др., разложение которых протекает крайне медленно, что напрямую влияет на чистоту почв и грунтовы вод.

Нахождение в почве посторонних предметов и веществ непосредственно влияет на растения, которые многие животные и насекомые употребляют в пищу. В результате отравления и гибели животных или насекомых на некоторых участках может возникнуть угроза нарушения пищевой цепи в природе.

Для предотвращения отрицательного влияния последствий авиакатастроф необходимо:

  1. Проводить тщательную очистку района загрязнения;
  2. Способствовать восстановлению биологических сообществ;
  3. Предотвращать распространение пожаров на большие территории;
  4. Проводить проверку грунта и грунтовых вод.

 

Список городов с наибольшим загрязнением

Условные знаки

Лидером является Москва и Московская область, где насчитывается 6 аэропортов, из которых 4 являются международными. Одним из факторов острой экологической ситуации в Москве и МО, помимо наземного транспорта, бытовых отходов и производства, являются аэропорты. Стоит отметить, что влияение международных аэропортов значительно сильнее, нежели аэропорты регионального и местного значения, т.к. оборот перевозимых пассажиров и, следовательно, количество летательных аппаратов больше.

На втором месте стоит Воронеж, имеющий 2 аэропорта, один из которых международный. Экологическая ситуация в Воронеже спокойнее, нежели в Москве и МО. Однако вредные производства и авиация сказывается совсем не положительным образом.

Третье место занимает Улан-Удэ. В окрестностях города находятся 2 аэропорта, один из которых международный. Экологическая ситуация в Улан-Удэ является очень острой, на что влияет непосредственно близкое нахождение аэропортов.

Стоит так же отметить города с военными и частными аэродромами, расположенными в черте города. Такими городами, например, являются Краснодар, Армавир, Борисоглебск, Волгоград, Московская область и пр. Эти аэродромы так же негативно влияют на окружающую среду и население.

Заключение

Несомненно современный традиционный авиатранспорт представляет угрозу для стабильной экологической ситуации в отдельно взятых районах. Однако, на данный момент угрозы от летательных аппаратов, относительно наземного транспорта, не столь велики. Но и учитывая этот факт не стоит оставлять экологическую ситуация в авиации без надзора и каких-либо действий по уменьшению отрицательного влияния.

В своей работе я осветила основные проблемы и угрозы авиация для окружающей среды и человека. Материалы и итоги моей работы можно использовать для ознакомления с экологической ситуацией в авиации в Российской Федерации.

Источники информации:

http://webeko.ru/voprosy/kratkii-kurs-ekologii/toksicheskoe-vozdeistvie-gazovyh-vybrosov-na-cheloveka-so-nxoy-so2-pyl-uglevodorody.html
https://www.studiplom.ru/Technology-DVS/Exhaust_gases.html
Влияние шума на организм - Экология, экология города, экология человека, экология производства. - ECOFAQ.ru
https://studwood.ru/1158467/ekologiya/osnovnye_vidy_zagryazneniy_aviatsionnogo_transporta_vliyanie_okruzhayuschuyu_sredu
География. 9 кл: атлас. - 11-е издание испр. - М.: ДРОФА, 2017
Google Карты

Категория: Готовые работы | Добавил: Service (15.01.2018) | Автор: Жильцова Алина W
Просмотров: 213 | Рейтинг: 2.5/4
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Переводчик
...
ВНИМАНИЕ!
ПРИЁМ ЗАЯВОК ЗАВЕРШЁН!
ИТОГИ ОЛИМПИАДЫ ПОДВЕДЕНЫ!

Календарь
Google+
Их многие читают
Каиргалиулы Алиби (1548)
Пушинская Кристина Валерьевна (1394)
Кильметова Аделина Динаровна (1139)
Чиков Андрей Вячеславович (1127)
Зайдулин Азат Рафаэлевич (1049)
Дебердеев Даниил Денисович (964)
Ермолаев Константин Алексеевич (906)
Беляева Александра Сергеевна (598)
Туев Павел Анатольевич (548)
Зубков Иван (453)
Мини-чат
Техподдержка
E-mail отправителя *:


Тема письма:


Текст сообщения *:



Форум техподдержки
Наш логотип
«Олимпиада Можайского»
Организатор

Copyright: Клуб авиастроителей ©2018