Экология, окружающая среда и человек

В 1996 г. Центральная аэрологическая обсерватория (ЦАО) в городе Долгопрудном под Москвой приступила к составлению и регулярной публикации карт концентрации озона над Европейской частью России и рядом стран СНГ. Карты помогают следить за вредоносным жестким излучением Солнца. При изучении воздействия ультрафиолета учитывается, что суммарная ультрафиолетовая радиация у поверхности Земли определяется не только надежностью озоновой защиты, но и плотностью облаков, высотой Солнца над горизонтом, степенью отражения его лучей от поверхности Земли.

Измерения производят более 40 метеостанций на территории СНГ (30 из них в России) прибором М-124, сконструированным в Главной геофизической обсерватории в Санкт-Петербурге.

В летной программе Международного авиационно-космического салона МАКС-2003 заявлено около 200 российских и зарубежных самолетов. Среди них — уникальная исследовательская лаборатория — самолет М-55 «Геофизика». Аналога ему в мире нет. Благодаря этому самолету-«высотнику» ученые проводят исследования с самых верхних слоев атмосферы.

Состояние озонового слоя находится под пристальным вниманием ученых, особенно в приполярных областях, где разрушение озона в антарктической стратосфере может достигать внушительных размеров.

Но атмосфера изменчива в результате действия естественных и антропогенных факторов. На высоте 17—18 км, где в Арктике расположен максимум озонового слоя, исследовать механизмы изменчивости очень сложно. На самолете М-55 «Геофизика» выполнено уже пять научных международных программ, в которых участвовали Россия, Италия, Германия, Швеция, Швейцария, США. Результаты измерений позволили уточнить важные детали механизма каталитического разрушения озона в присутствии полярных стратосферных облаков. Эти данные будут использованы в моделях для прогноза состояния озонового слоя.

Кислотные дожди

Термин «кислотные дожди» ввел в 1872 г. английский инженер Роберт Смит в книге «Воздух и дождь: начало химической климатологии». Кислотные дожди, содержащие растворы серной и азотной кислот, наносят значительный ущерб природе. Их жертвами становятся земля, водоемы, растительность, животные и постройки.

При сжигании любого ископаемого топлива (угля, горючего сланца, мазута) в составе выделяющихся газов содержатся диоксиды серы и азота. В зависимости от состава топлива их может быть меньше или больше. Особенно насыщенные сернистым газом выбросы дают высокосернистые угли и мазут. Миллионы тонн диоксидов серы, выбрасываемые в атмосферу, превращают выпадающие дожди в слабый раствор кислот.

Окислы азота образуются при соединении азота с кислородом воздуха при высоких температурах, главным образом в двигателях внутреннего сгорания и котельных установках. Получение энергии, увы, сопровождается закислением окружающей среды. Трубы теплоэлектростанций достигают 250—300, даже 400 м, следовательно, выбросы в атмосферу теперь рассеиваются на огромные территории.

Дождевая вода, образующаяся при конденсации водяного пара, должна иметь нейтральную реакцию, т. е. рН=7 (pH — показатель, характеризующий кислотные или щелочные свойства раствора). Но даже в самом чистом воздухе всегда есть диоксид углерода, и дождевая вода, растворяя его, чуть подкисляется (pH 5,6—5,7). А вобрав кислоты, образующиеся из диоксидов серы и азота, дождь становится заметно кислым. Уменьшение pH на одну единицу означает увеличение кислотности в 10 раз, на две — в 100 раз и т. д. Мировой рекорд принадлежит шотландскому городку Питлокри, где 20 апреля 1974 г. выпал дождь с pH 2,4, — это уже не вода, а что-то вроде столового уксуса.

В 1996 г. на территории России вместе с осадками выпало более 4 млн т серы и 1,25 млн т нитратного азота. Особенно тревожная ситуация сложилась в Центральном и Центрально-Черноземном районах, а также в Кемеровской области и Алтайском крае, Норильске. В Москве и Санкт-Петербурге с кислотными дождями на землю в год выпадает до 1300 кг серы на 1 км2. Заметно меньше кислотность осадков в прибрежной зоне северных, западно- и восточносибирских морей. Самым благоприятным регионом в этом отношении признана Республика Саха (Якутия).

В 70-х годах XX в. в реках и озерах Скандинавских стран стала исчезать рыба, снег в горах окрасился в серый цвет, листва с деревьев раньше времени устлала землю. Очень скоро те же явления заметили в США, Канаде, Западной Европе. В Германии пострадало 30%, а местами 50% лесов. И все это происходит вдали от городов и промышленных центров. Выяснилось, что причина всех этих бед — кислотные дожди.

Показатель pH меняется в разных водоемах, но в ненарушенной природной среде диапазон этих изменений строго ограничен. Природные воды и почвы способны нейтрализовать определенную часть кислоты и сохранить среду, однако буферные возможности природы небеспредельны.

В водоемы, пострадавшие от кислотных дождей, новую жизнь могут вдохнуть небольшие количества фосфатных удобрений; они помогают планктону усваивать нитраты, что ведет к снижению кислотности воды. Использование фосфата дешевле, чем извести, кроме того, фосфат оказывает меньшее воздействие на химию воды.

Земля и растения, конечно, тоже страдают от кислотных дождей, снижается продуктивность почв, сокращается поступление питательных веществ, меняется состав почвенных микроорганизмов.

Огромный вред кислотные дожди наносят лесам. Леса высыхают, развивается суховершинность на больших площадях. Кислота увеличивает подвижность алюминия в почвах, который токсичен для мелких корней, и это приводит к угнетению листвы и хвои, хрупкости ветвей. Особенно страдают хвойные деревья, потому что хвоя сменяется реже, чем листья, и накапливает больше вредных веществ за тот же период. Хвойные деревья желтеют, у них изре-живаются кроны, повреждаются мелкие корни. Но и у лиственных деревьев изменяется окраска листьев, преждевременно опадает листва, гибнет часть кроны, повреждается кора.

Естественного возобновления хвойных и лиственных лесов не происходит.

Все больший ущерб кислотные дожди наносят сельскохозяйственным культурам: повреждаются покровные ткани растений, изменяется обмен веществ в клетках, растения замедляют рост и развитие, уменьшается их сопротивляемость болезням и паразитам, падает урожайность.

Специалисты американского Университета штата Северная Каролина изучили воздействие, оказываемое кислотными дождями на растения в период их максимальной восприимчивости к факторам внешней среды. Под влиянием кислотных дождей непосредственно после опыления в початках кукурузы формировалось меньше зерен, чем при орошении чистой водой. Причем чем больше в дождевой воде содержалось кислоты, тем меньше зерен образовывалось в початках. Кислотные дожди, прошедшие до опыления, не оказывали заметного влияния на формирование зерен.

Проведены исследования степени восприимчивости к кислотным дождям 18 видов сельскохозяйственных культур и 11 видов декоративных растений на ранних стадиях роста. Наиболее подверженными вредоносному воздействию оказались листья томатов, сои, фасоли, табака, баклажанов, подсолнечника и хлопчатника. Наиболее восприимчивыми — озимая пшеница, кукуруза, салат, люцерна и клевер.

Кислотные дожди не только убивают живую природу, но и разрушают памятники архитектуры. Прочный, твердый мрамор, смесь окислов кальция (СаО и С0₂), реагирует с раствором серной кислоты и превращается в гипс (CaS0₄). Смена температур, потоки дождя и ветер разрушают этот мягкий материал. Исторические памятники Греции и Рима, простояв тысячелетия, в последние годы разрушаются прямо на глазах. Такая же судьба грозит и Тадж-Махалу — шедевру индийской архитектуры периода Великих Моголов, в Лондоне — Тауэру и Вестминстерскому аббатству. На соборе Св. Павла в Риме слой портландского известняка разъеден на 2,5 см. В Голландии статуи на соборе Св. Иоанна тают, как леденцы. Черными отложениями изъеден королевский дворец на площади Дам в Амстердаме.

Более 100 тыс. ценнейших витражей, украшающих соборы в Шартре, Кентербери, Эрфурте, Берне, в других городах Европы, могут быть полностью утрачены в ближайшие 15—20 лет.

Изучив новые данные о кислотности осадков, выпадающих в различных регионах Западной Европы, и о воздействии их на здания и сооружения, сотрудники Дублинского университета (Ирландия) выявили, что самое катастрофическое положение сложилось в центре Манчестера (Великобритания), где за 20 месяцев кислотные осадки растворили более 120 г на 1 м2 камня (песчаника, мрамора или известняка).

Город пострадал очень сильно, хотя общее количество осадков в наблюдаемый отрезок времени было крайне низким. Очевидно, слишком высока была степень их кислотности.

За Манчестером следует Липхун (графство Гэмпшир в Великобритании) и Антверпен (Бельгия), где каждый камень под открытым небом потерял 100 г на 1 м2. Даже такие известные загрязненностью атмосферы города, как Афины, Копенгаген и Амстердам, подверглись кислотному разрушению в значительно меньшей степени.

Страдают от кислотных дождей и люди, вынужденные потреблять питьевую воду, загрязненную токсическими металлами — ртутью, свинцом, кадмием и т. п.

Экологи бьют тревогу: в дождевой воде зафиксирован повышенный уровень вредных химических соединений, которые могут причинить вред здоровью. Медики рекомендуют не попадать под участившиеся дожди.

Химический состав обыкновенного дождя может значительно отличаться в зависимости от того, где именно сформировались дождевые облака и над каким местом пролились. В Москве каждый третий—пятый дождь можно отнести к категории кислотных. Но это не рекорд. Например, в Китае приблизительно 85% дождей содержат кислоты. Но далеко не все вредные вещества в московских дождях — наши собственные. Существует так называемое циркумполярное распределение ветров. Это вращение воздушных масс вокруг полюсов с запада на восток.

В атмосфере города всегда присутствуют и нейтрализующие кислоты вещества. И все же столичные медики рекомендуют не попадать под дождь. Если вы забыли зонтик дома, то, попав под дождь, постарайтесь найти какое-нибудь укрытие или хотя бы спрятать от осадков голову.

От концентрации вредных примесей в дождевой воде и времени воздействия на организм зависит реакция на кислотные дожди. Они могут вызвать разные реакции — немедленную и отсроченную. К немедленным относятся покраснение кожи, зуд. А к отдаленным — выпадение волос, нарушение биохимических процессов.

В больших городах режим выпадения осадков также значительно сдвигается из-за хозяйственной деятельности, что становится одной из причин частых засух и долгих периодов дождей.

Правда, теперь люди умеют вызывать дожди сами, когда нужно. Безопасен ли этот способ «управления погодой», не вреден ли он для здоровья?

Реагенты, сбрасываемые с самолетов в центр облака, безвредны. Применяются жидкий азот, углекислота, лед. Эти вещества не представляют абсолютно никакого вреда для человека и окружающей среды. В России создана своя технология использования реагентов. На Западе облака «засев» облака снизу. А у нас реагенты чаще доставляются непосредственно в зону, где это необходимо. Такой метод экономически выгоднее.

Спасать природу от закисления необходимо. Для этого придется резко снизить выбросы в атмосферу окислов серы и азота, но в первую очередь сернистого газа, так как именно серная кислота и ее соли на 70—80% обусловливают кислотность дождей, выпадающих на больших расстояниях от места промышленного выброса.

Наблюдения за химическим составом и кислотностью осадков в России ведут более 130 станций, отбирающих на химический анализ суммарные пробы, и 160 пунктов, на которых в оперативном порядке измеряют только величину pH. Пробы осадков на содержание от

11 до 20 компонентов анализируются в пяти кустовых лабораториях.

Контроль загрязнения снежного покрова на территории России проводится на 484 пунктах. Пробы забираются на наличие ионов сульфата, нитрата аммония, тяжелых металлов, определяют значение pH.

Выхлопы автотранспорта

Ежегодно в мире в автомобильных двигателях внутреннего сгорания сжигается около 2 млрд т нефтяного топлива. При этом коэффициент полезного действия в среднем составляет 23%, остальные 77% уходят на обогрев окружающей среды.

В 2002 г. в России численность автомобильного парка возросла на 5,4% и составила на 1 января 2003 г. 27,79 млн автотранспортных средств, включая 22,47 млн легковых автомобилей (на 6% больше по сравнению с предыдущим годом).

Рост численности автомобильного парка и объема транспортных услуг приводит к увеличению негативного воздействия автотранспорта на окружающую среду. В 2002 г. выбросы загрязняющих веществ от транспортных средств увеличились на 2% и составили 14,45 млн т.

Экологические проблемы автотранспортного комплекса усугубляются возрастом автотранспортных средств, несовершенством структуры парка, а также низким уровнем технико-эксплуатационных показателей производимых в России автомобилей. Наряду с интенсивным старением транспортных средств значителен — свыше 50% — износ основных производственных фондов в целом.

По данным Минтранса России, ежегодный ущерб от негативного воздействия автотранспорта на окружающую среду составляет 4,5 млрд долларов.

В крупных городах автомобиль стал основным источником загрязнения атмосферного воздуха. Он выделяет в воздух более 95% оксида углерода, около 65% углеводородов и 30% оксидов азота. В атмосферный воздух от автотранспорта поступают канцерогенные (бензол, формальдегид, бензопирен, ацетальдегид и др.) и опасные вещества (толуол, кислоты, 1,3-бутадиен, тяжелые металлы и др.), вызывающие различные заболевания. В целом по России от автотранспорта ежегодно в атмосферу поступает 27 тыс. т формальдегида и 1,5 т бензопирена.

Известно, что топливо сгорает в камере при взаимодействии с кислородом воздуха. Этот процесс сопровождается интенсивным выделением тепла, которое и преобразуется в работу. Воспламенение и сгорание бензиновоздушной (горючей) смеси длится тысячные доли секунды, и к такому быстрому процессу она недостаточно хорошо приспособлена: в смеси остаются газы от предыдущего цикла, препятствующие доступу кислорода к частицам топлива, не удается добиться ее идеального перемешивания. В результате не все топливо окисляется до конечных продуктов и для нормального протекания процесса сгорания его приходится добавлять. Если в горючей смеси количество топлива превышает расчетное, смесь называется богатой, если его меньше — бедной.

При средних нагрузках в камеру сгорания попадает несколько обедненная смесь. Если же смесь обогатить, скорость ее сгорания увеличится, давление и температура в камере повышаются. Для максимальных нагрузок или резкого перехода с малой нагрузки на большую требуется богатая смесь. Интенсивно подается топливо в цилиндры и при пуске холодного двигателя, когда горючую смесь образуют только самые легкие фракции топлива. В этих случаях из-за недостатка кислорода топливо сгорает не полностью. Двигатель хотя и развивает большую мощность, но работает неэкономично и выбрасывает в атмосферу токсичные вещества — оксид углерода, оксиды азота, альдегиды и несгоревшие углеводороды, среди которых особую опасность представляют ароматические, в частности бензопирен, вызывающий онкологические заболевания. Кроме того, входящий в состав воздуха азот при высокой температуре и давлении в цилиндрах двигателя реагирует с остаточным кислородом, в результате образуются оксиды азота — еще одна вредная составляющая выхлопных газов. Токсичные вещества образуются и при сгорании топлива с некоторыми присадками и примесями (например, свинец, присутствующий в этилированном бензине).

Автомобиль загрязняет атмосферный воздух не только токсичными компонентами отработанных газов, парами топлива, но и продуктами износа шин, тормозных накладок. В городские водоемы и почву попадают топливо и масла, моющие средства и грязная вода после мойки, сажа. В атмосферный воздух постоянно поступают пары топлива из баков, наиболее заметные в летний период в местах массовых стоянок автомобилей. Наибольший ущерб здоровью наносят машины, стоящие в непосредственной близости от жилых домов.

Количество выделяемых в окружающую среду вредных веществ зависит от численности и структуры автомобильного парка, а также от технического состояния автомобилей, и в первую очередь их двигателей. Только из-за отсутствия необходимой регулировки карбюратора бензинового двигателя внутреннего сгорания выброс оксида углерода может возрасти в 4—5 раз.

На состав отработанных газов двигателя большое влияние оказывает режим работы автомобиля в городских условиях. Низкая скорость движения и частые ее изменения, многократные торможения и разгоны способствуют повышенному выделению вредных веществ.

В защите атмосферы от загрязнения автомобильными выхлопами наша страна существенно отстала от развитых стран Запада, причем по многим показателям. Двигатели даже новых отечественных автомобилей, сходящих с конвейеров автозаводов, выбрасывают в расчете на 1 км пройденного пути в 3—5 раз больше вредных веществ, чем их зарубежные аналоги. Каждый пятый автомобиль эксплуатируется с повышенной токсичностью или дымностью

отработанных газов. В крупных городах доля загрязнения воздуха автотранспортом достигает 70—80% общего уровня загрязнения. В ряде городов содержание окиси углерода в воздухе над автомагистралями в 10—12 раз превышает предельно допустимую концентрацию (ПДК). По оценкам медиков и экологов, автотранспорт заметно сокращает среднюю продолжительность жизни населения.

Около 50 млн россиян проживают в условиях десятикратного превышения предельно допустимой концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе, половина которых исходит от автотранспорта.

В условиях акустического дискомфорта, вызванного шумовой нагрузкой от транспортных потоков, находятся около 30 млн человек. Примерно 10—15 млн человек, проживающих на примагис-тральных территориях, подвержены повышенному риску необратимой потери здоровья.

Противоречия, из которых «соткан» автомобиль, пожалуй, ни в чем не выявляются так резко, как в деле защиты природы.

В 2004 г. в Москве зарегистрировано 2,9 млн автомобилей, причем машин со столичными номерами. А в город ежедневно стекается до 600 тыс. иногородних экипажей, так что реальная цифра составляет 3,5 млн. Москва не рассчитана на такое количество машин. Ее предел — 1,2 млн, причем это касается относительно новых районов. Те, кто когда-то планировал развитие столицы, исходили из мощностей отечественного автопрома. А иногородние автомобили и вовсе в расчет не принимались, так как Москва всегда была режимным городом.

Москва в пределах МКАД способна «переварить» от силы 1,5— 2 млн машин, но не 3,5 млн. Парковочных мест в ней всего лишь 0,9 млн.

В виде отработанных газов продуктов испарения бензина и других вредных примесей в атмосферу ежегодно выбрасывается не менее миллиона тонн загрязняющих веществ. Ежегодный ущерб составляет 7 млрд рублей. Более того, с увеличением количества автомобилей напрямую связан рост заболеваний среди москвичей. По некоторым оценкам, нынешнее состояние атмосферы ведет к сокращению срока жизни горожан на пять лет.

Автомобиль «Волга» на 100 км потребляет до 15 л бензина, а японские машины такого же класса — 4—5 л. Следовательно, отечественные автомобили загрязняют атмосферу в 3 раза больше. 77% автотранспорта имеет срок службы 9 лет и более, что увеличивает загрязнение атмосферного воздуха.

Москве удалось снизить выбросы в атмосферу от автотранспорта на 160 тыс. т. Этому способствовало открытие третьего транс-

3-6659 портного кольца, там выше средняя скорость и соответственно меньше выбросов.

По прогнозам управления транспорта и связи правительства Москвы, количество легковых автомобилей в Москве вырастет к 2020 г. минимум на 40%.

Петербург входит в «тридцатку» самых опасных городов России по степени загрязненности воздушного бассейна. И если загрязнение атмосферы предприятиями промышленности и энергетического комплекса сократилось в связи со спадом производства, то выхлопы автотранспорта стали самой угрожающей ее составляющей.

Из 239,8 тыс. т вредных веществ, попавших в атмосферу Петербурга в 2003 г., 77% пришлось на выхлопные газы автотранспорта. Жители северной столицы вдыхают оксиды углерода, серы и азота, метан, бензол, хлорфторуглеводороды, пыль, сажу, асбест, соли тяжелых металлов.

Загрязнение атмосферного воздуха взвешенными веществами привело к увеличению смертности среди взрослого населения в среднем на 15—20% и более чем в три раза увеличило заболеваемость бронхитами у детей.

Ежегодно в одном или нескольких районах города отмечаются концентрации вредных веществ, в 10 раз превышающие ПДК. Вблизи перекрестков концентрация диоксида азота может достигать 25— 35 ПДК, а оксида углерода — 12—18 ПДК.

Автотранспортный парк в Петербурге на сегодняшний день составляет более 1,3 млн единиц. По всем прогнозам, он будет продолжать расти на 8—9% в год. Следовательно, в ближайшем будущем рост выбросов загрязняющих веществ в городской атмосфере увеличится на 30—40%. Специалисты предупреждают, что к 2010 г. проблема загрязнения воздушной среды может стать одной из наиболее острых социально-экономических проблем города на Неве.

Опыт других стран. Американцы раньше других испытали на себе «грязное» дыхание автомобилей, и прежде всего в Калифорнии. В 1955 г. конгресс США принял акт о чистоте воздуха. Спустя 10 лет утвердили национальную программу борьбы с токсичными выбросами автотранспорта. В 1970-м — приняли закон, в соответствии с которым уровень токсичных выхлопов автомобилей с 1975 г. должен был уменьшиться в среднем наполовину по сравнению с машинами 1960 г. выпуска. Автомобильные концерны занялись усовершенствованием автомобиля, прежде всего его топливной системы. Машины начали оборудовать разными приспособлениями, снижающими содержание вредных компонентов в отработанных газах, самым значительным из которых до сих пор остается каталитический нейтрализатор.

Другой важной составляющей программы оздоровления экологической обстановки стал переход нефтеперерабатывающей промышленности на неэтилированный бензин. Он обошелся Соединенным Штатам в десятки миллиардов долларов. Это позволило уменьшить количество выбросов на 90% и увеличить автомобильный парк в 10 раз, сохранив при этом прежнюю чистоту воздуха.

Однако национальная Ассоциация легочных заболеваний установила, что, несмотря на предпринимаемые меры, выхлопные газы по-прежнему остаются основной причиной многочисленных приступов астмы и других респираторных заболеваний у рядовых американцев. Федеральное правительство наметило план экологического спасения, предусматривающий снижение в течение пяти лет вредных для здоровья человека веществ в автомобильных выхлопах еще на 95%. Производителям предстоит также снизить содержание серы в бензине на 90%. Правда, оплачивать научные и производственные разработки придется самим автолюбителям, так как свои расходы компании непременно «вложат» в себестоимость продукции.

США потребовалось 30 лет, чтобы перейти на экологически приемлемый автомобильный транспорт.

Подавляющее большинство машин в США имеют в последние годы невысокий выброс вредных веществ. Состояние атмосферы крупных городов значительно улучшилось, особенно в штате Калифорния, где стандарты примерно на 30% жестче, чем федеральные. Так что даже не все автопроизводители, в частности корейские, могут продавать в этом штате свои машины. Да и все остальные сейчас со страхом смотрят на новую программу этого штата — Zero Emission Vehicle (автомобили с нулевым выбросом), которая будет введена с 2010 г.

Загазованность на дорогах Европы становится причиной смерти более 40 тыс. человек ежегодно. Такой вывод сделан в 2000 г. в отчете британского медицинского журнала «Ланцет». Мелкие частицы топлива, содержащиеся в выхлопных газах, могут привести к тяжелым заболеваниям — хроническому бронхиту и астме. Исследованиями руководила группа из Базельского университета — они изучали загазованность воздуха в Швейцарии, Австрии и Франции. Ученые считают, что правительства стран Европы должны ввести высокий налог на владельцев автомобилей, стимулировать развитие общественного транспорта и разработку систем эффективной очистки выхлопных газов.

В начале 1997 г. в Европе насчитывалось 248,2 млн автомобилей, из них в странах Общего рынка — 187,5, в Америке — 262,3, в том числе в США — 200,5, в Азии — 125,7, в Африке — 17,9 млн автомобилей.

По данным Министерства здравоохранения Великобритании, загрязнение атмосферного воздуха выхлопами автотранспорта становится причиной поражения сердечно-сосудистой системы человека. Из 50 пациентов, поступающих в больницы Лондона с диагнозом инфаркт, по меньшей мере у одного он связан с атмосферным загрязнением. Самыми опасными признаны элементы, содержащиеся в выхлопных газах автомобилей. Именно они во время перепадов давления, жары и повышенной влажности воздействуют на сердечно-сосудистую систему, а также вызывают респираторные заболевания.

По данным ВОЗ, автомобильные выхлопы приводят к большей смертности, чем автокатастрофы. Загрязненный воздух ежегодно становится причиной гибели 21 тыс. человек в Австрии, Франции, Швейцарии.

Преждевременную смерть от сердечных заболеваний вызывают микроскопические частицы, содержащиеся главным образом в выхлопных газах автомобилей. В связи с этим Европейская комиссия разработала документ, впервые вводящий жесткие ограничения на предельные количества выброса частиц диаметром до 10 мкм (РМ10) и диаметром не менее 2,5 мкм (РМ2,5). К 2005 г. концентрация РМ10 в странах Европы в одном кубометре воздуха не должна превышать 50 мкг за сутки, а средний суточный предел для РМ2,5 — 40 мкг. Европейские нормы чистоты приземного слоя атмосферы для мелких частиц более строги, чем в Америке. Может быть, потому, что в Старом Свете их главным «поставщиком» служит автотранспорт, а в Новом — промышленность.

Впрочем, в некоторых европейских городах подобные акции проходят гораздо чаще. Например, в жаркие безветренные дни парижские автолюбители зачастую вынуждены пользоваться услугами общественного транспорта. Если загрязнение превышает допустимый уровень, а метеорологические условия (отсутствие ветра, осадков, высокая температура) осложняют ситуацию, власти принимают решение об ограничении движения транспорта на следующий день начиная с 6 утра. По четным дням «на приколе» остаются автомобили с нечетными номерами, и наоборот. Причем запрет касается не только столицы, но и пригородов, где есть метро. Право на беспрепятственный въезд в «критические» дни оставлено лишь за спецтранспортом, машинами врачей и медсестер, а также автомобилями, в которых не менее трех пассажиров.

Тем же путем пошел муниципалитет итальянской столицы, запретивший въезд частных автомобилей в центр города по воскресеньям в течение десяти часов. Общественный транспорт работает по обычному графику. Примерно такие же правила пользования автомобилями муниципальные власти ввели еще в 150 городах Италии.

Водители шведского города Гетеборг в рамках экологического проекта имеют возможность увидеть, какой объем выхлопных газов извергают их автомобили. Для этого нужно подъехать к специальному прибору, установленному у дороги. Он замеряет выброс невидимым человеческому глазу световым лучом. Далее проба мгновенно обрабатывается и на специальном электронном табло высвечивается результат.

Фотохимический туман. С 30-х годов XX в. над Лос-Анджелесом в теплое время года стал появляться смог — туман влажностью около 70%. Это явление назвали фотохимическим туманом, так как для его возникновения необходим солнечный свет, вызывающий сложные фотохимические превращения смеси углеводородов и окислов азота, поступивших в воздух в результате автомобильных выбросов, в вещества, значительно превышающие по своей токсичности исходные атмосферные загрязнения.

Фотохимический туман сопровождается неприятным запахом, резко снижает видимость, у людей воспаляются глаза, слизистые оболочки носа и горла, возникает удушье, обостряются легочные заболевания, бронхиальная астма. Повреждаются и растения. Сначала на листьях появляется водное набухание, через некоторое время нижняя поверхность листьев приобретает серебристый или бронзовый оттенок, а верхняя становится пятнистой с белым налетом. Затем наступает быстрое увядание.

Такой туман вызывает коррозию металлов, растрескивание красок резиновых и синтетических изделий, портит одежду, нарушает работу транспорта.

Основная причина — отработанные газы автомобилей. На каждом километре пути легковой автомобиль выделяет около 10 г окиси азота. В Лос-Анджелесе — городе с огромным парком автомобилей — часты температурные инверсии — до 260 дней в году. Инверсионный слой располагается на небольшой высоте, а интенсивность солнечной радиации в этом регионе довольно велика, поэтому фотохимический туман наблюдается здесь более 60 дней в году.

В Лос-Анджелесе особый климат. С трех сторон залив окружен горами, а с четвертой идет воздушный поток над почвой, сильно нагревающейся под действием солнечного тепла, устремляющийся вверх. Верхнюю часть этой гигантской колбы закрывает низкий инверсионный слой, проходящий на уровне 200—250 м.

В утренние «часы пик» в воздухе накапливается большое количество отработанных газов и к полудню образуется фотохимический туман. Во второй половине дня под действием усиливающегося нагрева инверсия ослабевает, смог поднимается вверх. В ясные дни солнечная радиация вызывает расщепление молекул двуокиси азота на окись азота и атомарный кислород, который соединяясь с молекулярным кислородом, образует озон. Казалось бы, озон, окисляя окись азота, должен вновь превратиться в кислород, а окись азота — в двуокись. Но этого не происходит, так как окись азота вступает в реакцию с содержащимися в отработанных газах олефинами, которые расщепляются и образуют осколки молекул. Так появляется избыток озона.

В результате продолжающегося фотолиза новые массы двуокиси азота расщепляются и дают дополнительное количество озона. Возникает цепная реакция, и в атмосфере постепенно накапливается озон. Ночью этот процесс прекращается. При вступлении озона в реакцию с олефинами образуются различные перекиси, которые и составляют характерные для фотохимического тумана продукты окисления (оксиданты).

Фотохимический туман характерен для многих крупных городов мира — Нью-Йорка, Чикаго, Бостона, Детройта, Токио, Милана. В городах России подобных явлений не наблюдалось, однако условия для них могут возникнуть.

Оценка токсических выбросов. Чтобы уменьшить загрязнение атмосферного воздуха отработанными газами, необходим повседневный технический контроль состояния автомобилей. Все автохозяйства обязаны следить за исправностью машин, выпускаемых на линию. Низкий уровень технического обслуживания, отсутствие контроля приводят к расстройству узлов и систем автомобиля, а выбросы вредных веществ в атмосферный воздух возрастают. В результате все усилия автомобильной промышленности по совершенствованию двигателей для обеспечения требований экологических стандартов сводятся на нет. Поэтому сегодня особенно актуальной становится задача не только и не столько совершенствовать конструкции автомобилей с точки зрения ограничения токсичности, сколько повышать уровень технического обслуживания и улучшать контроль за их техническим состоянием.

В мире действуют три основных стандарта, по которым измеряются предельно допустимые выбросы автомобиля страны-про-изводителя (табл. 2).

Согласно принятой в 2002 г. государственной Концепции развития автомобильной промышленности России повышение экологических характеристик выпускаемых автомобилей планируется проводить в три этапа. Производство машин, удовлетворяющих нормам Евро-2 и Евро-3, предполагалось организовать уже на первом этапе (до 2005 г.). В 2008-м отрасль должна освоить Евро-4,

Нормативные требования по выбросам вредных веществ '
Экологическийкласстранспортногосредства	Категория транспортного средства (полная масса, кг)	Контрольная масса (RW), кг	Нормы выбросов, г/км
			СО	СН	NOx	CH+NOx
Евро-2	2500	—	2,2	—	—	0,5
	2500-3500	До 1250	2,2	—	—	0,5
		1250-1700	4,0	—	—	0,6
		Более 1700	5,0	—	—	0,7
	3500	—	402	2,4*	10*	—
Евро-3	2500	—	2,3	0,20	0,15	—
	2500-3500	До 1305	2,3	0,20	0,15	—
		1305-1760	4,17	0,25	0,18	—
		Более 1760	5,22	0,29	0,21	—
	3500	—	**	**	**	—
Евро-4	2500	—	1,0	0,10	0,08	—
	2500-3500	До 1305	1,0	0,10	0,08	—
		1305-1760	1,81	0,13	0,10	—
		Более 1760	2,27	0,16	0,11	—
	3500	—	**	**	**	—

а к 2010 г. — перейти на электронное управление работой двигателя и автомобиля в целом.

По данным НИИ автотранспорта, в 2002 г. легковых автомобилей, отвечающих нормам Евро-2, в национальном автопарке насчитывалось 5% (примерно 1,15 млн). Правда, в основном это новые и с небольшим сроком эксплуатации иностранные автомобили, ведь отечественные модели в подавляющем большинстве оснащаются архаичными карбюраторными моторами, отвечающими самым невзыскательным требованиям стандарта Евро-0. Количество же автомобилей с более экологичными инжекторными двигателями сравнительно невелико. Поэтому нужен каталитический нейтрализатор. Однако этой полезной опцией смогут похвастаться в основном экспортные версии отечественных автомобилей, внутри страны она практически недоступна, поскольку не востребована рынком.

Решение экологической проблемы на АвтоВАЗе пройдет в три этапа. До 2004 г. будет обеспечен выпуск автомобилей, отвечающих нормам Евро-2, к 2008 г. все автомобили компании должны соответствовать стандарту Евро-3, а к 2010-му — Евро-4.

В 2002 г.межгосударственные финансово-промышленные группы «Аэрокосмическое оборудование» и «БелРусАвто» подписали соглашение о разработке новых моделей дизельных автомобилей с двигателями, соответствующими экологическим параметрам Евро-3 и Евро-4. «Аэрокосмическое оборудование» передаст «БелРусАвто» новейшие технологии, которые используются в авиационной технике. Это позволит создать автомобили, отвечающие современным требованиям. К тому же они будут гораздо дешевле, чем западные модели.

В 2003 г. на шестом Московском автомобильном салоне был представлен первый российский двигатель, соответствующий стандарту Евро-3, разработанный в рамках союзной программы «Развитие дизельного автомобилестроения». Этим мотором оснащен новый тягач Минского автомобильного завода.

Чтобы подобные программы развивались, требуются организационные, административные, технические и экономические меры, координация действий федеральных органов исполнительной власти и органов власти субъектов Российской Федерации.

В частности, налогообложение должно стимулировать производство, сбыт и использование автомобилей, горючего и масел улучшенных экологических характеристик. Нужно дифференцировать ставки акцизов на этилированный и неэтилированный бензин, установить административную ответственность за нарушение правил хранения и реализации этилированного бензина, приступить к массовому производству малогабаритных приборов контроля токсичности отработанных газов и качества моторного масла.