Экологический аспект строительства и эксплуатации автомобильной дороги

Экологический аспект строительства и эксплуатации автомобильной дороги

Содержание

Введение. 3

1. Характеристика природно-климатических условий участка дороги. 4

1.1.     Рельеф. 4

1.2.     Почва. 4

1.3.     Климат. 6

1.4.     Растительность. 8

1.5.     Животный мир. 10

1.6.     Особо охраняемые территории. 14

1.7.     Выбор оптимального варианта трассы.. 17

2.      Влияние строительства автомобильной дороги на окружающую среду. 19

2.1.     Загрязнение воздуха выхлопными газами. 19

2.2.     Загрязнение почв и водной среды                                                                        горюче-смазочными материалами. 25

2.3.     Предупреждение дорожной эрозии и оврагообразования. 28

2.4.     Оценка ущерба лесным и охотничьим угодьям. 30

2.5.     Предупреждение подтопления лесных массивов и водопропускные сооружения  32

3.      Влияние эксплуатации автомобильной дороги на окружающую среду. 34

3.1.     Оценка загрязнения водной среды.. 34

3.2.     Оценка загрязнения воздушной среды.. 35

3.3.     Оценка загрязнения почв. 37

Заключение и выводы.. 40

Список литературы.. 42

Приложение. 45

Введение

В последние десятилетия в связи с быстрым развитием автомобильного транспорта существенно обострились проблемы воздействия его на окружающую среду. Транспортно-дорожный комплекс является мощным источником загрязнения природной среды. Из 35 млн.т вредных выбросов 89% приходится на выбросы автомобильного транспорта и предприятий дорожно-строительного комплекса. Существенна роль транспорта в загрязнении водных объектов. Кроме того, транспорт является одним из основных источников шума в городах и вносит значительный вклад в тепловое загрязнение окружающей среды.

Автомобили сжигают огромное количество нефтепродуктов, нанося одновременно ощутимый вред окружающей среде, главным образом атмосфере. С каждым годом количество автотранспорта растет, а, следовательно, растет содержание в атмосферном воздухе вредных веществ. Постоянный рост количества автомобилей оказывает определенное отрицательное влияние на окружающую среду и здоровье человека.

В данной работе мы бы хотели более подробно рассмотреть экологический аспект строительства и эксплуатации автомобильной дороги, выявить все источники загрязнений, оценить их воздействие на окружающую среду. Рассматривать этот вопрос мы будем применительно к природно-климатическим условиям Томской области.

1. Характеристика природно-климатических условий участка дороги

1.1.    Рельеф

В Томской области преобладают плоские, сильно заболоченные территории Западно-Сибирской равнины; лишь на юго-востоке в пределы области заходят северные отроги Кузнецкого Алатау (высота до 211 м). К северу от 58° северной широты сохранились ледниковые формы рельефа – моренные гряды, камовые холмы, озёрно-ледниковые впадины и др. Широкая долина Оби делит территорию области на две почти равные части; левобережье, включающее обширную болотистую Васюганскую равнину, и более возвышенное правобережье. 

1.2.    Почва

Географическое положение области (средне-южно-таежная зона) предопределяет невысокое естественное плодородие почв и низкую продуктивность большинства угодий, хотя расположение области в трех природно-сельскохозяйственных зонах (лесостепной, южно-таежно-лесной и средне-таежной) обусловило формирование почв различного уровня плодородия: от черноземов и серых лесных до подзолистых и болотно-подзолистых. В почвенном покрове Томской области преобладают дерново-подзолистые, болотно-подзолистые и болотные почвы, в поймах рек распространены аллювиальные почвы.

Природно-климатические условия лесостепной зоны способствуют формированию почв с ярко выраженным дерновым процессом. В самом южном районе области, Кожевниковском, имеется ограниченный ареал черноземов выщелоченных, обладающих наиболее высоким уровнем естественного плодородия, обусловленного довольно большим содержанием гумуса, близкой к нейтральной реакцией среды, высокой емкостью поглощения, высокой степенью насыщенности основаниями, очень низкими значениями гидролитической кислотности, средней обеспеченностью подвижным фосфором и обменным калием. В структуре пашни Томской области доля черноземов и лугово-черноземных почв составляет 10,7 %. В Кожевниковском районе эти почвы занимают 50,7 % пашни, в Шегарском — 20,5 %.

Наиболее пригодные для ведения сельского хозяйства серые лесные почвы занимают всего 7,8 % общей площади и распространены в южных районах области на террасах и водоразделах рек. Основу пахотного фонда Томской области составляют серые лесные почвы, формирующиеся в более прохладных и влажных, по сравнению с черноземами, условиях. Доля серых лесных почв в структуре пашни составляет 37,8 %; сенокосов — 6,8 %, пастбищ — 17,7 %.

Высоким уровнем естественного плодородия обладают темно-серые лесные почвы, занимающие 9,5 % в структуре пашни области, наиболее распространенные в Кожевниковском, Шегарском, Зырянском и Первомайском районах, формирующиеся на водоразделах и пологих склонах террас рек Оби, Томи, Яи, Чулыма. Эти почвы обладают высоким содержанием гумуса и по своим свойствам приближаются к черноземам.

Доля низкоплодородных светло-серых лесных почв в структуре пашни Томской области составляет 19,4 %; подзолистых и дерново-подзолистых — 9,7 %. В этих почвах ослаблен дерновый процесс и усиливаются эллювиально-иллювиальный и глеевый процессы. Почвы формируются на плоских водораздельных равнинах и выположенных склонах террас крупных рек, характеризуются низким содержанием гумуса, среднекислой и сильнокислой реакцией среды, невысокой емкостью поглощения и степенью насыщенности основаниями по сравнению с серыми лесными почвами, средней обеспеченностью подвижным фосфором и обменным калием.

Аллювиальные почвы обладают высоким естественным плодородием, связанным с тем, что в них развивается дерновый и аллювиально-поемный процессы, постоянно производятся элементы питания, активно протекают биологические процессы. Немалое значение имеет, накладывающий определенный отпечаток на водно-воздушный, тепловой и пищевой режимы почв паводковый режим рек. Наиболее интенсивно аллювиальные почвы высоких участков пойм рек распахиваются в Александровском (31,2 %), Тегульдетском (13,2 %), Колпашевском (9,8 %), Парабельском (6,8 %), Чаинском (4,8 %) районах.

Болотно-подзолистые и болотные почвы в северной таежной и центральной таежной зонах имеют широкое распространение, особенно на левобережье р. Оби. В правобережной части Оби на междуречье Кеть-Чулым они развиты хуже, в связи с более высокими абсолютными отметками водораздельных участков и лучшим дренажем. Сравнительно меньше площадь болотные почвы занимают в зоне лесостепи. Болотно-подзолистые почвы (глееподзолистые, торфянисто- и торфяно-подзолисто-глеевые), занимают большие площади на водоразделах Тым-Кеть, Васюган-Парабель, Парабель-Парбиг и др. под покровом заболоченных моховых лесов, которые распространены на междуречных пространствах между дренированными придолинными массивами и водораздельными болотами.

1.3.    Климат

Климат Томской области, континентальный, определяется ее географическим положением. Томская область расположена в умеренных широтах — 55-61°с. ш. и отличается значительной сезонной изменчивостью притока солнечной радиации и преобладанием северо-восточного переноса воздушных масс.

Среднегодовая температура воздуха отрицательная: от –0,5 °С, в г. Томске, до –3,5 °С, на северо-востоке области. На территории области хорошо выражены все четыре сезона: зима, весна, лето, осень. Средняя температура января изменяется от –21,5…–23 °С на севере, до –19,2…–20,5 °С на юге. Абсолютный минимум температур варьирует на территории в пределах от –52...–58 °С (с. Первомайское), но чаще составляет –54…–56 °С (в г. Томске –55 °С).

Средние температуры июля находятся в пределах +16,8…+17,0 °С на севере области, и +18…+20 °С — на юго-востоке. Абсолютный максимум температур воздуха повсеместно составляет +36…+38 °С. Средние годовые температуры по районам области в разные сезоны представлены в таблице 1.

Таблица 1

Средняя температура воздуха по сезонам 2002 г. по Томской области, ° С

Средние годовые скорости ветра по области — 3-4 м/с; преобладают юго-западные и южные ветры. В долинах крупных рек (Обь, Томь) повторяемость скоростей ветра 4-7 м/с составляет 28 %, что создает наиболее суровые зимние условия.

Годовое количество осадков составляет 450-590 мм, из них 66-78 % выпадает в жидком виде, а остальные — в твердом. Средняя высота снежного покрова — 60-80 см, снег держится на севере 183-201, на юге — 178-180 дней. Суммарное количество осадков в Томской области по сезонам представлено в таблице 2. Повсеместно развита сезонная мерзлота. Глубина промерзания грунтов изменяется от 0,5-0,6 м на торфяниках до 3,5 м на песках; в среднем она составляет 1-2 м.

Таблица 2

Сумма осадков по сезонам 2002 г, по Томской области, мм

1.4.    Растительность

Общая площадь лесного фонда Томской области, по данным ГУПР по Томской области, составляет 28458,6 тыс. га (89 % всей территории области). Средняя лесистость этой территории определена на уровне 67,1. Распределение площадей лесов по породному составу (рис. 1) и возрастная структура (рис. 2) лесов составлены по данным учета лесной службы ГУПР по Томской области.

Общий запас древесины в области составляет 2609,0 млн. м3, в том числе спелых и перестойных — 1640,21 млн. м3 (62,8 %).

В 2002 г. зарегистрировано 135 лесных пожаров (произошло уменьшение количества лесных пожаров на 29 % по сравнению с 2001 г.). Лесная площадь, подверженная пожарам, составила 1,08 тыс. га (произошло сокращение на 40 %). Динамика лесных пожаров представлена в табл. 3 . Ежегодно лесными пожарами уничтожается 0,1—1,2 % расчетной лесосеки. Таким образом, пожары являлись основным фактором, влияющим на состояние древесных ресурсов, несмотря на то, что за рассмотренный период они нанесли определенный ущерб.

Таблица 3

Динамика лесных пожаров в Томской области

В целом по Томской области потребление древесины носит неистощающий характер: показатели потоков использования значительно ниже объемов устойчивого прироста.

      Леса Томской области оказывают значительное воздействие на состояние окружающей среды и играют огромную роль в системе использования природных ресурсов территории области, обеспечивая разнообразные потребности людей. Они служат не только сырьевой базой лесной и лесоперерабатывающей промышленности, но являются и одним из основных элементов рекреационного потенциала, средой обитания человека, регулируют и очищают водные стоки; эффективно предотвращают эрозию земель, сохраняют и повышают плодородие почв, наиболее полно сберегают генетическое разнообразие биосферы, обогащают атмосферу кислородом и предохраняют воздушный бассейн от загрязнения, в значительной степени формируют климат.

1.5.    Животный мир

Животный мир Томской области насчитывает около 2 тыс. видов. Из них 1,5 тыс. видов составляют различные группы беспозвоночных, один вид — круглоротые, 33 вида — рыбы, 6 видов — амфибии, 4 вида — рептилии, 326 видов — птицы и 62 вида — млекопитающие.

Обилие видового разнообразия во многом объясняется ландшафтно-экологическим обликом области. Из общей площади области (31439,1 тыс. га) 20022,4 относятся к лесным угодьям, 1365,3 — к полевым, 9146,6 тыс. га — к болотным; прочими угодьями занято 294,4 тыс. га (см. рис. 3) [по данным 18, 19].

Рис. 3. Соотношение различных угодий на территории Томской области

В связи с этим, в составе фауны области более половины всех животных обитают в лесах (или их производных), около трети всех видов тяготеют к водным и водно-болотым угодьям.

Среди птиц большинство составляют:

-       перелетные виды — 147,

-       оседло-кочевые — 48,

-       пролетные (пересекающие территорию области, но не размножающиеся в ее пределах) — 39

-       зимующие (появляющиеся только в зимний период) — четыре вида.

Значительным числом (62 вида) представлены залетные виды, пребывание которых на территории Томской области не закономерно. Основу популяции птиц области составляют 225 гнездящихся видов. Зимой численность птиц колеблется: в разные годы на территории области насчитывается от 30 до 60 видов, что зависит от наличия кормов (ягодных и семенных растений) и погодных условий. Орнитофауна Томской области по своему историческому происхождению имеет сибирско-европейской характер, со значительной долей участия транспалеарктических видов.

Охотничье-промысловые животные

Общий список охотничье-промысловых животных включает 28 видов млекопитающих и 38 видов птиц. Достаточно развита и популярна у населения охота на копытных, медведей, зайцев, на боровую и водоплавающую дичь и пушных зверей. В последние годы в угодьях Томской области все чаще встречаются дикие кабаны, группы и отдельные особи которых заходят из сопредельных районов Новосибирской области.

Добыча охотничье-промысловых животных ведется штатными охотниками и охотниками-любителями. Нормы изъятия (отстрела) устанавливаются согласно учетным данным по каждому из видов животных. Добыча лицензионных видов проводится согласно инструкции, утвержденной Главохотой РФ, и методических рекомендаций ЦНИГ Главохоты по согласованию с областными природоохранными органами и обществами охотников.

При незначительной плотности населения, охотничьи угодья Томской области достаточно обширны, разнообразны и составляют более 30 млн. га.

На основании данных охотуправления Томской [18] области, в целом наблюдается увеличение численности бурого медведя, выдры, соболя, бобра. Зарегистрирована относительная стабилизация численности волка, лисицы, рыси, росомахи, горностая, ондатры, зайца-беляка и белки. Наблюдалось снижение численности сибирской косули и лося. Численность водоплавающей и боровой дичи в Томской области находится на стабильно высоком уровне.

По данным охотуправления Томской области, ежегодно изымается менее 15 % численности охотничье-промысловых животных, но на локальных территориях возможно уменьшение популяций животных за счет перепромысла и трансформации среды обитания в процессе хозяйственной деятельности.

Рыбные ресурсы

Общий рыбохозяйственный фонд Томской области составляет около 500 тыс. га (1,6 % всего земельного фонда) и включает речную систему, пойменные и материковые озера, а также несколько сотен гектаров прудов. Среди этих разнообразных типов водоемов наибольшее значение в формировании рыбных запасов имеет р. Обь и ее пойменные озера, а также нижние участки крупных притоков (рек Томь, Чулым, Кеть, Васюган, Тым).

В последние годы естественные условия водоемов Томской области в целом благоприятны для формирования запасов озерно-речных рыб, составляющих основу рыбного промысла. Общие промысловые запасы находятся примерно на одном уровне, однако состояние запасов отдельных видов рыб в значительной степени колеблется в связи с достижением промысловых размеров поколений рыб различной «урожайности», а численность каждого поколения зависит главным образом от гидрологического и температурного режимов в период нереста, развития икры и личинок.

В Томской области запасы плотвы, ельца, карася, окуня и налима стабильны, промысловые запасы щуки и леща в течение двух последних лет находятся на высоком уровне. Основные запасы полупроходных рыб (нельма, муксун и пелядь) интенсивно осваиваются в Тюменской области и ее национальных округах. На долю Томской области приходится всего 4—6 % величины общего промыслового изъятия этих рыб. Из местных видов рыб особо ценной является стерлядь, но доля ее в общих промысловых уловах невелика (около 0,3 %).

За последние четыре года промысловые запасы щуки увеличились в 1,3 раза, язя — в 2 раза, ельца — в 1,5 раза. Последнее десятилетие характеризуется резким ростом численности леща. В Чулыме он стал доминирующим видом, причем его доля в общей ихтиомассе значительно превзошла численность других, ранее доминирующих видов рыб (язя, щуки, плотвы, окуня). Его годовые уловы на севере Томской области в последние годы составляют в среднем 100 т, при этом промысловые запасы используются всего на 25—50 %. По-прежнему очень низка численность муксуна, поднимающегося на нерест.

Один из полупроходных видов рыб Оби (осетр), в связи с катастрофическим состоянием запасов, уже внесен в Красную Книгу Российской Федерации.

1.6.    Особо охраняемые территории

Особо охраняемые природные территории (ООПТ), вместе с другими элементами природных комплексов, обеспечивают экологическое равновесие в регионе и решение экологических, социальных, культурно-просветительных задач, связанных с взаимодействием природы и общества и рациональным использованием ресурсов.

Площадь, занятая ООПТ Томской области, составляет около 1422,5 тыс. га (4,8 % площади области). На рисунке 4 представлены существующие Государственные природные заказники на территории Томской области [10]

В области существуют несколько категорий ООПТ:

-       государственные природные заказники: 18 объектов — 1390,3 тыс. га. Это — основная категория ООПТ, решающая задачи сохранения или восстановления природных комплексов и поддержания экологического баланса на региональном уровне. Они представляют собой важнейшие территории с целостными экосистемами, типичными или интразональными ландшафтами и имеют особое значение для сохранения

Рис. 4. Государственные природные заказники на территории Томской области

регионального биоразнообразия. Основными задачами заказников являются сохранение наименее освоенных участков, находящихся под угрозой антропогенной трансформации, и охрана ключевых местообитаний редких и исчезающих видов животных, и, прежде всего, занесенных в Красные книги Российской Федерации и области, а так же охотничье-промысловых животных. Самым обширным в Томской области является ландшафтный заказник Поль-То, который находится в Каргасокском районе. Его площадь составляет 775,8 тыс. га. Заказник создан в 1993 г. сроком на 10 лет.

-       государственные памятники природы — широко распространенный с начала XX в. тип охраняемых природных территорий. Памятники природы — уникальные, невосполнимые, имеющие экологическую, культурную и эстетическую ценность, природные комплексы и объекты, как естественного, так и искусственного происхождения. Памятниками природы могут стать самые разнообразные объекты природы. Например, в Томской области в их числе — обнажение горных пород, участки реликтовых видов древесных пород, родники, месторождения лечебных грязей, поселения муравьев и т. д.

На территории Томской области находятся 145 памятников природы (см. табл. 4).

Таблица 4

Памятники природы Томской области

-       Сибирский ботанический сад ТГУ — это территория площадью 0,128 тыс. га, на которой сохраняются искусственно созданные в целях обогащения растительного мира специальные коллекции растений, а также осуществляется научная, учебная и просветительная деятельность. На территории ботанических садов запрещается всякая деятельность, влекущая за собой нарушение сохранности флористических объектов. Сибирский ботанический сад ТГУ, основанный в 1885 г. П. Н. Крыловым, охраняется законом. Это первый ботанический сад азиатской части СССР. В настоящее время Сибирский ботанический сад — самый известный ботанико-интродукционный центр, располагающий богатейшими растительными фондами. Здесь имеется уникальный оранжерейно-тепличный комплекс с фондом тропических и субтропических растений более 2 тыс. видов. Ботанический сад служит базой для научно-исследовательских работ.

-       ООПТ рекреационного назначения — 1,15 тыс. га.

На юге Томской, на севере Новосибирской и северо-востоке Омской областей находится уникальное по своим размерам и составу Большое Васюганское болото, которое является самым крупным болотом в мире (около 5 млн. га). Оно является областью формирования водосборов гидросети бассейнов рек Оби и Иртыша, выполняет водорегулирующую функцию в ландшафтной системе, является стратегическим источником и хранилищем чистой пресной воды и огромным природным фильтром-поглотителем пыли и разного рода химических загрязнителей атмосферы. В настоящее время ведется работа по образованию в восточной части Большого Васюганского болота государственного межрегионального ландшафтного заказника федерального значения с целью придания этой территории международного статуса.

1.7.    Выбор оптимального варианта трассы

Естественно предположить, что трасса должна проходить так, чтобы наносить наименьший вред окружающей среде. Трасса не может проходить по особо охраняемым территориям. Прокладывать трассу нужно с наименьшими потерями лесных ресурсов (особенно ценных пород древесины и местах с большой численностью животных). Желательно, что бы трасса содержала минимум переходов через водные объекты.

Экологическое предпочтение тому или иному варианту прохождения трассы определяется из рассмотрения наиболее важных экологических и экономических критериев:

-             Экологические критерии с точки зрения снижения уровней воздействий

§        на атмосферный воздух (химического характера),

§        на водную среду,

§        на атмосферный воздух (акустического характера),

§        на растительный мир,

§        на животный мир,

§        на почвы.

-             Экономические критерии:

§        минимизация приведенных суммарных затрат,

§        инвестиционная привлекательность придорожных территорий,

§        развитие корреспонденций между объектами хозяйственной деятельности,

§        минимизация изъятия используемых земель и сноса сооружений.

2.     Влияние строительства автомобильной дороги на окружающую среду

2.1.    Загрязнение воздуха выхлопными газами 

Процесс загрязнения

Среди всех видов транспорта автомобильный наносит наибольший ущерб окружающей среде.

На сегодняшний день российское автомобилестроение отстает в техническом отношении от мирового уровня. В серийном производстве находятся автомобили, которые проектировались 20-30 лет назад. Технологический уровень производства не позволяет достичь требуемой точности сборки и обработки деталей. Свой вклад в загрязнение ОС вносит низкое качество топлива: около 70% - этилированного бензина.

Основными источниками загрязнения воздушной среды автомобилей являются отработавшие газы ДВС, картерные газы, топливные испарения.

Двигатель внутреннего сгорания – это тепловой двигатель, в котором химическая энергия топлива преобразуется в механическую работу. По виду применяемого топлива ДВС подразделяют на двигатели, работающие на бензине, газе и дизельном топливе. По способу воспламенения горючие смеси ДВС бывают с воспламенением от сжатия (дизели) и с воспламенением от искровой свечи зажигания.

Дизельное топливо представляет собой смесь углеводородов нефти с температурами кипения от 200 до 3500С. Дизельное топливо должно иметь определенную вязкость и самовоспламеняемость, быть химически стабильным, при сгорании иметь минимальную дымность и токсичность. Для улучшения этих свойств в топлива вводят присадки, антидымные или многофункциональные.  

Загрязняющие вещества

Отходящие газы двигателей содержат сложную смесь, из более чем двухсот компонентов, среди которых немало канцерогенов (приложение, таблица 1). Основным  параметром, влияющим на интенсивность загрязнения окружающей среды  является тип двигателя автомобиля. В таблице 5 указаны виды выбросов загрязняющих веществ от различных типов двигателей автомобилей.

Таблица 5

Основные виды выбросов загрязняющих веществ от различных типов двигателей автомобилей.

Образование токсичных веществ – продуктов неполного сгорания и окислов азота в цилиндре двигателя в процессе сгорания происходит принципиально различными путями. Первая группа токсичных веществ связана с химическими реакциями окисления топлива, протекающими как в предпламенный период, так и в процессе сгорания – расширения. Вторая группа токсичных веществ образуется при соединении азота и избыточного кислорода в продуктах сгорания. Реакция образования окислов азота носит термический характер и не связана непосредственно с реакциями окисления топлива.

К основным токсичным выбросам автомобиля относятся: отработавшие газы (ОГ), картерные газы и топливные испарения. Отработавшие газы, выбрасываемые двигателем, содержат окись углерода (СО), углеводороды (СХHY), окислы азота (NOX), бенз(а)пирен, альдегиды и сажу. Картерные газы – это смесь части отработавших газов, проникшей через неплотности поршневых колец в картер двигателя, с парами моторного масла. Топливные испарения поступают в окружающую среду из системы питания двигателя: стыков, шлангов и т.д. Распределение основных компонентов выбросов у карбюраторного двигателя следующее: отработавшие газы содержат 95% СО, 55% СХHY и 98% NOX, картерные газы по – 5% СХHY, 2% NOX, а топливные испарения – до 40% СХHY. Основными токсичными веществами – продуктами неполного сгорания являются сажа, окись углерода, углеводороды, альдегиды.

Страницы: 1, 2