Экологический аспект строительства и эксплуатации автомобильной дороги

Экологический аспект строительства и эксплуатации автомобильной дороги

Количество загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу, зависит от целого ряда факторов. На выбросы оксида углерода значительное влияние оказывает рельеф дороги и режим движения автомаши­ны. Так, например, при ускорении и торможении в отработавших газах увели­чивается содержание оксида углерода почти в 8 раз. Минимальное количество оксида углерода выделяется при равномерной скорости автомобиля 60 км/ч. Выбросы оксидов азота максимальны при отношении воздух - топливо 16:1.

Таким образом, значения выбросов вредных веществ в отработавших га­зах автотранспорта зависят от целого ряда факторов: отношения в смеси возду­ха и топлива, режимов движения автотранспорта, рельефа и качества дорог, технического состояния автотранспорта и др. Состав и объёмы выбросов зави­сят также от типа двигателя. Выбросы основных загрязняющих ве­ществ значительно ниже в дизельных двигателях. Поэтому принято считать их более экологически чистыми. Однако дизельные двигатели отличаются повышенными выбросами сажи, образующейся вследствие перегрузки топлива. Сажа насыще­на канцерогенными углеводородами и микроэлементами; их выбросы в атмо­сферу недопустимы.

Воздействие на человека

В связи с тем, что отработавшие газы автомобилей поступают в нижний слой атмосферы, а процесс их рассеяния значительно отличается от процесса рассеяния высоких стационарных источников, вредные вещества находятся практически в зоне дыхания человека. Поэтому автомобильный транспорт сле­дует отнести к категории наиболее опасных источников загрязнения атмосфер­ного воздуха вблизи автомагистралей.

Вредные токсичные выбросы можно разделить на регламентированные и нерегламентированные. Они действуют на организм человека по-разному. Вредные токсичные выбросы: СО, NOX, CXHY, RXCHO, SO2, сажа, дым.

Угарный газ и окислы азота, столь интенсивно выделяемые на первый взгляд невинным голубоватым дымком глушителя автомобиля – вот одна из основных причин головных болей, усталости, немотивированного раздражения, низкой трудоспособности. Сернистый газ способен воздействовать на генетический аппарат, способствуя бесплодию и врожденным уродствам, а все вместе эти факторы ведут к стрессам, нервным проявлениям, стремлению к уединению, безразличию к самым близким людям. В больших городах также более широко распространены заболевания органов кровообращения и дыхания, инфаркты, гипертония и новообразования. По расчетам специалистов, «вклад» автомобильного транспорта в атмосферу составляет до 90% по окиси углерода и 70% по окиси азота.

Чувствительность населения к действию загрязнения атмосферы зависит от большого числа факторов, в том числе от возраста, пола, общего состояния здоровья, питания, температуры и влажности и т.д. Лица пожилого возраста, дети, больные, курильщики, страдающие хроническим бронхитом, коронарной недостаточностью, астмой, являются более уязвимыми.

Свинцовое загрязнение

Главным загрязнителем атмосферного воздуха свинцом в Российской Федерации в настоящее время является автотранспорт, использующий этилированный бензин: от 70 до 87 % общей эмиссии свинца по различным оценкам [7]. Оксиды свинца возникают в ОГ карбюраторных двигателей, когда используется этилированный бензин, чтобы увеличить октановое число для уменьшения детонации. При сжигании одной тонны этилированного бензина в атмосферу вы­брасывается приблизительно 0,5-0,85 кг оксидов свинца [4].

Радикальный метод борьбы с загрязнением окружающей среды свинцом выбросами автомобильного транспорта - отказ от использования этилированных бензинов.

Оксиды свинца накапливаются в организме человека, попадая в него через животную и растительную пищу. Свинец и его соединения относятся к классу высокотоксичных веществ, способных причинить ощутимый вред здоровью человека. Свинец влияет на нервную систему, что приводит к снижению интеллекта, а также вызывает изменения физической активности, координации, слуха, воздействует на сердечно-сосудистую систему, приводя к заболеваниям сердца. Свинцовое отравление (сатурнизм) занимает первое место среди профессиональных интоксикаций.

Содержание свинца в растениях, которые растут около дорог, зависит от расстояния растения до дороги. Норма РЬ в Европе – 10 мг РЬ в 1 кг травы.

Распространение и трансформация автомобильных выбросов

Автомобильные выбросы распространяются и трансформируются в атмосфере по определенным закономерностям. Так, твердые частицы размером более 0,1 мм оседают на подстилающих поверхностях в основном из-за действия гравитационных сил.

Частицы, размер которых менее 0,1 мм, a также газовые примеси в виде CO, СХНУ, NOX, SOX распространяются в атмосфере под воздействием процессов диффузии. Они вступают в процессы физико-химического взаимодействия между собой и с компонентами атмосферы, и их действие проявляется на локальных территориях в пределах определенных регионов.

В этом случае рассеивание примесей в атмосфере является неотъемлемой частью процесса загрязнения и зависит от многих факторов.

Компоненты вредных выбросов с повышенной реакционной способностью, попадая в свободную атмосферу, взаимодействуют между собой и компонентами атмосферного воздуха. При этом различают физическое, химическое и фотохимическое взаимодействия.

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

В свободной атмосфере сернистый газ (SО2) через некоторое время окисляется до сернистого ангидрида (SОз) или вступает во взаимодействие с другими соединениями, в частности углеводородами. Окисление сернистого ангидрида в серный происходит в свободной атмосфере при фотохимических и каталитических реакциях. В обоих случаях конечным продуктом является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде.

B сухом воздухе окисление сернистого газа происходит крайне медленно. В темноте окисления SO2 не наблюдается. При наличии в воздухе оксидов азота скорость окисления сернистого ангидрида увеличивается независимо от влажности воздуха.

Сероводород и сероуглерод при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаются в свободной атмосфере медленному окислению до серного ангидрида. Сернистый ангидрид может адсорбироваться на поверхности твердых частиц из окислов металлов, гидрооксидов или карбонатов и окисляться до сульфата.

Соединения азота, поступающие в атмосферу от объектов АТК, представлены в основном NO и NO2.  Выделяемый в атмосферу моноксид азота под воздействием солнечного света интенсивно окисляется атмосферным кислородом до диоксида азота. Кинетика дальнейших превращений диоксида азота определяется его способностью поглощать ультрафиолетовые лучи и диссоциировать на моноксид азота и атомарный кислород в процессах фотохимического смога.  

Фотохимический смог – это комплексная смесь, образующаяся при воздействии солнечного света из двух основных компонентов выбросов автомобильных двигателей - NO и углеводородных соединений.  Другие вещества (SO2), твердые частицы также могут участвовать в смоге, но не являются основными носителями высокого уровня окислительной активности, характерной для смога.

Формирование смога и образование оксиданта обычно останавливается при прекращении солнечной радиации в темное время суток и дисперсии реагентов и продуктов реакции.

Выводы

Загрязнители воздуха, непосредственно продуцируемые автомобилями, такие как окись углерода, оксиды азота, углеводороды или свинец, главным образом накапливаются по соседству с источниками загрязнения, т.е. вдоль шоссейных дорог, улиц, в тоннелях, на перекрестках и пр. Часть загрязнителей транспортируется на большие расстояния от места эмиссии, трансформируется в процессе переноса. Двуокись углерода и другие газы, например, обладающие парниковым эффектом, распространяются на всю атмосферу, вызывая глобальные геоэкологические воздействия.

2.2.    Загрязнение почв и водной среды горюче-смазочными материалами

В поверхностные водоёмы со сточными водами автотранспортного комплекса и от ливневой канализации поступают, в основном, нефтепродукты и взвешенные вещества. В поверхностных стоках с проезжей части автомобильных дорог содержатся, кроме взвешенных частиц и нефтепродуктов, тяжёлые металлы (свинец, кадмий и др.) и хлориды, которые в зимний период применяются для борьбы с гололёдом. В среднем годовой сброс хлоридов за пределы дорог со стоками и снегом составляет около 500 тыс. т. кроме того, в окружающую среду поступает ежегодно около 35 тыс. т сажевых частиц в результате истирания автомобильных шин на дорогах [12].

Загрязнение воздуха ухудшает качество среды обитания всего населения придорожных территорий и контрольные санитарные и природоохранные органы обоснованно обращают на него первооче­редное внимание. Однако распространение вредных газов имеет все же кратковременный характер и с уменьшением или прекращением движения также снижается. Все виды загрязнения воздуха через срав­нительно короткое время переходят в более безопасные формы.

Загрязнение поверхности земли транспортными и дорожны­ми выбросами накапливается постепенно, в зависимости от числа проходов транспортных средств и сохраняется очень долго даже после ликвидации дороги. Для будущего поколения транс­портное загрязнение почвы останется тяжелым наследством про­шлого. Не исключено, что при ликвидации построенных нами дорог загрязненную неокислившимися металлами почву придется убирать с поверхности.

Накапливающиеся в почве химические элементы, особенно металлы, охотно усваиваются растениями и через них по пищевой цепи переходят в организм животных и человека. Часть их рас­творяется и выносится стоковыми водами, попадает затем в реки, водоемы и уже через питьевую воду также может оказаться в ор­ганизме человека. Действующие нормативные документы требуют пока сбора и очистки стоков только в городах и водоохранных зонах. Учет транспортного загрязнения почвы и водоемов на тер­ритории прилегающей к дороге, необходим при проектировании дорог 1 и 2 экологического класса для оценки состава загрязнения почвы сельско-хозяйственных и селитебных земель, а также для проектирования очистки дорожных стоков.

Наиболее распространенным и токсичным транспортным за­грязнителем, считается свинец. Он относится к распространенным элементам: его среднемировой кларк (фоновое содержание) в поч­ве считается 10 мг/кг. Примерно такого же уровня достигает содержание свинца в растениях (на сухую массу). Общесанитарный показатель ПДК свинца в почве с учетом фона - 32 мг/кг.

По некоторым данным содержание свинца на поверхности почвы на краю полосы отвода обычно составляет до 1000 мг/кг, но в пыли городских улиц с очень большим движением может быть в 5 раз больше. Большинство растений легко переносят по­вышенное содержание в почве тяжелых металлов, только при со­держании свинца более 3000 мг/кг возникает заметное угнетение. Для животных опасность вызывает уже 150 мг/кг свинца в пище.

В США в конце 70-х годов были опубликованы данные иссле­дований, свидетельствующие, что в каждом погонном метре защит­ной полосы шириной 100 м дороги с интенсивностью движения 90 тыс. авт./сут за 10 лет эксплуатации аккумулировалось 3 кг свинца [29]. Это послужило действенным аргументом в пользу ограничения при­менения свинцовых добавок. По данным, полученным в Голландии, при общем фоновом содержании свинца в траве 5 мг/кг сухого веса, на обочинах его оказалось в 40 раз, а на разделительной полосе - в 100 раз больше [31]. Эти данные дали основание запретить использова­ние дня фуража травы в полосе 150 м от автомагистралей.

Согласно выполненных латвийскими учеными замеров кон­центрация металлов в почве на глубине 5-10 см вдвое меньше, чем в поверхностном слое до 5 см. Наибольшее количество отложений обнаружено на расстоянии 7-15 м от края проезжей части. Уста­новлено, что через 25 м концентрация снижается примерно вдвое и через 100 м приближается к фоновой [12]. Учитывая, однако, что до половины свинцовых частиц не выпадает сразу на землю, разно­сится с аэрозолями, выбросы свинца, хоть и в меньшей концен­трации, могут откладываться на больших расстояниях от дороги.

По данным ряда наблюдений из общего количества выбросов твердых частиц, включая металлы, примерно 25 % остается до смыва на проезжей части, 75 % распределяется на поверхности прилегающей территории, включая обочины. В зависимости от конструктивного профиля и площади покрытия в сточные дожде­вые или смывные воды попадает от 25 % до 50 % твердых частиц [12].

В странах с высоким уровнем автомобилизации озабочен­ность вызывает загрязнение придорожной полосы остатками ава­рий, выброшенными старыми автомобилями. Только во Франции их число в 70-х годах достигало 1-1,5 млн. в год. Наряду с уборкой придорожной полосы за счет эксплуатационного финансирования установлены высокие штрафы за покинутый автомобиль. Очень жестко наказывается и выбрасывание на дорогах банок, бутылок и другого мусора. Конечно, результа­тивность борьбы с загрязнением придорожных земель пользова­телями дороги зависит от общего порядка и качества содержания. Известно, например, что в США средние по штатам расходы на уборку дорог от мусора достигают 1 млн. долларов в год.

Загрязнение водных объектов

Загрязнение водных объектов происходит вследствие попа­дания транспортных выбросов на поверхность земли в бассейнах стока, в подземные воды и непосредственно в открытые водоемы. Из распространенных выбросов наи­большее беспокойство вызывает попадание в воду нефтепродук­тов. Первые признаки в виде отдельных цветных пятен появляют­ся уже при разливе 4 мл/м2 (толщина пленки - 0,004-0,005 мм). При наличии 10- 50 мл/м2 пятна приобретают серебристый отблеск, а более 80 мл/м2 - яркие цветные полосы. Сплошная тусклая пленка возникает при разливе более 0,2 л/м2, а при 0,5л/м2 - она приобре­тает темный цвет [7].

2.3.    Предупреждение дорожной эрозии и оврагообразования

При решении задачи сбережения плодородия земель важнейшее значение имеет сохранение плодородного слоя почвы, который представляет собой сложную органоминеральную систему, требующую для своего существования определенных условий. На каждом гектаре почвенного слоя содержится более 1т бактериальной биомассы, обеспечивающей жизнедеятельность множества растительных и животных организмов и дающих около 99% продуктов питания человеку. Эти весьма ценные плодородные качества почв сравнительно легко и быстро уничтожаются в результате воздействия эрозии, различных механических повреждений, пестицидов, органических и других веществ. Процесс же восстановления плодородия почв очень сложен и длителен, например, чтобы воссоздать слой плодородной почвы толщиной 10 см требуется около 100 лет.

Снятие плодородного слоя почвы производится, как правило, в талом состоянии в теплый и сухой период года. В соответствии со СНиП 3.06.03-85 «Автомобильные дороги» плодородный слой почвы снимается как с территорий постоянного отвода, занимаемых дорожной конструкцией, искусственными сооружениями, так и с территорий, отводимых во временное пользование для размещения временных зданий и сооружений, карьеров и резервов, отвалов материалов и др. Плодородный слой почвы можно и не снимать с территорий, предназначенных для размещения временных зданий и сооружений, складов и отвалов материалов, подъездных путей, стоянок машин и механизмов и других территорий, если при этом приняты меры, предотвращающие его загрязнение горюче-смазочными материалами, смешивание с подстилающими грунтами и другими материалами и веществами.

При подготовке территории под земляное полотно с устройством притрассовых боковых резервов или без них плодородный слой почвы сдвигается в валы на границе полосы отвода. Объем валов определяется потребностью в природной почве для рекультивации притрассовых боковых резервов, а также для укрепления откосов земляного полотна. Остальная часть плодородной почвы вывозится и складируется в штабеля на специально отведенные для этого места. Отсюда она может использоваться для рекультивации сосредоточенных карьеров и резервов, территорий промышленных площадок, временных дорог и других территорий временного отвода, повышения плодородия малопродуктивных угодий и других сельскохозяйственных целей. Для проезда строительных транспортных и других машин и механизмов, а также для стока поверхностных вод в валах через 40-60 м устраивают разрезы шириной 4-6 м.

Валы плодородной почвы по границе полосы отвода создают особые неблагоприятные условия для сооружения впоследствии земляного полотна. При неправильном устройстве разрывов валы задерживают на подготовительной территории влагу, поступающую с атмосферными осадками. Это приводит к разрыву обнаженных осадочных пород, насыщению их влагой, что в дальнейшем может отрицательно повлиять на устойчивость земляного полотна и других элементов дорожной конструкции. Поэтому на основании имеющегося опыта строительства не следует устраивать задел при снятии плодородного слоя почвы, превышающей длину захватки по сооружению земляного полотна.

2.4.    Оценка ущерба лесным и охотничьим угодьям

Как теоретическое, так и натурное исследования переноса и рассеяния примесей, выбрасываемых потоком движущихся автомобилей и вносимых воздушным потоком в растительные массивы, представляют существенные сложности, обусловленные случайным характером появления автомобилей и нестационарностью процесса. В пространственной области рассматривается протяженный участок односторонней однорядной дороги. Предполагается, что скорости движения автомобилей по автотрассе одинаковы и постоянны.

Появление автомобилей в начале трассы является случайным и представляет собой простейший поток событий с постоянной интенсивностью. Трасса обдувается горизонтальным потоком воздуха, направленным перпендикулярно дороге; предполагается, что скорость воздушного потока постоянна и не зависит от расположения и характеристик автомобилей. Концентрация примеси в произвольной точке зависит от объема отработанных газов, выбрасываемых всеми автомобилями, одновременно находящимися на рассматриваемом участке и являющихся подвижными точечными источниками загрязнения с постоянной интенсивностью.

Основная часть воздушных масс обтекает препятствие в виде лесного массива, при этом внутрь леса попадает незначительная часть этого потока. Газообразная примесь, заносимая ветром вглубь леса, начинает дрейфовать со значительно меньшей скоростью, нежели в основном потоке. В результате лес начинает играть роль накопителя загрязняющего вещества, удерживающего его даже в том случае, когда внешний относительно чистый поток воздуха уносит все примеси из окружающего лес пространства. Смена направления ветра приводит к выносу накопленных примесей из леса, играющего теперь роль вторичного источника загрязнения.

Результаты расчетов показывают [8], что лес способен первоначально играть роль накопителя загрязняющего вещества, в дальнейшем превращающегося во вторичный источник загрязнения. Интенсивность такого вторичного источника загрязнения ниже, чем первоначального, однако продолжительность воздействия может быть значительной, в зависимости от размеров и характеристик леса, времени накопления примесных веществ при обдувании загрязненным потоком.

Как известно зеленые насаждения играют роль естественного фильтра. Они очищают воздух от вредных примесей. Более активными фильтрами являются деревья, устойчивые к загрязнению, с большой листовой поверхностью и большим объемом газопоглощения и осаждения пыли.

Наименее газоустойчивы растения, произрастающие на бедных кислых и влажных почвах. Так при поступлении в хвою сосны с воздухом небольшого количества промышленных газов, она не справляется с их переработкой и отравляется ими. В то же время, сосна крымская, которая привыкла к богатой известковой почве, справляется с переработкой вредных газов.

Оценка газоустойчивости растений производится по пятибалльной шкале (табл. 6):

1 – очень устойчивые

2 – устойчивые

3 – относительно устойчивые

4 – малоустойчивые

5 – неустойчивые

Таблица 6

Оценка газоустойчивости растений

2.5.    Предупреждение подтопления лесных массивов и водопропускные сооружения

Для определения расчетного расхода необходимо в процессе технических изысканий выполнить необходимые топографо-геодезические работы и обследования. Основными исходными данными являются план бассейна с характеристикой его площади, длины главного лога, среднего уклона лога, склонов. Кроме того необходимо установить характер поверхности бассейна: растительность, почвенный покров.

Бассейном называется участок местности, с которого вода во время выпадения дождей и снеготаяния стекает к проектируемому водопропускному сооружению. Для определения площади бассейна необходимо установить границы его на карте или на местности. Границей бассейна с одной стороны всегда является сама дорога, а с другой стороны — водораздельная линия, которая отделяет данный бассейн от соседних.

Расчет максимальных расходов ведется по ливневому стоку и стоку талых вод по формулам и методикам изложенных в специальной литературе. За расчетный принимается больший из них.

Малые водопропускные сооружения устраивают в местах пересечения автомобильной дороги с ручьями, оврагами, по которым стекает вода от дождей и талая вода. Количество водопропускных сооружений зависит от климатических условий и рельефа местности. Трубы и мосты должны обеспечивать пропуск воды без вреда для дороги и дорожных сооружений.

Большую часть водопропускных сооружений составляют трубы. Они не меняют условия движения автомобилей, не стесняют проезжую часть и обочины и не требуют изменения типа дорожного покрытия.

3.       Влияние эксплуатации автомобильной дороги на окружающую среду

3.1.    Оценка загрязнения водной среды

Водная среда загрязняется в основном нефтью и нефтепродуктами. ПДК нефти и нефтепродуктов 0,1-0,3 мг/л. Расчетная оценка водных загрязнений выполняется в сле­дующих случаях.

1.                    Для нахождения границ полосы непосредственных воздей­ствий - защитной полосы в водоохранных зонах и других местах, где требуется сбор и очистка стоков.

2.                    Для расчета сооружений сбора и очистки стока.

3.                    Для определения суммарной степени загрязнений поверх­ностных и    грунтовых вод.

Для расчета объемов водной части стока с выделенных площа­дей водосбора используется общепринятая методика расчета расхода незарегулированных водотоков с 95 % обеспеченностью по данным гидрометслужбы или по указаниям СНиП 2.01.14-83. Методика описана в Рекомендациях ГипроДорНИИ. Существенные трудности вызывает расчет количества смываемых стоками выбросов. Специальных комплексных исследований, кото­рые учитывали бы влияние и автомобильных и дорожных факторов, не проводилось, поэтому приходится принимать состав стоков по имеющимся справочным данным.

Для укрупненных расчетов по дорогам высокой интенсивно­сти движения рекомендовано принимать следующий состав за­грязнений (табл.7)

                                                                                                       Таблица 7

Состав загрязнений на дорогах высокой интенсивно­сти движения

3.2.    Оценка загрязнения воздушной среды

При загрязнении воздушной среды следует исходить из сложившейся ситуации, учитывая фоновые уровни загрязнения, существующие локальные источники загрязнения и перспективы их изменения на прогнозный период. На основе этих данных возможно проведение осмысленных оценок, позволяющих определить вклад нового объекта (в данном случае – автомобильной дороги) в загрязнение атмосферы, определение порядка выполнения необходимых природоохранных мероприятий. В связи с этим необходимо рассмотреть вопросы, связанные с фоновыми концентрациями загрязняющих веществ, с оценкой воздействия движения, и с общим воздействием при эксплуатации дороги, исходя из рассмотренных природно-климатических условий на прогнозный период.  

Оценка по концентрации оксида углерода

Загрязнение атмосферного воздуха отработавшими газами автомобилей удобно оценивать по концентрации окиси углерода, мг/м3.

Формула оценки концентрации углерода (Ксо) используется для расчетов в Киевском и Харьковском автомобильно-дорожных институтах (Бегма и др., 1984; Шаповалов, 1990).

Ксо = (0,5+0,01N х Кт)х Ка х Ку х Кс х Кв х Кп

где 0,5 - фоновое загрязнение атмосферного воздуха не транспортного происхождения, мг/м3;

N - суммарная интенсивность движения автомобилей на городской дороге, автомобилей в час;

Кт - коэфициент токсичности автомобилей по выбросам в атмосферный воздух СО. Коэфициент токсичности автомобилей определяется как средневзвешенный для потока автомобилей по формуле:

Кт =   Рi Кп,

Рi - состав движения в долях единиц. Значение Кп определяется по таблице;

Ка - коэфициент, учитывающий аэрацию местности берется из таблицы 9;

Ку - коэффициент, учитывающий изменение загрязнения атмосферного воздуха СО в зависимости от величины продольного уклона определяется по таблице 10;

Кс - коэфициент, учитывающий изменение концентрации углерода в зависимости от скорости ветра определяется по таблице 11;

Кв - коэфициент относительной влажности воздуха определяется по таблице 12;

Кп - коэфициент увеличения загрязнения атмосферного воздуха СО у пересечений, определяется по таблице 8, 13.

Таблица 8

Значение коэффициента Кп

Таблица 9

Значение коэффициента Ка

Таблица 10

Значение коэффициента Ку

Таблица 11

Коэфициент изменения концентрации СО в зависимости от скорости ветра Кс

Таблица 12

Значение коэфициента Кв определяющего изменение концентрации СО в зависимости от относительной влажности воздуха

Таблица 13

Коэфициент увеличения загрязнения воздуха СО у пересечений

3.3.    Оценка загрязнения почв

Наибольшее загрязняющее воздействие на почву во время эксплуатации автомобильной дороги оказывает свинец. Свинец оседает на придорожной полосе при работе двигателей, заправленных этилированным бензином. Считается, что около 20% общего количества свинца разносится с газами в виде аэрозолей, 80% выпадает в виде твердых частиц размером до 25 мкм и водорастворимых соединений на землю. Опасность таких выбросов заключается в том, что свинец накапливается в почве на глубине пахотного слоя или на глубине фильтрации воды атмосферных осадков. Далее накопление свинца может происходить при передаче его по трофическим цепям, что может представлять угрозу состоянию экосистем, а также здоровью человека при потреблении продуктов питания.

Предельно допустимая концентрация соединений свинца в почве по общесанитарному показателю составляет 32 мг/кг.

В крупнейших городах России запрещено применение этилированного бензина. Как известно, в настоящее время в стране производится не более 40% этилированных бензинов. Учитывая эти обстоятельства, далее для расчетов принимается экспертная оценка, согласно которой на рассматриваемом участке доля автомобилей, использующих этилированный бензин, не превышает величины 10%.

При выполнении оценки загрязнения почв свинцом учитывается, что прогнозный период накопления свинца в почве составляет 20 лет. Расчет выбросов свинца и его соединений проведен по методике, предложенной в [13].

Мощность эмиссии свинца при данной среднесуточной интенсивности движения автомобилей определяется формулой [1]:

                                           Рэ =Кп×Ко×mp×Кт×S(Gi×Pi×Ni)                            (1)

где  Pэ –  измеряется в мг/м в сутки,

 Кп = 0,74 – коэффициент пересчета единиц измерения,

 mp –  коэффициент, учитывающий дорожные и автотранспортные  условия,

 Ко = 0,8 – коэффициент, учитывающий оседание свинца в системе

                выпуска отработавших газов,

КТ = 0,8 – коэффициент, учитывающий долю выбрасываемого свинца в

                  виде твердых частиц в общем объеме выбросов,

Gi  – средний эксплуатационный расход топлива для соответствующей

                  марки автомобиля,

Ni  –  среднесуточная интенсивность движения автомобилей

                 соответствующей  марки,

Pi –  содержание добавки свинца в топливе, применяемом на автомобиле

                    рассматриваемого типа.

Уровень загрязнения свинцом поверхностного слоя почвы на различных расстояниях от проезжей части определяется по формуле:

                                                      Рс = Рп/(h×r),                                       (2)

где  Рс – уровень загрязнения почвы свинцом, мг/кг,

        h – толщина почвенного слоя (в метрах), в котором располагаются 

              выбросы  свинца, для пахотных земель принимается 0,2 м,

        r - плотность почвы,

    Рп – отложение свинца на поверхности земли (мг/м3), определяемое по формуле:

                                                   Рп = 0,4К1UvTpPэ,                                    (3)

где К1 – коэффициент, учитывающий расстояние от проезжей части

Uv – коэффициент, зависящий от силы и направления ветров, принимается равным отношению площади розы ветров со стороны дороги, противоположной рассматриваемой зоне к общей площади,

Tp – расчетный срок эксплуатации дороги в сутках, принимается равным 7300 суток, что соответствует 20-летнему прогнозному сроку,

Pэ – мощность эмиссии свинца.

Заключение и выводы

            В настоящее время Правительством РФ, Минтрансом РФ, Госкомприродой России,  Российскими транспортными инспекциями, Правительством г. Москвы  и др. организациями уделяется внимание и контроль за соблюдением экологических требований при эксплуатации транспортных средств и экологической обстановкой регионов. Утверждены Законы РФ «Об охране окружающей природной среды» и «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения».

         На основании этих Законов утверждаются  Временные экологические требования при эксплуатации автотранспортных средств, утверждается задание по оснащению автотранспорта и спецтехники на автомобильном шасси каталитическими нейтрализаторами и иными техническими устройствами снижения токсичности отработанных газов.

         Правительством г. Москвы издан Закон Об ответственности за реализацию моторного топлива, не соответствующего экологическим требованиям. В соответствии с этим Законом за несоблюдение  экологических требований к реализации моторного топлива на нарушителей возлагается штраф, приостанавливается и аннулируется лицензия.

Несмотря на проведение различных мероприятий, как мы увидели в ходе работы, автомобильный транспорт и дорожно-строительная техника продолжают оставаться наиболее крупным источником негативного воздействия на окружающую среду. Воздействию подвергаются все без исключения компоненты окружающей среды. При этом наибольшее и наиболее опасное загрязнение – атмосферное. Опасно оно потому, что воздух необходим нам, от его качества зависит наша жизнь и здоровье. К тому же воздух связан со всеми остальными компонентами окружающей среды.

Таким образом, можно сделать следующие выводы о воздействии строительства и эксплуатации автодороги в Томской области на компоненты окружающей среды:

-       Воздействие на атмосферный воздух. Основными ингредиентами выхлопных газов являются диоксид азота и оксид углерода. Величина эмиссии зависит от конкретных параметров дорожного движения - скорости потока, продольного профиля дороги, интенсивности и состава транспортного потока и т. п. Так как наибольшая ширина распространения загрязнений присуща оксиду углерода, то в качестве оценки можно опираться именно на его эмиссию.

-       Воздействие на водную среду. Оценка воздействия на водную среду производится с учетом следующих факторов:  пересечение водотоков, изменение режима питания (поверхностного стока), особенности створа реки в месте строительства моста, воздействие на реку при строительстве моста (влияние строительства моста на русловые процессы и мутность речных вод), вклад в загрязнение водных объектов от поверхностного (ливневого) стока с дороги.

-       Воздействие на растительный мир. При оценке этого критерия в рассмотрение нужно принимать следующие факторы: вырубка лесов под отвод дороги, уничтожение редких пород деревьев, кустарников и т.д., воздействие загрязняющих веществ на растительность, гибель деревьев от заболачивания территории, вызванного строительством дороги.

-       Воздействие на животный мир. Основными факторами воздействия автомобильной дороги на животный мир являются: нарушение условий обитания (животных), нарушение путей миграций животных, нарушение мест гнездования, гибель в результате столкновения с автотранспортом, пересечение дорогой заказников.

-       Воздействие на почвы. При работе двигателей автомобилей в воздух с газообразными компонентами попадают аэрозольные и пылевидные частицы, среди которых, прежде всего, соединения свинца, а так же углерода (сажи) составляют основную долю.
При оценке воздействия на почвы далее учитывается влияние на качество почв выбросов свинца, осевших в придорожной полосе.

Список литературы

1.     Адам А. М. Природные ресурсы и экологическая безопасность Западной Сибири. - М.: НИА-Природа, 2001.—172 с.

2.     Аксенов И.Я. Аксенов В. И.  Транспорт и охрана окружающей среды. – М.: Транспорт, 1986. – 176с.

3.     Амбарцумян В.В, Носов В.Б. Экологическая безопасность автомобильного транспорта.  – М.: Научтехлитиздат, 1999г.

4.     Ахметов Л. А., Корнев Е. В., Автомобильный транспорт и охрана окружающей среды. – Ташкент: Мехнат, 1990 г.

5.     Бобровников Н. А. Защита окружающей среды от пыли на транспорте. – М.: Транспорт, 1984 г.

6.     География Томской области / Под ред. А. А. Земцова. Томск: Изд-во ТГУ, 1988.—246 с.

7.     Голубев И. Р., Новиков Ю. В. Окружающая среда и транспорт. – М.: Транспорт,  1987 г.

8.     Евгеньев И. Е., Савин В. В. Защита природной среды при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог. – М.: Транспорт,1989г.

9.     Евгеньев И.Е., Каримов Б.Р. Автомобильные дороги и окружающая среда. – М., 1997г.

10. Евсеева Н. С. География Томской области. Природные условия и ресурсы. Томск: Изд-во Томского ун-та, 2001.—223 с.

11. Защита окружающей среды при транспортных процессах/ Под ред. В. Г. Ененкова. – М.: Транспорт, 1984 г.

12. Луканин В.Н., Буслаев А.П., Трофименко Ю.В и др. Автотранспортные потоки и окружающая среда: Учебное пособие для вузов. М.: ИНФРА-М, 1998 – 408 с.

13. Методика определения выбросов автотранспорта для проведения сводных расчетов загрязнения городов (Утверждена приказом Госкомэкологии России № 66 от 16 февраля 1999 г.). – СПб.: НИИ Атмосфера. –16 с.

14. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий (ОНД – 86). – Л. Гидрометеоиздат. – 1987.

15. Морозова Т.Г. Новая география Сибири. – М.: 1972

16. Недоступенко Г. А. Экономическая география России и государств СНГ.
Обнинск, 1995.

17. Осипова А.В. Сибирь и Дальний Восток. – М.: 1960

18. Особо охраняемые природные территории Томской области / А. М. Адам, Т. В. Ревушкина, О. Г. Нехорошев, А. С. Бабенко.—Томск: Изд-во НТЛ, 2001.—252 с.

19. Охрана окружающей среды, лесное хозяйство и природные ресурсы Томской области (1992-2001гг.): статистический сборник. Томск: Томскоблгоскомстат, 2002.—50 с.

20. Охрана окружающей среды, лесное хозяйство и природные ресурсы Томской области: статистический сборник: 2000-2004 гг. Томск: Томскоблкомстат, 2005.—35 с.

21. Природные ресурсы Томской области / Под ред. И. М. Гаджиева, А. А. Земцова.—Новосибирск: Наука, 1991.—175 с.

22. Природокомплекс Томской области / ТГУ.  Т.1: Геология и экология.—1995.—296 с.

23. Природокомплекс Томской области / ТГУ. Т.2: Биологические и водные ресурсы.—1995.—220 с.

24. Проектирование автомобильных дорог. Сборник научных трудов. – М.: МАДИ, 1999. Под. Ред. П.И. Поспелова, Ю.М. Ситникова, В.И. Пуркина.

25. Протасов В.Ф., Молчанов А.В. Экология, здоровье и природопользование в России. – М.: Финансы и статистика, 1995г.

26. Рекомендации по учету требований по охране окружающей среды при проектировании автомобильных дорог и мостовых переходов. (Согласованы с Министерством охраны окружающей среды и природных ресурсов РФ 19.06.1995 №03-19/АА). М. 1995. –124 с.

27. Советский Союз. Географическое описание. Российская Федерация. Западная Сибирь. – М.: 1984

28. Состояние окружающей среды Томской области в 2003 году: экологический мониторинг.—Томск: Дельтаплан, 2004.—204 с.

29. Экологическая безопасность транспортных потоков – М.: Транспорт, 1990г. – 127 с.

30. Экологические проблемы развития автомобильного транспорта. – М., 1997

31. Экологическое состояние, использование природных ресурсов, охрана окружающей среды Томской области в 1995 году. Обзор. Государственный комитет экологии и природных ресурсов. - Томск, 1996. – 178 с.  

Приложение.

Таблица 1.

Качественный состав отработавших газов автомобилей.

продолжение таблицы 1

Страницы: 1, 2