Содержание
Введение. 3
1. Характеристика природно-климатических условий участкадороги. 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 вариантатрассы… 17
2. Влияние строительства автомобильной дороги наокружающую среду. 19
2.1. Загрязнение воздуха выхлопнымигазами. 19
2.2. Загрязнение почв и воднойсреды горюче-смазочными материалами. 25
2.3. Предупреждение дорожной эрозии иоврагообразования. 28
2.4. Оценка ущерба лесным и охотничьимугодьям. 30
2.5. Предупреждение подтопления лесныхмассивов и водопропускные сооружения. 32
3. Влияние эксплуатации автомобильной дороги наокружающую среду. 34
3.1. Оценка загрязнения водной среды… 34
3.2. Оценка загрязнения воздушнойсреды… 35
3.3. Оценка загрязнения почв. 37
Заключение и выводы… 40
Список литературы… 42
Приложение. 45
Введение
В последние десятилетия в связи сбыстрым развитием автомобильного транспорта существенно обострились проблемывоздействия его на окружающую среду. Транспортно-дорожный комплекс являетсямощным источником загрязнения природной среды. Из 35 млн.т вредных выбросов 89%приходится на выбросы автомобильного транспорта и предприятийдорожно-строительного комплекса. Существенна роль транспорта в загрязненииводных объектов. Кроме того, транспорт является одним из основных источниковшума в городах и вносит значительный вклад в тепловое загрязнение окружающейсреды.
Автомобили сжигают огромноеколичество 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 отрицательноевлияние на окружающую среду и здоровье человека.
В данной работе мы бы хотели болееподробно рассмотреть экологический аспект строительства и эксплуатацииавтомобильной дороги, выявить все источники загрязнений, оценить их воздействиена окружающую среду. Рассматривать этот вопрос мы будем применительно кприродно-климатическим условиям Томской области.
1. Характеристикаприродно-климатических условий участка дороги1.1. Рельеф
В Томской области преобладаютплоские, сильно заболоченные территории Западно-Сибирской равнины; лишь наюго-востоке в пределы области заходят северные отроги Кузнецкого Алатау (высотадо 211 м). К северу от 58° северной широты сохранились ледниковые формы рельефа– моренные гряды, камовые холмы, озёрно-ледниковые впадины и др. Широкая долинаОби делит территорию области на две почти равные части; левобережье, включающееобширную болотистую Васюганскую равнину, и более возвышенноеправобережье. 1.2. Почва
Географическое положение области(средне-южно-таежная зона) предопределяет невысокое естественное плодородиепочв и низкую продуктивность большинства угодий, хотя расположение области втрех природно-сельскохозяйственных зонах (лесостепной, южно-таежно-лесной исредне-таежной) обусловило формирование почв различного уровня плодородия: отчерноземов и серых лесных до подзолистых и болотно-подзолистых. В почвенномпокрове Томской области преобладают дерново-подзолистые, болотно-подзолистые иболотные почвы, в поймах рек распространены аллювиальные почвы.
Природно-климатические условиялесостепной зоны способствуют формированию почв с ярко выраженным дерновымпроцессом. В самом южном районе области, Кожевниковском, имеется ограниченныйареал черноземов выщелоченных, обладающих наиболее высокимуровнем естественного плодородия, обусловленного довольно большим содержаниемгумуса, близкой к нейтральной реакцией среды, высокой емкостью поглощения,высокой степенью насыщенности основаниями, очень низкими значениямигидролитической кислотности, средней обеспеченностью подвижным фосфором иобменным калием. В структуре пашни Томской области доля черноземов илугово-черноземных почв составляет 10,7 %. В Кожевниковском районе этипочвы занимают 50,7 % пашни, в Шегарском — 20,5 %.
Наиболее пригодные для ведениясельского хозяйства серые лесные почвы занимают всего 7,8 % общейплощади и распространены в южных районах области на террасах и водоразделахрек. 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 естественногоплодородия обладают темно-серые лесные почвы, занимающие 9,5 % вструктуре пашни области, наиболее распространенные в Кожевниковском, Шегарском,Зырянском и Первомайском районах, формирующиеся на водоразделах и пологихсклонах террас рек Оби, Томи, Яи, Чулыма. Эти почвы обладают высоким содержаниемгумуса и по своим свойствам приближаются к черноземам.
Доля низкоплодородных светло-серыхлесных почв в структуре пашни Томской области составляет 19,4 %; подзолистыхи дерново-подзолистых — 9,7 %. В этих почвах ослаблен дерновый процесси усиливаются эллювиально-иллювиальный и глеевый процессы. Почвы формируются наплоских водораздельных равнинах и выположенных склонах террас крупных рек,характеризуются низким содержанием гумуса, среднекислой и сильнокислой реакциейсреды, невысокой емкостью поглощения и степенью насыщенности основаниями посравнению с серыми лесными почвами, средней обеспеченностью подвижным фосфороми обменным калием.
Аллювиальные почвы обладают высоким естественнымплодородием, связанным с тем, что в них развивается дерновый иаллювиально-поемный процессы, постоянно производятся элементы питания, активнопротекают биологические процессы. Немалое значение имеет, накладывающийопределенный отпечаток на водно-воздушный, тепловой и пищевой режимы почвпаводковый режим рек. Наиболее интенсивно аллювиальные почвы высоких участковпойм рек распахиваются в Александровском (31,2 %), Тегульдетском(13,2 %), Колпашевском (9,8 %), Парабельском (6,8 %), Чаинском(4,8 %) районах.
Болотно-подзолистые и болотные почвы всеверной таежной и центральной таежной зонах имеют широкое распространение,особенно на левобережье р. Оби. В правобережной части Оби на междуречьеКеть-Чулым они развиты хуже, в связи с более высокими абсолютными отметкамиводораздельных участков и лучшим дренажем. Сравнительно меньше площадь болотныепочвы занимают в зоне лесостепи. Болотно-подзолистые почвы (глееподзолистые,торфянисто- и торфяно-подзолисто-глеевые), занимают большие площади наводоразделах Тым-Кеть, Васюган-Парабель, Парабель-Парбиг и др. подпокровом заболоченных моховых лесов, которые распространены на междуречныхпространствах между дренированными придолинными массивами и водораздельнымиболотами.1.3. Климат
Климат Томской области,континентальный, определяется ее географическим положением. Томская областьрасположена в умеренных широтах — 55-61°с. ш. и отличаетсязначительной сезонной изменчивостью притока солнечной радиации и преобладаниемсеверо-восточного переноса воздушных масс.
Среднегодовая температура воздухаотрицательная: от –0,5 °С, в г. Томске, до –3,5 °С, насеверо-востоке области. На территории области хорошо выражены все четыресезона: зима, весна, лето, осень. Средняя температура января изменяется от–21,5…–23 °С на севере, до –19,2…–20,5 °С на юге. Абсолютный минимумтемператур 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 впределах +16,8…+17,0 °С на севере области, и +18…+20 °С — наюго-востоке. Абсолютный максимум температур воздуха повсеместно составляет+36…+38 °С. Средние годовые температуры по районам области в разные сезоныпредставлены в таблице 1.
Таблица 1
Средняя температура воздуха по сезонам2002 г. по Томской области, ° С
Населенные пункты
Зима
Весна
Лето
Осень
ср. за мес.
откл. от
нормы
ср. за мес.
откл. от
нормы
ср. за мес.
откл. от
нормы
ср. за мес.
откл. от
нормы Александрово –12 +5,1 2,2 +0,2 15,1 +0,2 2,9 –0,3 Каргасок –10,5 +6 3 –0,1 15,8 +0,3 3,9 +0,1 Парабель –10,2 +6,1 3,3 +0,1 15,7 +0,3 4,1 +0,1 Старица –9,3 +6,4 4,1 15,5 +0,1 4,4 +0,2 Средний Васюган –10,2 +5,6 3,8 +0,3 15,4 3,9 –0,5 Новый Васюган –9,5 +5,9 3,7 –0,4 15,2 –0,1 4,7 +0,4 Пудино –9 +6,6 4,1 –0,4 15,5 +0,1 4,4 Бакчар –8,5 +6,7 5 +0,2 16 +0,2 5,4 +0,8 Колпашево –9,6 +6,6 4 +0,6 16 +0,2 4,2 –0,1 Подгорное –8,8 +7,1 5 +1,3 16 +0,5 4,7 +0,4 Молчаново –8,5 +6,7 5,3 +0,9 16 +0,2 4,8 +0,3 Первомайское –8,2 +6,9 5,5 +0,9 16 +0,5 4,8 +0,2 Тегульдет –8,8 +7 4,9 +1,1 16 +0,6 4,2 +0,3 Томск –7,9 +6,7 5,8 +1,3 16 5,2 +0,4 Кожевниково –7,4 +7,3 6,1 +0,8 16 +0,3 6,3 +1,1
Средние годовые скорости ветра пообласти — 3-4 м/с; преобладают юго-западные и южные ветры. В долинахкрупных рек (Обь, Томь) повторяемость скоростей ветра 4-7 м/с составляет28 %, что создает наиболее суровые зимние условия.
Годовое количество осадков составляет450-590 мм, из них 66-78 % выпадает в жидком виде, а остальные — втвердом. Средняя высота снежного покрова — 60-80 см, снег держится насевере 183-201, на юге — 178-180 дней. Суммарное количество осадков в Томскойобласти по сезонам представлено в таблице 2. Повсеместно развита сезоннаямерзлота. Глубина промерзания грунтов изменяется от 0,5-0,6 м наторфяниках до 3,5 м на песках; в среднем она составляет 1-2 м.
Таблица 2
Сумма осадков по сезонам 2002 г, поТомской области, мм
Населенные пункты
Зима
Весна
Лето
Осень
сумма за месяц
% от
нормы
сумма за месяц
% от
нормы
сумма за месяц
% от
нормы
сумма за месяц
% от
нормы Александрово 153 139 61 88 250 106 118 120 Каргасок 130 123 80 118 244 109 127 144 Парабель 201 205 51 71 221 99 161 185 Старица 213 182 59 78 225 98 98 110 Средний Васюган 199 135 49 58 216 91 164 152 Новый Васюган 205 137 56 67 268 109 107 96 Пудино 201 183 60 82 255 111 116 132 Бакчар 196 194 55 77 273 121 72 82 Колпашево 185 155 57 72 286 131 114 120 Подгорное 132 120 57 80 307 143 74 79 Молчаново 210 181 104 149 263 126 84 97 Первомайское 179 153 91 142 237 128 67 76 Тегульдет 238 142 69 87 216 100 93 89 Томск 268 145 91 111 267 121 71 68 Кожевниково 197 166 99 152 210 114 72 85 1.4. Растительность
Общая площадь лесного фонда Томскойобласти, по данным ГУПР по Томской области, составляет28458,6 тыс. га (89 % всей территории области). Средняялесистость этой территории определена на уровне 67,1. Распределение площадейлесов 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 областисоставляет 2609,0 млн. м3, в том числе спелых иперестойных — 1640,21 млн. м3 (62,8 %).
В 2002 г. зарегистрировано 135лесных пожаров (произошло уменьшение количества лесных пожаров на 29 % посравнению с 2001 г.). Лесная площадь, подверженная пожарам, составила1,08 тыс. га (произошло сокращение на 40 %). Динамика лесныхпожаров представлена в табл. 3. Ежегодно лесными пожарами уничтожается0,1—1,2 % расчетной лесосеки. Таким образом, пожары являлись основнымфактором, влияющим на состояние древесных ресурсов, несмотря на то, что зарассмотренный период они нанесли определенный ущерб.
Таблица 3
Динамика лесных пожаров в Томской областиПоказатели 1997 г. 1998 г. 1999 г. 2000 г. 2001 г. 2002 г. Число лесных пожаров 236 437 544 347 191 135 Лесная площадь, пройденная пожарами, тыс. га 1,179 30,800 27,3 2,8 1,8 1,1
Сгорело и повреждено леса на корню, тыс. м3 15,5 380,0 605,9 115,8 33,6 12,9
В целом по Томской областипотребление древесины носит неистощающий характер: показатели потоков использованиязначительно ниже объемов устойчивого прироста.
ЛесаТомской области оказывают значительное воздействие на состояние окружающейсреды и играют огромную роль в системе использования природных ресурсовтерритории области, обеспечивая разнообразные потребности людей. Они служат нетолько сырьевой базой лесной и лесоперерабатывающей промышленности, но являютсяи одним из основных элементов рекреационного потенциала, средой обитаниячеловека, регулируют и очищают водные стоки; эффективно предотвращают эрозиюземель, сохраняют и повышают плодородие почв, наиболее полно сберегаютгенетическое разнообразие биосферы, обогащают атмосферу кислородом ипредохраняют воздушный бассейн от загрязнения, в значительной степени формируютклимат. 1.5. Животный мир
Животный мир Томской областинасчитывает около 2 тыс. видов. Из них 1,5 тыс. видовсоставляют 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 вомногом объясняется ландшафтно-экологическим обликом области. Из общей площадиобласти (31439,1 тыс. га) 20022,4 относятся к лесным угодьям, 1365,3— к полевым, 9146,6 тыс. га — к болотным; прочими угодьями занято294,4 тыс. га (см. рис. 3) [по данным 18, 19].
/>
Рис. 3. Соотношение различных угодий на территории Томскойобласти
В связи с этим, в составе фауныобласти 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 территориюобласти, но не размножающиеся в ее пределах) — 39
- зимующие (появляющиеся только взимний период) — четыре вида.
Значительным числом (62 вида)представлены залетные виды, пребывание которых на территории Томской области незакономерно. Основу популяции птиц области составляют 225 гнездящихся видов.Зимой численность птиц колеблется: в разные годы на территории областинасчитывается от 30 до 60 видов, что зависит от наличия кормов (ягодных исеменных растений) и погодных условий. Орнитофауна Томской области по своемуисторическому происхождению имеет сибирско-европейской характер, созначительной долей участия транспалеарктических видов.
Охотничье-промысловые животные
Общий список охотничье-промысловыхживотных включает 28 видов млекопитающих и 38 видов птиц. Достаточно развита ипопулярна у населения охота на копытных, медведей, зайцев, на боровую иводоплавающую дичь и пушных зверей. В последние годы в угодьях Томской областивсе чаще встречаются дикие кабаны, группы и отдельные особи которых заходят изсопредельных районов Новосибирской области.
Добыча охотничье-промысловых животныхведется штатными охотниками и охотниками-любителями. Нормы изъятия (отстрела)устанавливаются согласно учетным данным по каждому из видов животных. Добычалицензионных видов проводится согласно инструкции, утвержденной Главохотой РФ,и методических рекомендаций ЦНИГ Главохоты по согласованию с областнымиприродоохранными органами и обществами охотников.
При незначительной плотностинаселения, охотничьи угодья Томской области достаточно обширны, разнообразны исоставляют более 30 млн. га.
На основании данных охотуправленияТомской [18] области, в целом наблюдается увеличение численности бурогомедведя, выдры, соболя, бобра. Зарегистрирована относительная стабилизациячисленности волка, лисицы, рыси, росомахи, горностая, ондатры, зайца-беляка ибелки. Наблюдалось снижение численности сибирской косули и лося. Численностьводоплавающей и боровой дичи в Томской области находится на стабильно высокомуровне.
По данным охотуправления Томскойобласти, ежегодно изымается менее 15 % численности охотничье-промысловыхживотных, но на локальных территориях возможно уменьшение популяций животных засчет перепромысла и трансформации среды обитания в процессе хозяйственной деятельности.
Рыбные ресурсы
Общий рыбохозяйственный фонд Томскойобласти составляет около 500 тыс. га (1,6 % всего земельногофонда) и включает речную систему, пойменные и материковые озера, а такженесколько сотен гектаров прудов. Среди этих разнообразных типов водоемовнаибольшее значение в формировании рыбных запасов имеет р. Обь и еепойменные озера, а также нижние участки крупных притоков (рек Томь, Чулым,Кеть, Васюган, Тым).
В последние годы естественные условияводоемов Томской области в целом благоприятны для формирования запасовозерно-речных рыб, составляющих основу рыбного промысла. Общие промысловыезапасы находятся примерно на одном уровне, однако состояние запасов отдельныхвидов рыб в значительной степени колеблется в связи с достижением промысловыхразмеров поколений рыб различной «урожайности», а численность каждого поколениязависит главным образом от гидрологического и температурного режимов в периоднереста, развития икры и личинок.
В Томской области запасы плотвы,ельца, карася, окуня и налима стабильны, промысловые запасы щуки и леща втечение двух последних лет находятся на высоком уровне. Основные запасыполупроходных рыб (нельма, муксун и пелядь) интенсивно осваиваются в Тюменскойобласти и ее национальных округах. На долю Томской области приходится всего4—6 % величины общего промыслового изъятия этих рыб. Из местных видов рыбособо ценной является стерлядь, но доля ее в общих промысловых уловах невелика(около 0,3 %).
За последние четыре года промысловыезапасы щуки увеличились в 1,3 раза, язя — в 2 раза, ельца — в1,5 раза. Последнее десятилетие характеризуется резким ростом численностилеща. В Чулыме он стал доминирующим видом, причем его доля в общей ихтиомассезначительно превзошла численность других, ранее доминирующих видов рыб (язя, щуки,плотвы, окуня). Его годовые уловы на севере Томской области в последние годысоставляют в среднем 100 т, при этом промысловые запасы используются всегона 25—50 %. По-прежнему очень низка численность муксуна, поднимающегося нанерест.
Один из полупроходных видов рыб Оби(осетр), в связи с катастрофическим состоянием запасов, уже внесен в КраснуюКнигу Российской Федерации. 1.6. Особо охраняемыетерритории
Особо охраняемые природные территории(ООПТ), вместе с другими элементами природных комплексов, обеспечиваютэкологическое равновесие в регионе и решение экологических, социальных,культурно-просветительных задач, связанных с взаимодействием природы и обществаи рациональным использованием ресурсов.
Площадь, занятая ООПТ Томскойобласти, составляет около 1422,5 тыс. га (4,8 % площадиобласти). На рисунке 4 представлены существующие Государственные природныезаказники на территории Томской области [10]
В области существуют несколькокатегорий ООПТ:
- государственные природные заказники: 18 объектов —1390,3 тыс. га.Это — основная категория ООПТ, решающаязадачи сохранения или восстановления природных комплексов и поддержанияэкологического баланса на региональном уровне. Они представляют собой важнейшиетерритории с целостными экосистемами, типичными или интразональными ландшафтамии имеют особое значение для сохранения
/>
Рис. 4. Государственные природныезаказники на территории Томской области
регионального биоразнообразия.Основными задачами заказников являются сохранение наименее освоенных участков,находящихся под угрозой антропогенной трансформации, и охрана ключевыхместообитаний редких и исчезающих видов животных, и, прежде всего, занесенных вКрасные книги Российской Федерации и области, а так же охотничье-промысловыхживотных. Самым обширным в Томской области является ландшафтный заказник Поль-То,который находится в Каргасокском районе. Его площадь составляет775,8 тыс. га. Заказник создан в 1993 г. сроком на 10 лет.
- государственные памятники природы — широкораспространенный с начала XX в. тип охраняемых природных территорий.Памятники природы — уникальные, невосполнимые, имеющие экологическую,культурную и эстетическую ценность, природные комплексы и объекты, какестественного, так и искусственного происхождения. Памятниками природы могутстать самые разнообразные объекты природы. Например, в Томской области в ихчисле — обнажение горных пород, участки реликтовых видов древесных пород,родники, месторождения лечебных грязей, поселения муравьев и т. д.
На территорииТомской области находятся 145 памятников природы (см. табл. 4).
Таблица 4
Памятники природыТомской области
Населенные пункты
Геологические
Водные
Ботанические
Зоологические
Всего Александровский р-н — 1 — —
1 Асиновский р-н 3 2 4 1
10 Бакчарский р-н — — 1 1
2 Верхнекетский р-н — — 1 —
1 Зырянский р-н — — 6 —
6 Каргасокский р-н 2 3 4 —
9 Кожевниковский р-н 4 — 9 —
13 Колпашевский р-н — 3 1 —
4 Кривошеинский р-н — — 1 —
1 Молчановский р-н — 2 2 —
4 Парабельский р-н — — 2 —
2 Первомайский р-н — 1 1 —
2 Тегульдетский р-н — 1 1 —
2 Томский р-н 11 8 46 4
69 Чаинский р-н — — 2 —
2 Шегарский р-н — 1 5 —
6 г. Томск 1 4 6 —
11 г. Кедровый — — — — — г. Стрежевой — — — — — Итого: 21 26 92 6 145
- Сибирский ботанический сад ТГУ — этотерритория площадью0,128 тыс. га, на которой сохраняются искусственно созданные в целяхобогащения растительного мира специальные коллекции растений, а такжеосуществляется научная, учебная и просветительная деятельность. На территорииботанических садов запрещается всякая деятельность, влекущая за собой нарушениесохранности флористических объектов. Сибирский ботанический сад ТГУ, основанныйв 1885 г. П. Н. Крыловым, охраняется законом. Это первыйботанический сад азиатской части СССР. В настоящее время Сибирский ботаническийсад — самый известный ботанико-интродукционный центр, располагающий богатейшимирастительными фондами. Здесь имеется уникальный оранжерейно-тепличный комплексс 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 Новосибирскойи северо-востоке Омской областей находится уникальное по своим размерам исоставу Большое Васюганское болото, которое является самым крупным болотом вмире (около 5 млн. га). Оно является областью формирования водосборовгидросети бассейнов рек Оби и Иртыша, выполняет водорегулирующую функцию вландшафтной системе, является стратегическим источником и хранилищем чистойпресной воды и огромным природным фильтром-поглотителем пыли и разного родахимических загрязнителей атмосферы. В настоящее время ведется работа пообразованию в восточной части Большого Васюганского болота государственногомежрегионального ландшафтного заказника федерального значения с цельюпридания этой территории международного статуса.1.7. Выбороптимального варианта трассы
Естественно предположить, что трассадолжна проходить так, чтобы наносить наименьший вред окружающей среде. Трассане может проходить по особо охраняемым территориям. Прокладывать трассу нужно снаименьшими потерями лесных ресурсов (особенно ценных пород древесины и местахс большой численностью животных). Желательно, что бы трасса содержала минимумпереходов через водные объекты.
Экологическоепредпочтение тому или иному варианту прохождения трассы определяется израссмотрения наиболее важных экологических и экономических критериев:
- Экологические критерии с точки зрения снижения уровней воздействий
— на атмосферныйвоздух (химического характера),
— на водную среду,
— на атмосферный воздух (акустическогохарактера),
— на растительный мир,
— на животный мир,
— на почвы.
- Экономические критерии:
— минимизацияприведенных суммарных затрат,
— инвестиционнаяпривлекательность придорожных территорий,
— развитиекорреспонденций между объектами хозяйственной деятельности,
— минимизацияизъятия используемых земель и сноса сооружений.
2. Влияниестроительства автомобильной дороги на окружающую среду2.1. Загрязнениевоздуха выхлопными газами
Процесс загрязнения
Средивсех видов транспорта автомобильный наносит наибольший ущерб окружающей среде.
Насегодняшний день российское автомобилестроение отстает в техническом отношенииот мирового уровня. В серийном производстве находятся автомобили, которыепроектировались 20-30 лет назад. Технологический уровень производства непозволяет достичь требуемой точности сборки и обработки деталей. Свой вклад взагрязнение ОС вносит низкое качество топлива: около 70% — этилированногобензина.
Основными источниками загрязнения воздушной среды автомобилейявляются отработавшие газы ДВС, картерные газы, топливные испарения.
Двигатель внутреннего сгорания – это тепловой двигатель, вкотором химическая энергия топлива преобразуется в механическую работу. По видуприменяемого топлива ДВС подразделяют на двигатели, работающие на бензине, газеи дизельном топливе. По способу воспламенения горючие смеси ДВС бывают своспламенением от сжатия (дизели) и с воспламенением от искровой свечизажигания.
Дизельное топливо представляет собой смесь углеводородовнефти с температурами кипения от 200 до 3500С. Дизельное топливодолжно иметь определенную вязкость и самовоспламеняемость, быть химическистабильным, при сгорании иметь минимальную дымность и токсичность. Дляулучшения этих свойств в топлива вводят присадки, антидымные илимногофункциональные.
Загрязняющие вещества
Отходящие газыдвигателей содержат сложную смесь, из более чем двухсот компонентов, средикоторых немало канцерогенов (приложение, таблица 1). Основным параметром,влияющим на интенсивность загрязнения окружающей среды является тип двигателя автомобиля. В таблице 5указаны виды выбросовзагрязняющих веществ от различных типов двигателей автомобилей.
Таблица5
Основныевиды выбросов загрязняющих веществ от различных типов двигателей автомобилей.
Тип двигателя
Топливо
Основные виды загрязнений
Примеры Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания Бензин Углеводороды, оксид углерода, оксиды азота Автомобили, автобусы, самолеты, мотоциклы Двухтактный двигатель внутреннего сгорания Бензин (с добавлением масла) Углеводороды, оксид углерода, оксид азота, твердые вещества Мотоциклы вспомогательные моторы Дизель Лигроин Оксиды азота, твердые вещества Автобусы, трактора, машины, поезда
Образование токсичных веществ –продуктов неполного сгорания и окислов азота в цилиндре двигателя в процессесгорания происходит принципиально различными путями. Первая группа токсичныхвеществ связана с химическими реакциями окисления топлива, протекающими как впредпламенный период, так и в процессе сгорания – расширения. Вторая группатоксичных веществ образуется при соединении азота и избыточного кислорода впродуктах сгорания. Реакция образования окислов азота носит термическийхарактер и не связана непосредственно с реакциями окисления топлива.
К основным токсичным выбросамавтомобиля относятся: отработавшие газы (ОГ), картерные газы и топливныеиспарения. Отработавшие газы, выбрасываемые двигателем, содержат окись углерода(СО), углеводороды (СХHY), окислы азота (NOX), бенз(а)пирен, альдегиды и сажу. Картерные газы – это смесьчасти отработавших газов, проникшей через неплотности поршневых колец в картердвигателя, с парами моторного масла. Топливные испарения поступают в окружающуюсреду из системы питания двигателя: стыков, шлангов и т.д. Распределениеосновных 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.
Количествозагрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу, зависит от целого рядафакторов. На выбросы оксида углерода значительное влияние оказываетрельеф дороги и режим движения автомашины. Так, например, при ускорении иторможении в отработавших газах увеличивается содержание оксида углерода почтив 8 раз. Минимальное количество оксида углерода выделяется при равномернойскорости автомобиля 60 км/ч. Выбросы оксидов азота максимальны приотношении воздух — топливо 16:1.
Таким образом,значения выбросов вредных веществ в отработавших газах автотранспорта зависятот целого ряда факторов: отношения в смеси воздуха и топлива, режимов движенияавтотранспорта, рельефа и качества дорог, технического состояния автотранспортаи др. Состав и объёмы выбросов зависят также от типа двигателя. Выбросыосновных загрязняющих веществ значительно ниже в дизельных двигателях. Поэтомупринято считать их более экологически чистыми. Однако дизельные двигателиотличаются повышенными выбросами сажи, образующейся вследствие перегрузкитоплива. Сажа насыщена канцерогенными углеводородами и микроэлементами; ихвыбросы в атмосферу недопустимы.
Воздействие на человека
В связи с тем,что отработавшие газы автомобилей поступают в нижний слой атмосферы, а процессих рассеяния значительно отличается от процесса рассеяния высоких стационарныхисточников, вредные вещества находятся практически в зоне дыхания человека.Поэтому автомобильный транспорт следует отнести к категории наиболее опасныхисточников загрязнения атмосферного воздуха вблизи автомагистралей.
Вредные токсичные выбросы можноразделить на регламентированные и нерегламентированные. Они действуют наорганизм человека по-разному. Вредные токсичные выбросы: СО, NOX, CXHY, RXCHO, SO2, сажа, дым.
Угарный газ и окислы азота, столь интенсивно выделяемые на первый взглядневинным голубоватым дымком глушителя автомобиля – вот одна из основных причинголовных болей, усталости, немотивированного раздражения, низкойтрудоспособности. Сернистый газ способен воздействовать на генетическийаппарат, способствуя бесплодию и врожденным уродствам, а все вместе эти факторыведут к стрессам, нервным проявлениям, стремлению к уединению, безразличию ксамым близким людям. В больших городах также более широко распространенызаболевания органов кровообращения и дыхания, инфаркты, гипертония иновообразования. По расчетам специалистов, «вклад» автомобильного транспорта ватмосферу составляет до 90% по окиси углерода и 70% по окиси азота.
Чувствительностьнаселения к действию загрязнения атмосферы зависит от большого числа факторов,в том числе от возраста, пола, общего состояния здоровья, питания, температурыи влажности и т.д. Лица пожилого возраста, дети, больные, курильщики,страдающие хроническим бронхитом, коронарной недостаточностью, астмой, являютсяболее уязвимыми.
Свинцовое загрязнение
Главным загрязнителем атмосферноговоздуха свинцом в Российской Федерации в настоящее время являетсяавтотранспорт, использующий этилированный бензин: от 70 до 87 % общейэмиссии свинца по различным оценкам [7]. Оксиды свинца возникают в ОГкарбюраторных двигателей, когда используется этилированный бензин, чтобыувеличить октановое число для уменьшения детонации. При сжигании одной тонныэтилированного бензина в атмосферу выбрасывается приблизительно 0,5-0,85 кгоксидов свинца [4].
Радикальный метод борьбы сзагрязнением окружающей среды свинцом выбросами автомобильного транспорта — отказ от использования этилированных бензинов.
Оксиды свинца накапливаются в организмечеловека, попадая в него через животную и растительную пищу. Свинец и егосоединения относятся к классу высокотоксичных веществ, способных причинитьощутимый вред здоровью человека. Свинец влияет на нервную систему, что приводитк снижению интеллекта, а также вызывает изменения физической активности,координации, слуха, воздействует на сердечно-сосудистую систему, приводя кзаболеваниям сердца. Свинцовое отравление (сатурнизм) занимает первое местосреди профессиональных интоксикаций.
Содержание свинца в растениях,которые растут около дорог, зависит от расстояния растения до дороги. Норма РЬв Европе – 10 мг РЬ в 1 кг травы.
Распространение и трансформация автомобильныхвыбросов
Автомобильныевыбросы распространяются и трансформируются в атмосфере по определеннымзакономерностям. Так, твердые частицы размером более 0,1 мм оседают наподстилающих 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 воздействиемпроцессов диффузии. Они вступают в процессы физико-химического взаимодействиямежду собой и с компонентами атмосферы, и их действие проявляется на локальныхтерриториях в пределах определенных регионов.
В этом случаерассеивание примесей в атмосфере является неотъемлемой частью процессазагрязнения и зависит от многих факторов.
Компонентывредных выбросов с повышенной реакционной способностью, попадая в свободнуюатмосферу, взаимодействуют между собой и компонентами атмосферного воздуха. Приэтом различают физическое, химическое и фотохимическое взаимодействия.
Углеводородыв атмосфере подвергаются различным превращениям (окислению, полимеризации),взаимодействуя с другими атмосферными загрязнениями, прежде всего под действиемсолнечной радиации. В результате этих реакций образуются перекиси, свободныерадикалы, соединения с оксидами азота и серы.
Всвободной атмосфере сернистый газ (SО2) через некоторое время окисляется до сернистого ангидрида (SОз) или вступает во взаимодействие сдругими соединениями, в частности углеводородами. Окисление сернистогоангидрида в серный происходит в свободной атмосфере при фотохимических икаталитических реакциях. В обоих случаях конечным продуктом является аэрозольили раствор серной кислоты в дождевой воде.
B сухом воздухе окисление сернистогогаза происходит крайне медленно. В темноте окисления SO2 не наблюдается. При наличии в воздухе оксидов азота скоростьокисления сернистого ангидрида увеличивается независимо от влажности воздуха.
Сероводород исероуглерод при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаются всвободной атмосфере медленному окислению до серного ангидрида. Сернистыйангидрид может адсорбироваться на поверхности твердых частиц из окисловметаллов, гидрооксидов или карбонатов и окисляться до сульфата.
Соединенияазота, поступающие в атмосферу от объектов АТК, представлены в основном NO и NO2. Выделяемый в атмосферу моноксид азота под воздействиемсолнечного света интенсивно окисляется атмосферным кислородом до диоксидаазота. Кинетика дальнейших превращений диоксида азота определяется егоспособностью поглощать ультрафиолетовые лучи и диссоциировать на моноксид азотаи атомарный кислород в процессах фотохимического смога.
Фотохимический смог – это комплексная смесь,образующаяся при воздействии солнечного света из двух основных компонентоввыбросов автомобильных двигателей — NO и углеводородных соединений. Другие вещества (SO2), твердые частицы также могут участвовать в смоге, но неявляются основными носителями высокого уровня окислительной активности,характерной для смога.
Формирование смога и образованиеоксиданта обычно останавливается при прекращении солнечной радиации в темноевремя суток и дисперсии реагентов и продуктов реакции.
Выводы
Загрязнители воздуха, непосредственнопродуцируемые автомобилями, такие как окись углерода, оксиды азота,углеводороды или свинец, главным образом накапливаются по соседству систочниками загрязнения, т.е. вдоль шоссейных дорог, улиц, в тоннелях, наперекрестках и пр. Часть загрязнителей транспортируется на большие расстоянияот места эмиссии, трансформируется в процессе переноса. Двуокись углерода идругие газы, например, обладающие парниковым эффектом, распространяются на всюатмосферу, вызывая глобальные геоэкологические воздействия.2.2. Загрязнение почви водной среды горюче-смазочными материалами
В поверхностные водоёмы со сточнымиводами автотранспортного комплекса и от ливневой канализации поступают, восновном, нефтепродукты и взвешенные вещества. В поверхностных стоках спроезжей части автомобильных дорог содержатся, кроме взвешенных частиц инефтепродуктов, тяжёлые металлы (свинец, кадмий и др.) и хлориды, которые взимний период применяются для борьбы с гололёдом. В среднем годовой сбросхлоридов за пределы дорог со стоками и снегом составляет около 500 тыс. т.кроме того, в окружающую среду поступает ежегодно около 35 тыс. т сажевыхчастиц в результате истирания автомобильных шин на дорогах [12].
Загрязнение воздуха ухудшает качествосреды обитания всего населения придорожных территорий и контрольные санитарныеи природоохранные органы обоснованно обращают на него первоочередное внимание.Однако распространение вредных газов имеет все же кратковременный характер и суменьшением или прекращением движения также снижается. Все виды загрязнениявоздуха через сравнительно короткое время переходят в более безопасные формы.
Загрязнение поверхности землитранспортными и дорожными выбросами накапливается постепенно, в зависимости отчисла проходов транспортных средств и сохраняется очень долго даже послеликвидации дороги. Для будущего поколения транспортное загрязнение почвыостанется тяжелым наследством прошлого. Не исключено, что при ликвидациипостроенных нами дорог загрязненную неокислившимися металлами почву придетсяубирать с поверхности.
Накапливающиеся в почве химическиеэлементы, особенно металлы, охотно усваиваются растениями и через них попищевой цепи переходят в организм животных и человека. Часть их растворяется ивыносится стоковыми водами, попадает затем в реки, водоемы и уже через питьевуюводу также может оказаться в организме человека. Действующие нормативныедокументы требуют пока сбора и очистки стоков только в городах и водоохранныхзонах. Учет транспортного загрязнения почвы и водоемов на территорииприлегающей к дороге, необходим при проектировании дорог 1 и 2 экологическогокласса для оценки состава загрязнения почвы сельско-хозяйственных и селитебныхземель, а также для проектирования очистки дорожных стоков.
Наиболее распространенным и токсичнымтранспортным загрязнителем, считается свинец. Он относится к распространеннымэлементам: его среднемировой кларк (фоновое содержание) в почве считается 10мг/кг. Примерно такого же уровня достигает содержание свинца в растениях (насухую массу). Общесанитарный показатель ПДК свинца в почве с учетом фона — 32мг/кг.
По некоторым данным содержание свинцана поверхности почвы на краю полосы отвода обычно составляет до 1000 мг/кг, нов пыли городских улиц с очень большим движением может быть в 5 раз больше.Большинство растений легко переносят повышенное содержание в почве тяжелыхметаллов, только при содержании свинца более 3000 мг/кг возникает заметноеугнетение. Для животных опасность вызывает уже 150 мг/кг свинца в пище.
В США в конце 70-х годов былиопубликованы данные исследований, свидетельствующие, что в каждом погонномметре защитной полосы шириной 100 м дороги с интенсивностью движения 90 тыс.авт./сут за 10 лет эксплуатации аккумулировалось 3 кг свинца [29]. Этопослужило действенным аргументом в пользу ограничения применения свинцовыхдобавок. По данным, полученным в Голландии, при общем фоновом содержании свинцав траве 5 мг/кг сухого веса, на обочинах его оказалось в 40 раз, а наразделительной полосе — в 100 раз больше [31]. Эти данные дали основаниезапретить использование дня фуража травы в полосе 150 м от автомагистралей.
Согласно выполненных латвийскимиучеными замеров концентрация металлов в почве на глубине 5-10 см вдвое меньше,чем в поверхностном слое до 5 см. Наибольшее количество отложений обнаружено нарасстоянии 7-15 м от края проезжей части. Установлено, что через 25 мконцентрация снижается примерно вдвое и через 100 м приближается к фоновой[12]. Учитывая, однако, что до половины свинцовых частиц не выпадает сразу наземлю, разносится с аэрозолями, выбросы свинца, хоть и в меньшей концентрации,могут откладываться на больших расстояниях от дороги.
По данным ряда наблюдений из общегоколичества выбросов твердых частиц, включая металлы, примерно 25 % остается досмыва на проезжей части, 75 % распределяется на поверхности прилегающейтерритории, включая обочины. В зависимости от конструктивного профиля и площадипокрытия в сточные дождевые или смывные воды попадает от 25 % до 50 % твердыхчастиц [12].
В странах с высоким уровнемавтомобилизации озабоченность вызывает загрязнение придорожной полосыостатками аварий, выброшенными старыми автомобилями. Только во Франции ихчисло в 70-х годах достигало 1-1,5 млн. в год. Наряду с уборкой придорожнойполосы за счет эксплуатационного финансирования установлены высокие штрафы запокинутый автомобиль. Очень жестко наказывается и выбрасывание на дорогахбанок, бутылок и другого мусора. Конечно, результативность борьбы сзагрязнением придорожных земель пользователями дороги зависит от общегопорядка и качества содержания. Известно, например, что в США средние по штатамрасходы на уборку дорог от мусора достигают 1 млн. долларов в год.
Загрязнение водных объектов
Загрязнение водных объектовпроисходит вследствие попадания транспортных выбросов на поверхность земли вбассейнах стока, в подземные воды и непосредственно в открытые водоемы. Израспространенных выбросов наибольшее беспокойство вызывает попадание в водунефтепродуктов. Первые признаки в виде отдельных цветных пятен появляются ужепри разливе 4 мл/м2 (толщина пленки — 0,004-0,005 мм). При наличии10- 50 мл/м2 пятна приобретают серебристый отблеск, а более 80 мл/м2 — яркие цветные полосы. Сплошная тусклая пленка возникает при разливе более 0,2л/м2, а при 0,5л/м2 — она приобретаеттемный цвет[7]. 2.3. Предупреждениедорожной эрозии и оврагообразования
При решении задачи сбереженияплодородия земель важнейшее значение имеет сохранение плодородного слоя почвы,который представляет собой сложную органоминеральную систему, требующую длясвоего существования определенных условий. На каждом гектаре почвенного слоясодержится более 1т бактериальной биомассы, обеспечивающей жизнедеятельностьмножества растительных и животных организмов и дающих около 99% продуктовпитания человеку. Эти весьма ценные плодородные качества почв сравнительнолегко и быстро уничтожаются в результате воздействия эрозии, различныхмеханических повреждений, пестицидов, органических и других веществ. Процесс жевосстановления плодородия почв очень сложен и длителен, например, чтобывоссоздать слой плодородной почвы толщиной 10 см требуется около 100 лет.
Снятие плодородного слоя почвыпроизводится, как правило, в талом состоянии в теплый и сухой период года. Всоответствии со СНиП 3.06.03-85 «Автомобильные дороги» плодородный слой почвыснимается как с территорий постоянного отвода, занимаемых дорожнойконструкцией, искусственными сооружениями, так и с территорий, отводимых вовременное пользование для размещения временных зданий и сооружений, карьеров ирезервов, отвалов материалов и др. Плодородный слой почвы можно и не снимать стерриторий, предназначенных для размещения временных зданий и сооружений,складов и отвалов материалов, подъездных путей, стоянок машин и механизмов и другихтерриторий, если при этом приняты меры, предотвращающие его загрязнениегорюче-смазочными материалами, смешивание с подстилающими грунтами и другимиматериалами и веществами.
При подготовке территории подземляное полотно с устройством притрассовых боковых резервов или без нихплодородный слой почвы сдвигается в валы на границе полосы отвода. Объем валовопределяется потребностью в природной почве для рекультивации притрассовыхбоковых резервов, а также для укрепления откосов земляного полотна. Остальнаячасть плодородной почвы вывозится и складируется в штабеля на специальноотведенные для этого места. Отсюда она может использоваться для рекультивациисосредоточенных карьеров и резервов, территорий промышленных площадок,временных дорог и других территорий временного отвода, повышения плодородиямалопродуктивных угодий и других сельскохозяйственных целей. Для проездастроительных транспортных и других машин и механизмов, а также для стокаповерхностных вод в валах через 40-60 м устраивают разрезы шириной 4-6 м.
Валы плодородной почвы по границеполосы отвода создают особые неблагоприятные условия для сооружениявпоследствии земляного полотна. При неправильном устройстве разрывов валызадерживают на подготовительной территории влагу, поступающую с атмосфернымиосадками. Это приводит к разрыву обнаженных осадочных пород, насыщению ихвлагой, что в дальнейшем может отрицательно повлиять на устойчивость земляногополотна и других элементов дорожной конструкции. Поэтому на основанииимеющегося опыта строительства не следует устраивать задел при снятииплодородного слоя почвы, превышающей длину захватки по сооружению земляногополотна.2.4. Оценка ущербалесным и охотничьим угодьям
Как теоретическое, так и натурноеисследования переноса и рассеяния примесей, выбрасываемых потоком движущихсяавтомобилей и вносимых воздушным потоком в растительные массивы, представляютсущественные сложности, обусловленные случайным характером появленияавтомобилей и нестационарностью процесса. В пространственной областирассматривается протяженный участок односторонней однорядной дороги.Предполагается, что скорости движения автомобилей по автотрассе одинаковы ипостоянны.
Появление автомобилей в начале трассыявляется случайным и представляет собой простейший поток событий с постояннойинтенсивностью. Трасса обдувается горизонтальным потоком воздуха, направленнымперпендикулярно дороге; предполагается, что скорость воздушного потокапостоянна и не зависит от расположения и характеристик автомобилей. Концентрацияпримеси в произвольной точке зависит от объема отработанных газов,выбрасываемых всеми автомобилями, одновременно находящимися на рассматриваемомучастке и являющихся подвижными точечными источниками загрязнения с постояннойинтенсивностью.
Основная часть воздушных масс обтекаетпрепятствие в виде лесного массива, при этом внутрь леса попадаетнезначительная часть этого потока. Газообразная примесь, заносимая ветромвглубь леса, начинает дрейфовать со значительно меньшей скоростью, нежели восновном потоке. В результате лес начинает играть роль накопителя загрязняющеговещества, удерживающего его даже в том случае, когда внешний относительночистый поток воздуха уносит все примеси из окружающего лес пространства. Сменанаправления ветра приводит к выносу накопленных примесей из леса, играющеготеперь роль вторичного источника загрязнения.
Результаты расчетов показывают [8], чтолес способен первоначально играть роль накопителя загрязняющего вещества, вдальнейшем превращающегося во вторичный источник загрязнения. Интенсивностьтакого вторичного источника загрязнения ниже, чем первоначального, однакопродолжительность воздействия может быть значительной, в зависимости отразмеров и характеристик леса, времени накопления примесных веществ при обдуваниизагрязненным потоком.
Как известно зеленые насажденияиграют роль естественного фильтра. Они очищают воздух от вредных примесей.Более активными фильтрами являются деревья, устойчивые к загрязнению, с большойлистовой поверхностью и большим объемом газопоглощения и осаждения пыли.
Наименее газоустойчивы растения,произрастающие на бедных кислых и влажных почвах. Так при поступлении в хвоюсосны с воздухом небольшого количества промышленных газов, она не справляется сих переработкой и отравляется ими. В то же время, сосна крымская, котораяпривыкла к богатой известковой почве, справляется с переработкой вредных газов.
Оценка газоустойчивости растенийпроизводится по пятибалльной шкале (табл. 6):
1 – очень устойчивые
2 – устойчивые
3 – относительно устойчивые
4 – малоустойчивые
5 – неустойчивые
Таблица 6
Оценка газоустойчивости растений
балл
древесно – кустарниковые растения
1 акация белая, бересклет, боярышник, ива белая, лох узколистный, сосна эльдарская, тополь канадский, шелковица, шиповник
2 абрикос, бузина черная, вяз, дуб, жимолость, калина, клен, крушина, липа (крупнолистая), лох серебристый, можжевельник, платан западный, рябина, сирень, слива, тополь, яблоня, ясень
3 береза пушистая, бук, граб, клен остролистый, крыжовник, липа мелколистая, орех, осина, пихта кавказская
4 барбарис обыкновенный, береза бородавчатая, береза повислая, ель, пихта
5 лиственница, сосна 2.5. Предупреждениеподтопления лесных массивов и водопропускные сооружения
Для определения расчетного расходанеобходимо в процессе технических изысканий выполнить необходимыетопографо-геодезические работы и обследования. Основными исходными даннымиявляются план бассейна с характеристикой его площади, длины главного лога,среднего уклона лога, склонов. Кроме того необходимо установить характерповерхности бассейна: растительность, почвенный покров.
Бассейном называется участок местности, скоторого вода во время выпадения дождей и снеготаяния стекает к проектируемомуводопропускному сооружению. Для определения площади бассейна необходимоустановить границы его на карте или на местности. Границей бассейна с однойстороны всегда является сама дорога, а с другой стороны — водораздельная линия,которая отделяет данный бассейн от соседних.
Расчет максимальных расходов ведетсяпо ливневому стоку и стоку талых вод по формулам и методикам изложенных вспециальной литературе. За расчетный принимается больший из них.
Малые водопропускные сооруженияустраивают в местах пересечения автомобильной дороги с ручьями, оврагами, покоторым стекает вода от дождей и талая вода. Количество водопропускныхсооружений зависит от климатических условий и рельефа местности. Трубы и мостыдолжны обеспечивать пропуск воды без вреда для дороги и дорожных сооружений.
Большую часть водопропускныхсооружений составляют трубы. Они не меняют условия движения автомобилей, нестесняют проезжую часть и обочины и не требуют изменения типа дорожногопокрытия.
3. Влияниеэксплуатации автомобильной дороги на окружающую среду3.1. Оценказагрязнения водной среды
Водная среда загрязняется в основномнефтью и нефтепродуктами. ПДК нефти и нефтепродуктов0,1-0,3мг/л.Расчетная оценка водных загрязненийвыполняется в следующихслучаях.
1. Для нахожденияграниц полосы непосредственных воздействий — защитной полосы в водоохранныхзонах и других местах, где требуется сбор и очистка стоков.
2. Для расчетасооружений сбора и очистки стока.
3. Для определениясуммарнойстепени загрязнений поверхностных и грунтовых вод.
Для расчета объемов водной частистока с выделенных площадей водосбора используется общепринятая методикарасчета расхода незарегулированных водотоков с 95 % обеспеченностью по даннымгидрометслужбы или по указаниям СНиП 2.01.14-83. Методика описана вРекомендациях ГипроДорНИИ. Существенные трудности вызывает расчет количествасмываемых стоками выбросов. Специальных комплексных исследований, которыеучитывали бы влияние и автомобильных и дорожных факторов, не проводилось,поэтому приходится принимать состав стоков по имеющимся справочным данным.
Для укрупненных расчетов по дорогамвысокой интенсивности движения рекомендовано принимать следующийсоставзагрязнений (табл.7)
Таблица7
Состав загрязнений на дорогах высокой интенсивности движения
Наименование
Количество мг/л
в дождевых водах
в талых водах
Взвешенные вещества 1300 2700 Эфирорастворимые вещества 60 65 Свинец 0,28 0,30 Нефтепродукты 24 26 3.2. Оценказагрязнения воздушной среды
При загрязнении воздушнойсреды следует исходить из сложившейся ситуации, учитывая фоновые уровнизагрязнения, существующие локальные источники загрязнения и перспективы ихизменения на прогнозный период. На основе этих данных возможно проведениеосмысленных оценок, позволяющих определить вклад нового объекта (в данномслучае – автомобильной дороги) в загрязнение атмосферы, определение порядкавыполнения необходимых природоохранных мероприятий. В связи с этим необходиморассмотреть 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 воздухаотработавшими газами автомобилей удобно оценивать по концентрации окисиуглерода, мг/м3.
Формула оценки концентрации углерода(Ксо) используется для расчетов в Киевском и Харьковском автомобильно-дорожныхинститутах (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 загрязнениеатмосферного воздуха не транспортного происхождения, мг/м3;
N — суммарная интенсивность движенияавтомобилей на городской дороге, автомобилей в час;
Кт — коэфициент токсичностиавтомобилей по выбросам в атмосферный воздух СО. Коэфициент токсичностиавтомобилей определяется как средневзвешенный для потока автомобилей поформуле:
Кт = Рi Кп,
Рi — состав движения в долях единиц. Значение Кп определяетсяпо таблице;
Ка — коэфициент, учитывающий аэрациюместности берется из таблицы 9;
Ку — коэффициент, учитывающийизменение загрязнения атмосферного воздуха СО в зависимости от величиныпродольного уклона определяется по таблице 10;
Кс — коэфициент, учитывающийизменение концентрации углерода в зависимости от скорости ветра определяется потаблице 11;
Кв — коэфициент относительнойвлажности воздуха определяется по таблице 12;
Кп — коэфициент увеличениязагрязнения атмосферного воздуха СО у пересечений, определяется по таблице 8,13.
Таблица 8
Значение коэффициента Кп
Тип автомобиля Кп средний грузовой 2,9 автобус 3,7 легкий грузовой 2,3 тяжелый грузовой(дизельный) 0,2 легковой 1,0
Таблица 9
Значение коэффициента Ка
тип местности по степени аэрации
Ка транспортные тоннели 2.7 транспортные галереи 1,5 магистральные улицы и дороги с многоэтажной застройкой с 2х сторон 1,0 жилые улицы с одноэтажной застройкой, улицы и дороги в выемке, 0,6 городские улицы и дороги с одноэтажной застройкой, набережные, эстакады, виадуки, высокие насыпи 0,4 пешеходные тоннели 0,3
Таблица 10
Значение коэффициента Ку
продольный уклон
Ку 1,00 2 1,06 4 1,07 6 1,18 8 1,55
Таблица 11
Коэфициент изменения концентрации СО в зависимости от скоростиветра Кс
скорость ветра
Кс 1 2,70 2 2,00 3 1,50 4 1,20 5 1,05 6 1,00
Таблица 12
Значение коэфициента Кв определяющего изменение концентрации СО взависимости от относительной влажности воздуха
относительная влажности, %
Кв 100 1,45 90 1,30 80 1,15 70 1,00 60 0,85 50 0,75 40 0,60
Таблица 13
Коэфициент увеличения загрязнениявоздуха СО у пересечений
тип пересечения
Кп
Регулируемое пересечение: -светофорами обычное 1,8 -светофорами управляемое 2,1 -саморегулируемое 2,0
Не регулируемое: -со снижением скорости 1,9 -кольцевое 2,2 -с обязательной остановкой 3,0 3.3. Оценказагрязнения почв
Наибольшее загрязняющее воздействиена почву во время эксплуатации автомобильной дороги оказывает свинец. Свинецоседает на придорожной полосе при работе двигателей, заправленных этилированнымбензином. Считается, что около 20% общего количества свинца разносится с газамив виде аэрозолей, 80% выпадает в виде твердых частиц размером до 25 мкм иводорастворимых соединений на землю. Опасность таких выбросов заключается втом, что свинец накапливается в почве на глубине пахотного слоя или на глубинефильтрации воды атмосферных осадков. Далее накопление свинца может происходитьпри передаче его по трофическим цепям, что может представлять угрозу состояниюэкосистем, а также здоровью человека при потреблении продуктов питания.
Предельно допустимая концентрациясоединений свинца в почве по общесанитарному показателю составляет 32 мг/кг.
В крупнейших городах России запрещеноприменение этилированного бензина. Как известно, в настоящее время в странепроизводится не более 40% этилированных бензинов. Учитывая эти обстоятельства,далее для расчетов принимается экспертная оценка, согласно которой нарассматриваемом участке доля автомобилей, использующих этилированный бензин, непревышает величины 10%.
При выполнении оценки загрязненияпочв свинцом учитывается, что прогнозный период накопления свинца в почвесоставляет 20 лет. Расчет выбросов свинца и его соединений проведен пометодике, предложенной в [13].
Мощность эмиссии свинца при даннойсреднесуточной 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 отработавшихгазов,
КТ= 0,8 –коэффициент, учитывающий долю выбрасываемого свинца в
виде твердых частицв общем объеме выбросов,
Gi – среднийэксплуатационный расход топлива для соответствующей
марки автомобиля,
Ni – среднесуточнаяинтенсивность движения автомобилей
соответствующей марки,
Pi – содержание добавкисвинца в топливе, применяемом на автомобиле
рассматриваемоготипа.
Уровеньзагрязнения свинцом поверхностного слоя почвы на различных расстояниях отпроезжей части определяется по формуле:
Рс= Рп/(h×r), (2)
где Рс – уровеньзагрязнения почвы свинцом, мг/кг,
h – толщина почвенного слоя(в метрах), в котором располагаются
выбросы свинца, дляпахотных земель принимается 0,2 м,
r — плотность почвы,
Рп – отложение свинцана 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 площадирозы ветров со стороны дороги, противоположной рассматриваемой зоне к общейплощади,
Tp – расчетный срокэксплуатации дороги в сутках, принимается равным 7300 суток, что соответствует20-летнему прогнозному сроку,
Pэ– мощностьэмиссии свинца.Заключениеи выводы
В настоящее время Правительством РФ,Минтрансом РФ, Госкомприродой России, Российскими транспортными инспекциями,Правительством г. Москвы и др. организациями уделяется внимание и контроль засоблюдением экологических требований при эксплуатации транспортных средств иэкологической обстановкой регионов. Утверждены Законы РФ «Об охране окружающейприродной среды» и «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения».
На основании этих Законовутверждаются Временные экологические требования при эксплуатацииавтотранспортных средств, утверждается задание по оснащению автотранспорта испецтехники на автомобильном шасси каталитическими нейтрализаторами и инымитехническими устройствами снижения токсичности отработанных газов.
Правительством г. Москвыиздан Закон Об ответственности за реализацию моторного топлива, несоответствующего экологическим требованиям. В соответствии с этим Законом занесоблюдение экологических требований к реализации моторного топлива нанарушителей возлагается штраф, приостанавливается и аннулируется лицензия.
Несмотря на проведение различныхмероприятий, как мы увидели в ходе работы, автомобильный транспорт идорожно-строительная техника продолжают оставаться наиболее крупным источникомнегативного воздействия на окружающую среду. Воздействию подвергаются все безисключения компоненты окружающей среды. При этом наибольшее инаиболее опасное загрязнение – атмосферное. Опасно оно потому, что воздухнеобходим нам, от его качества зависит наша жизнь и здоровье. К тому же воздухсвязан со всеми остальными компонентами окружающей среды.
Таким образом, можно сделать следующиевыводы о воздействии строительства и эксплуатации автодороги в Томской областина компоненты окружающей среды:
- Воздействие наатмосферный воздух. Основными ингредиентами выхлопных газов являютсядиоксид азота и оксид углерода. Величина эмиссии зависит от конкретныхпараметров дорожного движения — скорости потока, продольного профиля дороги,интенсивности и состава транспортного потока и т. п. Так какнаибольшая ширина распространения загрязнений присуща оксиду углерода, то вкачестве оценки можно опираться именно на его эмиссию.
- Воздействие наводную среду. Оценка воздействия на водную среду производится сучетом 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 нарусловые процессы и мутность речных вод), вклад в загрязнение водных объектовот поверхностного (ливневого) стока с дороги.
- Воздействие нарастительный мир. При оценке этого критерия в рассмотрение нужнопринимать следующие факторы: вырубка лесов под отвод дороги, уничтожение редкихпород деревьев, кустарников и т.д., воздействие загрязняющих веществ нарастительность, гибель деревьев от заболачивания территории, вызванногостроительством дороги.
- Воздействие наживотный мир. Основными факторами воздействия автомобильной дороги наживотный мир являются: нарушение условий обитания (животных), нарушение путеймиграций животных, нарушение мест гнездования, гибель в результате столкновенияс автотранспортом, пересечение дорогой заказников.
- Воздействие напочвы. При работе двигателей автомобилей в воздух с газообразнымикомпонентами попадают аэрозольные и пылевидные частицы, среди которых, преждевсего, соединения свинца, а так же углерода (сажи) составляют основную долю.
При оценке воздействия на почвы далее учитывается влияние накачество 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 Томскойобласти / 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 содержанииавтомобильных 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 Томскогоун-та, 2001.—223 с.
11. Защита окружающейсреды 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. Методикаопределения выбросов автотранспорта для проведения сводных расчетов загрязнениягородов (Утверждена приказом Госкомэкологии России № 66 от 16 февраля 1999 г.).– СПб.: НИИ Атмосфера. –16 с.
14. Методика расчетаконцентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросахпредприятий (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 охраняемыеприродные территории Томской области / А. М. Адам, Т. В. Ревушкина, О. Г.Нехорошев, А. С. Бабенко.—Томск: Изд-во НТЛ, 2001.—252 с.
19. Охрана окружающейсреды, лесное хозяйство и природные ресурсы Томской области (1992-2001гг.):статистический сборник. Томск: Томскоблгоскомстат, 2002.—50 с.
20. Охрана окружающейсреды, лесное хозяйство и природные ресурсы Томской области: статистическийсборник: 2000-2004 гг. Томск: Томскоблкомстат, 2005.—35 с.
21. Природные ресурсыТомской области / Под ред. И. М. Гаджиева, А. А. Земцова.—Новосибирск: Наука,1991.—175 с.
22. ПриродокомплексТомской области / ТГУ. Т.1: Геология и экология.—1995.—296 с.
23. ПриродокомплексТомской области / ТГУ. Т.2: Биологические и водные ресурсы.—1995.—220 с.
24. Проектированиеавтомобильных 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 истатистика, 1995г.
26. Рекомендации поучету требований по охране окружающей среды при проектировании автомобильныхдорог и мостовых переходов. (Согласованы с Министерством охраны окружающейсреды 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. Состояниеокружающей среды Томской области в 2003 году: экологический мониторинг.—Томск:Дельтаплан, 2004.—204 с.
29. Экологическаябезопасность транспортных потоков – М.: Транспорт, 1990г. – 127 с.
30. Экологическиепроблемы развития автомобильного транспорта. – М., 1997
31. Экологическоесостояние, использование природных ресурсов, охрана окружающей среды Томскойобласти в 1995 году. Обзор. Государственный комитет экологии и природныхресурсов. — Томск, 1996. – 178 с.
Приложение.
Таблица 1.
Качественный состав отработавших газовавтомобилей.Компоненты Действие на человека Азот Нетоксичен Диоксид углерода Токсична Вода Нетоксична Кислород Нетоксичен Водород Нетоксичен Углерод (сажа) Токсичен Оксид углерода Токсичен Формальдегид Токсичен Акролеин альдегиды Токсичен Ацетальдегид Токсичен Оксид азота Токсичен Диоксид азота Токсичен Метан Токсичен 3, 4 – бенз(а)пирен Токсичен Этилен Токсичен Ацетилен Токсичен Пропилен Токсичен Этан Токсичен Толуол Токсичен m – ксилол Токсичен р — ксилол Токсичен Бензол Токсичен Пропан Токсичен Изооктан Токсичен n – пентан Токсичен Изобутилен Токсичен Бутилен – 1 Токсичен Изопентан Токсичен Гексан Токсичен Этилбензол Токсичен 2 – метилпентан Токсичен n — бутан Токсичен о – ксилол Токсичен
продолжение таблицы 13 – метилпентан Токсичен Циклопентан Токсичен Метилциклопентан Токсичен Циклогексан Токсичен Бутилен – 3 – cis Токсичен n – метилгексан Токсичен n – октан Токсичен Изобутан Токсичен Бутилен – 2 – trans Токсичен Пропадиен Токсичен n - нонан Токсичен Пентен – 1 Токсичен Пентен – 2 – trans Токсичен 2, 4 – диметилпентан Токсичен Пентен – 2 – cis Токсичен 2 – метилбутодиен – 1 Токсичен Гексан – 1 Токсичен