Реферат: Экологические проблемы развития автомобильного транспорта

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, которое, ве­роятно, откажется от автомобилей в их современном виде, 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.

Исследований загрязнений почвы до сих пор выполнено не­много: процесс выброса и распределения загрязняющих частиц на поверхности почти также сложен, как и в воздухе, а натурные из­мерения с использованием методов микроанализа не всем доступ­ны и дороги. Поэтому данные натурных измерений представляют особую ценность. Наиболее полные исследования на высоком для того времени уровне были проведены в Институте биологии Лат­вии в конце 70-х годов. Их авторы Дз.Ж.Бериня, И.М.Лапиня, Л.В.Карелина и др. получили большой объем данных о наличии в придорожной почве и растениях тяжелых металлов и других эле­ментов с учетом различных влияющих факторов. В отношении вы­бросов свинца получили известность исследования Р.Х.Измайлова, выполненные в МАДИ в конце 70-х годов, рабо­ты В.И.Пуркина, Т.С.Самойловой.

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. 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. 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. 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.

Выше было отмечено, что контроль за отложениями выбросов других металлов, вследствие их не токсичности (железо, медь) или малого содержания нормативными документами, не установлен. При необходимости, имея данные об эмиссии, можно без большой ошибки использовать изложенную методику и для других тяже­лых металлов. Реальное распределение загрязнений в основном подтверждает возможность применения упрощенных способов расчета, основанных на статистической обработке натурных за­меров. Но из-за неучета многих влияющих факторов объективная точность таких расчетов невелика и для случаев, когда назначе­ние защитной полосы или строительство специальных защитных сооружений связано со значительными затратами; следовало бы применять более надежные методы.

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.

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. Введе­ние компьютерного учета всех транспортных средств сделало не­возможным сокрытие их владельцев и проблема после этого поте­ряла актуальность. 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.

3. Загрязнение водоемов. Очистка стоков.

Загрязнение водных объектов происходит вследствие попа­дания транспортных выбросов на поверхность земли в бассейнах стока, в подземные воды и непосредственно в открытые водоемы. Вероятно, сбросы неочищенных стоков промышленных предпри­ятий намного опаснее, но без учета дорожных воздействий на ка­чество воды невозможно обеспечить должное качество среды оби­тания в целом.

Органы санитарного надзора обоснованно требуют от до­рожных эксплуатационных организаций нормального содержа­ния водоемов, находящихся в зоне непосредственного воздействия (защитной полосе) дороги. 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. По приведенным признакам можно ориентировочно подсчитать количество попавшей в водоем нефти, напри­мер, для определения ущерба от дорожной аварии.

Напомним, что 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 водо-охранных 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. Применительно к данной задаче 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.4)

Таблица 4

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

Для дорог и улиц, где систематическая уборка машинами с пневматическими системами не производится, приведенные пока­затели могут оказаться вдвое больше.

В табл.5 приведена более полная таблица качественных характеристик стоков, поступающих в городскую ливневую кана­лизацию. Для сравнения в правой колонке приведены максималь­но-допустимые показатели, требующиеся для водоемов хозяйст­венно-питьевого назначения.

Таблица 5

Показатели	Средняя концентрация в стоках, мг/л
	дождевых	талых	моечных	массимально-допуст.
рН	7,75	8,15	7,75	6,0...9,0
Взвешенных веществ	1230	1645	700	0,75
ХПК нефильтрованного	470	562	400	15
ХПК фильтрованного	41	-	-	-
БПК5	26	150	-	-
БПК поли	62	220	-	3
Эфирорастворимые	63	-	100	нефть-0,3
Азот аммонийный	2	14	5,2	-
Азот общий	4,9	34	-	-
Нитраты	0,08	-	0,6	45
Нитриты	0,08	0,36	0,3	-
Фосфор общий	1,08	-	0,1	-
Свинец	-	0,03	-	-

Взвешенные вещества - могут быть минерального и органи­ческого происхождения, представлены суспензированными части­цами песка, глины, ила, планктона и т.п.

Азота соединения - нитраты NОз и промежуточная форма нитриты N0₂ продукты распада белков и других органических веществ.

ХПК — химическая потребность в кислороде для окисления в основном органических загрязнений.

БПК - биохимическая потребность в кислороде для окисле­ния органических примесей микроорганизмами в аэробных (открытых) условиях; БПК; - в течение 5 суток, БПКполн - на весь процесс до начала нитрификации (полного распада).

рН - показатель уровня кислотности (отрицательный лога­рифм концентрации водородных ионов): нормальная рН = 7, кис­лая - < 7, щелочная - > 7. Обычно природные водоемы имеют ки­слотность 6,5...8,5 рН.

Требования к качеству воды водоемов обусловлены офици­альным документом Санитарные нормы и правила - СанДиН, для питьевой воды ГОСТ 2874-82, для рекреационных водоемов ГОСТ 17.1.5.02-80.

Естественно, в крупных городах, на охраняемых территориях бывает сложно найти место для локальных очистных сооружений упрощенного типа. Современные сооружения для очистки сточ­ных вод, соответствующие требованиям СНиП 2.04.03-89 и СН 496-77 «Временная инструкция по проектированию сооружений для очистки поверхностных сточных вод» весьма дороги, их работа требует постоянного расхода энергии обслуживающего персо­нала. В очистных сооружениях используются механические, физи­ко-химические, электрохимические, биологические или комплекс­ные методы. Для очистки ливневых дорожных стоков, не содер­жащих в значительном количестве растворов химических веществ, применяют обычно механические методы, включающие отстаивание и фильтрование. Как правило, их достаточно для первичной очистки, обеспечивающей санитарные показатели для производственных стоков, подлежащих дальнейшей более тонкой очистке или допускаемых к сбросу в многоводные водотоки.

Простейшие отстойники горизонтального типа имеют уст­ройства для механизированного удаления осадка и бензомаслоуловитель для отделения всплывающих в процессе отстоя нефте­продуктов. Грязевые ловушки имеют вид прямоугольных или круглых колодцев, размеры которых определяют расчетом. Отстойники для первичной очистки дорожных стоков также выполняются в виде колодцев, но входные и выход­ные оголовки разделены перегородками разной системы, что по­зволяет менять режим водного потока для сбора с поверхности всплывших нефтепродуктов, а со дна - твердых осадков. Отстой­ники подобного типа устраивают у открытых ремонтных эстакад» на автостоянках, АЗС.