Экологический аспект строительства и эксплуатации автомобильной дороги

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

Загрязнение поверхности земли транспортными и дорожны-ми выбросами накапливается постепенно, в зависимости от числа проходов транспортных средств и сохраняется очень долго даже после ликвидации дороги. Для будущего поколения транс-портное загрязнение почвы останется тяжелым наследством про-шлого. 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 рас-творяется и выносится стоковыми водами, попадает затем в реки, водоемы и уже через питьевую воду также может оказаться в ор-ганизме человека. Действующие нормативные документы требуют пока сбора и очистки стоков только в городах и водоохранных зонах. Учет транспортного загрязнения почвы и водоемов на тер-ритории 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 за-грязнителем, считается свинец. Он относится к распространенным элементам: его среднемировой кларк (фоновое содержание) в поч-ве 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 по-вышенное содержание в почве тяжелых металлов, только при со-держании 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 иссле-дований, свидетельствующие, что в каждом погонном метре защит-ной 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 при-менения 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 использова-ние дня фуража травы в полосе 150 м от автомагистралей.

Согласно выполненных латвийскими учеными замеров кон-центрация 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. Уста-новлено, 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, разно-сится с аэрозолями, выбросы свинца, хоть и в меньшей концен-трации, 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 дожде-вые или смывные воды попадает от 25 % до 50 % твердых частиц [12].

В странах с высоким уровнем автомобилизации озабочен-ность вызывает загрязнение придорожной полосы остатками ава-рий, 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, результа-тивность борьбы с загрязнением придорожных земель пользова-телями 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 попа-дания транспортных выбросов на поверхность земли в бассейнах стока, в подземные воды и непосредственно в открытые водоемы. Из распространенных выбросов наи-большее беспокойство вызывает попадание в воду нефтепродук-тов. Первые признаки в виде отдельных цветных пятен появляют-ся 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 приобре-тает 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 сле-дующих случаях.

1. Для нахождения границ полосы непосредственных воздей-ствий - 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 поверх-ностных и грунтовых вод.

Для расчета объемов водной части стока с выделенных площа-дей 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, кото-рые 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 интенсивно-сти движения рекомендовано принимать следующий состав за-грязнений (табл.7)

Таблица 7

Состав загрязнений на дорогах высокой интенсивно-сти движения

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5