Экологическое качество автомобильных дорог

Изучаемые вопросы:

Влияние сооружений автомобильных дорог и транспортных потоков на окружающую среду

Экологическое качество автомобильных дорог определя­ется воздействием её сооружений и транспортного потока на окружающую среду.

На здоровье людей неблагоприятно действуют вредные выб­росы транспортных потоков, шум, вибрация и другие факторы. Различные токсиканты от дороги попадают в близлежащие по­чвы, водные объекты, загрязняют воздух в зоне дыхания чело­века. Через сельскохозяйственные культуры, воду многие инг­редиенты - загрязнители попадают в организм человека и сни­жают показатели здоровья. Прежде всего от воздействий авто­транспортных потоков страдают органы дыхания человека.

На здоровье населения оказывает влияние как качество питьевой воды, так и качество атмосферного воздуха.

При работе двигателей автомобилей в воздух с газооб­разными компонентами попадают аэрозольные и пылевид­ные частицы, среди которых соединения свинца и углерода (сажи) составляют основную долю. Наибольшую опасность для окружающей среды представляют соединения свинца.

Хорошо известно, что опасность накопления соединений свин­ца в почве обусловлена доступностью его растениям и перехо­дом по звеньям пищевой цепи в животных, птиц и человека.

В расчетной оценке уровня загрязнения почв свин­цом полагается, что

20 % общего количества соединений свин­ца разносится в атмосфере в виде аэрозолей, 80 % выпадает в виде твердых частиц размером до 25 мкм и водораствори­мых соединений на поверхности земель, прилегающих к до­роге. Эти соединения накапливаются в почве на глубине па­хотного слоя или на глубине фильтрации дождевых осадков.

Оценка загрязнения придорожных земель выбросами свин­ца автомобильным транспортом проводится путем расчетного определения уровня загрязнения поверхностного слоя почвы, который определяется по формуле

P_c=P_n/(h-P), ( 6 )

где Р_с- уровень загрязнения поверхностного слоя почвы свинцом, мг/кг;

h- толщина почвенного слоя (в метрах), в котором распо­лагаются выбросы

свинца, для пахотных земель принимается 0,2 м, для остальных угодий - 0,1 м;

Р- плотность почвы, кг/м³;

Р_п-отложение свинца на поверхности земли (мг/м³), опре­деляемое по формуле

Р_п =0,4*K₁*U_V*T_Р*P_{Э ,} ( 7 )

где: К₁ - коэффициент, учитывающий расстояние от проез­жей части (К₁=0,1);

U_V - коэффициент, зависящий от силы и направления вет­ров, принимается

равным отношению площади розы ветров со стороны дороги,

противоположной рассматриваемой зоне к общей площади;

Т_Р - расчетный срок эксплуатации дороги в сутках, принима­ется равным 7300

суток, что соответствует 20-летнему про­гнозному сроку;

Р_Э - мощность эмиссии свинца.

Мощность эмиссии свинца при данной среднесуточной ин­тенсивности движения автомобилей определяют по формуле

Р_э=К_п*К_о*m_р*К_т*∑(G_i*Р_i*N_i), (8)

где Р_э - измеряется в мг/м в сутки;

К_п=0,74 - коэффициент пересчета единиц измерения;

m_р - коэффициент, учитывающий дорожные и автотранс­портные условия,

принимается в зависимости от средней ско­рости потока;

К_о=0,8 - коэффициент, учитывающий оседание свинца в системе выпуска

отработавших газов;

К_т - коэффициент, учитывающий долю выбрасываемого свинца в виде

твердых частиц в общем объеме выбросов;

G_i- средний эксплуатационный расход топлива для соответ­ствующей марки

автомобиля, л/км;

N_i - среднесуточная интенсивность движения автомобилей соответствующей

марки;

Р_i- содержание добавки свинца в топливе, применяемом на автомобиле

рассматриваемого типа, г/кг.

Полученные расчетом уровни загрязнения почвы свинцом сопоставляют с общесанитарным показателем, который равен 32 мг/кг.

Оценка уровня загрязнений атмосферы производится для оксидов азо­та (NO_x), оксида углерода (СО), углеводородов (С_хН_х), соеди­нении свинца (РЬ) на различном удалении от дороги. Мощ­ность эмиссии первых трех компонент для каждого газооб­разного загрязнителя вычисляется по формуле

q = 2,06*10^-4*m*(∑Gik*N_ik*K_{k +} ∑G_id*N_id*K_d), (9)

где i - индекс суммирования (тип автомобиля);

q - мощность эмиссии данного вида загрязнений от транс­портного потока на

конкретном участке дороги, г/(мс);

m - коэффициент, зависящий от средней скорости транс­портного потока (m =

0,1);

G_ik- средний эксплуатационный расход топлива для данно­го типа

карбюраторных автомобилей , л/км;

G_id- то же, для дизельных автомобилей, л/км;

N_ik- перспективная расчетная интенсивность движения каж­дого типа

карбюраторных автомобилей, авт/час;

N_id - то же, для дизельных автомобилей, авт/час;

К_к и K_d - коэффициенты, принимаемые для данного ком­понента загрязнения

для карбюраторных и дизельных двига­телей.

Мощность эмиссии в воздушную среду соединений свинца в виде аэрозолей определяется по формуле

q_pb = 2,06*10^-7 *К₀ *m_p –K_г -(∑G_ik *N_ik *P_ik) , (10)

где q - мощность эмиссии в воздушную среду соедине­ний свинца от

транспортного потока, г/(мс);

гл_р- коэффициент, учитывающий дорожные условия и за­висящий от средней

скорости потока;

К₀ - 0,8 - коэффициент, учитывающий оседание свинца в системе выпуска

отработавших газов;

К_г - 0,2 - коэффициент, учитывающий долю выбрасывае­мого свинца в виде

аэрозолей в общем объеме выбросов;

P_ik - содержание добавки свинца в топливе, применяемом в автомобилях.

Эквивалентный уровень транспортного шума в придорож­ной полосе определяется по формуле

L_ЭKB = L_TРП + ∆L_V + ∆L_i + ∆L_d + ∆L_k + ∆L_ДИЗ - (∆L_L • K_p), (11)

где L_ТРП - уровень шума на расстоянии 7,5 м от оси ближ­ней полосы движения, дБА.

L_ТРП = 50 + 8,8*lgN. (12)

К_р=1,1 - коэффициент, учитывающий тип поверхности меж­ду дорогой и точкой замера (зеленый газон).

Уровень шума в зависимости от расстояния от крайней по­лосы движения будет изменяться в соответствии с уменьше­нием величины ∆L_L.

Предельно допустимый уровень шума для территорий сель­скохозяйственного назначения - 50 дБА.

При сооружении земляного полотна автомобильных дорог важнейшей задачей является сохранение плодородного слоя почвы, который представляет собой сложную органоминеральную систему, требующую для своего существования оп­ределенных условий.