ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения НИР.

Интенсивное техногенное загрязнение воздушного бассейна, рассмат­риваемое еще не так давно как фактор, создающий дискомфортные условия проживания, сегодня коррелирует с ростом заболеваемости и смертности го­родского населения. В этих условиях возрастает актуальность разработки на­учно-обоснованных предложений по улучшению качества градосферы, изуче­нию и повышению оздоровительной эффективности озелененных пространств, размещенных в черте крупных городов. Важной ролью зеленых насаждений является реализация их газозащитного потенциала, что позволяет рас­сматривать участки зеленых зон городов, как своеобразные биофильтры и газопоглотители.

В условиях натурных экспериментов решены следующие задачи:

- уточнены и дополнены основные закономерности распространения ав­тотранспортных выбросов в условиях различных планировочных приемов ор­ганизации примагистральной застройки и свободной (открытой) территории;

- изучены закономерности снижения концентраций автотранспортных выбросов полосами зеленых насаждений, обладающими различными био­метрическими характеристиками и качественно-видовой структурой;

- исследована газозащитная эффективность существующих примагистральных посадок зеленых насаждений и других категорий озеленения го­родов (парки, скверы, межквартальное озеленение и т.д.);

- сформулированы основные требования к эффективной планировочной организации, структуре и ассортименту пород газозащитных полос озеленения.

Объекты натурных исследований представлены в ii группах.

В число объектов i группы включены:

а) примагистральные защитные зеленые полосы автодорог, расположенные в пригородных зонах городов;

б) мелиоративные и снегозащитные зеленые полосы агроландшафтов, участков отвода железных дорог и автомагистралей, в т.ч. а границах зеленых зон.

ii группа объектов - различные категории зеленых устройств крупных городов. Методологической основой исследования средозащитных функций зеленых насаждений являлся биофизический принцип подхода к рассматриваемым явлениям, согласно которому эффективность средозащитных и средообразующих функций лесных экосистем связана с концентрацией и распределением органического вещества (фитомассы) фитоценозов в пространстве. Количественная характеристика распределения фитомассы оценивалась методом определения плотности исследуемых сечений (коэффициент плотности, удельный объем фитомассы).

Методика исследований. Для оценки газозащитной роли существующих полос примагистрального озеленения и модельных полос использовалась апробированная ранее методика В.Сидоренко, согласно которой концентрации СО определяются в характерных точках исследуемого участка (первый ряд посадок, за полосой озеленения, в разрыве между зеленой зоной и линией застройки). Эффективность зеленых насаждений определяется при сравнении полученных результатов с характером распределения концентраций загрязнения на контрольных, свободных от застройки и озеленения участках, обеспечивающих высокую степень адекватности условий базовых измерений в отношении метеофакторов, интенсивности движения автотранспортных потоков и их состава, времени проведения отбора проб и т.д. Регистрация характеристик всех факторов влияния производилась синхронно. Такой же методический подход был сохранен и использован для оценки газозащитной роли полос озеленения на примагистральных участках в условиях пригородных территорий при отсутствии застройки и др. экранирующих сооружений. Исследование газозащитной эффективности полос зеленых насаждений (iiгруппа) в условиях эксперимента, моделирующего транспортные загрязнения, потребовало разработки новых методических подходов и технических решений, с учетом поставленных задач. К ним следует отнести постановку экспериментов с использованием искусственного источника загрязнения атмосферы. С этой целью использовался ДВС с последующим распределением точек выброса для имитации линейного источника загрязнения атмосферы с помощью системы магистрали и отводных патрубков. В этом случае на сформированном полигоне, прилегающем непосредственно к объекту исследований, определялась эффективность полосы озеленения в зависимости от комплекса биометрических параметров и коэффициента плотности фитомассы.

Общая схема акустических исследований по выявлению оптимальной позиции полосы озеленения использована для решения идентичной задачи в отношении реализации газозащитного потенциала в системе «источник выброса - защищаемый объект». Сущность эксперимента заключалась в следующем: в начале фиксировалось положение точки отбора воздуха за полосой, а расположение линейного источника выброса варьировалось с шагом 5 м (принято пять фиксированных позиций по отношению к исследуемой полосе). Затем, при фиксированном положении источника, процесс измерений повторялся с последовательной сменой точек отбора проб. По результатам, полученным после каждого цикла измерений, определялась газозащитная эффективность полосы в зависимости от отношения расстояний «источник-полоса» и «точка анализа-полоса».

В качестве основного компонента автотранспортных выбросов избрана окись углерода (СО), как наиболее высокотоксичный ингредиент, содержащийся в наибольшем количестве в общем объеме токсичных веществ транспортных загрязнений (80-90%). Исследованиями отмечена тесная связь между содержанием СО в воздухе, прилегающих к транспортным магистралям территорий, и другими ингредиентами. Немаловажным обстоятельством является тот факт, что при определенных условиях, СО переходит в углекислый газ и в этом качестве достаточно активно поглощается зелеными насаждениями. Согласно теоретическим исследованиям, различные компоненты выбросов автотранспорта значительно теряют свою динамическую индивидуальность и в своем движении подчиняются общим закономерностям. Исходя из этого можно считать, что закономерности распространения концентраций СО в воздухе автомагистралей и прилегающих территорий будут, в целом, идентичны и репрезентативны в отношении других составляющих ингредиентов выхлопных газов. Во всех случаях отбор проб воздуха осуществлялся в соответствии со стандартной методикой в различных точках фиксации на высоте 1,5 м с помощью установки переносного автономного электроаспиратора. Исследуемые пробы протягивались под избыточным давлением через жидкие поглотительные растворы с последующим анализом на титрометрическом газоанализаторе ТГ-5.

Достаточный объем исследования, составляющий свыше 40 объектов полос зеленых насаждений, и выявленных при этом закономерностей, позволяет считать степень концентрации фитомассы важнейшим базисным параметром.

Высокая степень концентрации фитомассы, характерная для полос с различным видовым составом, формируется определенными структурно-конструктивными параметрами. По нашим наблюдениям в этом отношении важнейшую роль играют: наличие кустарникового яруса «плотно» закрывающего подкроновое пространство основных и сопутствующих пород; наивысшая степень облиственности и сомкнутости (для хвойных), обеспечивающих многочисленные участки высокой концентрации фитомассы; выраженная ярусная структура насаждений (кустарниковые ряды, сопутствующие, основные породы), способствующие достаточной и равномерной инсоляции всех ярусов; минимальный объем «пассивных» зон в структуре защитных полос, образованный омертвевшей фитомассой.

Критерием оптимальности расположения защитной полосы следует считать такую ее позицию по отношению к источнику загрязнения и защищаемому объему, при которой наблюдается максимальное снижение концен­траций загрязнения воздуха. Как следует из экспериментальной зависимости, это проявляется при максимальном приближении полосы к защищаемому объему (r/s=0.25-0.33), что и определяет ее оптимальную позицию размещения в соответствии выбранным критерием и учетом минимального приближения к ограждающим конструкциям зданий в 5 м.

При значенияхr/s> 1 (r/s= 3-4) газозащитная полоса не реализует свой потенциал в полной мере. Максимальная эффективность снижения концентраций СО при использовании полосы насаждений характеризующейся достаточно высокими биометрическими показателями (Кпл = 0.72; УОФ=0.9 м ³; в=20 м; Н=10 м), не превышает 20-30% и, таким образом, реализует свойпотенциал на 50-60%.

Для практических расчетов ожидаемой газозащитной эффективности полос озеленения следует использовать уравнение:

n/n _макс = 0.609 - 0.0266b+ 0.007d+ 0.0З6h- 0.887К _рl+ 0.021v,

где n/n _макс - относительный показатель эффективности - отношение средних уровней концентрации СО (n) к максимальным уровням (n _макс);

b- ширина газозащитных полос, м;

d- дистанция за полосой озеленения, м;

h- средняя высота полосы, м;

k _pl- коэффциент плотности фитомассы;

v - скорость ветра, м/с.

Таким образом, критерием оптимальной планировочной организации газозащитных полос в системе «источник загрязнения - защищаемый объект, при которой отмечаются максимальные уровни реализа­ции эффективной защиты, является максимальное приближение полос к объек­там защиты.