ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения НИР.

Неблагоприятная экологическая обстановка в мире в целом и, в частности, в России остро ставит вопрос о принятии технических, экономических и политических решений, которые позволили бы решить экологические проблемы. Известно, что одним из наиболее экологически опасных объектов является автомобильная дорога. Каждый год автомобили выбрасывают в атмосферу до 30 млн.т СО, около 3 млн.т углеводородов, 10 млн.т оксидов азота, 200 тыс.т соединений серы, 100 тыс.т сажи, 13 тыс.т соединений тяжелых металлов и т.д. При этом загрязняются все компоненты окружающей среды - воздух, вода и почва. Кроме того, автомобильная дорога является источником недопустимо высокого транспортного шума, вибрации и воздушных возмущений.

Процесс автомобилизации сопровождается ростом количества дорожно-транспортных происшествий. В целях снижения аварийности на дорогах строятся площадки отдыха, предназначенные для отдыха водителей и пассажиров. Однако в настоящее время подавляющая часть этих площадок расположена в зоне повышенного загрязнения природной среды от автомобильного транспорта. В этих условиях полноценный отдых практически невозможен. Кроме того, сами площадки отдыха, в связи с большим количеством отдыхающих, стали источником загрязнения и разрушения природной среды на прилегающих территориях. Все это ставит задачу пересмотра сложившихся подходов к их проектированию и строительству.

Исследования проблемы загрязнения окружающей среды автомобильным транспортом позволили классифицировать основные факторы загрязнения и выделить из них две взаимно-связанные группы: дорожные и транспортные. Установлено, что транспортные факторы оказывают наибольшее влияние на уровень загрязнения, так как они характеризуют параметры источника выбросов, а дорожные - в основном влияют на характер распространения загрязнителей на придорожные территории.

Анализ состава отработавших газов автомобилей и оценка их токсичности позволили утверждать, что для здоровья водителей и пассажиров, находящихся на площадке отдыха, наибольшую экологическую опасность представляют соединения свинца и окислы азота. Выбросы углеводородов и окиси углерода незначительны.

Однако химические факторы не полностью характеризуют экологическую ситуацию. Большую экологическую нагрузку несут физические загрязнители, такие как транспортный шум и радиационное загрязнение.

При этом если первый фактор достаточно хорошо изучен и по нему проведены обширные теоре­тико-экспериментальные исследования, то по радиационному воздействию (применительно к автомобильным дорогам) таких работ явно недостаточно.

Тенденция развития транспортной политики в области безопасности движения такова, что остановки во время движения и отдых водителей становятся обязательными в целях снижения уровня аварийности. В ряде стран Западной Европы в обязанности полиции входит строгий контроль периодичности и продолжительности остановок грузового транспорта и автобусов. В связи с этим возникла необходимость разработки требований к экологически безопасному состоянию площадок отдыха и рекомендаций по их обеспечению.

Прежде, чем оценивать уровень экологического загрязнения, необходимо оценить общее состояние существующих площадок отдыха (проведено на автомобильных дорогах Брянской области). Общая протяженность обследованных автомобильных дорог с площадками отдыха составила 550 км. Из 22-х расположенных здесь площадок были выбраны 6 наиболее типичных, на которых был выполнен весь цикл экспериментальных исследований.

Проведенные исследования показали, что на площадках отдыха и на территориях, примыкающих к ним, наблюдается большое разнообразие загрязняющих веществ в воздухе, воде и почве, а также имеет место акустическое, вибрационное и радиационное загрязнение. Так, при относительно невысоких уровнях интенсивности движения (до 5 тыс. авт./сут.) уровень загрязнения воздуха поnО ₂ превысил допустимый, а по соединениям свинца достигает его. Исключение составили концентрации углеводородов и СО. Наибольшее загрязнение почвы свинцом отмечено на дороге Орел-Брянск, где на расстоянии 10 м от края проезжей части уровень загрязнения превысил ПДК; кроме того, в воде было обнаружено пятикратное превышение ПДК по содержанию кадмия. Также уровни транспортного шума в зоне расположения площадок отдыха значительно превышают допустимые. При этом оценка велась по ПДУ для автомобильных дорог, которые нельзя применять к площадкам отдыха. Эти дорожные объекты следует приравнивать к местам отдыха на территории микрорайонов и домов отдыха. В этом случае превышение ПДУ становится еще большим.

Для площадок отдыха, расположенных в радиационно загрязненных районах Брянской области, были проведены измерения уровней радиации.

Предварительно оценивался фоновый уровень, который составил 10 мкР/ч. Этот уровень вычитался из показаний дозиметра. Полученные результаты уровней радиации, превышающие фоновые показатели, характеризуют неравномерность радиационного за­грязнения и случайность распределения радионуклидов, в основном цезия-137, как по протяженности дороги, так и по удаленности в поперечном направлении. Это характерно для чернобыльского техногенного загрязнения обширных территорий юго-западных районов Брянской области. Особо отметим, что сразу за площадками отдыха начинаются лесополосы, в которых уровень радиации резко возрастает, примерно на 10 мкР/ч на каждые 5 м удаления вглубь лесополосы.

Во всех проведенных экспериментах оценивалась динамика распространения загрязнителя от источника (автомобильной дороги) к площадке отдыха. Учитывая, что загрязнение территорий, примыкающих к автомобильной дороге, происходит в основном воздушным путем, главное внимание было уделено распространению воздушных загрязнителей.

Каждый загрязнитель имеет свои характерные особенности распространения. Распространение свинца характеризуется параболической зависимостью с экстремумом в районе 30 метров от края проезжей части. Концентрация окиси углерода практически постоянна в полосе 10-40 метров, окись азота концентрируется в основном в 10 метрах, а концентрация двуокиси азота понижается до некоторого уровня, а затем сохраняет его постоянным, что сближает такое распространение с СО. Такие закономерности распространения воздушных загрязнителей крайне неблагоприятны для большинства площадок отдыха, так как максимальные концентрации формируются именно в зонах их расположения.

Аналогичные зависимости получены и для случая загрязнения почвы тяжелыми металлами (свинцом). Однако эти зависимости существенно отличаются от известных теоретических, где концентрации загрязнителей уменьшаются по экспоненте по мере удаления от края проезжей части. Полученные экспериментальные графики по распределению свинца в почве, хотя и различаются функционально на первых 30 метрах удаления, показывают вторичное увеличение концентрации свинца в почве. Таким образом, эти экспериментальные данные свидетельствуют о необходимости уточнения расчетных теоретических моделей.

Процесс распространения виброускорений, возникающих при движении грузового транспорта, прохождении вибрации через асфальтобетонное покрытие и земляное полотно был также изучен с помощью экспериментальных методов. Установлено, что на различных частотах этот процесс различен; на отдельных частотах величина виброускорения может как увеличиваться, так и снижаться на некотором удалении от траектории движения. Более высокий уровень ускорений наблюдался в диапазоне частот от 8 до 50 Гц.

Таким образом, весьма вероятно, что земляное полотно может усилить виброускорения при передаче настолько, что на площадке отдыха эти ускорения могут стать недопустимо высокими. Учитывая функциональное предназначение площадок, для них обосновано использование ПДУ на вибрацию по категории 3в (комфортные условия). Особое внимание было уделено оценке допустимой концентрации тяжелых металлов в почве и их влиянию на формирование экологической обстановки. Не ставя под сомнение вред тяжелых металлов, на основе специальных исследований было предложено не учитывать данный фактор (или считать его минимально вредным) в общем комплексе экологических требований к площадкам отдыха. Этот вывод был подтвержден методами биотестирования. В лабораторных условиях проведены многочисленные эксперименты с различными растениями, семена которых проращивали в почве с содержанием свинца и кадмия, соответствующих ПДК, превышающих ПДК в 10 раз, и в чистой почве.

Эксперимент показал, что тяжелые металлы в почве, даже в очень боль­ших концентрациях, не угнетают растения. Отклонения по количеству побегов и их высоте, а также наличию или отсутствию аномальных проростков, не выходят за точность опыта. Эксперименты на почвах, взятых с исследуемых площадок отдыха, привели к такому же результату.

Были рассмотрены требования к площадкам отдыха типа «карман». Кроме всех упомянутых загрязнителей, для этих площадок следует учитывать вторичные факторы загрязнения, а именно, пыль, воздушно-вихревые потоки и грязе-водное разбрызгивание. Теоретические и экспериментальные исследования показали что придорожные территории значительно загрязнены пылью, идущей шлейфом за движущимся автомобилем. Эта пыль состоит не только из твердых минеральных частиц, но и является продуктом истирания автомобильных шин, который относится к вредным загрязнителям. Поэтому для площадок отдыха, в числе других экологических требований, выдвигается также требование чистоты и соответствующего ухода за территорией площадки.

При движении автомобилей, особенно автопоездов, встречный поток воздуха, обтекая кабину, создает эффект турбулентности. Это явление, распространяясь на 2 - 3 метра и более от края проезжей части, становится причиной дискомфорта для пользователей площадки отдыха типа «карман». Во время дождя и после него, когда проезжая часть дороги еще не высохла, часть воды вместе с грязью вовлекается в турбулентный воздушный поток и отбрасывается в сторону, поэтому при очень малых скоростях этот фактор можно не учитывать для площадок отдыха типа «карман».

Проведенный теоретический анализ и экспериментальные исследования позволили сформулировать требования по обеспечению экологически безопасного состояния площадок отдыха как в общем виде, так и в виде нормированных показателей, опирающихся на существующие ПДК и ПДУ, каждый из которых характеризует экологически безопасное состояние того или иного компонента природной среды (воздух, вода, почва), а также допустимые физические параметры (шум, вибрация, радиация). Кроме того, определены допустимые нагрузки на природные комплексы, примыкающие к площадкам отдыха. Это позволяет экологически обоснованно проектировать вместимость площадок отдыха по допустимой плотности отдыхающих на единицу площади прилегающих к площадкам территорий.

Таким образом, общие требования к площадкам отдыха состоят в следующем:

- уровень загрязнения воздушной среды по отдельным токсичным компонентам ОГ автомобилей или пылью не должен превышать ПДК, а воздействие совокупности токсичных веществ в воздухе не должно превышать единицу;

- акустическое и вибрационное загрязнения не должны превышать ПДУ для площадок отдыха;

- должно быть исключено влияние вторичных факторов загрязнения от автомобильного транспорта;

- емкость площадок отдыха должна быть такова, чтобы не происходила гибель растительности на прилегающих к площадкам территориях;

- недопустим сток дождевых, талых и моечных вод с площадок отдыха на прилегающую территорию и сброс их в водные источники без предварительной очистки;

- уровень радиационного загрязнения строительных материалов не должен превышать допустимый, а при наличии техногенного радиационного загрязнения необходимо ограничивать продолжительность стоянки на площадках отдыха;

- обязательно наличие на площадках отдыха инженерного оборудования (мусоросборники, туалеты и т.д.);

- должно быть внедрено информационное обеспечение о состоянии природной среды на площадках отдыха, наличии или отсутствии различных видов инженерного оборудования, предельно допустимой продолжительности пребывания (для зон радиационного загрязнения).

Величины предельно допустимых воздействий загрязнителей на площадках отдыха