Розділ 2. Вплив експлуатації автомобільної дороги на навколишнє середовище

Вибір оптимального варіанту траси

Логічно припустити, що траса повинна проходити так, щоб завдавати найменшу шкоду довкіллю. Траса не може проходити по особливо охоронюваних територій. Прокладати трасу потрібно з найменшими втратами лісових ресурсів (особливо цінних порід деревини і місцях з великою чисельністю тварин). Бажано, що б траса містила мінімум переходів через водні об'єкти. Перевагу тому чи іншому варіанту проходження траси визначається з розгляду найбільш важливих екологічних і економічних критеріїв:

Екологічні критерії з точки зору зниження рівнів впливів

1. на атмосферне повітря (хімічного характеру),

2. на водне середовище,

3. на атмосферне повітря (акустичного характеру),

4. на рослинний світ,

5. на тваринний світ,

6. на грунти.

Економічні критерії:

1. мінімізація наведених сумарних витрат,

2. інвестиційна привабливість придорожніх територій,

3. розвиток кореспонденцій між об'єктами господарської діяльності,

4. мінімізація вилучення використовуваних земель та знесення споруд.

Вплив будівництва автомобільної дороги на навколишнє середовище

Серед всіх видів транспорту автомобільний завдає найбільшої шкоди навколишньому середовищу.

Основними джерелами забруднення повітряного середовища автомобілів є відпрацьовані гази ДВЗ, гази картерів, паливні випаровування.

Двигун внутрішнього згоряння - це тепловий двигун, в якому хімічна енергія палива перетворюється в механічну роботу. По виду застосовуваного палива ДВЗ підрозділяють на двигуни, що працюють на бензині, газі і дизельному паливі. За способом займання горючі суміші ДВЗ бувають із запалюванням від стиснення (дизелі) і з займанням від іскровий свічки запалювання.

Дизельне паливо являє собою суміш вуглеводнів нафти з температурами кипіння від 200 до 350 ° С. Дизельне паливо повинно мати певну в'язкість і бути хімічно стабільним, при згорянні мати мінімальну димність і токсичність. Для поліпшення цих властивостей в паливо вводять присадки, антідимні або багатофункціональні домішки.

Забруднюючі речовини

Вихлопні гази двигунів містять складну суміш, з більш ніж двохсот компонентів, серед яких чимало канцерогенів.

До основних токсичних викидів автомобіля відносяться: відпрацьовані гази (ВГ), гази картерів і паливні випаровування. Відпрацьовані гази, що викидаються двигуном, містять окис вуглецю (СО), вуглеводні, окисли азоту (NOх), бенз (а) пірен, альдегіди і сажу. Гази картерів - це суміш частини відпрацьованих газів, що проникла через нещільність поршневих кілець в картер двигуна, з парами моторного масла. Паливні випаровування надходять у навколишнє середовище з системи живлення двигуна: стиків, шлангів і т.д. Розподіл основних компонентів викидів у карбюраторного двигуна наступне: відпрацьовані гази містять 95% СО і 98% NOх, гази картерів 2% NOх, а паливні випаровування до 40 % СО. Основними токсичними речовинами - продуктами неповного згоряння є сажа, окис вуглецю, вуглеводні, альдегіди.

Кількість забруднюючих речовин, що викидаються в атмосферу, залежить від цілого ряду чинників. На викиди оксиду вуглецю значний вплив робить рельєф дороги і режим руху автомашини. Так, наприклад, при прискоренні і гальмуванні у відпрацьованих газах збільшується вміст оксиду вуглецю майже в 8 разів. Мінімальна кількість оксиду вуглецю виділяється при рівномірній швидкості автомобіля 60 км / ч. Викиди оксидів азоту максимальні при відносно повітря - паливо 16:1.

Таким чином, значення викидів шкідливих речовин у відпрацьованих газах автотранспорту залежать від цілого ряду чинників: відносини в суміші повітря і палива, режимів руху автотранспорту, рельєфу та якості доріг, технічного стану автотранспорту та ін. Склад і обсяги викидів залежать також від типу двигуна. Викиди основних забруднюючих речовин значно нижче в дизельних двигунах. Тому прийнято вважати їх більш екологічно чистими. Проте дизельні двигуни відрізняються підвищеними викидами сажі, що утворюється внаслідок перевантаження палива. Сажа насичена канцерогенними вуглеводнями і мікроелементами їх викиди в атмосферу неприпустимі.

Вплив на людину

У зв'язку з тим, що відпрацьовані гази автомобілів надходять в нижній шар атмосфери, а процес їх розсіювання значно відрізняється від процесу розсіювання високих стаціонарних джерел, шкідливі речовини знаходяться практично в зоні дихання людини. Тому автомобільний транспорт слід віднести до категорії найбільш небезпечних джерел забруднення атмосферного повітря поблизу автомагістралей.

Шкідливі токсичні викиди можна розділити на регламентовані і нерегламентовані. Вони діють на організм людини по-різному. Шкідливі токсичні викиди: СО, NOх, SO 2, бенз(а)пірен, вуглеводні, сажа, дим.

Чадний газ і окисли азоту, настільки інтенсивно виділяються на перший погляд безневинним голубуватим димком глушника автомобіля - ось одна з основних причин головних болів, втоми, невмотивованого роздратування, низькою працездатності. Сірчистий газ здатний впливати на генетичний апарат, сприяючи безпліддя і природженої потворності, а всі разом ці чинники ведуть до стресів, нервовим проявам, прагненню до усамітнення, байдужості до найближчих людей. У великих містах також більш широко поширені захворювання органів кровообігу і дихання, інфаркти, гіпертонія і новоутворення. За розрахунками фахівців, «внесок» автомобільного транспорту в атмосферу становить до 90% по окису вуглецю та 70% по окису азоту.

Чутливість населення до дії забруднення атмосфери залежить від великої кількості факторів, в тому числі від віку, статі, загального стану здоров'я, харчування, температури і вологості і т.д. Особи похилого віку, діти, хворі, курці, страждають хронічним бронхітом, коронарної недостатністю, астму, є більш уразливими.

Поширення і трансформація автомобільних викидів

Автомобільні викиди поширюються і трансформуються в атмосфері по певним закономірностям. Так, тверді частинки розміром більше 0,1 мм осідають на поверхнях, що підстилають в основному з-за дії гравітаційних сил.

Частинки, розмір яких менше 0,1 мм, a також газові домішки у вигляді CO, NOх, SOх поширюються в атмосфері під впливом процесів дифузії. Вони вступають в процеси фізико-хімічної взаємодії між собою і з компонентами атмосфери, і їх дія виявляється на локальних територіях в межах певних регіонів.

У цьому випадку розсіювання домішок в атмосфері є невід'ємною частиною процесу забруднення і залежить від багатьох факторів.

Компоненти шкідливих викидів з підвищеною реакційною здатністю, потрапляючи у вільну атмосферу, взаємодіють між собою і компонентами атмосферного повітря. При цьому розрізняють фізичне, хімічне та фотохімічні взаємодії.

Вуглеводні в атмосфері піддаються різним перетворенням (окислювання, полімеризації), взаємодіючи з іншими атмосферними забрудненнями, насамперед під дією сонячної радіації. У результаті цих реакцій утворюються перекиси, вільні радикали, сполуки з оксидами азоту й сірки.

У вільній атмосфері сірчистий газ (SО2) через деякий час окислюється до сірчистого ангідриду (SO) або вступає у взаємодію з іншими сполуками, зокрема вуглеводнями. Окислення сірчистого ангідриду в сірчаний відбувається у вільній атмосфері при фотохімічних і каталітичних реакціях. В обох випадках кінцевим продуктом є аерозоль або розчин сірчаної кислоти в дощовій воді.

B сухому повітрі окислення сірчистого газу відбувається вкрай повільно. У темряві окислення SO 2 не спостерігається. При наявності в повітрі оксидів азоту швидкість окислення сірчистого ангідриду збільшується незалежно від вологості повітря.

Сірководень і сірковуглець при взаємодії з іншими забруднювачами піддаються у вільній атмосфері повільному окисленню до сірчаного ангідриду. Сірчистий ангідрид може адсорбуватися на поверхні твердих частинок з оксидів металів, гідрооксидів або карбонатів і окислюватися до сульфату.

Сполуки азоту, що надходять в атмосферу від об'єктів, представлені в основному NO і NO 2. Виділяється в атмосферу моноксид азоту під впливом сонячного світла інтенсивно окислюється атмосферним киснем до діоксиду азоту. Кінетика подальших перетворень діоксиду азоту визначається його здатністю поглинати ультрафіолетові промені і дисоціювати на моноксид азоту та атомарний кисень в процесах фотохімічного смогу.

Фотохімічний сміг - це комплексна суміш, що утворюється при впливі сонячного світла з двох основних компонентів викидів автомобільних двигунів - NO і вуглеводневих сполук. Інші речовини (SO 2), тверді частинки також можуть брати участь у смозі, але не є основними носіями високого рівня окислювальної активності, характерної для смогу.

Формування смогу зазвичай зупиняється при припиненні сонячної радіації в темний час доби і дисперсії реагентів і продуктів реакції.

Шум від автомобільного транспорту - це найбільш розповсюджений вид несприятливого екологічного впливу на організм людини. У містах до 60% населення проживає в зонах з підвищеним рівнем шуму, пов'язаного саме з автомобільним транспортом.