1 К ВОПРОСУ ОБ ОЦЕНКЕ ИСТОЧНИКОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРИДОРОЖНОЙ

К
ВОПРОСУ
ОБ
ОЦЕНКЕ
ИСТОЧНИКОВ
ЗАГРЯЗНЕНИЯ
ПРИДОРОЖНОЙ ТЕРРИТОРИИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
Куйбар М.Н.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего
образования «Оренбургский государственный университет»
Кафедра метрологии, стандартизации и сертификации
Транспортный факультет
Оренбург, Россия
ON THE EVALUATION OF SOURCES OF POLLUTION ROADSIDE
TERRITORIES HIGHWAY
Kuybar M.N.
Federal State Budget Educational Establishment of Higher Education
«Orenburg State University»
Department of Metrology, Standardization and Certification
Department of transport
Orenburg, Russia
Работа выполнена под руководством доцента кафедры метрологии стандартизации
и сертификации Оренбургского государственного университета – члена-корреспондента
РАЕ, д.т.н., доцента Третьяк Л.Н, ассистента кафедры метрологии стандартизации и
сертификации Оренбургского государственного университета Вольнова А.С.
За последнее время проблема загрязнения вредными веществами придорожной
территории становится всё актуальнее из-за увеличения антропогенного воздействия на
окружающую среду. Последствиями такого воздействия является загрязнение приземного
слоя атмосферы и сточных вод, что приводит к негативному воздействию на здоровье
человека.
Автотранспортные потоки представляют собой основной источник загрязнения
придорожной территории автомобильных дорог. Весомый вклад в загрязнение вносят
отработавшие газы автотранспортных средств (АТС), продукты износа автомобильных шин,
тормозных колодок, дорожного покрытия, а также асфальтовые испарения, выделяющиеся в
результате взаимодействия автомобильных шин с дорожным покрытием. Выделяющиеся
вредные вещества характеризуются различной степенью опасности и поэтому необходима
1
индивидуальная оценка их токсичности. При этом оценка токсичности предполагает
определение
концентраций
загрязняющих
веществ
различными
методами
физико-
химического анализа [1].
В работе [2] обосновано, что в составе отработавших газов двигателей автомобилей
основными загрязняющими веществами являются: углеводороды, в число которых входят
ароматические углеводороды, формальдегид, акролеин, бенз(α)пирен и другие ПАУ высших
классов опасности, а также твёрдые частицы, большую часть которых представляют
металлы.
В
процессе
эксплуатации
автомобильные
шины
постоянно
подвергаются
естественному износу, что приводит к повышенному выбросу в приземный слой атмосферы
твёрдых
частиц,
а
также
канцерогенных
веществ
первых
классов
опасности:
полициклических ароматических углеводородов в том числе бенз(α)пиренов (не менее 234,4
мг/кг) и N-нитрозаминов (от 2,1 до 34,9 мкг/кг) [3]. Причём концентрации вредных веществ,
выделяемых шинами, зависят от интенсивности их износа и категории автомобильного
транспорта.
Максимальная
интенсивность
износа
и,
соответственно,
количество
выбрасываемых твердых частиц характерна для грузового транспорта (таблица 1).
Кроме этого при эксплуатации АТС существенный вклад в загрязнение придорожной
территории автомобильных дорог вносят продукты износа тормозных колодок. Результаты
ранее проведенных исследований [4]
показали, что доля основных выделяемых
загрязняющих веществ приходятся на железо (40 %), медь (10 %), барий (8 %), магний (7 %),
свинец (3 %), цинк (2 %), натрий (0,5 %), хром (0,5 %), никель (0,5 %), олово (0,5 %), титан
(0,5 %), кальций (0,5 %) и др. Содержание твёрдых частиц, поступающих в окружающую
среду в результате эксплуатации и износа тормозных колодок, также зависит от типа
транспорта (таблица 1).
Таблица 1 – Количество загрязняющих веществ, поступающих в окружающую среду в
результате эксплуатации дорожно-автомобильного комплекса, кг/год [4]
Тип
автотранспортного
средства
Легковой
Грузовой
Автобус
Количество загрязняющих веществ от одного автомобиля в год, кг
При истирании
Дорожного полотна
Тормозных колодок
Протекторов шин
6,26±0,35
0,29±0,02
4,88±0,34
452,73±24,80
7,62±0,33
68,22±4,09
494,25±12,60
19,66±0,58
67,79±3,35
Загрязняющие вещества образуются также на поверхности асфальта в результате
испарения и износа дорожного покрытия. Износ асфальтового покрытия возникает в
2
результате взаимодействия с автомобильными шинами в летнее время, а в зимнее время – в
результате взаимодействия шипованных автомобильных шин с продуктами обработки
асфальтового покрытия (песком и солью). Основными загрязняющими веществами,
образующимися в результате износа, являются алюмосиликаты, ПАУ, полихлорбифенилы,
диоксины и фураны. В состав продуктов эксплуатационного износа в основном входят
алюмосиликаты (порядка 90 %). Под воздействием высоких температур на асфальтовое
покрытие происходит испарение веществ с его поверхности. Поскольку при изготовлении
искусственного асфальта в него, в отличие от природного,
парафины и
нефтяные масла
добавляются различные
в искусственном асфальте среди основных источников
выделения присутствуют нефтяные фракции.
Вещества-загрязнители,
подвергшиеся
различным
превращениям, рассеиваются на придорожной территории
физико-химическим
(таблица 2, рисунок 1) или
вымываются из придорожной территории осадками. Причём экологическая нагрузка,
приходящаяся на придорожную территорию, в основном зависит от интенсивности
автотранспортного потока.
Таблица 2 – Содержание загрязняющих веществ на придорожных территориях улиц
г. Оренбурга [5]
Место отбора
пробы
Расстояние
от
дорожного
полотна, м
рН
СНСО-3,
мг/кг
СHS-,
мг/кг
CCl-,
мг/кг
CCa2+,
мг/кг
CMg2+,
мг/кг
CZn2+,
мг/кг
Фоновое
содержание
-
-
503,2
4,4
19,9
20,0
2,4
0,010
5
15
5
15
5
15
5
15
6,6
6,7
5,1
5,2
5,3
5,9
4,7
4,9
984,4
943,2
1067,5
1033,1
1108,9
1098,7
1178,3
984,9
10,8
10,4
12,4
5,5
11,9
8,7
11,7
9,9
142,0
106,5
168,6
159,8
198,7
157,9
204,1
177,5
13,9
19,8
11,2
19,7
10,9
15,6
7,9
10,1
1,3
2,1
1,4
2,2
0,9
1,8
0,7
1,2
0,121
0,117
0,148
0,128
0,167
0,130
0,174
0,155
ул. Чкалова
пр. Дзержинского
пр. Гагарина
ул. Терешковой
Проведённый нами анализ закономерностей изменения концентраций вредных
веществ придорожной территории автомобильных дорог показал, что придорожная
территория подвергается существенному загрязнению токсичными веществами различных
классов опасности, выделяющимися в результате эксплуатации АТС. В связи с этим
необходимо проведение количественного анализа концентраций этих загрязняющих
веществ, распространяющихся на придорожной территории на определенном расстоянии от
3
автомобильной дороги. По мнению ряда авторов [5] мониторинг степени загрязнений
рекомендуется проводить на расстоянии от 5 до 25 метров.
а)
б)
в)
а) – содержание железа в напочвенном слое придорожной полосы в зависимости от
расстояния от полотна дороги; б) – содержание меди (1) и кадмия (2) в напочвенном слое
придорожной полосы в зависимости от расстояния от полотна дороги; в) – изменение
концентрации свинца в почве с удалением от дороги, в зависимости от расположения
лесопосадок
Рисунок 1 – Зависимость изменения концентраций загрязняющих веществ от
расстояния от полотна дороги [6]
Таким образом, для количественной оценки степени загрязнения придорожной
территории автомобильных дорог нами предлагаются фактические концентрации токсичных
веществ из состава отработавших газов АТС, продуктов износа шин, тормозных колодок,
дорожного покрытия, асфальтовых испарений, а также продуктов их взаимодействия. В
свою очередь точность и достоверность этой оценки определяется выбранным объектом
анализа и
методом измерения концентраций загрязняющих веществ. Использование
сточных вод как объекта анализа является наиболее предпочтительным для оценки степени
загрязнения придорожной территории автомобильных дорог. Это объясняется тем, что
4
осадки (дождь или снег) способствуют очищению придорожной территории от примесей и
поэтому содержат в себе максимальные концентрации загрязняющих веществ.
Предметом дальнейших исследований при оценке степени загрязнения придорожной
территории автомобильных дорог должно быть обоснование по метрологическим критериям
метода
анализа
пробы
сточных
вод,
отобранных
с
придорожной
территории.
Определяющими критериями при выборе методики предлагаем считать: диапазоны
измерений загрязняющих веществ, характеристики погрешности и неопределённости метода,
его доступность для лаборатории, возможность проведения отбора и хранения проб при
различных
климатических
применяемых
условиях,
стандартизованных
а
также
средств
метрологические
измерений.
характеристики
Решение
подобных
многокритериальных задач выбора методов анализа возможно с применением инструментов
управления качеством.
Список использованных источников
1 Вольнов, А.С. О системном подходе к оценке влияния автотранспортных средств в
процессе эксплуатации на экологию городов / А.С. Вольнов, Л.Н. Третьяк // Вестник Оренб.
Гос. Ун-та. – 2014. – №1. – С. 161-166.
2 Третьяк, Л.Н. Состав и концентрации твердых частиц в отработавших газах как
критерии технического состояния двигателей внутреннего сгорания / Л.Н. Третьяк, Д.А.
Косых, А.С. Вольнов // Фундаментальные исследования. №2 (часть 21). – 2015. – С. 46254634.
3 Воздействие шин на окружающую среду и человека [Электронный ресурс]. / под
патронажем
агентства
научно-технической
информации.
–
Режим
доступа:
http://www.sciteclibrary.ru/texsts/rus/stat/st034.htm. – 12.12.2015.
4 Леванчук, А. В. Гигиеническая характеристика воздушной среды в зоне влияния
дорожно-автомобильного комплекса [Электронный ресурс]. / А. В. Леванчук // Журнал
«Медицина
и
образование
в
Сибири».
–
Режим
доступа:
http://ngmu.ru/cozo/mos/article/text_full.php?id=1627. – 12.12.2015.
5 Шорина, Т.С. Влияние автомобильного транспорта на свойство почв придорожных
территорий города Оренбурга / Т.С. Шорина, А.В. Попов, Б.С. Укенов // Вестник Оренб. Гос.
Ун-та. – 2013. – №6. – С. 134-137.
6 ВСН 116-93 «Инструкция по проектированию линейно-кабельных сооружений
связи» [Электронный ресурс]. / Информационный портал «Охрана труда в России». – Режим
доступа:
http://www.ohranatruda.ru/ot_biblio/normativ/data_normativ/5/5411/index.php.
–
12.12.2015.
5