Безопасность дорожного движения, объездная дорога

3.1 Воздушная среда

Социально-экономическое развитие общества, в основном ориентированное на быстрые темпы экономического роста, породило беспрецедентное причинение вреда окружающей природной среде. Человечество столкнулось с противоречиями между растущими потребностями мирового сообщества и состоянием биосферы.

Сущность современного экологического кризиса состоит в том, что самосохранение биосферы становится уже невозможным, ей не удаётся скомпенсировать негативные результаты человеческой деятельности. В конце ХХ века в окружающей природной среде произошел целый ряд изменений глобального характера:

• 
  истощение озонового слоя с возрастанием негативного воздействия на живые организмы жесткого ультрафиолетового излучения;
  
• 
  возрастание в атмосфере концентраций углекислого газа и других «тепличных» газов, ведущих к угрозе глобального отношения потепления климата;
  
• 
  крупномасштабное уничтожение лесов, ведущее к снижению поглощения углекислого газа из атмосферы;
  
• 
  деградация земель, служащих основной базой производства продуктов питания;
  
• 
  значительное сокращение биоразнообразия планеты.
  

Глобальные изменения в природе обусловлены хищнической эксплуатацией природных ресурсов и масштабным загрязнением окружающей среды токсичными веществами, ведущими к быстрой деградации природы. Энергетика, промышленность, транспорт создают огромное количество выбросов и вещественных отходов. Доля всех видов транспорта в общем, экологическом ущербе, составляет около 15%.

Автомобильно-дорожный комплекс наносит наибольший из всех видов транспорта ущерб окружающей среде, около 80% . При этом следует учитывать, что интенсивность загрязнения окружающей среды автомобильным транспортом непосредственно зависит от дорожных условий эксплуатации автотранспортных средств, а также технического уровня и транспортно-эксплутационного состояния автомобильных дорог.

Наиболее неблагоприятным показателем для автомобильного транспорта являются удельные выбросы в атмосферу загрязняющих веществ. Удельные выбросы загрязняющих веществ (оксида углерода, оксидов азота, углеводородов) на автотранспорте выше, чем на железнодорожном и водном транспорте.

Углекислый газ СО₂ является наиболее массовым «парниковым» газом, влияющим на изменение климата. Массовый выброс этого газа пропорционален количеству использованного топлива, а расход топлива существенным образом зависит от дорожных условий. Более 60% СО₂ в транспортно-дорожном комплексе приходится на автомобильный транспорт.

Автомобильный транспорт является основной причиной массового выброса других загрязняющих веществ – углерода С, диоксида серы SO₂, свинца Рb.

Воздействие автомобильных дорог и дорожного хозяйства на природную среду проявляется в загрязнении атмосферного воздуха, акустическом, вибрационном и электромагнитном; в загрязнении поверхностных и грунтовых вод, почвенного покрова и грунтов, нарушении условий жизни растительного и животного мира, негативных социальных последствиях.

Загрязнение почвы, воды и воздуха начинается на проезжей части автодороги, а затем распространяется далеко за её пределы на придорожные территории. Природной среде наносится значительный экологический ущерб на десятки метров в обе стороны от проезжей части автомобильной дороги.

Нельзя не учитывать агрессивного воздействия автомобильных выбросов на строительные материалы и сооружения. С увеличением интенсивности движения возрастает опасность коррозии бетонных и металлических элементов дорожного комплекса. Хотя количество разрушающих строительные материалы компонентов в отработавших газах относительно невелико, отмечены в дорожной практике случаи очень быстрого старения элементов в мостах и ограждающих конструкциях. Причина – в комплексных физико-химических воздействиях соединений азота и других веществ, проявляющих агрессию даже в малых количествах.

2. Загрязнение воздушной среды

Наиболее опасным видом транспортного загрязнения считают выбросы в атмосферу отработавших газов. Газы, попавшие в атмосферу, переносятся воздушными потоками на десятки и сотни километров, суммируются с энергетическими и промышленными выбросами, хотя, конечно, наибольшая концентрация их возникает в непосредственной близости от дороги.

Объектами воздействия транспортных средств являются практически все компоненты окружающей среды, но в основном критерием опасности считается ущерб, причиненный здоровью людей.

Автомобили загрязняют воздух веществами, которые выбрасываются с отработанными газами, попадающими в воздух в результате испарения топлива. Основная масса вредных выбросов автомобиля приходится на отработанные газы. Автомобильные отработанные газы – это смесь примерно 250 химических элементов и соединений. Основными компонентами ОГ являются окись углерода СО, углеводороды СпНм, окислы азота NОх, сажа, альдегиды, бензапирен, тетраэтил свинца, двуокись серы.

В настоящее время в мировой практике не нормируется и не контролируются автомобильные выбросы углекислого газа СО₂, по причине его не токсичности, и сернистого газа SO₂, вследствие относительно незначительного его количества в транспортных выбросах, по сравнению с выбросами тепловых энергоустановок, металлургических и химических предприятий. Количество сернистого газа пока только контролируется в выбросах дизельных двигателей. Сернистый газ бесцветен, имеет резкий раздражающий запах. Он хорошо растворяется в воде, образуя сернистую кислоту. «Кислотные дожди» – раствор серной и сернистой кислоты характерное явление для многих промышленных регионов. Они наносят большой ущерб растительности далеко за границами источников выбросов. Наибольшей чувствительностью к кислотным дождям обладают злаковые растения, кормовая люцерна. У лиственных растений между прожилками возникают бледно-зеленые или желтые омертвевшие участки.

Повышение кислотности снижает способность почвы адсорбировать загрязнители, связывать, тяжелые металлы. Чем больше кислотных дождей, тем больше тяжелых металлов освобождается в результате выщелачивания и выходит в подземные воды, усваиваются растениями.

Самая многочисленная подгруппа токсичных веществ состоит из углеводородов, образуется они главным образом в условиях недостатка кислорода – метан СН_4, пропан С₃Н_8, гексан С₆Н_14. Некоторые виды их, альдегиды, относятся к канцерогенным веществам, вызывающим рак. Наиболее известен из них 3.4 бензапирен С₂₄Н₁₂, который, попадая в организм через органы дыхания, стимулирует возникновение и развитие злокачественных опухолей.

Окись углерода СО (угарный газ) нарушает окислительные процессы в организме человека, вступает в реакцию с гемоглобином крови со скоростью в 200 раз большей, чем кислород. При вдыхании его с воздухом возникает кислородное голодание организма. Очень часто наступает отравление даже небольшими дозами СО.

Окислы азота NОх – оксиды, образовавшиеся при высокотемпературном окислении азота воздуха и низкотемпературном окислении азотосодержащих соединений моторного топлива, при попадании в атмосферу трансформируются в более устойчивые диоксиды NO_2. Окислы азота при взаимодействии с водой образуют азотную и азотистую кислоты, которые разрушают легкие человека, поражают слизистую оболочку глаз и сердечно-сосудистую систему. При высоком содержании окислы азота действуют на нервную систему человека, вызывая неадекватное поведение.

Выбросы автомобилей, как правило, создают многократное повышение концентрации NO₂. Наличие окислов азота в атмосфере – одна из главных причин опасного явления фитохимического смога.

Смог в зависимости от условий может иметь различные причины образования, но во всех случаях участвуют автомобильные выбросы. Наиболее распространен фитохимический смог, когда под воздействием ультрафиолетовых лучей солнца в атмосфере происходит цепь сложных реакций и образуется своеобразный туман, состоящий из раздражающих дыхательные пути агрегатов серной кислоты, двуокиси азота, углеводородов. Кроме распространенных видов отработавших газов в состав выбросов входят так называемые «твердые частицы». Основным компонентом их является сажа. В состав «твердых частиц» входят соединения серы и свинца. Сажа сама по себе не относится к опасным токсическим веществам, но на поверхности её частиц адсорбируются различные углеводороды, некоторые из них обладают канцерогенными свойствами. Мелкие частицы размером в несколько микрон образуют аэрозоли и распространяются с газами на большие расстояния.

Особого рассмотрения требует загрязнение природной среды выбросами тяжелых металлов, первое место, из которых занимает свинец. Выбросы свинца отнесены к первому классу опасности. Около 70% свинца, добавленного к бензину с этиловой жидкостью, вместе с отработавшими газами попадает в атмосферный воздух. Соединения свинца, накапливаясь в организме, вызывают изменения и нарушения в обмене веществ в организме.

Ещё одним источником загрязнения атмосферного воздуха «твердыми частицами» является пыль от износа резины, тормозных колодок, дисков сцепления автомобилей, а также продукты испарения с поверхности дорог нефтепродуктов и масел. При производстве работ по реконструкции земполотна, обочин, при транспортировке дорожно-строительных материалов образуется пылевое загрязнение воздуха.

Частицы пыли обладают способностью аккумулировать микроорганизмы, что может привести к развитию инфекционных и легочных заболеваний.

Существенным, хотя и более узким действием, чем земляные работы, источником загрязнения атмосферы может оказаться устройство дорожной одежды. Главная опасность здесь связана с применением органических вяжущих веществ. Все недоокисленные углеводородные смеси содержат в большем или меньшем количестве канцерогенные высокомолекулярные углеводороды, наиболее активным из которых является бензапирен.

На основе специальных медицинских исследований устанавливаются ПДК - предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. Для веществ, содержащихся в отработавших газах автомобильных энергоустановок, приняты следующие ПДК, мг/м³:

Из таблицы видно, что у растений чувствительность к загрязнению атмосферы выше, чем у животных и человека.

Исходные данные для расчета уровня загрязнения воздушной среды приведены ниже:

Интенсивность движения транспорта	На существующее положение, 2008 год	На срок окончания реконструкции, 2012 год	На период эксплуатации дороги, 2028 год
По направлению Жанакорган-Кызылорда	2039	2385	6245
По направлению Жанакорган-Туркестан	2580	3018	7902

Максимально разовые предельно-допустимые концентрации (ПДК) токсичных веществ в атмосфере, принятые в CREDO согласно методике ОНД-86, составляют:

Оксид углерода (СО) – 5,00 мг/м3,

Окислы азота (NOх) – 0,085 мг/м3,

Углеводороды (СmHn) – 1,0 мг/м3,

Соединения свинца (Pb) – 0,001 мг/м3.

Экологическая экспертиза автомобильной дороги выполнена по методике:

Концентрация загрязняющих веществ в атмосферном воздухе - по методике Главной геофизической обсерватории им. А.И.Воейкова (ОНД-86).

Степень опасности загрязнения атмосферного воздуха характеризуется наибольшим значением концентрации вредных веществ при неблагоприятных метеорологических условиях.

Расчет концентрации загрязняющих веществ был произведен при заданной (среднегодовой) скорости ветра.

Эмиссия вредных веществ получена моделированием работы системы "Водитель-Автомобиль (двигатель) – Дорога -Транспортный поток"

Ниже приводятся расчеты концентрации загрязняющих веществ в придорожной полосе.

Следует учесть, что автомобильная дорога представляет собой техногенно освоенную территорию. Протоколы результатов расчетов уровня загрязнения воздушной среды представлены в Приложении 4, разделы 1-3.

В проекте произведены расчеты концентрации вредных веществ при проектном состоянии дороги до 2028года. Результаты расчётов с шагом 1000м показывает примерно 5%-ное снижение концентраций вредных веществ в воздухе в результате реализации проекта реконструкции.

Согласно расчетов по основному варианту расчета концентрации загрязняющих веществ, представленным в Приложении 4, границы зон предельно-допустимых концентраций (ПДК) токсичных веществ в воздухе придорожной полосы составляют от проезжей части дороги менее 4 м, за исключением NОx (в среднем – 97-120м , что превышает ширину СЗЗ). Следует также учесть, что автомобильная дорога проходит вне населённых пунктов. Проектом предусмотрен глубокий обход самого крупного поселка районного центра Жанакорган. Остальные населенные пункты находятся на расстоянии более 2-х км от дороги. Исключение составляет село Манап, где дорога проходит по окраине поселка, а его отдельные жилые дома находятся на расстоянии 100 м от дороги (км2038).

Согласно расчету концентрации загрязняющих веществ, представленным в Приложении 4, границы зон предельно-допустимых концентраций (ПДК) токсичных веществ в воздухе придорожной полосы составляют от проезжей части дороги менее 4 м, за исключением NОx. Зона распространения NОx в этом расчётном случае ограничивается снегозащитными лесополосами.

Поэтому рассчитанный уровень загрязнения воздушной среды не представляет опасности для здоровья населения. Кроме того, согласно климатических характеристик, количество дней с опасной скоростью ветра 0.5м/сек (штиль) в 5-7 раз ниже количества ветреных дней (Приложение 3).

Для реконструкции проектируемого участка дороги предусматривается использовать продукцию асфальтобетонных заводов, находящихся на обгонном пути железнодорожного тупика рудника Шалкия и железнодорожного тупика на окраине п.Жанакорган. Асфальтобетонные заводы, работающие на углеводородном топливе, способствуют загрязнению атмосферного воздуха. Основные компоненты, выбрасываемые в атмосферу от работы асфальтобетонных заводов, это сажа, углеводороды, окись углерода, окислы азота, фенол, неорганическая пыль. Поэтому в данном проекте предусматриваются мероприятия по предотвращению загрязнения атмосферного воздуха при работе асфальтобетонных заводов.

m – удельный выброс j-го вещества автомобилем i-ой группы за расчетный период, г/км

ПR_ji – произведение коэффициентов влияния n факторов