Факторы, влияющие на распространение выбросов автотранспорта - Влияние автомобильного транспорта на загрязнение придорожных участков автодороги "Волга" М-7 на территории СХП "Семеновский" Очерского района Пермского края

Вопрос о влиянии факторов, способствующих распространению ОГ ДВС, был изучен В. Н. Луканиным (2001). Им было установлено, что уровень приземной концентрации вредных веществ в атмосфере от автотранспорта при одном и том же массовом выбросе может существенно меняться в атмосфере в зависимости от техногенных и природно-климатических факторов.

Техногенные факторы: интенсивность и объем выброса ОГ, размер территорий, на которой осуществляются загрязнения, уровень освоения территории.

Природно-климатические факторы: характеристика циркуляционного режима, термическая устойчивость атмосферы, атмосферное давление, влажность воздуха, температурный режим, температурные инверсии и их повторяемость и продолжительность: скорость ветра, повторяемость застоев воздуха и слабых ветров, продолжительность туманов, рельеф местности, геологическое строение и гидрогеология района, почвенно-растительные условия (тип почв, водопроницаемость, пористость, гранулометрический состав, эродированность почвенного покрова, состояние растительности, состав древесных пород, возраст, бонитет), фоновое значение показателей загрязнения природных компонентов атмосферы, состояние животного мира, в том числе ихтиофауны.

В природной среде непрерывно меняются температура воздуха, скорость, сила и направление ветра, поэтому распространение энергетических и ингредиентных загрязнений происходит в постоянно изменяющихся условиях. Неблагоприятна следующая синоптическая ситуация - антициклон с безградиентным полем изобар в межгорных замкнутых котловинах. Процессы разложения токсических веществ в высоких широтах при малых значениях солнечной радиации замедляются. Осадки и высокие температуры, наоборот способствуют интенсивному разложению токсичных веществ.

В Москве, например, неблагоприятные по условиям загрязнения воздуха метеорологические условия, связанные с застоями воздухами и инверсиями, создаются летом, преимущественно в ночные часы при слабых северных и восточных ветрах.

Рассеивание отработавших газов зависит от направления и скорости ветра. В. Н. Луканиным (2001) установлена зависимость изменения концентрации оксидов азота от расстояния от дороги и направления ветра: при ветре, имеющем направление параллельно дороге наибольшая концентрация оксида азота наблюдалась на самой дороге и в пределах 10 м от нее и распространение его на более дальние расстояние происходит в меньших концентрациях по сравнению с концентрацией на самой дороге, если же ветер перпендикулярен дороге, то рассеивание оксида азота происходит на большие расстояния.

Более высокая температура у поверхности земли в дневное время заставляет воздух подниматься вверх, что приводит к дополнительной турбулентности. Ночью температура у поверхности земли более низкая поэтому турбулентность уменьшается, поэтому рассеивание отработавших газов уменьшается.

Способность земной поверхности поглощать или излучать теплоту влияет на вертикальное распределение температуры в приземном слое атмосферы и приводит к температурной инверсии. Повышение температуры воздуха с высотой приводит к тому, что вредные выбросы не могут подниматься выше определенного потолка. В инверсионных условиях ослабляется турбулентный обмен, ухудшаются условия рассеивания вредных выбросов в приземном слое атмосферы. Для приземной инверсии особое значение имеет повторяемость высот верхней границы, для приподнятой инверсии - повторяемость нижней границы (Луканин В. Н.,2001).

Сочетание природных факторов, определяющих возможный уровень загрязнения атмосферы, характеризуется метеорологическим и климатическим потенциалом загрязнения атмосферы, а также высотой слоя перемешивания, повторяемостью приземных и приподнятых инверсий, их мощностью, интенсивностью, повторяемостью застоев воздуха, штилевых слоев до различных высот.

Падение концентраций вредных веществ в атмосфере происходит не только вследствие разбавления выбросов воздухом, но и из-за постепенного самоочищения атмосферы. В процессе самоочищения атмосферы происходит:

    1) седиментация, т. е. выпадение выбросов с низкой реакционной способностью (твердых частиц, аэрозолей) под действием силы тяжести; 2) нейтрализация и связывание газообразных выбросов в открытой атмосфере под действием солнечной радиации или компонентами биоты.

Химические элементы и соединения, содержащиеся в атмосфере, поглощают часть соединений серы, азота, углерода. Гнилостные бактерии, содержащиеся в почве, разлагают органические остатки, возвращая СОз в атмосферу.

Изучением вопроса о распределении выпадений выбросов автотранспорта занимались такие исследователи как Д. Ж. Бериня и Л. К. Калвиня (1989). Своими исследованиями они установили, что распределение выпадений выбросов зависит от физических и химических свойств частиц, метеорологических условий, топографии местности в придорожной полосе, интенсивности движения транспорта и прочих факторов. При изучении распространения выпадений выбросов вдоль автодорог в Латвии ими были определено, что наиболее загрязненной частью оказалась самая близкая к автодороге зона; общая масса выпадений, так и массы выпадений всех исследованных металлов (кроме цинка) уменьшается с увеличением расстояния от полотна дороги. Максимум массы выпадений цинка наблюдается на расстоянии 50 м от полотна. Количество выпадений на расстоянии 100 м от полотна дороги близко к фоновому. Удельный вес в выбросах составили железо, кобальт, затем хром, свинец, марганец, стронций и еще меньше медь, цинк, кадмий. Около половины цинка и кадмия выпадает в полосе от 50 до 100 м от дороги.

Исследованиями Д. Ж. Берини, А. Я. Берзини (1981) установлено, что загрязнение почв тяжелыми металлами в придорожной полосе связано с продолжительностью эксплуатации дорог; загрязненность почв, расположенных около автодорог со сравнительно коротким сроком эксплуатации, можно определить только по содержанию цинка. Также ими определено, что в каждом кг 0-5 сантиметрового слоя почвы 7- 16 - метровой придорожной зоны содержится до 600 - 1000 мг железа, 20 мг цинка, 10 мг свинца и 0,20 мг кадмия.

По мере увеличения расстояния от полотна дороги изменяется химический состав почвы - уменьшается концентрация загрязняющих веществ в поверхностном слое. Этот процесс является суммарным и определяется, главным образом, поступлением веществ из атмосферы, выносом их с урожаем, лизиметрическими, дренажными и поверхностными водами.

При таянии снега весной происходит некоторое перераспределение компонентов выпадений ОГ в биогеоценозе как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении. Распределение металлов в биогеоценозе зависит от растворимости из соединений. Изучением данного вопроса занимались Д. Ж. Бериня и Л. В. Калвиня (1989). Полученные ими результаты дают некоторое представление о суммарной растворимости соединений металлов. Так, 20-40% стронция, 45-60% соединений кобальта, магния, никеля, цинка и более 70% свинца, марганца, меди, хрома и железа в выпадениях находятся в труднорастворимой форме. Легкорастворимые фракции оказались в наибольших количествах в зоне до 15 м от полотна дороги. Легкорастворимая фракция некоторых элементов (сера, цинк, железо) имеет тенденцию оседать не у самой дороги, а на некотором расстоянии от нее. Легкорастворимые соединения через листья адсорбируются в растения, вступают в обменные реакции с почвенно-поглощающим комплексом, а труднорастворимые - остаются на поверхности растений и почвы.

В. И. Артамоновым (1968) наиболее глубоко изучен вопрос о влиянии растений на распространение ОГ ДВС. Различные биоценозы играют неодинаковую роль в очистке атмосферы от вредных примесей. Один гектар леса производит газообмен в 3-10 раз более интенсивно, чем полевые культуры, занимающие аналогичную площадь.

В. И. Артамонов (1968) установил, что интенсивность усвоения углекислого газа различными лесными породами неодинакова. Если принять скорость усвоения этого газа единицей площади елового насаждения за 100%, то такая же площадь лиственничного леса усваивает 120%, соснового - 160 %, липового -250%, дубового 450%, тополиного - 700%.

Таким образом, на распространение отработавших газов двигателей внутреннего сгорания влияют природные и техногенные факторы. К наиболее приоритетным природным факторам относят: климатические, почвенные орографические и растительный покров. Снижение концентрации вредных выбросов автотранспорта в атмосфере происходит в процессе их рассеивания, седиментации, нейтрализации и связывания под действием абиотических факторов и биоты. Наиболее загрязненным компонентами ОГ являются участки близко прилегающие к автодороге. Осевшие на почву соединения тяжелых металлов локализуется в 5-10 см слое почвы. Весной при таянии снега, в котором аккумулировались компоненты ОГ, их миграция происходит в вертикальном и горизонтальном направлениях. При вертикальной миграции водорастворимые компоненты ОГ попадают в грунтовые воды.

Похожие статьи




Факторы, влияющие на распространение выбросов автотранспорта - Влияние автомобильного транспорта на загрязнение придорожных участков автодороги "Волга" М-7 на территории СХП "Семеновский" Очерского района Пермского края

Предыдущая | Следующая