Влияние автомобильного и железнодорожного транспорта на растительный покров Гомельской области

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Характеристика транспортной нагрузки Гомельской области

2. Последствия воздействия транспорта на окружающую среду

2.1 Влияние железнодорожного транспорта на окружающую среду

2.2 Влияние автомобильного транспорта на окружающую среду

3. Влияние транспорта на свойства почв

4. Воздействие тяжелых металлов на растительность

5. Методы снижения уровня влияния транспорта на растительный мир

Заключение



Введение

Транспорт является наиболее распространённым средством перевозки людей и груза и поэтому занимает едва ли не главнейшую роль в нашей повседневной жизни. Судя по современному темпу жизни, количество транспорта возрастает в несколько раз. Транспорт активно влияет на окружающую среду, причем это воздействие носит в основном негативный характер. Так, на долю транспорта в общем валовом выбросе в атмосферу всех продуктов производственной деятельности приходится 40 %, в том числе основную долю загрязнений дает автомобильный транспорт.

Транспортный комплекс, включающий в себя автомобильный, морской, внутренний водный, железнодорожный и авиационный виды транспорта, один из крупнейших загрязнителей атмосферного воздуха. Его влияние на окружающую среду выражается, в основном, в выбросах в атмосферу токсикантов с отработавшими газами транспортных двигателей и вредных веществ от стационарных источников, а также в загрязнении поверхностных водных объектов, образовании твердых отходов и воздействии транспортных шумов.

Актуальность данной темы обусловлена тем, что общая картина загрязнения окружающей среды в настоящее время продолжает ухудшаться. В последние десятилетия в связи с быстрым развитием автомобильного транспорта существенно обострились проблемы воздействия его на окружающую среду. Автомобили сжигают огромное количество нефтепродуктов, нанося одновременно ощутимый вред окружающей среде, главным образом, атмосфере.

К главным источникам загрязнения окружающей среды и потребителям энергоресурсов относятся автомобильный транспорт и инфраструктура автотранспортного комплекса.

Загрязняющие выбросы в атмосферу от автомобилей по объему более чем на порядок превосходят выбросы от железнодорожных транспортных средств. Несоответствие транспортных средств экологическим требованиям, продолжающееся увеличение транспортных потоков, неудовлетворительное состояние автомобильных дорог - это все приводит к постоянному ухудшению экологической обстановки.

Кроме отравления вредоносными выбросами газов воздуха автомобильный транспорт загрязняет значительные территории топливно-смазочными материалами, является мощным источником повышенного шума и электромагнитных излучений.

С каждым годом количество автотранспорта растет, а, следовательно, растет содержание в атмосферном воздухе вредных веществ. Постоянный рост количества автомобилей оказывает определенное отрицательное влияние на окружающую среду и здоровье человека. Таким образом, изучение влияния транспорта на окружающую среду является актуальной для исследователей.

Также одним из основных источников окружающей среды является железнодорожный транспорт. Несмотря на то, что железнодорожный транспорт оказывает наименьшее влияние, чем автомобильный, его доля в загрязнении окружающей природной среды остаётся высокой. Это происходит в результате выброса вредных веществ, как подвижного состава, так и многочисленных производственных и подсобных предприятий, обслуживающих перевозочный процесс. При этом происходит существенное загрязнение атмосферного воздуха, воды и почвы. Кроме того, железнодорожный транспорт создаёт шумовое, тепловое загрязнение, наличие излучений среды обитания человека.

Цель данной курсовой работы - показать влияние автомобильного и железнодорожного транспорта на растительный покров Гомельской области.

Для достижения цели были поставлены задачи:

? дать характеристику транспортной нагрузки Гомельской области;

? изучить влияние железнодорожного транспорта на окружающую среду;

? изучить влияние автомобильного транспорта на окружающую среду;

? изучить влияние транспорта на свойства почв;

? описать воздействие тяжелых металлов на растительный покров;

? ознакомиться с методами снижения степени влияния транспорта на растительный мир.



1. Характеристика транспортной нагрузки Гомельской области

Транспортная система региона представляет собой комплекс различных видов транспорта, находящихся во взаимодействии и обеспечивающих потребности организаций и населения в перевозках. Географическое положение Гомельской области предопределило ее превращение в крупный транспортный узел, через который проходят важные транспортные коридоры, обеспечивающие связи между Азией и Европой, Балтийским регионом с Черным морем.

Транспортная система Гомельской области представлена всеми видами транспорта - железнодорожным, автомобильным, воздушным, водным и трубопроводным [1].

Для области характерно дублирование железнодорожных линий автомобильными магистралями, судоходными путями и трубопроводами. В местах пересечения транспортных коммуникаций сформировались крупные транспортные узлы ? Гомель, Жлобин, Калинковичи, Мозырь, Речица и др. (рисунок 1).

Рисунок 1 - Транспортная система Гомельской области [2]

Железнодорожный транспорт хорошо приспособлен для перевозки различных партий грузов при любых погодных условиях. Данный вид транспорта обеспечивает возможность сравнительно быстрой доставки груза на большие расстояния. Существенным преимуществом железнодорожного транспорта является сравнительно невысокая себестоимость перевозки грузов, а также наличие скидок.

К недостаткам железнодорожного транспорта следует отнести ограниченное количество перевозчиков, а также низкую возможность доставки к пунктам потребления, то есть при отсутствии подъездных путей железнодорожный транспорт должен дополняться автомобильным.
Гомельский регион является одним из крупнейших центров железнодорожного сообщения в Республике Беларусь. Гомельская область имеет обширную сеть железных дорог, 90 % железнодорожных грузов страны и около половины пассажирских поездов проходят через регион [3].

Сеть железных дорог области стала формироваться в конце XIX - в начале XX в., т.е. с того времени, когда территорию области пересекли первые железные дороги: Вильно ? Минск ? Гомель (часть Любаво-Роменской железной дороги, соединившей порты Балтийского и Черного морей); Брест ? Гомель ? Брянск (Полесская железная дорога); Жлобин ? Калинковичи ? Овруч.

Протяженность железных дорог общего пользования в Гомельской области составляет около 900 км, а их средняя густота ? 2,2 км на 100 км2 территории. На долю железнодорожного транспорта приходится 96,6 % общего грузооборота. Крупнейшими железнодорожными узлами области являются Гомель, Жлобин и Калинковичи (рисунок 2).

Рисунок 2 - Сеть железнодорожных путей [4]



Велика роль железных дорог Гомельской области в международных перевозках. Международное значение имеют магистрали Санкт-Петербург ? Витебск ? Могилев ? Жлобин ? Калинковичи ? Одесса; Вильнюс ? Минск ? Жлобин ? Гомель ? Харьков. Важную роль играет также железная дорога Брест ? Калинковичи ? Гомель ? Брянск. По территории области также проходят железнодорожные линии Гомель ? Чернигов, Василевичи ? Хойники, Бобруйск ? Рабкор, Чернигов ? Овруч. По железным дорогам перевозят машины, нефтепродукты, удобрения, металл, зерно, древесину, строительные материалы, химическое сырье, в том числе апатиты, используемые на Гомельском химическом заводе для производства фосфорных удобрений.

Железнодорожное пассажирское сообщение связывает Гомельскую область с другими областями Беларуси, а также с Россией, Украиной, Молдовой, Литвой и Латвией. Велико значение пригородного пассажирского сообщения [5].

Управление железнодорожным транспортом по Гомельской области осуществляет транспортное республиканское унитарное предприятие «Гомельское отделение Белорусской железной дороги», входит в состав государственного объединения «Белорусская железная дорога», которое подчинено Министерству транспорта и коммуникаций Республики Беларусь.

Белорусская железная дорога, в том числе и Гомельское отделение, предлагает услуги по организации комбинированных перевозок грузов назначением в страны Западной Европы в смешанном железнодорожно-автомобильном сообщении с доставкой груза до получателя автомобильным транспортом.

В Гомельском отделении ведется работа по привлечению грузов для перевозки. Сегодня станции отделения оказывают 70 видов услуг, связанных с экспедированием, получением справки, консультаций, взаимодействием с таможенными и другими органами. Большим спросом у грузоотправителей-грузополучателей пользуются услуги по декларированию.

Автомобильный транспорт традиционно используется для перевозок на короткие расстояния. Одно из основных преимуществ - высокая маневренность. С помощью автомобильного транспорта груз может доставляться «от дверей до дверей» с необходимой степенью срочности. В отличие от других средств сообщения, автомобильный транспорт в наибольшей мере отвечает местным потребностям, так как обеспечивает перевозку грузов небольшими партиями, а также рассредоточенные по отдельным потокам перевозки пассажиров. Этот вид транспорта обеспечивает регулярность поставки. Здесь, по сравнению с другими видами, предъявляются менее жесткие требования к упаковке товара.

Основным недостатком автомобильного транспорта является сравнительно высокая себестоимость перевозок, плата за которые обычно взимается по максимальной грузоподъемности автомобиля. К другим недостаткам этого вида транспорта относят также срочность разгрузки, возможность хищения груза и угона автотранспорта, сравнительно малую грузоподъемность.

Автомобильный транспорт области занимает значительное место в общем грузообороте и пассажирообороте, он значительно превосходит другие виды транспорта по объему перевозок пассажиров и почти не уступает по объему грузоперевозок железнодорожному транспорту, что объясняется, прежде всего, его использованием на незначительные расстояния [6].

Интенсивное развитие автомобильного транспорта приходится на вторую половину XX века. В настоящее время протяженность автомобильных дорог с твердым покрытием в Гомельской области составляет более 10,3 тыс. км. Показатель густоты дорог с твердым покрытием растет. В 2008 г. он достиг 29 км на 100 км2.

Важное значение для Гомельской области имеют дороги республиканского значения: Бобруйск ? Рогачев ? Кричев; Бобруйск ? Калинковичи ? Овруч; Паричи ? Светлогорск ? Речица; Речица ? Лоев; Речица ? Хойники; Мозырь ? Лельчицы ? Глушковичи; Мозырь ? Петриков; Калинковичи ? Хойники ? Комарин; Гомель ? Ветка ? Чечерск; Рогачев ? Жлобин ? Светлогорск, Мозырь ? Наровля (рисунок 3).

Рисунок 3 - Сеть автомобильных дорог [7]

Местные шоссейные дороги связывают в единую систему все районные центры области. Автодороги с твердым покрытием соединяют районные центры с центрами сельских советов и другими сельскими населенными пунктами. В то же время около трети сельских населенных пунктов до сих пор не имеют подъездов с твердым покрытием, что свидетельствует о необходимости дальнейшего совершенствования транспортной сети Гомельской области.

Автобусное междугородное пассажирское сообщение связывает Гомель и другие города области с Минском и центрами областей Беларуси, отдельными городами России, Украины, Литвы, Польши и Германии. В области насчитывается более 700 городских, пригородных и междугородних маршрутов общей протяженностью 45 тыс. км [5].



2. Последствия воздействия транспорта на окружающую среду

Транспорт - один из важнейших компонентов общественного и экономического развития, поглощающий значительное количество ресурсов и оказывающий серьезное влияние на окружающую среду. Услуги транспорта играют важную роль в экономике и повседневной жизни людей. Использование практически всех видов транспорта на всех континентах возрастает и по объему перевозимых грузов, и по количеству тонно-километров, и по числу перевозимых пассажиров.

Влияние транспорта на окружающую среду проявляется, прежде всего, в процессе перевозок, при котором потребляются в большом количестве топливно-энергетические ресурсы и происходит значительное выделение загрязняющих веществ (рисунок 4).

Существенна роль транспорта в загрязнении водных объектов. Кроме того, транспорт является одним из основных источников шума в городах и вносит значительный вклад в тепловое загрязнение окружающей среды [8].

Рисунок 4 - Воздействие автомобильного транспорта на окружающую среду [9]

Основными источниками загрязнения окружающей среды являются транспортные средства с двигателями внутреннего сгорания. Доля загрязнения от газотурбинных двигательных установок и ракетных двигателей пока незначительна, поскольку их применение в городах и промышленных центрах ограничено.

Наибольшее загрязнение атмосферного воздуха поступают от энергетических установок, работающих на углеводородном топливе (бензин, керосин, дизельное топливо, мазут, уголь, природный газ). Количество загрязнения определяется составом, объемом сжигаемого топлива и организацией процесса сгорания.

Основные компоненты, выбрасываемые в атмосферу при сжигании различных видов топлива в двигателях всех видов, - нетоксичные диоксид углерода и водяной пар. Однако кроме них в атмосферу выбрасываются и вредные вещества, такие как оксид углерода, оксиды серы, азота, соединения свинца, сажа, углеводороды, в том числе канцерогенный бензапирен, несгоревшие частицы топлива (таблица 1).

При работе автомобиля в атмосферу поступает также резиновая пыль, образующаяся вследствие стирания покрышек. При использовании бензина с добавлением соединений свинца автомобиль загрязняет почвы этим тяжелым металлом. Происходит загрязнение водоемов при мытье автомобилей и при попадании в воду отработанного моторного масла (рисунок 5).

Таблица 1 - Токсичные компоненты, образующиеся при сжигании топлива [10]

Загрязняющее вещество	Бензин	Дизельное топливо
Оксид углерода	465,0	21
Углеводороды	23,0	4
Оксиды азота	15,0	18
Диоксид серы	2,0	8
Сажа	1,0	5
Свинец	0,5	0
Альдегиды	1,0	1
Всего	507,5	57

В последние десятилетия в связи с быстрым развитием автотранспорта существенно увеличилась доля выбросов, поступающих в атмосферу от подвижных источников: грузовых и легковых автомобилей, тракторов, тепловозов. Согласно оценкам, в городах на долю автотранспорта приходится от 30 % до 70 % общей массы выбросов.

Выделяют следующие виды негативного воздействия транспорта:

1) загрязнение атмосферного воздуха;

2) влияние на глобальный климат;

3) воздействие шумов.

Во всех видах негативного воздействия «лидирует» автомобильный транспорт, за ним следует железнодорожный транспорт.

Один легковой автомобиль поглощает ежегодно из атмосферы в среднем больше 4 т кислорода, выбрасывая с выхлопными газами примерно 800 кг окиси углерода, около 40 кг окислов азота и почти 200 кг различных углеводородов [11].

Рисунок 5 - Негативное влияние автомобильного транспорта [12]

Влияние автомобильного транспорта в загрязнении окружающей среды и негативном воздействии на население проявляется в следующем:

1 Основная деятельность автомобильного транспорта сосредоточена в местах с высокой плотностью населения - городах, промышленных центрах;

2 Вредные выбросы от автомобилей производятся в самых нижних, приземных слоях атмосферы, там, где протекает основная жизнедеятельность человека и где условия для их рассеивания являются наихудшими;

3 Отработавшие газы двигателей автомобилей содержат высококонцентрированные токсичные компоненты, являющиеся основными загрязнителями атмосферы.

Время, в течение которого вредные вещества естественным образом сохраняются в атмосфере, оценивается от десятка суток до полугода. В отработавших газах двигателей автомобилей содержится более 200 токсичных химических соединений, большую часть из которых представляют различные углеводороды.

Помимо прямого негативного воздействия на человека выбросы от автотранспорта наносят и косвенный ущерб. Так, повышение концентрации конечного продукта сгорания автомоторного топлива - диоксида углерода, приводят к глобальному повышению температуры земной атмосферы (так называемый парниковый эффект) [13].

Одним из газов, способствующих развитию парникового эффекта, является природный газ. Природный газ на 98 % состоит из метана, остальные 2 % приходятся на этан, пропан, бутан и некоторые другие вещества. При сжигании газа единственным действительно опасным загрязнителем атмосферы является смесь оксидов азота.

Хотя природный газ и не вызывает парниковый эффект, его можно отнести к «парниковым» газам, так как при его использовании выделяется углекислый газ, способствующий парниковому эффекту.

Применение сжиженного и сжатого природного газа на автомобильном транспорте дает возможность значительно снизить загрязнение среды обитания и улучшить качество воздуха в городах, то есть «затормозить» парниковый эффект. Кроме того, развитию парникового эффекта способствуют: углекислый газ, хлорфторсодержащие газы [14].



2.1 Влияние железнодорожного транспорта на окружающую среду

Железнодорожный транспорт является более экологически чистым, чем автомобильный, но, тем не менее, вблизи станций происходит существенное загрязнение окружающей среды. Это происходит в результате выброса вредных веществ, как подвижного состава, так и многочисленных производственных и подсобных предприятий, обслуживающих перевозочный процесс, что приводит к загрязнению воздуха, воды и почвы (таблица 2). Кроме того, железнодорожный транспорт создаёт шумовое и тепловое загрязнение [15].

Таблица 2 - Время распада вредных веществ из выхлопных газов дизелей [16]

Вещество	Время распада
Сероводород	40 дней
Угарный газ	3 года
Аммиак	8?16 лет
Озон	7 дней
Пероксид водорода	14 дней
Диоксид углерода	7 дней
Оксид азота (IV)	150 лет
Оксид азота (I)	5 Дней

На железнодорожном транспорте источниками выбросов вредных веществ в атмосферу являются объекты производственных предприятий и подвижного состава (рисунок 6). Они подразделены на стационарные и передвижные. Из стационарных источников наибольший вред окружающей среде наносят котельные, в зависимости от применяемого топлива при его сгорании выделяются различные количества вредных веществ (таблица 2). При сжигании твердого топлива в атмосферу выделяются оксиды серы, углерода, азота, летучая зола, сажа. Мазуты при сгорании в котельных агрегатах выделяют с дымовыми газами, оксиды сер, диоксид азота, твердые продукты неполного сгорания ванадия.

Приготовление в депо сухого песка для локомотивов, его транспортировка загрузка в тепловозы сопровождается выделением в воздушную среду токсичных веществ (таблица 3). Нанесение лакокрасочных покрытий сопровождается выделением в атмосферу паров растворителей, аэрозоля краски. При использовании растворителей, шпатлёвок, грунтовок, лаков, эмалей поступающие в воздух пары содержат ацетон, бензол, ксилол, бутиловый спирт, формальдегид в концентрации от 10 до 150 мг/м3.

Таблица 3 - Токсичные вещества на железнодорожном транспорте [16]

Название зоны и участка работ	Производственный процесс	Выделяющиеся вредные вещества
Участок мойки подвижного состава	Мойка наружных поверхностей	Пыль, щелочи, СПАВ, нефтепродукты, кислоты, фенолы
Техническое обслуживание и диагностика	Замена комплектующих, смазка	Оксид углерода, оксиды азота, углеводороды, сажа, пыль, масляный туман
Отделение топливной аппаратуры	Регулировка и ремонт топливной аппаратуры	Бензин, керосин, дизельное топливо, ацетон, бензол
Стоянка и место отстоя подвижного состава	Перемещение подвижного состава	Оксид углерода, оксиды азота, углеводороды, сажа, сернистый ангидрид
Склад горюче-смазочных материалов	Получение, хранение, выдача ГСМ	Пары и жидкие разливы топлива и масел
Гальваническое отделение	Нанесение металлопокрытий	Соляная и серная кислоты, никель, медь, гидрооксид натрия, хромовый ангидрид
Котельная	Теплоснабжение	Зола, сажа, пыль, оксид углерода, сернистый ангидрид, углеводороды

При обмывке подвижного состава в воздух выделяется пыль до 1,5 ? 20 мг/м3, карбоната натрия до 1,0 ? 5,0 мг/м3.Путевая техника, тепловозы при сжигании топлива с выхлопными газами выделяют оксид серы, углерода, азота, альдегиды [15].

Рисунок 6 - Негативное влияние железнодорожного транспорта [15]

Основной путь снижения выбросов токсичных веществ тепловозами заключается в уменьшении их образования в цилиндрах двигателей. Важное значение имеют обезвреживание отработавших газов, правильная эксплуатация тепловозов. Для очистки газовоздушных смесей, образующихся при различных технологических процессах на стационарных объектах железнодорожного транспорта, от газообразных, парообразных и пылевидных токсичных веществ применяют абсорбенты, адсорбенты, каталитические нейтрализаторы, индукционные преобразователи газа, скруберы, термокатализаторы, разнообразные фильтры, пылеуловители, циклоны, пенные сепараторы, температурно-инерционные осадители, золоуловители, установки каталитического окисления паров растворителей, вихревые трибоэлектрические фильтры и др. газоочистные средства и устройства.

Для защиты окружающей природной среды необходимо также бороться с искрами, источниками которых являются газоотводные устройства тепловозов, а также чугунные тормозные колодки локомотивов и вагонов. Искры могут быть причиной пожаров на территориях, примыкающих к железным дорогам. Ограничить искровыделение из газоотводных устройств, свидетельствующее о неполном сгорании топлива, можно осуществлением мероприятий, направленных на улучшение теплотехнического состояния тепловозов, а также установкой искрогасителей. Применение тормозных колодок из синтетических и композиционных материалов устраняет искрение и, кроме того, сокращает расход чугуна. Переход на сжатый газ позволит экономить дефицитное дизельное топливо. Ещё одно преимущество газового тепловоза ? его экологическая чистота [15, 16].

При истирании ходовых частей, утечке и рассыпании грузов в почвы обочин поступают такие тяжелые металлы, как железо, хром, марганец, кобальт, свинец и другие. Зона их распространения часто определяется рельефом и метеорологическими условиями.

Необходимо учитывать, что очень часто вблизи дорог располагаются сельскохозяйственные угодья, дачи, жилые строения, что влечет за собой вовлечение тяжелых металлов в пищевые цепи и непосредственно оказывает влияние на здоровье людей, вызывая разнообразные заболевания, вплоть до онкологических. Также постоянно происходит постоянное вымывание загрязнителей в открытые водоемы, водоемы и грунтовые воды, которые могут использоваться человеком в хозяйственных нуждах, а также являться местами водопоя животных и произрастания редких лекарственных растений.

Для снижения проникновения поллютантов в сторону от дороги используют придорожные защитные лесные насаждения. Как правило, внутри его содержание загрязнителей редко возрастает и снижается по мере передвижения по насаждению в направлении от дороги в сторону поля. Зона опасных уровней загрязнения чаще всего обрывается довольно резко уже в путевой опушечной части насаждения. Помимо тяжелых металлов в почвах отводов дорог наблюдается наличие нефтепродуктов и других химических веществ.

Также железнодорожный транспорт оказывает негативное воздействие на развитие процессов эрозии. Например, при неправильном возведении и эксплуатации водоотводящих систем с полотна железной дороги наблюдается развитие и рост овражно-балочных систем. Также при строительстве дорог изменяется рельеф местности, что влияет на изменение целого комплекса физико-географических факторов, таких как микро и мезо климат, ландшафт, орография [17].

Загрязнение окружающей среды железнодорожным транспортом наиболее всего ощущается там, где используются тепловозы. Их отработанные газы содержат большое количество токсичных веществ, сажи, угольной и рудной пыли. При мойке составов в локомотивных и вагонных депо образуются значительные объемы стоков, содержащих нефтепродукты, щелочи, кислоты, тяжелые металлы, применяемые в моющих растворах.

Растительный покров вблизи железных дорог разнообразен. Среди разнотравья преобладают тысячелистник обыкновенный, одуванчик лекарственный и подорожник большой, ? имеют самые высокие показатели зольности. Они являются рудералами и характерны для территорий со значительной рекреационной нагрузкой [18].

Анализ фитомассы растений, которые произрастающих вдоль железных дорог показал, что самое высокое содержание таких тяжелых металлов, как Zn, Cr, Ni, Ti, Mn и V наблюдается среди древесных форм ? у осины обыкновенной. У клена ясенелистного отмечено высокое содержание Fe, Zn и V, у вяза мелколистного ? Zn, Cr и V. Среди травянистых форм хорошо накапливают тяжелые металлы чистотел большой и сныть обыкновенная [19].

Самым надежным и эффективным средством защиты почвы, растительности и животного мира от загрязнений и шума, производимых объектами железнодорожного транспорта, являются защитные лесонасаждения. Вдоль железных дорог и в санитарно-защитных зонах других объектов железнодорожного транспорта сажают деревья и кустарник для защиты от снежных и песчаных заносов, селей, лавин, обвалов, оползней. Зеленые насаждения располагают не ближе 15 метров от полотна железной дороги. Они защищают прилегающие населенные пункты и среду обитания животных от шума и тепловых излучений, поглощают основную долю вредных веществ от выбросов двигателей внутреннего сгорания тепловозов, рассеиваемых сыпучих грузов [20].

Для положительной динамики развития транспортного комплекса и уменьшения экономических затрат на его эксплуатацию, человеку необходимо осознать свое отрицательное воздействие на окружающую среду и принять меры по снижению этого воздействия. Особенно охрана почв от загрязнений является важной задачей человека, так как любые вредные соединения, находящиеся в почве, рано или поздно попадают в организм человека [21].

2.2 Влияние автомобильного транспорта на окружающую среду

Автомобильный транспорт наиболее агрессивен в сравнении с другими видами транспорта по отношению к окружающей среде. Он является мощным источником ее химического, шумового и механического загрязнения (рисунок 7). Наибольшее загрязнение атмосферного воздуха поступает от энергетических установок, работающих на углеводном топливе (бензин, дизельное топливо, мазут, уголь, природный газ).

Автомобиль - один из главных факторов шумового загрязнения, дорожная сеть, особенно вблизи городских агломераций, «съедает» ценные сельскохозяйственные земли. Кроме того, это канцерогенные выбросы асфальтобетонных заводов и строительно-дорожных машин.

Под влиянием вредного воздействия автомобильного транспорта ухудшается здоровье людей, отравляются почвы и водоёмы, страдает растительный и животный мир.

В автомобилях имеется несколько источников токсичных веществ, основными из которых являются:

? отработавшие газы;

? картерные газы;

? топливные испарения.

Наибольшая доля химического загрязнения окружающей среды автомобильным транспортом приходится на отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания. Главным недостатком двигателя внутреннего сгорания, который в результате массового распространения автомобильного транспорта занял лидирующее положение, стал фактор загрязнения окружающей среды выхлопными газами. Доля вредных веществ, поступающих в атмосферу с отработанными газами автомобильных двигателей, составляет до 63 % от общего загрязнения окружающей среды.

Двигатели внутреннего сгорания, потребляя пятую часть первичных энергоносителей, являются основным источником загрязнения окружающей среды непосредственно в зоне дыхания человека [23].

Основные компоненты, выбрасываемые в атмосферу при сжигании различных видов топлива в двигателях всех видов, ? нетоксичные диоксид углерода и водяной пар. Однако кроме них в атмосферу выбрасываются и вредные вещества, такие как оксид углерода, оксиды серы, азота, соединения свинца, сажа, углеводороды, в том числе канцерогенный бензопирен, несгоревшие частицы топлива (таблица 4).

Каждый автомобиль выбрасывает в атмосферу с отработавшими газами около 200 различных компонентов. В выхлопных газах содержатся углеводороды - несгоревшие или не полностью сгоревшие компоненты топлива, доля которых резко возрастает, если двигатель работает на малых оборотах или в момент увеличения скорости на старте, т. е. во время заторов и у красного сигнала светофора. Именно в этот момент, когда нажимают на акселератор, выделяется больше всего несгоревших частиц: примерно в 10 раз больше, чем при работе двигателя в нормальном режиме.

Рисунок 8 ? Двигатель внутреннего сгорания [24]

К несгоревшим газам относят и обычную окись углерода, образующуюся в том или ином количестве повсюду, где что-то сжигают. В выхлопных газах двигателя, работающего на нормальном бензине и при нормальном режиме, содержится 2,7 % оксида углерода. При снижении скорости эта доля увеличивается до 3,9 %, а на малом ходу - до 6,9 %. Оксид углерода, углекислый газ и большинство других газовых выделений двигателей тяжелее воздуха, поэтому все они скапливаются у земли.

Таблица 4 - Виды загрязняющих веществ от передвижных источников [25]

Тип двигателя	Топливо	Основные виды	Примеры загрязнений
Четырехтактный внутреннего сгорания	Бензин	Углеводороды, оксид углерода, оксид азота	Автомобили, трактора, автобусы
Двухтактный внутреннего сгорания	Бензин (с добавлением масла)	Углеводороды, оксид углерода, оксиды азота, твердые вещества	Мотоциклы, вспомогательные моторы
Дизель	Лигроин	Оксиды азота, твердые вещества	Автобусы, трактора, машины

В выхлопных газах содержатся также альдегиды, обладающие резким запахом и раздражающим действием, к ним относятся акролеины и формальдегид. В автомобильных выбросах содержатся также оксиды азота. Двуокись азота играет большую роль в образовании продуктов превращения углеводородов в атмосферном воздухе. В выхлопных газах присутствуют неразложившиеся углеводороды топлива [20].

Из-за неполного сгорания топлива в двигателе автомашины часть углеводородов превращается в сажу, содержащую смолистые вещества. Особенно много сажи и смол образуется при технической неисправности мотора и в моменты, когда водитель, форсируя работу двигателя, уменьшает соотношение воздуха и горючего, стремясь получить так называемую «богатую смесь» [21].

На территориях, прилегающих к автомобильным дорогам, особую опасность представляет загрязнение продуктами эмиссии автотранспорта и износа дорожного полотна сельскохозяйственных растений, грибов и ягод.

Симптомы «отравления» растений тяжелыми металлами внешне проявляются в замедлении их роста и развития, изменении цвета и увядании листьев, уродливости и недоразвитости корневой системы. Особенно чувствителен даже к низкому содержанию основных металлов-загрязнителей - кадмия, свинца, цинка и меди - клевер обыкновенный.

Растения накапливают соединения тяжелых металлов преимущественно в корнях. Но поступают тяжелые металлы в растения не только через корни, но и через листья. Степень накопления металлов в органах растений уменьшается в следующем порядке: корни - стебли - листья - плоды (семена). Что касается плодов, то от 38 до 59 % тяжелых металлов сосредоточивается в кожице, от 15 до 30 % - в мякоти и 16 % в соке.

В природе не существует растений, концентрирующих все тяжелые металлы, каждое растение аккумулирует определенные элементы. Например, одуванчик лекарственный и полынь обыкновенная накапливают медь, цинк, железо, свинец, марганец; горец, щавель и гречиха аккумулируют кадмий.

Большое значение в защите садов от токсических соединений автомобильных выбросов имеют лесные полосы. Подсчитано, что одно взрослое дерево за вегетационный период обезвреживает количество свинца, содержащееся в 130 л этилированного бензина. За трехъярусными зелеными кулисами лесных полос в 5 раз снижается концентрация сернистого газа и в 8 раз - диоксида азота. Интенсивнее всего накапливают медь, кадмий, цинк дуб черешчатый и сосна. Сосна помимо этих соединений накапливает никель, береза аккумулирует свинец и цинк [26].

Мониторинг атмосферного воздуха Гомеля в 2015 г. проводили на пяти стационарных станциях, в том числе на одной автоматической, установленной в районе ул. Барыкина - самой загазованной улице в городе.

По результатам стационарных наблюдений в 2015 г. уровень загрязнения воздуха незначительно возрос. Однако в большинстве районов города качество воздуха оценивалось как стабильно хорошее. Как и в предыдущие годы, нестабильная экологическая обстановка наблюдалась в районе ул. Барыкина. Проблему загрязнения воздуха определяли повышенные концентрации твердых частиц, фракции размером до 10 микрон, эпизодически - оксида углерода.

По данным непрерывных измерений на автоматической станции (район ул. Барыкина) среднегодовая концентрация ТЧ-10 составляла 1,3 предельно допустимой концентрации и была выше, чем в других промышленных центрах республики. Доля дней со среднесуточными концентрациями выше предельно допустимой концентрации составляла почти 40 %.

В годовом ходе «пик» загрязнения воздуха ТЧ-10 зафиксирован в августе, который характеризовался дефицитом осадков (выпало 9 % климатической нормы). В периоды без осадков среднесуточные концентрации достигали 3,0-3,7 предельно допустимой концентрации. Существенный рост содержания в воздухе твердых частиц отмечен в марте - апреле и октябре.

Содержание в воздухе формальдегида определяли только в июне - августе. «Пик» загрязнения воздуха формальдегидом отмечен в первой половине августа - в период с аномально неблагоприятными метеоусловиями, обусловившими образование смога. В этот период в течение восьми дней регистрировались концентрация формальдегида в 1,1- 1,4 раза выше максимально разовой предельно допустимой концентрации. Содержание в воздухе фенола, аммиака и бензола сохранялось низким.

По сравнению с 2011 г. содержание в воздухе твердых частиц понизилось на 18 %, свинца - на 49 %, аммиака и фенола - на 61-64 %. В то же время уровень загрязнения воздуха оксидом углерода повысился на 19 %, диоксидом азота - на 35 % [27].



3. Влияние транспорта на свойства почв

Транспортно-дорожный комплекс является мощнейшим источником загрязнения природной среды. С каждым годом все больший вклад в загрязнение атмосферного воздуха городов вносит автомобильный транспорт. По данным Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды, за последние 5 лет в Республике Беларусь ежегодные поступления в атмосферу загрязняющих веществ от передвижных источников составляли около 1 млн т., что превышало 70 % суммарного объема выбросов по стране.

Влияние автодороги как источника антропогенного вмешательства в природно-территориальный комплекс проявляется в длительном воздействии невысоких концентраций элементов, образующихся при сгорании топлива или эксплуатации автомобиля, которые оседают по краям дорожного полотна, аккумулируясь на поверхности и мигрируя по почвенному профилю [28].

На территориях, прилегающих к автомобильным дорогам, особую опасность представляет загрязнение продуктами эмиссии автотранспорта и износа дорожного полотна сельскохозяйственных растений, грибов и ягод. Под влиянием выбросов происходит ингибирование роста главных побегов растений, нарушение ритма онтогенеза в сторону ускорения прохождения фенофаз, сокращения площади листьев и накопления сухой массы, что в конечном итоге приводит к снижению продуктивности. Кроме того, такие растения отличаются пониженным содержанием большинства аминокислот, что влечет за собой снижение их биологической ценности и ухудшение пищевых качеств [26].

При исследовании загрязнения почв выбросами автотранспорта необходимо учитывать интенсивность движения и типы автомобилей, а также характер почвенного покрова и вид землепользования. Так, например, пахотные угодья по сравнению с луговыми одинакового уровня загрязнения достигают медленнее. Отмечаются различия в накоплении тяжелых металлов в растениях, произрастающих на почвах разной степени гидроморфизма.

Наибольшее содержание свинца отмечается в верхнем слое (0-5 см) почвы на расстоянии до 50 м от края дороги. Загрязнение почв придорожных зон кадмием и цинком ниже, а выпадение никеля не обнаружено [29].

Для оценки экологического состояния придорожных земель Минской области были проведены исследования на крупнейшей в Республике Беларусь автостраде Брест - Минск - граница Российской Федерации и одной из активных внутренних магистралей Минск - Гродно. Цель работы заключалась в определении уровней загрязнения продуктами эмиссии автомобильного транспорта придорожных природно-территориальных комплексов, а также разработке мероприятий по их рациональному использованию. За основу были взяты показатели загрязнения почв валовых и подвижных свинца, меди, цинка, хрома, никеля, кадмия в пределах репрезентативных участков автотрасс. Критериями выбора участков являлись интенсивность движения автотранспорта, эксплуатационное состояние полотна, наличие сведений о длительности эксплуатации данного участка дороги, характер почвенных и геоморфологических условий, обустройство автомобильной дороги. Кроме проб почв, были отобраны образцы растительности, которые также анализировались на содержание в них тяжелых металлов [10].

Было установлено, что обследованные почвы и растительность на удалении до 200 м от кромки дорог в той или иной мере подвержены воздействию тяжелых металлов. Наибольшее валовое содержание в почвах придорожных полос характерно для цинка - от 8,86 до 41,05 мг/кг. Максимальное загрязнение дерново-подзолистых почв валовыми и подвижными формами цинка установлено на расстоянии 5-25 м от полотна дороги. В этой зоне содержание подвижных форм цинка превышает величину предельно допустимой концентрации - 23 мг/кг. По мере удаления от дороги концентрации элемента резко уменьшаются, что свидетельствует об антропогенном характере его происхождения. Цинк наименее токсичен из всех тяжелых металлов, его активность возрастает по мере снижения рН почвы. Одним из наиболее сильных загрязнителей окружающей среды, связанных с выбросами автотранспорта, является свинец и его соединения.

Медь по своим биохимическим особенностям поступления и уровням аккумуляции является элементом умеренного накопления в почве. При загрязнении медью наблюдается ослабление азотфиксации и дыхания почвы. Содержание меди в растениях практически постоянно и мало зависит от ее количества в почве. Наибольшая аккумуляция меди происходит в хвое и ветвях сосны, лесной подстилке, чернике и бруснике. По полученным данным, ее накопление в растительном покрове колеблется от 5,5 до 11,6 мг/кг по всей ширине придорожной полосы. Валовое содержание меди в почвах придорожных территорий ниже не только ориентировочно допустимой концентрации (33 мг/кг), но и фоновых значений [30].

Кадмий в биогеоценозы придорожных полос поступает в основном при разрушении автомобильных покрышек. Он представляет собой безбарьерный токсикант кумулятивного действия с выраженными канцерогенными свойствами.

Содержание в исследуемых почвах валовых форм никеля значительно ниже ОДК (20 мг/кг); подвижные формы превышают ПДК (4 мг/кг) на расстоянии до 10 м от дорожного полотна.

Наряду с рассмотренными загрязнителями весьма серьезную опасность представляет попадание в почвы диоксинов и фуранов, образующихся в качестве побочных продуктов химической индустрии или в процессе горения. Например, сжигание топлива в бытовом секторе дает до 40% выбрасываемых в окружающую среду диоксинов. Много их попадает на почву и с выбросами автотранспорта. В Беларуси транспорт дает порядка 3% от общего количества диоксинов.

Анализируя воздействие автотранспортного комплекса на земли придорожных полос, необходимо признать, что оно весьма значительно. В качестве основных факторов, влияющих на величину загрязнения, можно выделить интенсивность движения автотранспорта, скорость потока автомобилей и продолжительность остановок (на перекрестках, съездах с автотрасс и остановках величины загрязнения увеличиваются в разы), рельеф местности, гранулометрический состав, характер растительного покрова, обустройство автодорог. Таким образом, проведенные исследования свидетельствуют о сложности экологического состояния земель придорожных полос автомагистралей Республики Беларусь и необходимости разработки программы мероприятий по их охране [31].

В расчете на одного жителя Гомельской области объем выбросов загрязняющих веществ в 2012 г. составил 67 кг, что больше на 7 кг, чем в 2011 г. и на 1 кг, чем в 2005 г. В городе Гомеле на каждого жителя приходится по 18 кг загрязняющих веществ. Наибольшее количество выбросов в расчете на одного человека приходится в Мозырском (по 294 кг) и Жлобинском (по 128 кг) районах. Наименьшее - в Лельчицком (по 7 кг) и Ельском (по 11 кг) районах. Основные источники выбросов - мобильные. В 2012 г. автомобили и прочий транспорт выбросили 126,7 тыс. т., из них: оксида углерода - 63,2 %, углеводородов - 21,2 %, диоксида азота - 11,6 %, диоксида серы и прочих веществ - 4 %.

При работе двигателей внутреннего сгорания интенсивно выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды и другие вещества, оседающие на поверхности почвы или поглощаемые растениями. Каждый автомобиль выбрасывает в атмосферу в среднем в год 1 кг свинца в виде аэрозоля. Свинец выбрасывается с выхлопными газами автомобилей, осаждается на растения, проникает в почву, где он может оставаться довольно долго, поскольку слабо растворяется [32].

Наиболее распространенными загрязнениями окружающей природной среды, объектов железнодорожного транспорта является нефть и продукты переработки нефти. Нефть является экологически опасным веществом, которое при попадании в окружающую среду угнетает важные жизненные процессы, подавляя или заставляя их протекать по-другому. Причиной загрязнения земли является производственная деятельность предприятий, а путями загрязнения - разливы нефтепродуктов во время их транспортировки к месту назначения. К числу причин загрязнения следует добавить аварийные разливы нефти и нефтепродуктов из цистерн.

Выбор способов очистки грунтов определяется многими факторами, важнейшими из которых является характер загрязнения земель и нормативные требования к их качеству. В промышленно развитых странах используют два спасоба к решению проблемы очистки.

Первый способ, так называемый функциональный, заключается в очистке почв до нормативных показателей содержания загрязняющих веществ и обеспечивающих в дальнейшем любое использование очищенной территории.

Известным способом очистки от нефтезагрязнений является рекультивация земель - рыхление почв для увеличения проникновения кислорода и развития окислительно-восстановительных реакций, внесение органических и минеральных удобрений и посев трав с целью интенсификации природных процессов биохимического очищения.

Второй - селективный, при котором степень очистки определяется нормативными требованиями в соответствии с целями дальнейшего землепользования.

Самоочищение почв, как правило, - медленный процесс. Токсичные вещества накапливаются, что способствует постепенному изменению химического состава почв, нарушению единства геохимической среды и живых организмов. Из почвы токсические вещества могут попасть в организмы животных, людей и вызвать тяжелейшие болезни и смертельные исходы [33, 34]. транспорт тяжелый металл растительность



4. Воздействие тяжелых металлов на растительность

Тяжелые металлы - это группа химических элементов с относительной атомной массой более 40. Тяжелые металлы являются сильнейшими по отрицательному действию на живые организмы и наиболее распространенными химическими загрязнителями.

В настоящее время при помощи специальных, особо чувствительных методов удалось определить в составе организмов свыше 60 таких химических элементов. Однако можно утверждать, что названное число не является пределом и в состав организмов в самом деле входят все известные химические элементы и их изотопы.

Тяжелые металлы (Cu, Ni, Со, Pb, Sn, Zn, Cd, Bi, Sb, Hg) относятся к микроэлементам. То есть химическим элементам, присутствующим в организмах в низких концентрациях.

В настоящее время при помощи специальных, особо чувствительных методов удалось определить в составе организмов свыше 60 таких химических элементов. Однако можно утверждать, что названное число не является пределом и в состав организмов в самом деле входят все известные химические элементы и их изотопы, (как стабильные, так и радиоактивные).

Химические элементы, которые, входя в состав организмов растений, животных и человека, принимают участие в процессах обмена веществ и обладают выраженной биологической ролью, получили название биогенных элементов. К числу биоэлементов относятся: азот, водород, железо, йод, калий, кальций, кислород, кобальт, кремний, магний, марганец, медь, молибден, натрий, сера, стронций, углерод, фосфор, фтор, хлор, цинк.

Основными источниками антропогенного поступления тяжелых металлов в окружающую среду являются металлургические предприятия, тепловые электростанции, карьеры и шахты по добыче полиметаллических руд, транспорт, химические средства защиты сельскохозяйственных культур от болезней и вредителей, сжигание нефти и различных отходов и пр. Наиболее мощные ореолы тяжелых металлов возникают вокруг предприятий черной и особенно цветной металлургии в результате атмосферных выбросов.

Заметное загрязнение атмосферного воздуха и почвы происходит за счет транспорта, в том числе авиационного. Большинство тяжелых металлов, содержащихся в пылегазовых выбросах промышленных предприятий, как правило, более растворимы, чем природные соединения [35].

Растительная пища является основным источником поступления тяжелых металлов в организм человека и животных. С ней поступает от 40 до 80 % тяжелых металлов, и только 20-40 % - с воздухом и водой. Поэтому от уровня накопления металлов в растениях, используемых в пищу, в значительной степени зависит здоровье населения.

Главный путь поступления металлов в растения - это абсорбция корнями. Поэтому почвенная среда - основной источник элементов для растений, корневая система которых может поглощать тяжелые металлы активно и пассивно. В большинстве случаев скорость поглощения элементов положительно соотносится с содержанием их доступных форм. На эту главную закономерность оказывают влияние реакция среды, концентрация кальция, магния и других ионов, температура, аэрация, окислительно-восстановительный потенциал, вид растений и стадия его развития.

Химический состав растений, как известно, отражает элементный состав почв. Поэтому избыточное накопление тяжелых металлов растениями обусловлено их высокими концентрациями в почвах (таблица 3). В своей жизнедеятельности растения контактируют только с доступными формами тяжелых металлов, количество которых, в свою очередь, тесно связано с буферностью почв. Однако способность почв связывать и инактивировать тяжелые металлы имеет свои пределы, и когда они уже не справляются с поступающим потоком металлов, важное значение приобретает наличие у самих растений физиолого-биохимических механизмов, препятствующих их поступлению [36].

Таблица 5 - Влияние концентраций тяжелых металлов на растения [37]

Элемент	Концентрация в почве, мг/кг	Реакция растений на повышенные концентрации тяжелых металлов
Pb	100 ? 500	Ингибирование дыхания и подавление процесса фотосинтеза, снижение урожайности, появление темно-зеленых листьев, скручивание старых листьев, чахлая листва
Cd	1 ? 13	Нарушение процессов транспирации и фиксации СО2, торможение фотосинтеза, задержка роста, повреждение корневой системы, хлороз листьев
Zn	140 ? 250	Хлороз молодых листьев
Cr	200 ? 500	Ухудшение роста и развития растений, повреждение корневой системы, хлороз молодых листьев
Ni	30 ? 100	Подавление процессов фотосинтеза и транспирации, появление признаков хлороза

Механизмы устойчивости растений к избытку тяжелых металлов могут проявляться по разным направлениям: одни виды способны накапливать высокие концентрации тяжелых металлов, но проявлять к ним устойчивость; другие стремятся снизить их поступление путем максимального использования своих барьерных функций. Для большинства растений первым барьерным уровнем являются корни, где задерживается наибольшее количество тяжелых металлов, следующий - стебли и листья, и, наконец, последний - органы и части растений, отвечающие за воспроизводительные функции.

Избыток свинца в растениях, связанный с высокой его концентрацией в почве, ингибирует дыхание и подавляет процесс фотосинтеза, иногда приводит к увеличению содержания кадмия и снижению поступления цинка, кальция, фосфора, серы. Вследствие этого снижается урожайность растений и резко ухудшается качество производимой продукции. Внешние симптомы негативного действия свинца - появление темно-зеленых листьев, скручивание старых листьев, чахлая листва. Устойчивость растений к его избытку неодинаковая: менее устойчивы злаки, более устойчивы бобовые. Поэтому симптомы токсичности у различных культур могут возникнуть при разном валовом содержании свинца в почве - от 100 до 500 мг/кг.

При сгорании 1 л этилированного бензина выделяется от 200 до 500 мг свинца. Этот высокоактивный, находящийся в состоянии рассеяния свинец обогащает почву вдоль дорог. Из почвы и частично из воздуха он попадает в растения.

Содержание свинца в растениях, выращенных в тяжелосуглинистых почвах, может достигать самой высокой отметки (7 мг/кг). Боле высокие концентрации свинца (до 1000 мг/кг) характерны для растительности на техногенно загрязненных территориях. Так, например, в окрестностях металлургических предприятий, рудников по добыче полиметаллов и, главным образом, вдоль автострад.

Размеры зоны влияния автотранспорта на экосистемы сильно меняются. Ширина придорожных аномалий содержания свинца в почве может достигать 100-150 м. Лесные полосы вдоль дорого задерживают в своих кронах потоки свинца от автотранспорта. В условиях города размеры свинцовых загрязнений определяются условиями застройки и структурой зеленых насаждений. В сухую погоду происходит накопление свинца на поверхности растений, но после обильных дождей значительная его часть смывается [38].

...