CC BY
233
УДК [504(470.11):629](045)
КОРОБОВ Владимир Борисович, доктор географических наук, и.о. директора Северо-Западного отделения Института океанологии имени П.П. Ширшова РАН. Автор более 130 научных публикаций, в т. ч. 3 монографий
ТУТЫГИН Андрей Геннадьевич, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры прикладной математики Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова. Автор более 62 научных публикаций, двух монографий и двух учебно-методических работ
ДОЛГОЩЕЛОВА Мария Ивановна, аспирант кафедры географии и геоэкологии Института естественных наук и биомедицины Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова. Автор двух научных публикаций
ХАРАКТЕР ВОЗДЕЙСТВИЯ ТРАНСПОРТНОГО КОМПЛЕКСА НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ АРХАНГЕЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ
В статье дана краткая характеристика основных видов транспорта Архангельской области. Подробно рассмотрены источники и характер воздействия транспортного комплекса на компоненты окружающей среды. Дана оценка масштабов воздействия транспортного комплекса в штатном и аварийном режиме эксплуатации.
Архангельская область, транспортный комплекс, источники воздействия, характер воздействия
Введение. Транспорт - один из наиболее значимых источников воздействия на окружающую среду. Воздействие транспорта на природу и человека проявляется как непосредственно, так и косвенно - через объекты инфраструктуры. На Севере влияние любого вида деятельности на экосистемы усугубляется еще и большим сроком ее восстановления.
Принимая во внимание недостаточную развитость Архангельской области в транспортном отношении, можно сделать прогноз, что в ближайшие годы будет идти наращивание транспортной составляющей экономики, без которой другие отрасли не смогут обеспечить свой рост.
© Коробов В.Б., Тутыгин А.Г., Долгощелова М.И., 2011
В состав транспортного комплекса входят транспортные средства, объекты транспортной инфраструктуры: пути сообщения (дороги разного типа), места стоянки и ремонта - гаражи, депо, ангары, причальные сооружения [1]. Также необходимо принимать во внимание предприятия, обслуживающие саму инфраструктуру транспортного комплекса, такие как асфальтовые заводы, проектирующие организации и т.д. Кроме того, говоря о воздействии транспортной инфраструктуры на окружающую среду, необходимо учитывать не только процесс эксплуатации объектов, но также и изыскательские работы, предшествующие
строительству, само строительство (модернизацию) и ликвидацию этих объектов.
Материалы и методика. На территории Архангельской области представлены все виды транспорта: автомобильный, железнодорожный, авиационный, водный, трубопроводный и гужевой. По своей значимости в области лидирует автомобильный транспорт, что подтверждается тенденциями роста автопарка за последнее десятилетие. По данным Управления ГИБДД по Архангельской области, на 01.01.2010 год зарегистрировано 271150 транспортных средств, что на 4509 больше, чем в предыдущий год [2]. В целом же количество зарегистрированных автотранспортных средств (АТС) с 2000 по 2009 года увеличилось на 49,3%. Возросла густота автомобильных дорог общего пользования. Если на конец 2000 года густота дорог общего пользования с твердым покрытием составила 12,1 км дорог на 1000 км2 территории, то на конец 2007 года - 17,4 км. Далее по уменьшению степени значимости идет железнодорожный транспорт (отправление грузов общего пользования железнодорожным транспортом за 2007 год составило 14,7 млн. тонн, в то время как перевозка грузов автомобильным транспортом 37,3 млн. тонн), водный, авиа и трубопроводный транспорт [3]. По гужевому транспорту статистические сведения отсутствуют, но его значимость в регионе невелика.
Существует прямая зависимость между увеличивающейся инфраструктурой транспортного комплекса и ее воздействием на окружающую среду.
Источники воздействия транспорта на окружающую среду объединяют в две основные группы: влияние подвижных источников (автомобилей, самолетов, судов и т.д.) и влияние стационарных источников (автомагистралей, железных дорог, аэродромов, трубопроводов) [4-6].
По мнению Котенева Ю.А., Андреева В.Е. и Давыдова В.П. [7], источники загрязнения подразделяются по пространственному признаку на точечные, линейные и площадные. Применив данную градацию к транспортному комплек-
су, точечным источникам соответствуют порты, аэродромы и т.п.; линейным - трубопроводы, автомобильные дороги и т.п.; площадным -транспортные узлы, городские агломерации.
Строительство объектов инфраструктуры и линейно-транспортных сооружений у разных видов транспорта имеет схожие источники и характер воздействия на окружающую среду, а также ряд особенностей, присущих отдельным видам транспорта. Для строительного процесса характерны изыскательские работы, вахтовые поселки, разработка карьеров строительных материалов, строительные площадки. Такие работы оказывают механическое воздействие на растительный покров, ведут к загрязнению атмосферы различными отработавшими газами (ОГ), изменению гидрологического режима водотоков, загрязнение грунтовых и подземных вод. Строительно-дорожная техника оказывает механическое влияние на растительный покров, что может привести к загрязнению и деградации почв, активизации экзогенных геологических процессов [8]. Создание строительных площадок ведет к нарушению термического режима верхнего слоя грунтов, загрязнению территории мусором, строительными отходами, уничтожению почвенно-растительного покрова, мезофауны на территории стройплощадки, изменению привычных мест обитания животных, их кормовой базы.
Особенностью строительства автодорог является использование при сооружении полотна некондиционных строительных материалов, которые загрязняют среду токсичными веществами. При остывании асфальтобетонной смеси - толуол, бензол, ксилол, содержащиеся в дегтях и смолах, выделяются в атмосферу, создают высокие концентрации этих веществ в воздухе [9].
Искусственные основания аэродромных покрытий ведут к изменению температурного и влажностного режима атмосферы. Низкое альбедо открытого грунта способствует быстрому нагреву поверхности, как следствие, более быстрому прогреву приземного слоя воздуха.
Строительство железнодорожной насыпи предполагает использование асбестового бал-
ласта для уплотнения, вследствие чего нарушается проникновение воды внутрь насыпи. Погрузка, хранение, особенно укладка асбестосодержащего балласта, вызывает сильную запыленность.
Отличительной особенностью строительства трубопроводов влияющей на окружающую среду является разработка береговых траншей и подводных переходов вследствие большой протяженности линейного объекта. Укладка труб на дне водотоков сопровождается выемкой значительных объемов грунта, за счет чего увеличивается мутность воды. На речных переходах происходит нарушение пойменных участков, размыв и разрушение берегов.
Строительство портов и причальных сооружений включает преобразование береговых территорий, морского и речного дна. Все это, а также эксплуатация водного транспорта снижает качество вод, изменяет режим водных объектов. Строительство включает дноуглубительные работы, дампинг и намыв грунта. Создание сооружений на водных объектах путем намыва грунта, ведет к преобразованию речного дна, увеличению мутности. Дноуглубительные работы могут привести к вторичному химическому загрязнению за счет подъема имеющихся донных загрязнителей. Часто отвалы грунта складируют на берегу, при этом может быть уничтожена или частично нарушена флора и фауна, в грунтовые воды могут попасть загрязняющие вещества [10]. Работающий земснаряд является источником загрязнения водоема смазочными материалами, илистыми и пылевыми взвешенными частицами [11]. Из русел рек при строительстве используются аллювиальные песчано-гравийные и галечные материалы, в связи с этим часто нарушается саморегулирующаяся система «бассейн - речной сток - русло».
Влияние линейно-транспортных сооружений в штатном режиме эксплуатации (автомобильных дорог, железнодорожных путей) на окружающую среду в основном схоже, отличается только источниками воздействия и преобладанием того или иного загрязняющего вещества, характерного для данного вида
транспорта. Для автомобильных дорог и железнодорожных путей характерно:
- изъятие и фрагментация территорий, изменение рельефа местности, деформация в грунте рабочего слоя земляного полотна (подстилающем грунте) [12], уплотнение почвы, возможно образование эрозионных процессов; механическое (продуктами изнашивания дорожного покрытия, пылью и сажей) и химическое (противогололедными реагентами, нефтепродуктами и химическими элементами) загрязнения почвы;
- изменение температурного, влажностного, ветрового режима около высоких насыпей и глубоких выемок; механическое и химическое загрязнения воздуха;
- загрязнение близлежащих водоемов продуктами эрозии (истирания рельсов, пылью, сажей; продуктами изнашивания дорожного покрытия и автомобильных шин), выбросами ОГ, сточными водами с автодорог, химическими соединениями, нефтепродуктами; увеличение мутности водных объектов, появление в большом количестве взвешенных веществ; препятствие стоку поверхностных вод;
- механическое загрязнение растительного покрова, распространение вредителей и болезней при скоплении старых, больных, погибших растений и деревьев на прилегающих территориях; изменение условий произрастания;
- шумовое загрязнение; передача вибрации от АТС, железнодорожного состава на прилегающие территории;
- разрушение и изменение привычных мест обитания животных, нарушение путей миграций и жизненного ритма, ухудшение кормовой базы.
Все линейные сооружения (дороги, трубопроводы подземной и наземной прокладки) играют роль барьеров в движении почвенногрунтовых вод, вследствие чего может настать переувлажнение, образование болот и даже озер.
Водопропускные и водоотводные инженерные сооружения, создаваемые при строительстве дорог разного типа, стационарных объектов транспортного комплекса (автозапра-
вочные станции (АЗС), депо, стоянки и т.д.) для предохранения земляного полотна от переувлажнения и заболачивания, воздействуют на подземные и поверхностные воды, изменяют скорость течения воды в водотоках. Способствуют появлению наносов, размывов, повышенной мутности воды, эрозии русел водотоков, образованию оврагов, подтоплению
территории, являются источником химического загрязнения нефтепродуктами, маслами, которые попадают с поверхностными сточными водами. Все это может привести к изменению условий обитания гидробионтов в водоемах в результате перемен в водном режиме и свойствах вод. В компактном виде основные источники воздействия приведены в таблице 1.
Таблица 1
источники и характер воздействия транспортного комплекса на компоненты окружающей среды (штатный режим эксплуатации)
Источники воздействия характер воздействия
Влияние подвижных источников
АТС Химическое (выбросами ОГ), механическое (продуктами изнашивания деталей) загрязнение атмосферы; химическое и механическое загрязнение почвы, ее уплотнение, замусоривание территории; шумовое загрязнение; электромагнитное излучение; деградация растительности; ухудшение условий обитания животных.
Подвижный железнодорожный состав Химическое (выбросами ОГ), механическое (выбросы пыли и сажи) загрязнение атмосферы, почв; шум и вибрация, влияют на численность популяции, заставляют покидать животных привычные места обитания; деградация растительности в результате химического и механического загрязнения.
Речной и морской транспорт Химическое загрязнение атмосферы ОГ. Размыв дна у морских гидротехнических сооружений; волны вызывают взмучивание аллювиальных отложений на дне водоема; большие пространства в водной акватории занимаются под старый флот. Механическое (производственным и бытовым мусором от деятельности экипажа) и химическое загрязнение водной среды в результате: попадания подсланевых вод (нефтесодержащие воды, скапливающиеся под настилом машинных помещений), при промывке танкера (грузовых трюмов) после разгрузки; загрязнения химическими элементами топлива; загрязнения хозяйственно-бытовыми водами.
Воздушные суда Загрязнение атмосферы выбросами от авиадвигателей. Изменение химического состава почв и микрофлоры в ходе образования и адсорбирования пыли. Шумовое загрязнение.
Влияние стационарныгх источников
АЗС Отчуждение территорий; попадание в почвенный покров нефтепродуктов. Атмосфера загрязняется парами бензина и другими горюче-смазочными материалами (ГСМ).
Предприятия технического автосервиса Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. Образование загрязненных сточных вод. Отчуждение территорий; механическое загрязнение (мусором, отходами производства).
Объекты дорожного сервиса (стоянки, автовокзалы, пассажирские автостанции и т.д.) Зоны механического, химического и шумового загрязнения. Отчуждаются большие площади земли, механическое, химическое загрязнение атмосферы. Загрязнение водоемов нефтепродуктами, органическими растворителями. Загрязнение бытовыми и промышленными отходами.
Окончание табл. 1
Локомотивные, вагонные и ремонтные депо, промывочнопропарочные пункты, пункты отстоя подвижного состава. Выделение загрязняющих веществ (бензола, ксилола, углеводородов); загрязнение атмосферы летучими соединениями. Использование территорий вызывает уплотнение почв, насыщение их нефтепродуктами и химическими элементами; механическое загрязнение территории. Поверхностные сточные воды с территорий транспортных предприятий содержат разнообразные загрязняющие вещества.
Порты, судоремонтные предприятия, вокзалы, хранилища, ремонтные базы, причалы (пассажирские, грузовые), склады Механическое (в том числе выделение пыли при перегрузочных работах) и химическое загрязнение воздушной среды порта, близлежащих территорий. Механическое загрязнение почвенного покрова, растительности; попадание в почву со сточными водами разнообразных химических веществ, нефтепродуктов. Загрязнение сточных вод (хозяйственно-бытовыми и подсланевыми водами); смыв части сыпучих грузов атмосферными осадками приводит к нарушению основных физико-химических характеристик водной среды. Высокое шумовое воздействие и вибрация.
Аэропорт (аэродром, аэровокзал), служебнотехническая территория аэропорта Отчуждение больших площадей земли. Загрязнения водных объектов и почв на прилегающих к аэродрому территориях. Приземные и верхние слои атмосферы вблизи аэропортов содержат большое количество пыли, загрязняются ОГ авиадвигателей. Уплотнение грунтов на территории аэропорта и взлетно-посадочной полосы, как следствие изменение режима увлажненности почвы. Загрязнение поверхностного стока пылью, химическими элементами с территорий авиационнотехнической базы, площадки для мойки воздушных судов; искусственный водоотвод с летно-посадочного поля изменяет условия стока и режим грунтовых вод.
Линейно-транспортные сооружения
Дорожная одежда, земляное полотно Химическое и механическое загрязнение продуктами изнашивания дорожного покрытия, материалами, используемыми при зимнем содержании дорог; засоление придорожных территорий при ненормативном использовании противогололедных реагентов.
Железнодорожные пути, земляное полотно Уплотнение почвы, изменение буферной способности; загрязнение почвы сажей и пылью от истирания рельсов, бандажей колесных пар в процессе торможения.
Трубопроводы Химическое загрязнение атмосферного воздуха (при транспортировке различных веществ, испарении из резервуарных парков); гидроиспытания, промывка внутренней полости трубопроводов способствуют загрязнению водных объектов, нарушают гидрологический режим подземных вод. Механическое уничтожение растительного покрова в ходе строительства; развитие экзогенных процессов. Нарушение миграционных потоков животных; браконьерство в период строительства; уничтожение мезофауны при прокладке трубопровода.
При оценке воздействия транспортного комплекса на окружающую среду учитывают много факторов, в первую очередь находятся ли объекты инфраструктуры в штатном режиме использования или внештатной (аварийной) ситуации. Последствия для окружающей среды от объектов транспортного комплекса при аварийной ситуации существенно отличаются от воздействия тех же объектов и линейно-транспортных сооруже-
ний в штатном режиме эксплуатации. Особую опасность представляют виды деятельности, связанные с перевозкой опасных грузов, нередко приводящие к техногенными катастрофам. Внештатная ситуация сопровождается взрывами, значительными выбросами химических веществ, возгоранием легковоспламеняющихся перевозимых грузов, в том числе опасных химических веществ (нефтепродуктов, пропана, и т.д.) (табл. 2).
Таблица 2
источники и характер воздействия транспортного комплекса на компоненты окружающей среды (аварийные ситуации)
Источники воздействия характер воздействия
Влияние подвижным источников
АТС При возгорании - выброс в атмосферу большого количества химических соединений, ОГ, нефтепродуктов. Попадание в почвенно-растительный покров продуктов износа транспортных средств, масел; их попадание в водотоки приводит к химическому загрязнению поверхностных вод. Уничтожение растительности, микрофлоры на месте аварии; замусоривание территории. Перевозимые опасные вещества при аварии в большом количестве попадают в окружающую среду. Отравления вредными веществами, ожоги, увечья, заболевания людей и животных.
Подвижный железнодорожный состав При пожарах, разрушениях подвижного состава происходит химическое и механическое загрязнение литосферы, гидросферы, атмосферы. Выделение при аварии перевозимых токсичных и химических веществ (выбросов в атмосферу ядовитых газов или жидкостей, испарении разлившихся веществ с поверхности), приводит к химическому загрязнению окружающей среды.
Речной и морской транспорт Утечка в ходе аварии при перевозке опасных сжиженных газов и нефтепродуктов приводит к загрязнению акватории и атмосферы (в ходе испарения); «потеря» в ходе аварии части насыпных грузов приводит к загрязнению акватории. Аварии на нефтеналивных танкерах: попадание нефти в водные объекты изменяет физико-химические свойства воды, изменяются биологические, биохимические свойства среды обитания, причиняется значительный ущерб подводной флоре и фауне. При погружении нефти и нефтепродуктов происходит загрязнение донных осадков, при выбросе на побережье - пляжей и прилегающих территорий.
Воздушные суда Повреждение реакторов способствуют выбросу радионуклидов - загрязнение воздушных масс. Крушение вызывает уничтожение и деградацию растительного покрова, выброс в большом количестве токсичных и опасных химических веществ приводит к загрязнению (остатками жидкого топлива, маслами) почв, грунтовых вод, водоемов; механическое загрязнение территории обломками, частями деталей, механизмов; шумовое воздействие на животный мир.
Влияние стационарныьх источников
АЗС; предприятия технического автосервиса; объекты дорожного сервиса; локомотивные, вагонные и ремонтные депо Химическое загрязнение почвы, водоемов при разливе топлива; некоторые виды отходов чрезвычайно опасны при аварийном возгорании, приводят к отравлению, химическому загрязнению территории разнообразными веществами. Тушение пожаров значительно осложняется, так как территории предприятий пропитаны бензином, атмосферный воздух над ними содержит горючие пары в повышенной концентрации. Ухудшение качества среды обитания при выделении токсичных и канцерогенных веществ.
Порты и портовые сооружения При пожарах и авариях на территории порта в атмосферу выбрасывается большое количество загрязняющих веществ. Разрушение и повреждение берегозащитных сооружений, приводят к изменению движения наносов.
Окончание табл. 2
При повреждении газопровода существует угроза скопления газа (особенно в низинных элементах рельефа) и выделение в атмосферу токсичных продуктов. Его возгорание приводит к уничтожению растительности. Тепловые выбросы и излучение могут изменить микроклиматические условия атмосферы. При утечке жидкого топлива из хранилищ и трубопроводов - химическое загрязнение почв, водных объектов, грунтовых вод. Разлив нефти и нефтепродуктов приводит к угнетению и уничтожению растительности; поражает микроорганизмы в почве; отрицательно влияет на поверхностный покров млекопитающих, оперении птиц; отрицательно сказываются на гидробионтах: страдают нерестилища рыб, гибнет бентос. Метан при содержании 1мл/л в водной среде наносит летальный исход гидробионтам.
Оценка пространственно-временных мас- на окружающую среду может быть осущест-штабов воздействия транспортного комплекса влена по следующей шкале [13] (табл. 3).
Таблица 3
ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ И ВРЕМЕННЫЕ МАСШТАБЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ
Масштаб Градация Характер возможного воздействия
Пространственные масштабы
Локальный Десятки сантиметров -десятки метров Затрагиваются фации, урочища, мелкие водоемы и водотоки, отдельные геобиоценозы.
Местный Сотни метров -километры Затрагиваются ландшафты, средние реки, озера и болота. Поражаются местообитания животных.
Региональный Десятки километров -сотни километров Наносится значительный урон популяциям и сообществам. Ущерб ощущается в большей части территории Архангельской области и прибрежных морских водах.
Глобальный Тысячи километров Последствия ощущаются на всей территории Европейского Севера России и за его пределами.
Временные масштабы
Кратковременный Минуты - часы Малозначительный урон флоре и фауне, водным объектам и почвам.
Средневременный Сутки - месяцы Заметный ущерб геобиоценозам, популяциям и сообществам.
Долговременный Годы - десятилетия Катастрофические последствия для отдельных видов, популяций и сообществ. Может привести к экологической катастрофе.
Заключение. В результате проведенного исследования выявлено, что пространственновременной масштаб воздействия различных объектов транспортного комплекса в большинстве случаев будет носить локальный характер и оказывать наименьшее влияние на окружающую среду по сравнению с внештатными аварийными ситуациями. Наиболее ощутимые последствия при обычном режиме работы с точки зрения временного масштаба будет ис-
пытывать почвенно-растительный покров, восстановление которого занимает от нескольких месяцев до нескольких лет, что позволяет говорить о средневременном и долговременном масштабе воздействия на него. Кратковременный масштаб воздействия на атмосферу и поверхностные воды объясняется их быстрой способностью к самоочищению и, тем самым, снижению концентрации загрязняющих веществ. В сравнении с обычным режимом
эксплуатации объектов, аварийные ситуации усугубляют воздействие на растительность, почвенный покров, поверхностные и подземные воды. Такие ситуации требуют более дли-
тельного времени для восстановления компонентов природы. Поражаемая площадь будет соответствовать местному и региональному пространственному масштабу
Список литературы
1. О транспортной безопасности: федеральный закон Рос. Федерации от 9 февраля 2007 г. № 16-ФЗ: принят Гос. думой Федер. собр. Рос. Федерации 19 янв. 2007 г.: одобр. Советом Федерации Федер. собр. Рос. Федерации 2 февр. 2008 г. URL: http://base.garant.ru/12151931 (дата обращения: 09.10.2011).
2. Состояние и охрана окружающей среды Архангельской области в 2009 году: докл. Архангельск, 2010. С. 297.
3. Регионы России. Социально-экономические показатели. 2007: стат. сб. М., 2007. С. 991.
4. ТрофименкоЮ.Т., ЕвгеньевГ.И. Экология: транспортное сооружение и окружающая среда. М., 2006. С. 400.
5. Денисов В.В., Курбатова А.С., Денисова И.А. Экология города. М., 2008. С. 831.
6. Павлова Е.И. Экология транспорта. М., 2010. С. 367.
7. Экологические аспекты функционирования нефтегазовых техноприродных систем / Ю.А. Котенев, В.Е. Андреев, В.П. Давыдов и др. Уфа, 1998. С. 101.
8. ВолковА.В. Устойчивость рельефа в обстановке техногенного воздействия: (на примере газотранспортного строительства) // Вестн. Помор. ун-та. Сер.: Естеств. науки. 2009. № 3. C. 18-22.
9. Луканин В.Н.,Трофименко Ю.В. Промышленно-транспортная экология. М., 2003. С. 273.
10. Михайлов В.А. Гидросооружения водных путей, портов и континентального шельфа. Ч. 1. Внутренние водные пути. М., 2004. С. 448.
11. Бакшеев В.Н. Гидромеханизация в строительстве. М., 2004. С. 208.
12. ОДН 218.046-01. Проектирование нежестких дорожных одежд. Введ. с 20.12.00. М., 2001.
13. Юдахин Ф.Н., Губайдуллин М.Г., Коробов В.Б. Экологические проблемы освоения нефтяных месторождений севера Тимано-Печорской провинции. Екатеринбург, 2002. С. 315.
Korobov Vladimir, Tutygin Andrey, Dolgoshelova Maria
NATURE OF THE TRANSPORT COMPLEX IMPACT ON THE ENVIRONMENT
OF THE ARKHANGELSK REGION
The article gives a brief characteristic of the main types of transport in the Arkhangelsk region. The sources and the impact of the transport complex on the components of the environment are considered in detail. The scale estimation of the transport system impact in normal and emergency mode of operation is given.
Контактная информация: Долгощелова Мария Ивановна
e-mail: Asolie@mail.ru
Рецензент - Губайдуллин М.Г., доктор геолого-минералогических наук, профессор, директор Института нефти и газа Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова
