CC BY
70
Субботин В. А., ктн (МГГУ). Троицкий Л. Н., аспирант (МГГУ).
Коренное улучшение экологической обстановки в г. Москве после сооружения протяженных подземных автомагистралей.
Движение автомобильного транспорта и функционирование промышленных предприятий неминуемо сопровождается загрязнением атмосферы, выбросами токсичных, газообразных и твердых веществ. Наибольшему загрязнению подвергается атмосферный воздух больших городов, где в основном сосредотачивается автомобильный транспорт. Доля выброса автотранспортом оксида углерода в больших городах составляла от 30 % до 96 % в Москве. В последние годы в связи с сокращением промышленного производства и резким приростом автопарка больших городов (ежегодный прирост до 20 %) автомобильный транспорт во многих городах превратился в главный источник загрязнения воздушного бассейна токсичными веществами (рис. 1).
Рис. 1. Концентрации загрязняющих веществ (в долях ПДК) на проезжей части Садового кольца (1).
На протяжении последних лет сохраняют существования и ранее следующие крупные проблемы снижения экологической опасности автотранспорта в РФ:
1. Качественное отставание системы стандартов, отсутствие региональных норм, ограничивающих загрязнение окружающей среды.
2. Дефицит качественных контрольно-измерительных приборов.
3. Низкое качество топлив и масел.
4. Отставание отечественной автомобильной промышленности в разработке и внедрении комплекса мероприятий, снижающих выбросы вредных веществ автомобилей.
5. Ошибки в градостроительстве и транспортной планировке городов, приводящие к недопустимому загрязнению автотранспортом густонаселенных районов.
6. Отсутствие стимулов повышения культуры эксплуатации автотранспорта.
Основным путем снижения вредного воздействия автотранспорта на атмосферный воздух в последние годы пока остаются административные меры правоохранительных органов по принуждению владельцев транспорта регулировать системы двигателей в соответствии с требованиями действующих ГОСТов.
К основным экологическим вопросам крупного города, порожденным развивающейся автомобилизацией относят:
а) многократная разница концентраций вредных веществ в воздухе по отдельным городским зонам за счет неравномерного распределения движущегося транспорта по территории города;
б) создание многочисленных помех движения транспорта, вызывающих дополнительные выбросы за счет многочисленных остановок и разгонов автомобилей.
в) интенсивное сокращение: городских территорий, зеленых
насаждений и др.
г) загрязнение окружающей природной среды опасными для здоровья человека выбросами ядовитых веществ, шумом, отрицательное воздействие на среду обитания людей транспортной вибрации, электромагнитных излучений.
Повсеместное применение автомобиля как массового транспортного средства требует развития сети автомобильных дорог и строительства различных транспортных сооружений, под которые приходится отводить значительные площади, нередко в ущерб решения других проблем жизнедеятельности людей. На один километр автомобильных дорог в зависимости от их категории и ценности земельных угодий приходится отводить 2-7 га территории. Эти потери земельных угодий связаны также с усилением водной и ветровой эрозии в районе транспортной коммуникации, существенным изменением мощности и уровня подпочвенных вод. В городах суммарная площадь проезжей части всех улиц с учетом путепроводов, транспортных узлов, мест автостоянок, гаражей, составляет 25-40 % от общей территории современного города (2). Однако этого уже не достаточно для пропуска потоков высокой интенсивности. В частности, отсутствие автомагистралей - дублеров при коммуникационных и транспортных авариях вызывает многокилометровые заторы и вместе с этим чрезвычайную ситуацию по загазованности данного района. Развитие дорожных сетей требующая огромных затрат, резко отстает от роста парка автомобилей в городах. При этом складывается проблемная ситуация: развития транспорта способствует росту городов, но рост городов приводит к увеличению транспортной работы, следовательно, чем больше город, тем большая часть его территории занята транспортом и различными транспортными сооружениями.
Двигатели внутреннего сгорания транспортных средств уничтожают главный компонент воздуха - кислород. Известно, что для сгорания 3 тонн нефтепродуктов необходимо 10 тонн кислорода. Такое количество поступает в атмосферу за счет фотосинтеза с 1 га леса в течение года (2). Подсчитано, что 1000 км пробега автомобиль уничтожает годовую норму потребления кислорода одним человеком.
Загрязнение окружающей среды - это загрязнение атмосферного воздуха токсичными компонентами отработавших газов автомобилей, транспортный шум, вибрации, электромагнитные излучения, засоливание земельных массивов, загрязнение водоемов и подпочвенных вод, нарушение ландшафта при строительстве автомобильных дорог, водная и ветровая эрозия, усиление гидродинамических процессов.
Наиболее существенный вред наносят токсичные компоненты, отработавших газов и транспортный шум.
Автомобильные двигатели выделяют примерно половину общего количества, выбрасываемых в окружающую среду углеводородов, 60 % всего выброса окиси углерода, около 40% всех окислов азота, до 90% полиароматических углеводородов (3)(4).
Токсичные газообразные вещества делятся на несколько подгрупп. Особо выделяется окись углерода (угарный газ СО), источником которого в основном являются карбюраторные двигатели, окись азота, двуокись азота и окислы серы.
Сажа и свинец находятся в отработавших газах в твердом состоянии. Токсичность этих веществ также очень высока.
Кроме отработавших газов двигателей атмосферу загрязняют картерные газы и испарения топлива из систем питания. С картерными газами выделяется до 20% СпНш, на испарения топлива приходится примерно 15% СпНш (2).
Автомобиль загрязняет атмосферу также твердыми частицами -пылью от износа шин (до 1,6 кг в год на 1 автомобиль) (3), тормозных колодок и дисков сцепления, продуктов истирания поверхности дорог.
Воздействие транспортных загрязнений на организм человека и окружающую среду изучено достаточно подробно.
Окись углерода - химически инертный загрязнитель - обладает способностью легко смешиваться с окружающим воздухом. СО - сильное токсичное вещество: гемоглобин крови в 200 раз лучше его усваивает, чем кислород (4), что нарушает окислительные процессы в организме человека. Пребывание человека с больным сердцем в атмосфере с концентрацией СО от 9 до 16 мг/м приводит к инфаркту миокарда. Врачи связывают высокую смертность от инфаркта миокарда в крупных городах из-за 20-30 кратного повышения концентрации СО в атмосферном воздухе по сравнению с допустимой нормой. Очень часто наступает отравление даже небольшими дозами СО. В первую очередь это относится к водителям, работникам ГИБДД, персоналу крупных автостоянок, пешеходам в больших городах. Отравление выражается в появление головных болей, общей депрессии и снижении работоспособности. Отравление СО может быть и причиной дорожно-транспортного происшествия, так как даже при небольшом уровне загрязнения у водителей заметно снижается внимание и замедляется реакция.
Окислы азота при взаимодействии с водой образует азотную и азотистую кислоты, которые оказывают разрушающее действие на легкие человека, поражают слизистую оболочку глаз и сердечно-сосудистую систему. Действие N0 нельзя ослабить никакими нейтрализующими средствами.
В составе отработавших газов содержится несколько десятков различных углеводородов СпНш, некоторые из которых являются концерогенами, вызывающими рак легких (3).
Сажа также очень опасный компонент отработавших газов. Помимо углерода, сажа является носителем концерогенных углеводородов.
Около 70-80 % свинца, добавленного в бензин с этиловой жидкостью, вместе с отработавшими газами попадают в атмосферный воздух.
Соединение свинца, накапливаясь в организме, вызывает патологические изменения в кроветворных органах и нарушение в обмене веществ.
Не только люди страдают от загрязнения воздуха автотранспортом. Автомобильные выбросы приводят к замедлению роста, снижению качества лесных насаждений и урожайности сельскохозяйственных культур, заболеванию и гибели растений. Высокие концентрации вредных веществ ускоряют процессы разрушения строительных материалов. Установлено, что в промышленных городах сталь ржавеет в 20 раз, а алюминий разрушается в 100 раз быстрее, чем в сельской местности.
Изменяются и климатические условия. Крупные города получают на 15-20 % меньше солнечных излучений по сравнению с сельской местностью. В города обычно на 5-10% повышена облачность, количество туманов зимой возрастает на 100%, осадков на 30% , ухудшается видимость, на несколько градусов повышается температура в центре города (3).
Автомобильный транспорт является одним из основных источников городского шума, который более всего беспокоит население. В
примагистральных зонах уровень звука от автотранспорта достигает: от грузовых автомобилей 85-96 дБА, от легковых 82-88 дБА, от автобусов 80-95 дБА, мотоциклов 86-108 дБА (3). Неблагоприятный характер действия городско шума на человека объясняется многократностью его физических свойств и психологического воздействия, а также способностью к
аккумуляции. Повышенный шум является причиной ухудшения
слышимости, преждевременного утомления, снижения работоспособности. Шум вызывает перегрузку центральной нервной системы: появляется бессонница, головокружение, раздражительности, снижается объем и
концентрация внимания, увеличивается время реакции.
Основными источниками шума на автомобиле являются: выпускной и впускной тракты двигателя, цистерны агрегатов трансмиссии, вентиляторы и нагреватели, шины, турбулентный поток воздуха за автомобилем. Чем не равномернее режим движения автомобиля, тем выше уровень шума.
При движении автомобиля возникают колебания, вызываемые неровностями дороги, а также неуравновешенными силами в двигателе и трансмиссия. Эти колебания передаются на раму, кузов автомобиля и через полотно дороги - на элементы придорожного пространства. Воздействие на человека, вибрация вызывают ряд негативных изменений в органах и системах: изменение ритма и частоты дыхания, артериального давления, снижения остроты зрения. Установлено, что даже не продолжительные по времени воздействия вибрации могут вызвать в организме человека патологические изменения (3).
Электромагнитные излучения, возникающие при работе автомобиля, можно рассматривать как один из компонентов загрязнения окружающей среды. Вредное воздействие электромагнитных излучений на человека связано с переносом их энергии. Медицинское обследование людей, находящихся в переменном магнитном поле показало, что их жалобы на быструю утомляемость, боль в суставах, головную боль являются результатом воздействия электромагнитных полей.
Таким образом, экологически отрицательное воздействие автомобильного транспорта на городскую среду обитания людей в наибольшей степени проявляются в следующем:
- загрязнение атмосферного воздуха токсичными компонентами отработавших газов автомобилей;
- транспортный шум и вибрация; потребность в значительных площадях внутри городской застройки;
- электромагнитные излучения;
- засоливание городских земельных массивов;
- загрязнение городских водоемов и подпочвенных вод.
В итоге вредного воздействия на атмосферу общий экономический и экологический ущерб получается весьма значительный. По расчетам Агентства по охране окружающей среды США от загрязнения атмосферы страна теряет в год 16 млрд. долларов (3).
Одним из наиболее радикальных путей решения транспортных проблем в городах является рациональное использование подземного пространства, предусматривающее создание разветвленной сети метрополитена, автотранспортных и пешеходных тоннелей, подземных автостоянок и гаражей, подземных комплексов и др.
В последнее время в Москве создалась напряженная автотранспортная ситуация, особенно тяжелая в центре города. Это связано с исторически сложившейся радиальной застройкой, а также с недостаточной шириной улиц, не обеспечивающих необходимую пропускную способность. Расширить улицы в настоящее время не представляется возможным.
В Московском государственном горном университете продолжительное время ведутся работы по комплексному освоению подземного пространства Москвы (5). В настоящее время обосновано строительство подземных магистралей протяженностью 20 км (рис. 2) (6). Сооружение таких магистралей коренным образом улучшит дорожнотранспортную ситуацию, экологическую обстановку, обеспечит освоение подземного пространства Москвы на новом уровне. Строительство комплекса выработок, примыкающих к трассам подземных магистралей, позволит располагать в них подземные гаражи, автостоянки, магазины, зоны отдыха, отдельные производства.
Подземные магистрали должны быть представлены прямолинейными
Рис. 2. Поперечное сечение магистрального тоннеля.
в плане попарнопараллельными автодорожными тоннелями с четырехполосным односторонним скоростным движением транспортных средств, с промежуточными въездами и выездами в город и оборотными камерами, соединяющими магистральные тоннели, для изменения направления движения автомобилей.
Для разгрузки Ярославского шоссе, проспекта Мира, Садового кольца, центра Москвы, Ленинградского проспекта, а также сквозного пропуска через Москву без выезда на поверхность рамповые части магистральных тоннелей и их порталы должны располагаться на Ярославском шоссе у автодорожного моста через железную дорогу у платформы «Северянин» Северной железной дороги со стороны окружной дороги и на Ленинском проспекте у пересечения его с Ломоносовским проспектом (рис. 3). Протяженность подземной магистрали около 20 км.
Рис. 3. Трассы автодорожных скоростных попарнопараллельных тоннелей.
Для разгрузки Ленинградского проспекта, Садового кольца, центра Москвы, Волгоградского проспекта и сквозного пропуска транспортных средств через город без выезда на поверхность трассы автодорожных тоннелей будут выходить на Ленинградский проспект у станции метро «Сокол», а на Волгоградский проспект у станции метро «Выхино». Протяженность подземной магистрали также около 20 км.
Обе трассы будут пересекаться в разных уровнях, и соединяться съездами, позволяющими автомобилям переезжать с магистрали на магистраль под землей.
Строительство и эксплуатация протяженных скоростных подземных магистралей позволит в дальнейшем до 30% автотранспортных потоков перевести под землю. Освободившиеся территории могут быть использованы для создания скверов, зеленых насаждений, без автомобильных зон. Это относиться в первую очередь к центральным районам города, имеющим наибольший дефицит в свободных территориях, плотную, исторически сложившуюся застройку и сильно загруженным транспортом. В последние годы во многих городах мира наметилась тенденция строительства тоннелей, предназначенных специально для защиты окружающей среды от вредных воздействий автомобильного транспорта, для сохранения целостности территорий и архитектурного облика городских районов, исторических и культурных памятников, зеленых массивов, водоемов и пр.
Перемещение автотранспорта по скоростным подземным магистралям снизит выбросы, так как трассы подземных магистралей будут иметь оптимальные уклоны и подъемы. Автомобили в подземных тоннелях будут двигаться без остановок, в связи с отсутствием светофоров, и тем самым уменьшат объем газовыделений на единицу расстояния.
Нахождение автомобилей в тоннелях позволит уловить и очистить выбросы карбюраторных и дизельных двигателей (разработка АО НИИОгаз), что коренным образом улучшит экологическую обстановку в мегаполисе.
Подземные трассы защищены от атмосферных осадков, снега, обледенения. Следовательно, отпадает необходимость применения соли, которая является основным источником быстрого коррозирования кузовов автомобилей и засоливания городских земляных массивов.
Строительство автотранспортных тоннелей способствует защите городской среды от шума. Во многих тоннелях применяют архитектурноакустическую защиту, что позволяет исключить или уменьшить проникновение шума на городскую территорию. Для этого устраивают звукорассеивающие ограждения, подвесные потолки, стеновые панели.
При проектировании автотранспортных тоннелей следует учитывать, что проезжающие по тоннелю транспортные средства создают вибрацию, которая передается зданиям и сооружениям и может вызвать их повреждение. Во избежание передачи вибрации тоннельные конструкции обладают повышенной вибропоглощающей способностью.
Автотранспортные тоннели в крупных городах играют положительную роль в охране и оздоровлении окружающей среды. Они высвобождают значительные городские территории, улучшают архитектурнопланировочные и градостроительные условия, способствуют повышению безопасности движения транспорта и пешеходов, улучшают санитарногигиеническое состояние воздушного бассейна, снижает уровень шума и вибрации.
Список литературы:
1) Доклад Москомприроды за 1999г. «Экологическая обстановка в г. Москве».
2) «Развитие рекреационных зон больших городов», - М., ГОСИНТИ, 1976 г., 68 с.
3) Дьяков А.Б., Вздыхалкин В.Н., Рузский А.В. «Экологическая безопасность автомобиля», МАДИ, - М., 1984 г., 218 с.
4) Афанасьев Л.А., Ефимов В.Т. «Автомобилизация и окружающая среда», МАДИ, - М., 1978 г., 162 с.
5) Субботин В. А. «Поточная технология и экологически безопасная эксплуатация автодорожных тоннелей для разгрузки Садового кольца», МГГУ, - М., Неделя горняка - 1997 г.
6) Субботин В. А. «Протяженные скоростные подземные
автомагистрали и улучшение экологической обстановки в Москве»,
- М., Горный журнал, № 11-12, 2000г.
Файл:
Каталог:
Шаблон:
Ш
Заголовок:
Содержание:
Автор:
Ключевые слова:
Заметки:
Дата создания:
Число сохранений:
Дата сохранения:
Сохранил:
Полное время правки: 241 мин.
Дата печати: 08.11.2008 0:13:00
При последней печати страниц: 12
слов: 2 609 (прибл.)
знаков: 14 873 (прибл.)
Экологическая
G:\По работе в универе\2003г\Папки 2003\GIAB4_03 C:\Users\Таня\AppData\Roaming\Microsoft\Шаблоны\Normal.do
Титова Аргина
11.01.2003 14:47:00 11
03.02.2003 16:08:00 SERVER
