Особенности загрязнения окружающей среды от горнопромышленных автодорог Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

© О.С. Шилкова, А.В. Ажанянц,

В.И. Сарбаев , 2002

О.С. Шилкова, А.В. Ажанянц, В.И. Сарбаев

ОСОБЕННОСТИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕАЫ ОТ ГОРНОПРОМЫШЛЕННЫХ АВТОАОРОГ

Разработка и эксплуатация месторождений, строительство и работа предприятий по переработке полезных ископаемых сопровождаются развитием сети горнопромышленных автодорог.

Автодороги как инженерные сооружения при своем положении на местности нарушают природный ландшафт, изменяют режим стока поверхностных и грунтовых вод, а также традиционные сезонные пути миграции животных и насекомых.

Горнопромышленные автодороги имеют ряд особенностей, которые обуславливают и характер их влияния на окружающую среду. Так как они располагаются в районах месторождений полезных ископаемых и крупных промышленных предприятий, на которых ведется переработка полезных ископаемых, они, как правило, несколько удалены от населенных пунктов и мест проживания людей. Большинство дорог этого типа имеют грунтовое или щебеночное покрытие. В связи с тем, что преобладающий транспорт на этом типе дорог -большегрузные автосамосвалы, асфальтовое покрытие быстро разрушается и становится дополнительным источником сильного пыления, как и дороги с щебеночным и гравийным покрытием.

Основные загрязнения, источником которых являются горнопромышленные автодороги, аналогичны загрязнениям от городских автодорог и крупных автомагистралей. Это отработанные газы ДВС, продукты износа шин, тормозных колодок, пыль, образующаяся при перевозке грузов и пылении покрытия автодорог, а также нефтепродукты, смазочные материалы, стоки, образующиеся при выпадении

жидких атмосферных осадков, таянии снега, мойке автомобилей, орошении дорог, а также шумовое, вибрационное, тепловое загрязнения.

Так как автосамосвалы работают на дизельном топливе, количественный состав ОГ отличается. Так, при сжигании 1 кг дизельного топлива выделяется 80100 г токсичных веществ (20 г СО; 20-40 г N0; 4-10 г СН; 10-30 г БО; 3-5 г сажи; 0,8-1,0 г альдегидов), тогда как при сжигании 1 кг бензина - 300-310 г, что в 3 раза больше. Считается, что карбюраторный двигатель выбрасывает СО приблизительно в 7 раз больше и альдегидов примерно в 3 раза больше дизеля, а выбросы остальных компонентов этих двигателей почти одинаковы. В то же время дизель выбрасывает большее количество БО примерно в 10-15 раз [1].

Основные компоненты со значениями концентраций в отходящих газах карбюраторного и дизельного ДВС приведены в таблице [2].

Но, с другой стороны, дизельные ДВС считаются более

канцерогенными, из-за неполного сгорания углеводородов при их работе выделяется большое количество сажи, и О Г имеют сильный неприятный запах. Сажа в чистом виде нетоксична, токсичность сажи выражается в способности адсорбировать на своей поверхности канцерогенные и мутагенные вещества. В результате затрудняется их рассеивание в приземном слое. Сажевые частицы составляют до 60-70 % твердых частиц, содержащихся в выхлопных газах.

Значительно выше и уровень пылевого загрязнения. Так как в большинстве случаев грузом, перевозимым по горнопромышленным автодорогам является раздробленная горная масса, которая перевозится в автосамосвалах с открытым кузовом, она (горная масса) является сильным источником пыления. Качественный и количественный состав, а также ширина полосы пылевого загрязнения зависят от типа покрытия дороги, степени раздробленности горной массы, ее физических свойств и химического состава, гидравлической плотности пылевых частиц, времени года, климатических и метеорологических особенностей, нагрузки на автодорогу и др. В результате в придорожной полосе, ширина которой варьирует от 50 до 200 м, образуется зона интенсивной запыленности. В этой зоне происходит загрязнение почв и растительности.

Поверхностный сток с территории автодорог загрязняется взвешенными веществами (в том числе выделившимися из атмосферы: несгоревшие

углеводороды, сажа), нефтепродуктами, тяжелыми металлами. Так как на горнопромышленных автодорогах не производится сбора поверхностного стока, это приводит к размыву грунтов и непосредственно насыпи автодороги, а также загрязнению прилегающих земель, открытых водоемов и подземных водоносных го-

Компонент Объемная доля компонентам/о

Карбюраторные ДВС Дизельные ДВС

N2 74,0-77,01 76,0-78,0

02 3,0- 8,0 2,0-18,0

С02 3,0-5,5 0,5-4,0

Н2 5,0-12,0 1,0-10,0

СО 0-5,0 —

^х(в пересчете на ^05) до 0,8 0,01-0,50

СпИт 0,2-3,0 0,0002-0,50

Альдегиды до 0,2 мг/л 0,001-0,09 мг/л

Сажа 0-0,04 г/м3 0,01-11,0 г/м3

бенз(а)пирен 10,0-20,0 мкг/м3 до 10 мкг/м3

ризонтов.

Исследования, проведенные по изучению количества загрязнений от автодорог и их пространственного распределения показали, что загрязнения в основном локализуются в придо-

рожной полосе шириной 50200м. Причем запыленность придорожной почвы обратно пропорциональна расстоянию от дороги и на расстоянии 50-200 м приближается к ПДК.

В то же время горнопромыш-

ленные автодороги располагаются, главным образом в отдалении от населенных пунктов, что существенно снижает влияние загрязнения окружающей среды от этого типа автодорог на здоровье людей.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Шабуров С.С. Методы повышения экологической безопасности автодорог общественного пользования (на примере снижения выбросов вредных веществ с отработавшими газами автомобилей): Диссертация на соискание степени к.т.н. -Иркутск,

1999.

2. Амбарцумян В.В, Носов В.Б, Тагасов В.И, Сарбаев В.И. Экологическая безопасность автомобильного транспорта/Учебное пособие для ВУЗов. М.: 000 Издательство «Научтехлитиздат», 1999.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -----------------------------------------------------------------

Шилкова О. С. — Московский государственный горный университет.

Джанянц Ася Владимировна — докторант Московского государственного горного университета. Сарбаев В.И. — Северо-Кавказский государственный технологический университет.

© А.В. Ажанянц, В.И. Голик, 2002

УЛК 622.8

А.В. Ажанянц, В.И. Голик

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОАЕЛИ В ОПРЕАЕЛЕНИИ ПАРАМЕТРОВ ВЕТРОПЫЛЕВОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ

На состояние окружающей среды существенное влияние оказывают ветровые и пылевые потоки. Результирующим элементом комплексных результатов выполненных исследований является математическое описание механизма и параметров движения мелкофракционных минеральных частиц в форме пылевых потоков в пределах промышленного региона.

Для анализа концентрации загрязняющих веществ в атмосфере над гористой поверхностью предложена модель, в которой решается уравнение диффузии со скалярным коэффициентом диффузии, а поле скорости ветра определяется из системы двумерных уравнений гидротермодинамики. Предложенная модель

позволяет определить параметры ветропылевого загрязнения в любом участке региона с учетом метеорологических, технологических и других условий. Модель удовлетворительно описывает поле скорости ветра над холмами.

В программу расчета полей концентрации загрязняющих веществ в атмосфере Владикавказа в число исходных данных включены высота слоя инверсии и масштаб Монина-Обухова. Эти величины не измеряются на по-

стах, а определяются расчетным путем.

С помощью предложенной модели проведены расчеты полей концентрации в атмосфере веществ, выбрасываемых наиболее мощными источниками загрязнения: заводами «Электроцинк» и «Победит». Поскольку в атмосфере Владикавказа обнаружено наибольшее количество диоксида азота и хлористого водорода, оценивалось влияние направления и скорости ветра на максимальную приземную концентрацию этих веществ при паспортной интенсивности выброса из источников загрязнения. Изменение максимальной приземной концентрации в зависимости от направления ветра при скорости ветра на высоте 2 м, 1 м/с приведено в таблице.

Влияние неоднородности подстилающей поверхности приводит к появлению наиболее опасного направления ветра, при ко-

Направление ветра 0 60 120 180 240 300

Стах №2 0,032 0,040 0,033 0,034 0,032 0,031

Стах НС! 0,010 0,012 0,012 0,010 0,010 0,009