Воздействие промышленности и транспорта на окружающую природную среду (общие положения)
Промышленность и транспорт оказывают на окружающую среду, отдельные экосистемы как положительное, так и отрицательное влияние. С одной стороны, нарушаются принципы функционирования экосистем, они могут деградировать и потерять устойчивость, но с другой – транспорт обеспечивает движение материальных потоков (строительство автомобильных дорог, аэродромов, пристаней, создание транспортной техники, организация и управление движением транспортных средств, хранение товаров), обеспечивает комфортабельные условия жизнедеятельности людей.
Транспортное средство является источником повышенной опасности для здоровья и жизни людей из-за возможного вовлечения в дорожно-транспортные происшествия (ДТП), загрязнения ОС вредными выбросами, транспортного дискомфорта, потребления природных ресурсов, но вместе с тем несет положительные социально-экономические и морально-психологические эффекты (табл. 1.1) [2].
В 50-е годы хх столетия требования диктовались североамериканскими производителями автотранспортных средств (АТС) и были ориентированы на повышение комфорта. Это было время автомобилей больших габаритных размеров с мощными быстроходными карбюраторными двигателями, широким использованием автоматических трансмиссий и электрических сервоприводов.
В 60-е годы основное внимание уделялось безопасности пассажиров в связи с принятием соответствующего закона в США. Сделаны шаги в направлении повышения пассивной безопасности конструкции при фронтальном столкновении.
В конце 60-х-начале 70-х годов введение ограничений на выбросы токсических веществ с отработавшими газами АТС в США, Японии и затем Западной Европе привело к тому, что основным приоритетом стало уменьшение выбросов СО, СхНу, NOx, сажи с отработавшими газами.
Следующий рубежный пункт (середина 70-х-начало 80-х годов) связан с мировыми нефтяными кризисами. Основной приоритет состоял в повышении топливной экономичности.
Следующая смена приоритетов (с середины 80-х годов и до начала 90-х годов) продиктована ужесточением конкурентной борьбы между производителями АТС. На первом плане - улучшение тягово-скоростных свойств за счет использования высокофорсированных ДВС.
Дальнейшее ужесточение конкурентной борьбы привело в 90-х годах к смещению приоритетов в сторону повышения комфортабельности и пассивной безопасности конструкции за счет внедрения в массовое производство электронного управления силовым агрегатом и трансмиссией, кондиционеров, новых методов расчета и проектирования.
В конце 90-х годов основное требование - повышение безопасности за счет использования новых поколений антиблокировочных систем, совмещенных со средствами предотвращения столкновений, бортовых навигационных систем, других интеллектуальных технологий на базе развития автомобильной микроэлектроники и информатики. Появилась техническая возможность снизить безопасное расстояние между движущимися АТС в 3-4 раза, информировать водителей о возможных препятствиях на маршруте, оптимизировать режимы движения применительно ~ складывающимся ситуациям на дороге.
На рубеже веков и на среднесрочную перспективу основным является требование минимизации потребления ископаемых углеводородных топлив при обеспечении высокой транспортной эффективности, требуемого (нормативного) уровня безопасности выполнения транспортных услуг," транспортного комфорта, безвредности воздействия на окружающую среду.
Автомобильная дорога как инженерное сооружение при своем проложении на местности нарушает природные ландшафты, изменяет режим стока поверхностных и грунтовых вод, оказывает другие негативные воздействия (табл. 1.2).
При пересечении речных долин на подходах к искусственным сооружениям нарушается средняя скорость преобладающих ветров, что приводит к изменению микроклимата и взаимосвязанных с ним экосистем. Дорога может нарушить традиционные сезонные пути миграции животных и насекомых, архитектурные и археологические памятники. Использование противогололедных материалов, дорожная пыль и эрозия почв при вскрышных работах подавляет придорожную растительность, загрязняет водоемы и водотоки.
Использование при сооружении конструктивных дорожных слоев одежд местных строительных материалов и отходов промышленного производства (пиритовые огарки, ртутьсодержащие отходы, каменноугольные дегти, смолы, радиоактивные породы, шламы цветной металлургии и энергетики) приводят к загрязнению придорожной полосы токсичными веществами.
Инженерные сооружения (мостовые переходы, трубы, развязки, тоннели различного заложения, подпорные стенки, защитные сооружения) имеют свою специфику влияния на окружающую среду. При строительстве мостовых переходов происходит переформирование береговой линии, изменение сечения водотока и контуров водоемов, нарушается гидрологический режим, проявляются размывы. Могут быть уничтожены нерестилища рыб и зимовальные ямы. Таким образом, основными видами воздействия транспортного комплекса на окружающую среду являются:
- отчуждение площадей территорий под дороги и объекты транспортной инфраструктуры, эрозионные процессы, осушение, рубки лесов, карьерная разработка строительных материалов;
- изъятие природных минеральных, водных, энергетических ресурсов;
- технологическое и транспортное загрязнение вредными веществами, шумом, вибрациями, теплотой, электромагнитными и ионизирующими излучениями окружающей среды (воздуха, воды, почвы, биоты) предприятиями транспорта и дорожного хозяйства, дорогами как линейными сооружениями (транспортными потоками).
Мероприятия, позволяющие снизить воздействие транспорта на ОС:
- совершенствование нормативно-правовой базы для обеспечения экологической безопасности (устойчивого развития) промышленности и транспорта;
- создание экологически безопасных конструкций объектов транспорта, эксплуатационных, конструкционных, строительных материалов, технологий их производства;
- разработка ресурсосберегающих технологий защиты ОС от транспортных загрязнений;
- разработка алгоритмов и технических средств мониторинга ОС на транспортных объектах и прилегающих к ним территориях, методов управления транспортными потоками для увеличения пропускной способности дорожной и улично-дорожной сети в крупных городах;
- совершенствование системы управления природоохранной деятельностью на транспорте.
Экологические ограничения должны учитываться на всех этапах ЖЦ объектов транспорта (обоснование инвестиций, проектирование, изготовление, строительство, реконструкция, ремонт, содержание, демонтаж), создания дорожно-транспортной техники, а также при оценке перспектив развития транспортной системы. Эти ограничения особо значимы на природоохранных, урбанизированных территориях.
Круг проблем и пути их решения лежит в области рационального потребления природных ресурсов, защиты атмосферы, водоемов и водотоков, почвы, селитебных зон и местообитаний животных от негативного воздействия автотранспортного комплекса, создания замкнутых промышленно-утилизационных технологий транспортной деятельности.
Принципиально природа воздействия видов транспорта на окружающую среду одинакова, как одинаковы методы их изучения и описания. Далее ограничимся изучением экологических характеристик объектов автомобильного транспорта и дорожного хозяйства, предполагая, что они могут быть распространены на другие виды транспорта в силу общности методических подходов.
Лекция № 2
Воздействие автомобильного транспорта на экологические системы