Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

1675

.pdf
Скачиваний:
7
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
1.55 Mб
Скачать

почве не всегда приводит к отрицательному воздействию на растения, так как некоторые из них в виде микроэлементов участвуют в физиологических процессах и необходимы растениям. Токсичное действие тяжелых металлов проявляется при увеличении их концентрации выше оптимальной. Токсичность тяжелых металлов возрастает по мере увеличения атомной массы и может проявляться по-разному. Ртуть, свинец, медь, бериллий, кадмий, серебро подавляют щелочную фосфатазу, каталазу, оксидазу, рибонуклеазу.

Алюм н й, железо, барий образуют преципитаты и хелатированные

комплексы с метабол тами, препятствуя их дальнейшему участию в

обмене веществ, способствуют деградации важнейших метаболитов.

С

 

 

 

Кадмий, медь, железо могут вызывать разрыв клеточных мембран и т.

д. Поврежден

ферментов

относится к главным

факторам

токсического действ я тяжелых металлов [7].

 

При загрязнен

атмосферы выбросами транспортных потоков

кол чество тяжелых металлов может поступать в

значительное

по безбарьерному

механизму.

растен я некорневым путем

Аэрозольные част цы закрепляются на поверхности листьев,

например, с помощью гутационных выделений, способствующих

образованию органо-минеральных соединений.

 

Растительность не только чувствительна к изменениям

параметров окружающей среды, но и наглядно отражает изменения

бА

 

экологической обстановки территорииДв результате антропогенных воздействий. Качественные показатели учитывают негативные изменения как в структуре растительного покрова (уменьшение площади коренных ассоциаций, изменение лесистости), так и на уровне растительных сообществ и отдельных видов (популяций): изменение видового состава, ухудшениеИассоциированности и возрастного спектра биоценотических доминирующих видов.

Плотность популяции видов-индикаторов – один из показателей состояния экологических систем, высокочувствительных к техногенным воздействиям. При увеличении техногенных воздействий плотность популяции отрицательных видов-индикаторов снижается, а положительных возрастает. Пороговым значением антропогенной нагрузки следует считать снижение (или повышение) плотности популяции вида-индикатора на 20% (в зоне чрезвычайной экологической ситуации), а критическим значением – на 50% (в зоне экологического бедствия).

21

Для оценки состояния растительности на придорожной территории используют показатели, отражающие изменение отношения концентраций углерода и азота в различных компонентах среды и уровни содержания токсичных и биологически активных микроэлементов в укосах растений с пробных площадок и в растительных кормах [7].

Показатели, по которым оценивают состояние растительности, различаются в зав с мости от географических условий и типов

эколог ческ х с стем. Важным параметром является доля участия в

биоценот ческой популяции особей разных возрастных состояний.

Возрастные состоян я устанавливают на основании комплекса

С

 

 

 

 

 

 

морфолог ческ х пр знаков.

 

 

 

 

Показатели

состояния растительности отражают

как прямые

(выпас, рубки), так

опосредованные (через изменение экотопа)

техногенные воздействия. Кроме того, индикатором уровня

антропогенной

 

 

окружающую среду

могут служить

нагрузки

 

 

повреждение

внешн е

пр знаки

состояния растительности:

древостоев

ли

хвои техногенными

выбросами,

уменьшение

площадей и продуктивности паст ищной растительности.

 

Оценку концентраций тяжелых металлов в почве проводят для

всех участков дорог, отличающихся условиями движения, и

сравнивают с предельно допустимыми значениями. При превышении

ПДК необходимо использовать методы и средства инженерной

защиты почв.

 

 

 

 

 

 

 

бА

 

 

В последнее десятилетие объемы производства этилированных

бензинов постоянно снижаются, с 2003 г. на территории России

запрещено их производство и использование. Сегодня концентрацию

 

 

 

 

 

И

содержания металлов (свинца, никеля, кобальта, хрома, цинка, меди,

кадмия) в почве придорожной территорииДфиксируют по результатам

измерений, но в проектах используют расчетный и лабораторный

методы.

 

 

 

 

 

 

 

Для сохранения

качества почв на

придорожной

территории

производят их обработку, которая предусматривает создание благоприятного водно-воздушного и теплового режимов почвы путем измельчения верхнего слоя и изменения его структурного состояния; улучшение питательного режима почвы; борьбу с засоренностью почвы.

Рекультивацию загрязненных тяжелыми металлами почв обычно производят гашеной известью и фосфатами с добавкой

22

органических веществ. Кроме того, существуют механические способы мелиорации почв: перемешивание загрязненного верхнего слоя с незагрязненным грунтом, засыпка свежего грунта поверх загрязненной почвы или удаление верхнего загрязненного слоя.

 

На придорожных территориях, где естественные экологические

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

системы под воздействием транспортного загрязнения деградируют и

 

погибают, основными являются мероприятия, связанные с

 

формирован ем

скусственных экологических систем [9].

 

 

 

 

 

сравнить

 

 

 

Таблица 3.1

 

 

 

 

 

Ход лабораторной работы

 

 

 

 

 

1.

Оцен ть

 

 

уровни загрязнения почвы (УЗП) в

 

результате дв жен я на разных скоростях автотранспортного потока,

 

работающего на эт л рованном и неэтилированном бензинах разных

 

 

 

бА

 

 

 

 

 

 

марок. Исходные данные для расчетов приведены в табл. 3.1, 3.2.

 

 

 

 

 

Варианты исходных данных

 

 

 

 

 

 

Номер

 

 

 

 

Величины

 

 

 

 

 

 

 

варианта

 

тип земель

средняя скоро-

плотность

φ

 

фоновое

 

 

 

 

 

 

 

сть движения

почвы,

 

 

загрязнение,

 

 

 

 

 

 

 

потока, км/ч

кг/м3

 

 

мг/м2

 

 

1

 

 

2

 

3

4

5

 

 

6

 

 

1

 

Целина

 

 

Д

 

15

 

 

 

 

 

80/40

1600

0,70

 

 

 

 

2

 

Пахотная

с

глубиной

90/60

1800

0,65

 

 

10

 

 

 

 

вспашки 0,2 м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

Пахотная

с

глубиной

60/40

1250

0,70

 

 

20

 

 

 

 

вспашки 0,25 м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

Пахотная

с

глубиной

40/90

1700

0,75

 

 

8

 

 

 

 

вспашки 0,3 м

 

 

И

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

Целина

 

 

60/90

1800

0,70

 

 

18

 

 

6

 

Пахотная

с

глубиной

40/80

1000

0,70

 

 

5

 

 

 

 

вспашки 0,2 м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

Пахотная

с

глубиной

80/90

1600

0,65

 

 

25

 

 

 

 

вспашки 0,25 м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

Пахотная

с

глубиной

40/70

1000

0,70

 

 

16

 

 

 

 

вспашки 0,3 м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

Целина

 

 

50/90

1750

0,65

 

 

3

 

 

10

 

Пахотная

с

глубиной

40/50

1700

0,70

 

 

10

 

 

 

 

вспашки 0,2 м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

Пахотная

с

глубиной

40/70

1800

0,75

 

 

13

 

 

 

 

вспашки 0,25 м

 

 

 

 

 

 

 

 

23

Окончание табл. 3.1

 

 

1

 

 

 

2

 

 

 

3

 

 

4

 

5

 

 

6

 

 

 

12

 

Пахотная

с

глубиной

70/90

 

1850

 

0,65

 

 

15

 

 

 

 

 

 

вспашки 0,3 м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

 

Целина

 

 

 

 

60/100

 

1730

 

0,70

 

 

18

 

 

 

14

 

Пахотная

с

глубиной

50/60

 

1810

 

0,75

 

 

20

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вспашки 0,2 м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

 

Пахотная

с

глубиной

50/70

 

1850

 

0,70

 

 

11

 

 

 

 

 

 

вспашки 0,25 м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

 

Пахотная

с

глубиной

50/80

 

1900

 

0,65

 

 

14

 

 

 

 

 

 

 

0,3 м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вспашки

50/90

 

1800

 

0,69

 

 

16

 

 

 

17

 

Цел на

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18

 

Пахотная

 

глубиной

50/100

 

1750

 

0,70

 

 

19

 

 

 

 

 

 

 

0,2 м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19

 

Пахотная

 

глу иной

60/70

 

1700

 

0,71

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

бА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,25 м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

Пахотная

 

глу иной

60/80

 

1800

 

0,70

 

 

13

 

 

 

 

 

 

 

0,3 м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

 

Цел на

 

 

 

 

60/90

 

1770

 

0,68

 

 

19

 

 

 

22

 

Пахотная

с

глу иной

60/100

 

1780

 

0,72

 

 

14

 

 

 

 

 

 

вспашки 0,2 м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23

 

Пахотная

с

глу иной

40/80

 

1800

 

0,70

 

 

17

 

 

 

 

 

 

вспашки 0,25 м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24

 

Пахотная

с

глу иной

60/80

 

1830

 

0,69

 

 

10

 

 

 

 

 

 

вспашки 0,3 м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25

 

Целина

 

 

 

 

Д

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

60/90

 

1800

0,70

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Варианты исходных данных

 

 

Таблица 3.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание свинца в бензине, г/дм3 (значение для марок)

 

 

 

 

Вариант

 

 

этилированном

 

 

 

 

неэтилированном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2084-77)

2084-77)

2084-77)

2084-77)

 

(ГОСТ Р

51105-97)

(ГОСТ

Р

(ГОСТ

Р

(ГОСТ Р

 

 

 

 

А-76

АИ-93

А-76

 

АИ-95

 

Регуляр-

Супер-98

Пемиум-

 

 

Премиум

 

Супер

 

 

 

 

(ГОСТ

(ГОСТ

(ГОСТ

(ГОСТ

 

92

(ГОСТ Р

95

 

 

Евро-95

 

Евро-98

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

51105-97)

 

 

51105-97)

51866-

 

 

51866-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2002)

 

 

2002)

 

 

1

 

 

2

3

4

 

5

 

6

7

 

8

 

9

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

 

1

 

 

 

 

0,37

0,013

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

0,17

 

 

 

0,013

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

0,37

 

 

 

 

0,01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

0,17

 

 

 

 

 

 

0,01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

0,37

 

 

 

 

 

 

 

0,01

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

0,17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,005

 

 

 

 

7

 

 

 

 

0,37

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,0025

 

24

Окончание табл. 3.2

 

1

2

 

3

4

5

6

7

8

9

10

 

8

0,17

 

 

0,013

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

0,37

 

0,013

 

 

 

 

 

 

10

0,17

 

 

 

 

 

0,01

 

 

 

 

11

 

 

0,37

 

 

0,01

 

 

 

 

 

12

0,17

 

 

 

 

 

 

0,01

 

 

 

13

 

 

0,37

 

 

 

 

 

0,005

 

 

14

0,17

 

 

 

 

 

 

 

 

0,0025

 

15

 

 

0,37

0,013

 

 

 

 

 

 

 

16

0,17

 

 

 

0,013

 

 

 

 

 

 

17

 

 

0,37

 

 

0,01

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

18 0,16

 

 

 

 

 

0,01

 

 

19

 

0,37

 

 

 

0,01

 

 

 

 

20

0,15

 

 

 

 

 

 

 

 

0,0025

 

21

 

0,37

 

 

 

 

 

0,005

 

 

22

0,17

 

 

 

 

 

 

0,01

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

23 0,37

 

 

 

0,01

 

 

 

 

24

0,16

 

 

 

 

 

 

 

 

0,005

 

25

 

0,37

 

 

 

 

 

0,0025

 

 

 

2. Определить мощность эмиссии свинца Рэ – количество

 

выпавшего свинца за сутки на единицу длины автотрассы:

 

 

где

тр

– безразмерный коэффициент, учитывающий среднюю

 

 

 

 

бА

 

 

 

скорость движения транспортного потока v (км/ч) и определяемый с

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

помощью графика на рис. 3.1; kт – безразмерный коэффициент, учитывающий долю выбрасываемого свинца в виде условно твердых частиц и принимаемый равным 0,8; Gi – среднийИрасход бензина для карбюраторных автомобилей различных классов, л/км, определяемый по табл. 3.3; Ni – средняя интенсивность движения автомобилей различных классов в оба направления (табл. 3.4), авт./сут; P – содержание свинца в бензине (см. табл. 3.2), г/дм3.

25

С

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

бА

 

 

 

 

Рис. 3.1. Зависимость коэффициента тр от средней

 

 

 

 

 

скорости движения транспортного потока

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3.3

 

 

 

 

 

Средний расход топлива Gi для карбюраторных

 

 

 

 

 

 

автомобилей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Типы автомобилей

 

Gi , дм3/км

 

 

 

 

 

Легковые

 

 

И

 

 

 

 

 

0,11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

 

Малые грузовые (до 5 т)

0,16

 

 

 

 

Грузовые (более 5 т)

 

0,33

 

 

 

 

 

 

 

Автобусы

 

 

0,37

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3.4

 

 

Интенсивность движения транспортных средств, авт./сут

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант

 

 

Типы автомобилей

 

 

 

легковые

малые грузовые

 

грузовые

 

автобусы

 

 

 

 

 

(до 5 т)

 

(более 5 т)

 

 

 

 

1

2

3

 

4

 

 

5

 

 

1

522

190

 

172

 

 

66

 

 

2

400

210

 

149

 

 

70

 

26

 

 

 

 

 

Окончание табл. 3.4

 

1

2

3

4

 

5

 

 

3

455

180

138

 

65

 

 

4

528

196

183

 

58

 

 

5

498

223

203

 

35

 

 

6

546

186

194

 

62

 

 

7

531

193

202

 

48

 

 

8

СибАДИр

56

 

 

514

191

255

 

 

 

9

455

190

150

 

40

 

 

10

560

195

152

 

44

 

 

11

610

199

155

 

60

 

 

12

480

200

160

 

53

 

 

13

520

210

190

 

34

 

 

14

532

205

165

 

48

 

 

15

612

213

170

 

55

 

 

16

486

140

130

 

47

 

 

17

579

180

182

 

39

 

 

18

540

185

148

 

44

 

 

19

485

190

153

 

56

 

 

20

490

195

158

 

66

 

 

21

470

176

164

 

60

 

 

22

535

199

153

 

64

 

 

23

545

200

166

 

70

 

 

24

615

185

193

 

73

 

 

25

700

220

186

 

75

 

3. Оценить величину отложений свинца на поверхности почвы.

где kl – коэффициент, зависящий от расстояния от кромки дороги, определяемый с помощью табл. 3.5, м-1; φ – безразмерный коэффициент, зависящий от розы ветров (принимается равным отношению площади розы ветров со стороны дороги, противоположной рассматриваемой зоне, к общей ее площади) (см. табл. 3.1); Т – расчетный срок эксплуатации автодороги, обычно принимаемый равным 20 лет, т.е. 7300 суток; F – фоновое загрязнение пахотного слоя почвы свинцом (см. табл. 3.1).

4. Определить УЗП на различных расстояниях от кромки дороги.

27

где ρ – плотность почвы (см. табл. 3.1), кг/м3; h – глубина пахотного слоя почвы, м. На пахотных землях принимается равной глубине вспашки 0,2…0,3 м, на целине – 0,1 м.

Таблица 3.5

Зависимость коэффициента kl от расстояния х от кромки дороги

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СибАДИ

 

 

 

Расстояние от

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кромки дороги х, м

10 20

30

40

50

60

80

100

 

150

200

 

 

 

kl, м-1

0,50 0,10

0,06

0,04

0,03

0,02

0,01

0,005

 

0,001

0,0002

 

5.

Постро ть граф ки зависимостей Рc(х) для различных марок

 

бензинов при разном скоростном режиме автотранспорта.

 

 

 

6.

Определ ть зону загрязнения почвы из сравнения УЗП с ПДК

 

свинца в пахотном слое, которая составляет 32 мг/кг.

 

 

 

7.

делать вывод о влиянии вида бензина и скоростного режима

 

на уровень загрязнен я почвы с удалением от кромки дороги.

 

 

 

 

Вопросы для защиты лабораторной работы

 

 

 

1.

Чем является почва в природе?

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

чем связана устойчивость почв к химическому загрязнению?

3.

Как распределяется концентрация тяжелых металлов в почве?

4.

Как проявляется токсичноедействиетяжелыхметаллов?

 

 

5.

Через какие среды тяжелые металлы попадают в растения?

6.

Как растительность отражает изменения экологической

 

обстановки территории?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Как называются высокочувствительные к техногенным

 

воздействиям виды, показывающие состояние экологических систем?

 

Какой процент этих видов является пороговым при определении

 

антропогенной нагрузки?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

По каким показателям оценивают состояние растительности

 

придорожных территорий?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.

Какие воздействия

на

экосистемы

отражают

показатели

состояния растительности?

10. Для каких участков дорог проводят оценку концентраций тяжелых металлов в почве?

11. Какие проводят мероприятия по снижению уровня загрязнения и повышению плодородия почв?

28

Лабораторная работа №4

ПРОЕКТИРОВАНИЕИОБОСНОВАНИЕ НЕГОЗАДЕРЖИВАЮЩИХЗАЩИТНЫХМЕРОПРИЯТИЙ(2ч)

Цели работы: 1. Определить по карте местности (с учетом масштаба, извилистости дороги) общую длину проектируемых снегозадерживающих лесных полос и рассчитать их площадь.

2. Оцен ть объем снегопереноса и запроектировать на плане местности ш р ну снегозадерживающих лесополос, число рядов в них, подобрать древесные породы (видовой состав).

3. Провести эколого-экономическое обоснование для трёх меро-

С

 

 

й защ ты дороги от снежных заносов, оценив приведенные за-

траты на реал зац ю мероприятия и показатель общей эффективно-

сти [9].

 

 

прият

Базовая часть

 

 

Эколог чески не лагополучные придорожные территории с рез-

ким изменен ем х м ческого элементного состава компонентов ок-

ружающей природной среды могут

не только природного, но и

быть техногенного происхожденияА. Растительность как биотический ком-

понент природной экологической системы играет решающую роль в структурно-функциональной организации экологической системы и определении ее границ.

Оценка уровня загрязнения почвы позволяет предусмотреть мероприятия по инженерной защите литосферы в случае превышения нормативного уровня содержания высокотоксичных веществ.

Уменьшения загрязнения почв

вредными веществами можно

 

 

 

И

добиться концентрированным отводом и очисткой поверхностного

стока, разбивкой зеленых насажденийД, устройством валов рядом с

проезжей частью для защиты почвы смежных участков. При высокой

загрязненности придорожной полосы тяжелыми металлами,

осложняющей произрастание требуемых видов растительности,

необходима

мелиорация.

Для

очистки

загрязненных

микроэлементами почв используют способы защиты растений, основанные на выщелачивании легкоподвижных элементов и переводе микроэлементов в почве в трудноподвижные формы.

Основным условием инженерной защиты окружающей среды при эксплуатации транспортных сооружений является соблюдение действующих нормативно-правовых, нормативно-технических и ме-

29

тодических документов, разработанных с учетом требований дорожной и экологической безопасности.

одержание транспортных сооружений – осуществляемый в те-

чение всего года комплекс профилактических мероприятий по уходу за автомобильными дорогами, дорожными сооружениями и полосой отвода, элементами обустройства дороги, в результате которых поддерживается транспортно-эксплуатационное состояние дорог и дорожных сооружен й в соответствии с требованиями.

З мнее содержан е дорог – работы, выполняемые дорожной

службой для обеспечен я бесперебойного и безопасного движения на

автомоб льных дорогах в зимний период, включающие в себя очистку

С

дорог от снега, снежных заносов и орьбус зимней скользкостью[5].

Объем снегопереноса определяют расчетным и эксперименталь-

ным

. Исходной информацией для обоих методов являются

системат ческ

на людения за ветровым режимом ближайших к ав-

томобметодамильной дороге метеостанций. В зависимости от полученных

способ деляют по совокупностиАусловий и особенностям трассы дороги, к ко-

данных, а также от категории и степени заносимости автомобильной

дороги подб рают

защиты дороги от снегозаносов.

Категорию и степень заносимости автомобильной дороги опре-

торым относят: рельеф местности, характер окружающей растительности, высоту земляного полотна дороги и положение ее в рельефе, наличие населенных пунктов, промышленныхДобъектов и других препятствий на пути снегопереноса. При прохождении дороги по открытой местности заносимые участки определяют по признакам, указанным в нормативно-технических документах.

К основным методам защиты дороги от снегозаносов относят: - снегозащитные лесополосынепродуваемойИконструкции; - снегозадерживающиезаборы, установленныев одинряд; - снегозадерживающиезаборы, установленныевдваряда; -переносныещиты, установленныев одинряд; - переносные щиты, установленныев дваряда; - насыпи или земляной (грунтовый) вал;

- валы с крутыми склонами с лесонасаждениями.

Наиболее часто применяемыми являются снегозадерживающие лесополосы, переносные щиты и насыпи (рис. 4.1).

30

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]