2567

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия, г. Омск

Значительная часть территории нашей страны расположена в северных районах, лишенных развитой дорожной сети. В зимний период для доставки грузов, пассажиров и техники в этих районах широко используются автозимники и ледовые переправы, которые также иногда являются единственной связью с «Большой землей». Так, по данным Комитета Совета Федерации по делам Севера и малочисленных народов [1], до 65 % населенных пунктов в ХМАО, 56 % – в Якутии, а в Чукотском АО – 81 % населенных пунктов не имеют круглогодичного выхода на дороги с твердым покрытием. При этом длина переправ колеблется от сотен метров до сотен километров (оз. Байкал, р. Енисей).

Известно, что прочности естественного ледяного покрова не хватает для пропуска по нему транспорта, поэтому пользуются различными способами его усиления и увеличения грузоподъёмности. Среди множества существующих способов усиления ледовых переправ [2] наиболее часто используют намораживание дополнительных слоёв льда и вмораживание в них армирующих материалов (древесина).

Усиление намораживанием искусственно увеличивает толщину льда, что часто приводит к образованию заторов весной и подъему уровня воды (в следствие стеснения водного сечения реки) и затоплению территории выше по течению.

Для предотвращения образования заторов на реках используются разные методы.

Механизированные способы, разрушения ледяного покрова [3-5]. Для этого могут применяться ледоколы, специальные ледорезные машины или бензомоторные пилы.

Недостатками ледокольного метода разрушения льда являются, например, слабая ледопроходимость ледоколов и высокие затраты энергии, а также невозможность выполнения работ на мелководье из-за большой осадки ледоколов. Использование ледорезных машин и бензомоторных пил ограничено толщиной льда и большими энергозатратами.

Разрушение ледяного покрова взрывом [3, 6, 7]. Достоинством метода является то, что результаты его применения получаются быстро. Взрывные работы на льду применяются в исключительных случаях, когда существует реальная опасность затопления населенных пунктов.

Для повышения эффективности взрывных работ при разрушении ледяного покрова предлагается использовать резонансный метод [8, 9], заключающийся в установке под лед на расстоянии друг от друга двух зарядов взрывчатого вещества и третьего заряда посередине между ними. Одновременно подрывают крайние заряды. Центральный заряд подрывают в момент столкновения фронтов изгибно-гравитационных волн (ИГВ) от крайних зарядов. В этом случае произойдет сложение амплитуд ИГВ: от

81

подрыва крайних и центрального зарядов, что позволит повысить эффективность взрывных работ.

Химический способ [10]. Этот метод основан на взаимодействие солей со льдом, в результате чего происходит его таяние. Количество растворяющихся солей и льда определяется концентрацией эвтектического раствора и свойствами вещества. Помимо эвтектических растворов, могут быть применены разного рода смеси, дающие достаточно обильное выделение тепла (смесь гидрата окиси натрия и алюминиевого порошка, смесь магния и никеля). Химический способ можно осуществить наземным и воздушным путем. Применение авиации позволяет повысить степень механизации работ, но расход химических веществ увеличивается. Этот метод эффективнее при совместной работе с ледорезными машинами, если толщина льда больше длины фрезы. Достоинство метода заключается в быстроте действия химических веществ на лед. К недостаткам этого метода следует отнести высокую стоимость материалов, его неэкологичность, а также снижение эффективности вследствие растворимости солей при наличии воды и снега на льду, а также водных прослоек внутри льда.

Известно, что около 90% радиационной энергии солнца, поступающей на естественную ледяную поверхность, отражается обратно в атмосферу. Если покрыть поверхность темным материалом, то отражательная способность значительно уменьшается, и тепловая энергия солнца расходуется на таяние. Основными требованиями к материалам, используемым для "очернения" поверхности должны являться их доступность (иметься на месте в достаточно больших количествах, быть дешевым) и они должны удерживаться на месте (не сдуваться ветром или смываться с поверхности).

Термический способ [11, 12]. К этому способу можно отнести, например, специальное устройство для кораблей: по бортам судна на уровне контакта корпуса со льдом устанавливаются сопла, подающие смесь горячего газа от судовой энергетической установки.

Не рассматривая подробно все существующие для этого устройства, необходимо отметить, что термические способы разрушения льда применимы только в тех случаях, если есть мощный источник энергии. Поэтому приведенный способ разрушения ледяного покрова является довольно дорогостоящим и длительным.

В США изучались возможности применения лазеров для разрушения льда. Лазер непрерывного действия резал лед с эффективностью 5 см/с. Однако вследствие большой теплоемкости льда использование лазера для растапливания больших объемов льда не представляется возможным [13].

Библиографический список

82

1.http://severcom.ru/analytics/page2.html Информационно-аналитическая записка о состоянии сети автомобильных дорог в районах Крайнего Севера и приравненных к ним местностей и ее развитии в свете реализации задач, поставленных в Послении Президента РФ Федеральному Собранию РФ на 2007 год.

2.Классификация способов увеличения несущей способности ледовых автозимников / О.В. Якименко, Е.А. Вагнер // Межвузовский сборник трудов молодых ученых, аспирантов и студентов. / СибАДИ. – Омск, 2010. – С. 237-241.

3.Песчанский И.С. Ледоведение и ледотехника / И.С. Песчанский. - Л.: Изд-во Морской транспорт, 1963. – 321 с.

4.Способ разрушения ледяного покрова и приставка к судну для его осуществления : Патент 2213675 РФ : МПК7 B63B35/12. В.И. Поляков. - № 2001118549/28 ; заявл. 05.07.2001 ; опубл. 10.10.2003.

5.Способ разрушения ледяного покрова : Патент 2197405 РФ : МПК7 B63B35/08, E02B15/02. В.М. Козин ; Государственное учреждение Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения РАН. - № 2001115448/28 ; заявл. 05.06.2001 ; опубл. 27.01.2003.

6.Матвейчук, В.В. Взрывные работы: учеб.пособие /В.В.Матвейчук, В.П.Чурсаловь - М .:Акад.проспект,2002. -384с.

7.Способ разрушения ледяного покрова : Патент 2180095 РФ : МПК7 F42D7/00. В.В. Карнаков, И.К. Махонин, А.В. Фесенко, В.И. Цыпкин ; Научно-производственное предприятие "ЭКОТЕСТ". - № 99127728/02 ; заявл. 27.12.1999 ; опубл. 27.02.2002.

8.Способ разрушения ледяного покрова : Патент РФ 2081393. МПК 6 F42D7/00. Козин В.М ; Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения РАН, Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет. - № 94027364/02 ; заявл. 19.07.1994 ; опубл. 10.06.1997.

9.Способ разрушения ледяного покрова : Патент РФ 2124178 МПК 6 F42D7/00. Козин В.М ; Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения РАН, Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет. - № 97101052/02 ; заявл. 24.01.1997 ; опубл. 27.12.1998.

10.Патент 2258111 РФ : МПК7 E02B15/02 : «Способ предотвращения заторообразования на реке» / В.И.Одиноков, Э.С. Горкунов, В.М. Козин, В.Л. Колмогоров. - № 2004117894/03 ; заявл. 11.06.2004 ; опубл. 10.08.2005.

11.http://vivovoco.rsl.ru/VV/JOURNAL/SCIAM/ICE/ICE.HTM

12.Способ разрушения ледяного покрова : Патент 2231593 РФ : МПК7 E02B15/02. И.В. Прангишвили, Ф.Ф. Пащенко, Л.Е. Круковский, Б.П. Бусыгин. - № 2002131675/03; заявл. 25.11.2002 ; опубл. 27.06.2004.

13.Богородский В.В., Гаврило В.П., Недошивин О.А. Разрушение льда. Методы, технические средства. Л.: Гидрометеоиздат, 1983.

Научный руководитель д-р техн. наук, профессор В.В. Сиротюк

83

СЕКЦИЯ

ИНЖЕНЕРНАЯЭКОЛОГИЯ И ОХРАНАОКРУЖАЮЩЕЙСРЕДЫ

УДК 656:504

АВТОТРАНСПОРТ КАК ОДИН ИЗ ОСНОВНЫХ ИСТОЧНИКОВ НЕГАТИВНОГО АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Р.Р. Аглетдинов, Н.В. Демичев, студенты; Т.В. Емцова, О.И. Пономарева, студентки

Новороссийский политехнический институт, г. Новороссийск, филиал Кубанского государственного технологического университета

Развитие автомобильного транспорта резко изменило общую картину загрязнения окружающей среды. Если в середине 50-х годов преобладающая доля загрязнения воздушного бассейна приходилась на промышленные предприятия и бытовое использование топлива, то в настоящее время основным источником выбросов вредных веществ является автотранспорт [1]. Город Новороссийск – это крупный промышленный центр черноморского побережья. Поэтому мы считаем актуальным изучение экологической обстановки города на примере района цементного завода «Октябрь». Исследования проводили в сентябре 2010 – марте 2011 г. г. Объектами исследования стали почвы, отобранные на различном удалении от завода и вдоль ближайшей к заводу автомобильной трассы (всего 75 проб, рисунок 1); водные вытяжки из данных почв; листья с растений, под которыми отбирали почву; автотранспорт.

Мы установили, что основным антропогенным воздействием цементного завода «Октябрь» на окружающую среду является изменение ландшафтов и природных экосистем в связи с добычей мергеля. Ветровой режим Новороссийска способствует миграции частичек цемента и клинкера, попадающих в атмосферу во время технологического процесса. Однако большого количества цементной пыли в образцах почв и на траве в местах отбора мы не обнаружили. Вероятно, это связано с хорошей работой пылеулавливающего оборудования цементного завода «Октябрь».

Оценку запыленности растительности проводили тремя методами: визуально, по реакции поверхности листьев с 0,5 н раствором соляной кислоты и количественно по методикам, описанным в [2]. Эти методы показали, что максимальное количество пыли (от 4,13 до 0,94 мг/см2), как и следовало ожидать, наблюдается у образцов, отобранных около завода, по мере удаления от завода, количество пыли убывает, но около шоссе вновь существенно увеличивается (от 1,74 до 0,71 мг/см2), Исследования проводили с листьями сирени и клена, т. к. этих растений у завода много.

84

Из литературных источников [3] известно, что листва деревьев активно улавливает пыль и снижает концентрацию вредных газов, причем эти свойства у разных пород проявляются в разной степени. Хорошо задерживает пыль листва вяза и сирени, шиповника и др. Лучше всего задерживают пыль шершавые листья и листья, поверхность которых покрыта ворсинками, как у сирени. Если принять количество пыли, задерживаемой 1 см2 поверхности листа тополя за 1, то количество пыли, удерживаемой таким же по площади листом клена остролистного, составит 2, сирени 3, вяза 6.

Рис. 1. Район исследования, точками отмечены места отбора проб, крупной точкой – место подсчета автотранспорта

Анализ почв и водных вытяжек из почв исследовали по методикам, описанным в [4] и [5]. В изучаемом районе почвы преимущественно серые или серо-коричневого цвета, супесь или легкие суглинки, слабокарбонатные и среднекарбонатные. Пробы, отобранные на улице Сухумское шоссе, являются супесью серого цвета, структура мелкозернистая, рисунок 2. Анализ водных вытяжек из почв показал, что в большинстве образцов рН среда слабощелочная и щелочная, что характерно для почв Новороссийского района. Кислой водной среды не было не в одном из образцов. Наибольшее содержание свинца (более 0,007 мг/л) наблюдалось у проб расположенных у Сухумского шоссе. Вероятно, это связано с аккумуляцией свинца при использовании тетраэтилсвинца как добавки к бензину.

85

воздействует на генетический материал, репродуктивные органы, дыхательные пути, глаза, кожный покров. Оказывает сильное действие на центральную нервную систему. Соединения свинца могут вызывать нейродинамические нарушения, нарушения мочевого обмена, снижение интеллекта. Вдыхание воздуха, загрязнённого бенз(а)пиреном на уровне ПДК, может привести к заболеванию раком.

Сравнивая литературные данные с результатами нашей работы мы делаем заключение, что экологическая обстановка в районе цементного завода «Октябрь» не является критической. Трава даже около завода остается зеленой, без явного налета цементной пыли. Более детальное изучение запыленность отобранных листьев показано, что большинство проб относятся к слабо и среде запыленным. Основным антропогенным воздействием цементного завода «Октябрь» на окружающую среду является изменение ландшафтов и природных экосистем.

Движение на изучаемой магистрали является интенсивным, что сказывается как на запыленности растительности, так и на изменении атмосферного воздуха, причем максимально воздух обогащается СО, NO2 и углеводородами, что может существенно сказаться на здоровье населения. Для ослабления отрицательного антропогенного воздействия, в том числе и от движущегося транспорта, мы рекомендуем высадить вдоль трассы и около завода дополнительное количество ели, осины, акации желтой.

Библиографический список

1.http://www.potram.ru/tehnology3.doc

2.Федорова А.И., Никольская А.Н. Практикум по экологии и охране окружающей среды: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. – М.: ВЛАДОС, 2001. – 288с.

3.http://gorodpen.ru/publ/1-1-0-12

4.Практикум по почвоведению /Под ред. проф. И. С. Кауричева. – М.: Колос, 1973.

– 279 с.

5.Химическое загрязнение почв и их охрана: Словарь-справочник /Д. С. Орлов, М.С. Малинина, Г. В. Мотузова и др. – М.: Агропромиздат, 1991. – 303 с.

6.Методика определения выбросов автотранспорта для проведения сводных расчетов загрязнения атмосферы городов. Утв. Приказом Госкомэкологии России № 66 от 16 февраля 2005 г.

7.http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D1%8B%D1%85%D0%BB%D0%BE%D 0%BF%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%B3%D0%B0%D0%B7%D1%8B

Научный руководитель канд. техн. наук, доцент И. В. Кузьмина

УДК 504.062

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД ОМСКА И ОМСКОЙ ОБЛАСТИ ФЕНОЛАМИ

87

этого является низкая сопротивляемость инфекциям – усиливается заболеваемость бронхитом, ринитом, отитом, тонзиллитом, появляется склонность к аллергическим и аутоиммунным заболеваниям. У людей, получивших высокие дозы диоксина, может развиваться туберкулез. Предполагается даже, что диоксин ускоряет развитие СПИДа у ВИЧинфицированных, усиливая размножение вируса в клетке. Особенно опасно отравление диоксином для маленьких детей, которые получали токсические вещества с грудным молоком – ведь их иммунитет только еще формируется, и приобретенные нарушения могут сопровождать их всю жизнь. Минимальная доза диоксина, способная вызвать отравление – одна стотысячная доля грамма на килограмм массы тела, то есть человеку, весящему 60 кг достаточно получить всего 6 микрограмм (0,000006 г) этого токсического соединения.

Попадание фенолов вприродные воды оказывает неблагоприятное воздействие на гидрохимический режим водного объекта– уменьшается содержание кислорода, увеличивается цветность, окисляемость.

Систематическое загрязнение воды даже при низких концентрациях приводит к появлениюу рыб характерногофенольного привкуса, вследствие чего они теряют потребительскую ценность. При использовании воды, загрязненной фенолами, для получения питьевой воды с применением хлорирования могут образоваться хлорпроизводные фенола,малейшие следы которых (0,1 мкг/дм3) придают воде характерный привкус. Поэтому содержаниефенола и его производных в природных водах нормируют. Предельно допустимая концентрация (ПДК)фенола вводных объектах рыбохозяйственного назначения составляет0,001мг/дм3 [1]. Эта же величина установлена для водных объектов хозяйственно-питьевого водопользования при условии применения хлора для обеззараживания воды впроцессе ее очистки и при определении условий сброса сточных вод,подвергающихся обеззараживанию хлором.

Фенол относится к группе веществ 2 класса опасности по влиянию на здоровье населения. Пары фенола ядовиты, а при попадании на кожу он вызывает болезненные ожоги. Токсичное воздействие фенола непосредственно связано с концентрацией свободного фенола в крови. Фенол является общим протоплазматическим ядом и токсичен для всех клеток.

При остром отравлении, сопровождающем попадание фенола на кожу или вдыхание его паров, наблюдается сильное жжение в местах, подвергшихся его непосредственному воздействию. Проявляются ожоги слизистых тканей; возникает сильная боль в области рта, в глотке, животе; тошнота, рвота, понос; резкая бледность, слабость, отек легких; возможны острые аллергические проявления; артериальное давление понижено; развивается сердечно-легочная недостаточность, возможны судороги; моча бурая, быстро темнеет на воздухе.

89

Хроническое отравление феноломприводит к анорексии– прогрессирующей потере веса;вызываетдиарею, головокружение, трудности при глотании, обильное отделение слюны. Ученые, исследовавшие последствия фенольных отравлений указывают, что врезультате длительного пребывания под воздействием фенола человек можетчувствовать боли в мышцах, слабость. Печень у таких людей увеличена. Хроническое отравление фенолом вызывает поражения центральной нервной системы, нервные расстройства, сопровождаемые головными болями и потерей сознания, а также поражения почек, печени, органовдыхания и сердечнососудистой системы.

Омский центр по мониторингу загрязнения окружающей среды (ул. Энергетиков 35, г. Омск) проводит анализ качества поверхностных вод в створах рек Иртыш, Омь, а также в створах малых рек, таких как Шиш, Ишим, Оша, Тара, Артынка, Аремзянка и др. Массовую концентрацию летучих фенолов определяют фотометрическим методом, выражая результат анализа в пересчете на собственно фенол, полученную величину согласно стандарту ИСО 6439-90 «Качество воды. Определение фенольного индекса с 4-аминоантипирином. Спектрофотометрические методы после перегонки» обозначают также термином «фенольный индекс». Исследования показали, что в летний период концентрация фенолов в поверхностных водах подвержена сезонным изменениям. В летний период содержание фенолов падает (с ростом температуры увеличивается скорость распада). По данным исследований за отчетный период (17.06 – 20.07.2010 г.) наблюдалось следующее превышение ПДК по фенолу:

1)Иртыш – Ленинградский мост (середина и правый берег)– 2-3 ПДК;

2)Иртыш–0,5кмнижеБОСЛПДКпос.Береговой(правыйберег)–2ПДК;

3)Иртыш – 7 км ниже пос.Береговой (середина и левый берег)– 2-4 ПДК;

4)Иртыш – 0,5 км ниже устья р.Омь ст. Динамо – 2-3 ПДК;

5)Иртыш – Тевриз – 2 ПДК;

6)Иртыш – Карташово – 2 ПДК;

7)Иртыш – Татарка – 2 ПДК.

Основными источниками антропогенного поступления фенолов в водные объекты являются сточные воды многих отраслей промышленности – химической, нефтехимической, текстильной и целлюлозно-бумажной промышленности. Этим объясняется превышение ПДК фенолов в районе Берегового лесокомбината. В естественных условиях фенолы образуются в процессах метаболизма водных организмов, при биохимическом распаде и трансформации органических веществ, протекающих как в водной толще, так и в донных отложениях. Процесс самоочищения водоемов от фенола протекает относительно медленно и его следы могут уноситься течением реки на большие расстояния.

Библиографический список

90