science-review.ru
Развитие современной и эффективной транспортной системы отвечает интересам обеспечения национальной безопасности Российской Федерации, поскольку способствует реализации стратегических национальных приоритетов, к которым относятся оборона страны, государственная и общественная безопасность, повышение качества жизни российских граждан, экономический рост [1]. При этом ставится задача обеспечения экологической устойчивости транспортной системы, то есть такого ее состояния, при котором «транспортная система, … выполняя свои функции в течение своего полного жизненного цикла эксплуатации, обеспечивает выполнение общепринятых целей в области качества окружающей среды и охраны здоровья …; не нарушает целостности экосистем …; не приводит к дальнейшему ухудшению глобальных процессов, таких как изменение климата и образование «озоновых дыр» в стратосфере» [2].
Среди существующих видов путей сообщения наибольшую протяженность имеют автомобильные дороги (табл. 1), а движущийся по ним автотранспорт является «одним из лидеров по величине экологического ущерба природе, а по некоторым показателям даже превосходит ущерб, наносимый промышленными выбросами» [3, с. 393].
Таблица 1
Протяженность путей сообщений РФ (на конец года; тыс. км) [4, с.32]
|
Вид путей сообщения |
Год |
||||
|
2005 |
2010 |
2015 |
2016 |
2017 |
|
|
Железнодорожные пути общего пользования1) |
85 |
86 |
86 |
86 |
87 |
|
Автомобильные дороги – всего2) |
858 |
1004 |
1642 |
1658 |
1666 |
|
Трамвайные пути1) |
2,8 |
2,6 |
2,5 |
2,5 |
2,5 |
|
Троллейбусные линии 1) |
4,9 |
4,9 |
5,3 |
5,3 |
5,2 |
|
Пути метрополитена1), км |
436 |
475 |
517 |
532 |
542 |
|
Магистральные трубопроводы |
225 |
233 |
252 |
250 |
250 |
|
в том числе: |
|||||
|
газопроводы |
160 |
167 |
178 |
179 |
180 |
|
нефтепроводы |
50 |
49 |
55 |
54 |
53 |
|
нефтепродуктопроводы3) |
16 |
16 |
19 |
17 |
17 |
|
Внутренние водные судоходные пути |
102 |
101 |
102 |
101 |
101 |
Примечания к табл. 1.
1) Эксплуатационная длина.
2) С 2015 г. – включая протяженность улиц.
3) С 2015 г. – включая протяженность магистральных нефтепродуктопроводов на территории иностранных государств.
Значимым негативным воздействием на окружающую среду введенной в эксплуатацию автомобильной дороги является химическое загрязнение компонентов окружающей среды – атмосферного воздуха, гидросферы и почв.
Загрязнение атмосферного воздуха вредными веществами. Сравнительная оценка валовых выбросов вредных веществ в атмосферу от стационарных и передвижных источников, позволяющая судить о значительном вкладе автомобильного транспорта в загрязнение атмосферного воздуха, приведена в табл. 2. Из представленных данных также следует, что несмотря на значительный рост (в 1,74 раза) за последние 12 лет автомобильного парка (рисунок) меры, предпринимаемые Правительством РФ, позволили удерживать валовые выбросы вредных веществ от автотранспорта на уровне 13…14 млн т.
Парк автомобильного транспорта РФ в 2005 – 2017 гг. (на конец года) [4, с. 52]
Таблица 2
Выбросы загрязняющих атмосферу веществ стационарными и передвижными источниками [5, с. 43; 6, с. 6; 7, с. 325]
|
Показатель |
Год |
|||||
|
2005 |
2010 |
2014 |
2015 |
2016 |
2017 |
|
|
Выброшено загрязняющих атмосферу веществ – всего, тыс. т |
35835 |
32353 |
31228 |
31269 |
31617 |
32068 |
|
в том числе: |
||||||
|
стационарными источниками загрязнения1) |
20425 |
19116 |
17452 |
17296 |
17349 |
17477 |
|
передвижными источниками2), в том числе: автомобильным транспортом железнодорожным транспортом |
15410 15410 - |
13237 13105 132 |
13776 13622 154 |
13973 13819 154 |
14268 14105 163 |
14590 14448 142 |
|
Удельный вес выбросов от автомобильного транспорта в общем объеме загрязняющих веществ, % |
43,0 |
40,5 |
43,6 |
44,2 |
44,6 |
45,1 |
Примечания к табл. 2.
1)С 2014 г. выбросы от стационарных источников приведены с учетом индивидуальных предпринимателей.
2)2005 г. – по данным бывшего Министерства природных ресурсов РФ, с 2010 г. – по данным Росприроднадзора. 2005 г. – выбросы от автомобильного транспорта; с 2010 г. – выбросы от автомобильного и железнодорожного транспорта.
На этапе эксплуатации автомобильной дороги помимо выбросов загрязняющих веществ [СО, NOx, летучих органических соединений, SO2, дисперсных частиц (прежде всего сажи)], характерных для сгорания углеводородных топлив, в атмосферу поступают продукты истирания дорожных покрытий и рабочих элементов автотранспортных средств (шин, тормозных колодок, дисков сцепления).
Загрязнение водных объектов вредными веществами. Автомобильный транспорт, а также работы, связанные с обслуживанием и содержанием дорог, являются источниками загрязнения поверхностного стока (дождевого, талого, поливомоечного), образующегося на дорогах. Загрязнение поверхностного стока происходит за счет пыли, продуктов сгорания топлива, износа шин, тормозных колодок, дисков сцепления, дорожного покрытия, а также за счет топливно-смазочных, противогололедных и других материалов, оседающих на дорожном полотне и затем попадающих в сточные воды. Основные источники загрязнения поверхностного стока с автомобильных дорог приведены в табл. 3.
Таблица 3
Основные источники загрязнения поверхностного стока с автомобильных дорог [8, с. 17]
|
Источник загрязнения |
Загрязняющие вещества |
|
|
Автомобиль |
Шины (износ) |
Взвеси, Pb, Cu, Cd, Zn |
|
Тормозные колодки, диск сцепления (износ) |
Взвеси, Pb, Cu, Cd, Zn |
|
|
Топливо (сгорание) |
Pb, С |
|
|
Эксплуатационные жидкости (негерметичность, авария) |
Нефтепродукты, этиленгликоль, Zn, P, S |
|
|
Дорога |
Дорожное покрытие (износ) |
Взвеси |
|
Зимнее содержание дорог |
Взвеси, CaCl2, NaCl, Pb, Zn, Fe |
|
|
Придорожная территория |
Воздушный перенос |
Взвеси, органические соединения |
Степень загрязнения поверхностного стока вредными веществами определяется целым рядом факторов:
- характеристиками автотранспортного потока (интенсивность, скорость движения, состав потока);
- характеристиками автотранспортных средств (масса, габариты, техническое состояние транспортных средств, используемые в них эксплуатационные и расходные материалы, масса и характер перевозимых грузов);
- характеристиками дорожного покрытия (тип покрытия, физико-механические свойства материала и состояние покрытия);
- индивидуальными особенностями участка дороги (продольный профиль, поперечный профиль, наличие выемок, насыпей; наличие автозаправочной станции, станции технического обслуживания и пр.);
- погодно-климатическими условиями местности.
Химический состав дождевого и талого поверхностных стоков с автомобильных дорог, приведенный в табл. 4 в сопоставлении с установленными предельно допустимыми концентрациями (ПДК) вредных веществ в воде водных объектов, указывает на значительное превышение санитарно-гигиенических нормативов.
Таблица 4
Концентрации некоторых веществ в поверхностном стоке с автомобильных дорог, мг/дм3 (по данным российских исследований) [8, с. 23]
|
Загрязняющие вещества |
Дождевой сток |
Талый сток |
ПДК |
||
|
диапазон |
среднее |
диапазон |
среднее |
||
|
Взвешенные вещества |
174…2700 |
1437 |
1400…3000 |
2900 |
1) |
|
Нефтепродукты |
0,74…30 |
15,3 |
10…60 |
35 |
0,32) |
|
Pb |
0,28..0,3 |
0,29 |
0,28…0,31 |
0,3 |
0,012) |
|
Zn |
0,3…0,7 |
0,5 |
0,6…0,8 |
0,7 |
12) |
|
Cu |
0,01…0,1 |
0,055 |
0,01…0,1 |
0,055 |
1,02) |
|
Cd |
- |
- |
- |
- |
0,0012) |
|
ХПК |
25…79 |
52 |
32…150 |
91 |
3) |
Примечания к табл. 4.
1)Согласно СанПиН 2.1.5.980-00 при сбросе сточных вод в водный объект содержание взвешенных веществ в его контрольном створе (пункте) не должно увеличиваться по сравнению с естественными условиями более чем на 0,25 мг/дм3 – для питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения и более чем на 0,75 мг/дм3 – для рекреационного водопользования, а также в черте населенных мест. Для водных объектов, содержащих в межень более 30 мг/дм3 природных взвешенных веществ, допускается увеличение их содержания в воде в пределах 5 %.
2)Приведены ПДК химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования по ГН 2.1.5.1315-03.
3)Согласно СанПиН 2.1.5.980-00 в местах питьевого и хозяйственно-бытового водопользования, химическое потребление кислорода (ХПК) в воде не должно превышать 15 мг О2/дм3, а в местах рекреационного водопользования, а также в черте населенных мест – 30 мг О2/дм3.
Поскольку загрязненный поверхностный сток с дорожного полотна характеризуется нестационарностью режима, а также является рассредоточенным источником загрязнения водных объектов (поверхностных и подземных), то, как правило, он находится вне системы мониторинга и контроля со стороны государственных органов надзора (то есть является неконтролируемым источником).
В Государственном докладе «О состоянии и охране окружающей среды Российской Федерации в 2016 году» (далее – Доклад) приводятся данные по контролируемым источникам сточных вод страны, свидетельствующие, что в период с 1996 г. по 2016 г. сократились как общий объем сточных вод (на 28 %), так и объем загрязненных сточных вод (примерно на 40 %), отводимых в поверхностные водные объекты. Однако это обстоятельство не привело к значительному улучшению качества воды в последних: «по большинству речных бассейнов состояние качества воды остается неудовлетворительным и по-прежнему не отвечает нормативным требованиям» [9, с. 58]. Этот факт специалисты Минприроды России связывают с воздействием многочисленных неконтролируемых источников загрязнения, таких как поверхностный сток с автомобильных дорог, промышленных площадок, селитебных территорий, сельскохозяйственных земель и пр., а также с воздействием источников накопленных загрязнений – почв, грунтов, донных отложений. Более того, в Докладе подчеркивается, что «по многим имеющимся оценкам именно указанные источники в настоящее время вносят основной вклад в загрязнение водных объектов» [9, с. 58].
Загрязнение почв вредными веществами. При стоке поверхностных вод с дорожного полотна на ландшафт происходит химическое загрязнение почв, уровень которого определяется буферной емкостью (поглотительной способностью) почв. В Докладе особо отмечается, что «на фоне наблюдающихся в Российской Федерации тенденций снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух и сброса загрязняющих веществ в водные объекты и пусть медленного, но улучшения показателей загрязнения атмосферного воздуха и водных объектов, уровень химического загрязнения почвенного покрова не снижается» [9, с. 133]. Наличие же значительных запасов загрязняющих веществ в почвах и грунтах, а также постепенная миграция «этих ингредиентов от водоразделов к соответствующим рекам в условиях неоднократного их переотложения в отрицательных формах рельефа» [9, с. 58] и медленный вынос с подземным стоком, в свою очередь, приводит к ухудшению качества поверхностных и подземных вод.
Выполненный авторами анализ источников [3-10] позволяет заключить, что проблеме загрязненного поверхностного стока с автомобильных дорог, оказывающих значимое воздействие на состояние водных объектов и почв, в настоящее время уделяется недостаточное внимание. В [10, с. 7; 3, с. 399] указывается на низкую эффективность построенных на автомобильных дорогах локальных очистных сооружений, предназначенных для очистки поверхностных стоков. Причины этого заключаются как в ошибках проектирования, так и в том, что после строительства очистных сооружений они «практически не обслуживаются и не ремонтируются» [10, с. 7], поскольку отсутствует должный контроль за их работой, требования к которому в настоящее время не регламентируются нормативными правовыми актами [3, с. 399].
Ясно, что для обеспечения экологической устойчивости транспортной системы необходимо принять меры, направленные на снижение массы загрязняющих веществ, поступающих с поверхностным стоком с проезжей части автомобильных дорог в водные объекты и почвы. В связи с этим вопросы актуализации соответствующей нормативной правовой базы и разработки новых конструкций очистных сооружений, менее трудозатратных для контроля, обслуживания и ремонта, остро стоят на повестке дня.