Большая протяженность автомобильных дорог обеспечивает возможность их повсеместной эксплуатации при значительной провозной способности.
Высокая мобильность, способность оперативно реагировать на изменения пассажиропотоков ставят автомобильный транспорт «вне конкуренции» при организации местных перевозок пассажиров. На его долю приходится почти половина пассажирооборота.
Автомобильный парк, являющийся одним из основных источников загрязнения окружающей среды, сосредоточен в основном в городах. Если в среднем в мире на 1 км² территории приходится пять автомобилей, то плотность их в крупнейших городах развитых стран в 200-300 раз выше.
С развитием городов и ростом городских агломераций все большую актуальность приобретают своевременное и качественное транспортное обслуживание населения, охрана окружающей среды от негативного воздействия городского, особенно автомобильного транспорта. В настоящее время в мире насчитывается 300 млн. легковых, 80 млн. грузовых автомобилей и примерно 1 млн. городских автобусов. К концу столетия парк грузовых и легковых автомобилей увеличится до 700-800 млн. единиц.
Автомобили сжигают огромное количество ценных нефтепродуктов, нанося одновременно ощутимый вред окружающей среде, главным образом атмосфере. Поскольку основная масса автомобилей сконцентрирована в Крупных и крупнейших городах, воздух этих городов не только обедняется кислородом, но и загрязняется вредными компонентами отработавших газов.
Автомобили являются источниками 50% загрязнения атмосферы углеводородами и окислами азота и 90% окисью углерода.
Специалисты установили, что один легковой автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы в среднем более 4 т кислорода, выбрасывая с отработавшими газами примерно 800 кг окиси углерода, около 40 кг окислов азота и почти 200 кг различных углеводородов. Если помножить эти цифры на 400 млн. ед. мирового парка автомобилей, можно представить себе степень угрозы, таящейся в чрезмерной автомобилизации.
Увеличение количества взвешенной в воздухе и осевшей на поверхности пыли объясняется повышенным износом асфальтового покрытия автомобильных дорог вследствие применения ошипованных шин.
Во многих крупных городах мира очень остро стоит проблема городского транспорта. Транспортные потоки растут вместе с ростом городов из-за стихийного, не подчиненного рациональному планированию размещения жилых и промышленных зон. Распространение пригородного образа жизни ведет к увеличению числа частных автомобилей (тенденция, которую умело, стимулируют автомобилестроительные компании, прививающие сознанию средних слоев населения представление об автомобиле как символе социального престижа). Их потоки, затопляющие уличную сеть (отнюдь на них не рассчитанную), делают передвижение по городу, в часы «пик» мучительно медленным.
Существуют много технических и планировочных приемов выравнивания транспортной нагрузки на магистральной сети города. Прежде всего, следует равномерно размещать основные зоны приложения труда и жилые районы, а также места отдыха и центры культурно-бытового обслуживания. Одновременно наиболее загруженные участки транспортной сети можно дублировать новыми линиями.
Магистральные улицы в городах составляют примерно: 20-30% общей протяженности всех улиц и проездов. На них сосредоточивается до 60-80% всего автомобильного движения, т. е. магистрали в среднем загружены примерно в 1015 раз больше, чем остальные улицы и проезды.
Создание в городе сети магистралей скоростного движения позволяет существенно увеличить скорости общественного транспорта и легковых автомобилей, повысить ее пропускную способность, сократить число дорожно-транспортных происшествий, изолировать жилые районы и общественные центры от концентрированных потоков транспортных средств. Не магистраль скоростного движения - дорогостоящее сооружение. Строительство ее может быть эффективно только на направлениях, обеспечивающих мощные и устойчивые транспортные потоки с относительно большой в пределах города дальностью поездок, при которой ощутим выигрыш от увеличения скорости движения. Поэтому такие магистрали строят лишь в крупных городах с полицентрической структурой и растянутой территорией.
При строительстве и реконструкции городов проектировщики стремятся ограничить количество автомобилей, въезжающих в городские центры, разрабатывают новые системы регулирования уличного движения, сводящих к минимуму возможность образования транспортных пробок. Это очень важно, потому что, останавливаясь и потом, снова набирая скорость, автомобиль выбрасывает в воздух в несколько раз больше вредных веществ, чем при равномерном движении. Эффективными профилактическими мероприятиями являются расширение улиц, создание между проезжей частью дорог и жилыми домами фильтров-стен из зеленых насаждений.
Для снижения вредного влияния автомобильного транспорта требуется вынос из городской черты грузовых транзитных потоков. Требование это зафиксировано в действующих строительных нормах и правилах, но практически соблюдается редко.
«Город без автомобиля» мыслится как сочетание широких транспортных магистралей, где предоставляется простор для автомобильного движения, с микрорайонами, куда въезд автотранспорта запрещен или предельно ограничен и где люди ходят только пешком.
Эффективным мероприятием по снижению вредного влияния автомобильного транспорта на горожан является организация пешеходных зон с полным запретом въезда транспортных средств на жилые улицы.
Развитие общественного транспорта в наших городах обусловливает необходимость поиска путей оптимального использования городских территорий, так как для перевозки одного пассажира в трамвае требуется 0,9 м², автобусе - 1,1, легковом автомобиле - свыше 20 м² городской территории.
В наших городах подавляющая часть личных автомобилей размещается во дворах жилых домов, иногда на зеленых газонах и площадках отдыха. Это обстоятельство, прежде всего, ухудшает условия проживания населения. Автомобили оставляют также на проезжей части улиц. А это затрудняет городское движение, становится одной из причин дорожно-транспортных происшествий. Подобные стоянки занимают огромные площади городской территории, портят внешний облик городов.
В настоящее время для хранения легковых автомобилей, принадлежащих гражданам, в микрорайонах и жилых районах предусматривается строительство гаражей без технического обслуживания и ремонта автомобилей, а в промышленных и коммунально-складских зонах - с техническим обслуживанием. Для размещения гаражей используют территории санитарно-защитных зон промышленных и сельскохозяйственных предприятий, а также железных дорог. В микрорайонах и жилых районах гаражи размещают на специально выделенных участках с организацией выездов из них на улицы и дороги местного значения или на магистральные улицы районного значения. Вокруг участков создают полосы зеленых насаждений шириной не менее 10 м.
До школ, детских яслей-садов и лечебно-профилактических учреждений соответствующие расстояния определяют от границ их земельных участков. Въезды в подземные гаражи легковых автомобилей и выезды из них должны быть удалены от окон жилых домов, рабочих помещений общественных зданий и участков школ, детских яслей-садов и лечебных учреждений не менее чем на 15 м.
Расстояние от автозаправочных станций с подземными резервуарами для хранения жидкого топлива до границ земельных участков детских яслей-садов, школ, лечебно-профилактических учреждений или до стен жилых домов и общественных зданий и сооружений принимают не менее 50 м. Расстояние до указанных объектов от автозаправочных станций, предназначенных только для легковых автомобилей и имеющих мощность до 500 заправок в сутки, может быть уменьшено до 25 м. Эти расстояния принимают от топливораздаточных колонок или границ подземных резервуаров для хранения жидкого топлива.
Вследствие нехватки гаражей тысячи индивидуальных автомобилей хранятся на открытых площадках, во дворах жилых застроек. Положение усугубляется еще и тем, что сеть ремонтных служб для автомобилей личного пользования недостаточно развита. Это вынуждает их владельцев производить ремонт и техническое обслуживание своими силами, что они и делают, конечно, без учета экологических последствий. Из-за нехватки моечных пунктов эту операцию зачастую выполняют на берегу реки, озера или пруда. Между тем автолюбители все в больших объемах пользуются синтетическими моющими средствами, которые представляют определенную опасность для водоемов.
Одним из важных факторов защиты водоемов от вредных выбросов автомобилей являются мероприятия, проводимые на автозаправочных станциях (АЗС).
Большое значение имеет очистка стоков, образующихся при мойке машин на предприятиях автотранспорта. После того как были найдены высокоэффективные нефтепоглощающие материалы, потребовалось создать установки, в которых они могли бы наиболее рационально использоваться. Одна из таких установок получила название «Кристалл».
Химический способ удаления снега и льда с дорожных покрытий при помощи хлористых соединений оказывает вредное воздействие на зеленые насаждения, как в результате прямого контакта, так и через почву. Прямой контакт возможен при удалении засоленного снега на обочины и разделительную полосу, где расположены насаждения. Он приводит к непосредственному разрушению ткани растений. Засоление почв, происходящее в результате просачивания рассола в зоны расположения посадок, ухудшает структуру почвы, что в итоге вызывает гибель деревьев и кустарников, Вероятность гибели деревьев существенно снижается, если они посажены не ближе 9 м от кромки проезжей части. Повреждение растительности меньше на плодородных почвах, особенно на почвах, богатых фосфатами.
Хлориды, применяемые в качестве противогололедных солей, оказывают менее угнетающее действие на растения, высаженные в легких песчаных и супесчаных грунтах. Этому способствуют особенности физико-химических свойств легких грунтов: большая пористость, хорошая водопроницаемость и воз-духообеспеченность. Как показали исследования, выполненные в Москве Академией коммунального хозяйства имени Памфилова, на дорогах с суглинистыми почвами при той же интенсивности движения содержания ионов хлора в 2-3 раза превышало отмеченное в супесчаных почвах. Поэтому, проводя озеленение вблизи проезжей части в глинистых и суглинистых грунтах, следует для набивки посадочных ям завозить песок вместе с растительной землей.
Вред, наносимый растительности, особенно заметен вблизи крупных населенных пунктов, в местах застоя воды на поверхности. При наличии хорошего водоотвода вредное влияние хлоридов отводится к минимуму.
Сильное вредное действие солей проявляется в коррозии металла автомобилей, дорожных машин и элементов стоек дорожных знаков и ограждений. Раствор хлористого натрия обладает большей агрессивностью, чем раствор хлористого кальция такой же концентрации.
Один из основных источников шума в городе - автомобильный транспорт, интенсивность движения которого постоянно растет. Наибольшие уровни шума 90-95 дБ отмечаются на магистральных улицах городов со средней интенсивностью движения 2-3 тыс. и более транспортных единиц в час.
Уровень уличных шумов обусловливается интенсивностью, скоростью и характером (составом) транспортного потока. Кроме того, он зависит от планировочных решений (продольный и поперечный профиль улиц, высота и плотность застройки) и таких элементов благоустройства, как покрытие проезжей части и наличие зеленых насаждений. Каждый из этих факторов способен изменить уровень транспортного шума в пределах до 10 дБ.
В промышленном городе обычно высок процент грузового транспорта на магистралях. Увеличение в общем потоке автотранспорта грузовых автомобилей, особенно большегрузных с дизельными двигателями, приводит к повышению уровней шума. В целом грузовые и легковые автомобили создают на территории городов тяжелый шумовой режим.
Шум, возникающий на проезжей части магистрали, распространяется не только на примагистральную территорию, но и вглубь жилой застройки.
В условиях сильного городского шума происходит постоянное напряжение слухового анализатора. Это вызывает увеличение порога слышимости (10 дБ для большинства людей с нормальным слухом) на 10-25 дБ. Шум затрудняет разборчивость речи, особенно при его уровне более 70 дБ.
Ущерб, который применяет слуху сильный шум, зависит от спектра звуковых колебаний и характера их изменения. Опасность возможной потери слуха из-за шума в значительной степени зависит от индивидуальных особенностей человека. Некоторые теряют слух даже после короткого воздействия шума сравнительно умеренной интенсивности, другие могут работать при сильном шуме почти всю жизнь без сколько-нибудь заметной утраты слуха. Постоянное воздействие сильного шума может не только отрицательно повлиять на слух, но и вызывать другие вредные последствия - звон в ушах, головокружение, головную боль, повышенную усталость.
Шум в больших городах сокращает продолжительность жизни человека. По данным австрийских исследователей, это сокращение колеблется в пределах 8-12 лет. Чрезмерный шум может стать причиной нервного истощения, психической угнетенности, вегетативного невроза, язвенной болезни, расстройства эндокринной и сердечно-сосудистой систем. Шум мешает людям работать и отдыхать, снижает производительность труда.
Наиболее чувствительны к действию шума лица старших возрастов. Так, в возрасте до 27 лет на шум реагируют 46% людей, в возрасте 28-37 лет - 57%, в возрасте 38-57 лет - 62%, в возрасте 58 лет и старше - 72%. Большое число жалоб на шум у пожилых людей, очевидно, связано с возрастными особенностями и состоянием центральной нервной системы этой группы населения.
Наблюдается зависимость между числом жалоб и характером выполняемой работы. Данные опроса показывают, что беспокоящее действие шума отражается больше на людях, занятых умственным трудом, по сравнению с людьми, выполняющими физическую работу (соответственно 60 и 55%). Более частые жалобы лиц умственного труда, по-видимому, связаны с большим утомлением нервной системы.
Шум в значительной мере нарушает сон. Крайне неблагоприятно действует прерывистые, внезапно возникающие шумы, особенно в вечерние и ночные часы, на только, что заснувшего человека. Внезапно возникающий во время сна шум (например, грохот грузовика) нередко вызывает сильный испуг, особенно у больных людей и у детей. Шум уменьшает продолжительность и глубину сна. Под влиянием шума уровнем 50 дБ срок засыпания увеличивается на час и более, сон становится поверхностным, после пробуждения люди чувствуют усталость, головную боль, а нередко и сердцебиение.
Отсутствие нормального отдыха после трудового дня приводит к тому, что естественно развивающееся в процессе работы утомление не исчезает, а постепенно переходит в хроническое переутомление, которое способствует развитию ряда заболеваний, таких, как расстройство центральной нервной системы, гипертоническая болезнь.
Снижение городского шума может быть достигнуто в первую очередь за счет уменьшения шумности транспортных средств.
К градостроительным мероприятиям по защите населения от шума относятся: увеличение расстояния между источником шума и защищаемым объектом; применение акустически непрозрачных экранов (откосов, стен и зданий-экранов), специальных шумозащитных полос озеленения; использование различных приемов планировки, рационального размещения микрорайона. Кроме того, градостроительными мероприятиями являются рациональная застройка магистральных улиц, максимальное озеленение территории микрорайонов и разделительных полос, использование рельефа местности и др.
Существенный защитный эффект достигается в том случае, если жилая застройка размещена на расстоянии не менее 25-30 м от автомагистралей и зоны разрыва озеленены. При замкнутом типе застройки защищенными оказываются только внутриквартальные пространства, а внешние фасады домов попадают в неблагоприятные условия, поэтому подобная застройка автомагистралей нежелательна. Наиболее целесообразна свободная застройка, защищенная со стороны улицы зелеными насаждениями и экранирующими зданиями временного пребывания людей (магазины, столовые, рестораны, ателье и т. п.). Расположение магистрали в выемке также снижает шум на близрасположенной территории.
В настоящее время проектируются экспериментальные шумозащитные дома. Такие дома защитят от шума не только сами квартиры, но и внутриквартальное пространство. Сохранить тишину в доме помогут, помимо планировки, шумозащитные звуконепроницаемые окна с тройным остеклением и высокой степенью герметизации, которую обеспечат дюралюминиевые переплеты. Устройства для естественной вентиляции со звукоглушителем разместятся под окнами. Не проникнет в квартиру нового дома и шум из соседних помещений, от которых отгородят массивные стены и уложенные под паркет звукоизолирующие плиты.
Технические средства уменьшения шума. В режиме работы двигателя на уровень шума влияют системы впуска и выпуска, частота вращения и нагрузка на двигатель. Применяя, глушитель шума на впуске или эффективный (с точки зрения акустики) воздухоочиститель, можно понизить шум, создаваемый двигателем, на 10-12 дБ, а отдельные частотные составляющие спектра уменьшить на 15-17 дБ. Глушитель в зависимости от конструкции снижает шум на 8-16 дБ.
Основная причина загрязнения воздуха заключается в неполном и неравномерном сгорании топлива, всего 15% его расходуется на движение автомобиля. К тому же камеры сгорания автомобильного двигателя - это своеобразный химический реактор, синтезирующий ядовитые вещества и выбрасывающий их в атмосферу. Даже невинный азот из атмосферы, попадая в камеру сгорания, превращается в ядовитые окислы азота.
В отработавших газах двигателя внутреннего сгорания (ДВС) содержится свыше 170 вредных компонентов, из них около 160 - производные углеводороды, прямо обязанные своим появлением неполному сгоранию топлива в двигателе. Наличие в отработавших газах вредных веществ обусловлено в конечном итоге видом и условиями сгорания топлива.
Отработавшие газы, продукты износа механических частей и покрышек автомобиля, а также дорожного покрытия составляют около половины атмосферных выбросов антропогенного происхождения. Наиболее исследованными являются выбросы двигателя и картера автомобиля. В состав этих выбросов, помимо азота, кислорода, углекислого газа и воды, входят такие вредные компоненты, как окись углерода, углеводороды, окислы азота и серы; твердые частицы.
Состав отработавших газов зависит от рода применяемых топлива, присадок и масел, режимов работы двигателя, его технического состояния, условий движения автомобиля и др. Токсичность отработавших газов карбюраторных двигателей обусловливается главным образом содержанием окиси углерода и окислов азота, а дизельных двигателей - окислов азота и сажи.
Таблица 6.1. Состав отработавших газов, % (по объему)
| Компоненты | Двигатели | |
| карбюраторные | дизельные | |
| Азот | 74 - 77 | 76 - 78 |
| Кислород | 0,3 - 8 | 2 - 18 |
| Пары воды | 3 - 5,5 | 0,6 - 4 |
| Двуокись углерода | 5 - 12 | 1 - 10 |
| Окись углерода | 5 - 10 | 0,01 - 0,5 |
| Окислы азота | 0 - 0,8 | 0,0002 - 0,5 |
| Углеводороды | 0,2 - 3 | 0,001 - 0,5 |
| Альдегиды | 0 - 0,2 | 0,001 - 0,009 |
| Сажа | 0 - 0,4* | 0,01 - 1* |
| Бенза-пирен | 10 - 20** | До 10** |
* В г/м³
** В мкг/м³
К числу вредных компонентов относятся и твердые выбросы, содержащие свинец и сажу, на поверхности которой адсорбируются циклические углеводороды (некоторые из них обладают канцерогенными свойствами). Закономерности распространения в окружающей среде твердых выбросов отличаются от закономерностей, характерных для газообразных продуктов. Крупные фракции (диаметром более 1 мм), оседая поблизости от центра эмиссии на поверхности почвы и растений, в конечном счете, накапливаются в верхнем слое почвы. Мелкие фракции (диаметром менее 1 мм) образуют аэрозоли и распространяются с воздушными массами на большие расстояния.
Каждый автомобилист знает: вылить из шланга весь бензин в бак практически невозможно, какая-то часть его из ствола «пистолета» обязательно выплескивается на землю. Немного. Но сколько сегодня у нас автомобилей? И с каждым годом их число будет расти, а значит, будут увеличиваться и вредные испарения в атмосферу. Лишь 300 г бензина, пролитого при заправке автомобиля, загрязняет 200 тыс. м³ воздуха. Самый простой путь решения проблемы - создать заправочные автоматы новой конструкции, не позволяющие пролиться на землю даже одной капле бензина.
Автомобильный транспорт оказывает негативное воздействие на природу вообще и на фауну в частности. Это выражается в загрязнении природной среды и дорог, разрушении мест обитания животных, рассечении дорогами сезонных и суточных участков животных, столкновении последних с транспортными средствами.
Гибель крупных животных на автострадах исчисляется тысячами. Что касается мелких животных, то зайцы, ежи, черепахи, лягушки, грызуны гибнут сотнями тысяч. Во множестве гибнут мелкие птицы и беспозвоночные (бабочки, шмели).
Использование растительной продукции (сено, фрукты, ягоды) придорожной зоны не рекомендуется в связи с повышенным содержанием в ней тяжелых металлов и ядовитых полицикличных соединений. Необходимо быть предусмотрительнее и с сенокосом в промышленных центрах и в зоне автомобильных дорог. Если где-то и допустима косовица трав в городе, так не самостоятельная, а только с разрешения санитарных и агрохимических служб, после обязательного анализа на содержание в зелени (каждого газона) токсичных веществ.
В ряде стран созданы или создаются прототипы экономичных легковых автомобилей, расход топлива у которых составляет в расчете на 100 км пробега 5-4 и даже 3 л (расход бензина у автомобиля «Волга» составляет 12 л на 100 км пробега). Достигается это за счет уменьшения массы автомобиля и улучшения его аэродинамических характеристик, а также за счет повышения эффективности процессов смесеобразования, и сгорания топлива. Широко используются электроника и современные материалы, включая керамику.
При сжигании в процессе работы дизельного двигателя 1 т топлива в атмосферу выбрасывается в среднем 16-18 кг сажи. В зависимости от режима работы дизеля на долю сажи приходится до 90% суммарной токсичности выхлопа. В отработавших газах дизелей содержится так же и другие токсичные компоненты - окислы азота, сернистый газ и т. д. Тенденция к дизелизации автомобильного парка выдвигает, поэтому ряд новых требований по охране воздушного бассейна от вредных выбросов двигателей.
Количество токсичных выбросов с отработавшими газами зависит от конструкции дизеля, в частности, топливоподающей аппаратуры. В эксплуатационных условиях дымность отработавших газов в основном зависит от технического состояния и регулировки механизмов и систем дизелей. Поэтому содержание двигателя в хорошем состоянии и тщательная регулировка являются одним из основных направлений снижения дымности дизелей. В борьбе с дымным выхлопом важны также качество моторных топлив и масел, правильная организация эксплуатации автомобильного парка. Немалую роль играет профессиональный уровень водителя.
Всем хорош дизельный двигатель - и простотой конструкции, и надежностью, и экономичностью, но, увы - не экологической чистотой. Одним из направлений борьбы за чистоту воздушного бассейна является поиск более чистого топлива для двигателей. Небезуспешные работы ведутся, в частности, с газовым топливом.
Комментарии к этой статье