Влияние автомобильного транспорта на хвойные растения лосиного острова

 

Примечание: для диоксида азота значение принимается постоянным и равным 1 до скорости 80 км/час.

 

Таблица 4. Результаты натурных обследований структуры и интенсивности автотранспортных потоков с подразделением по основным категориям автотранспортных средств за 1 час

Общее количество	Легковые автомобили			Грузовые	Автобусы
	Отечественные		Иномарки
2126	387	2225		512	2

 

 

Для непосредственного расчета  количества вредных веществ, выбрасываемых  в атмосферу, необходимо прежде всего знать, сколько топлива было затрачено автомобилями. Что бы определить количество использованного за 1 час топлива используется формула:

Q_i=L_i*Y_i, где:

Q_i - количество сжигаемого топлива за 1 час, л;

L_i - общий путь, пройденный каждым типом автомобилей за час, км;

Y_i - удельный расход топлива  для каждого вида автотранспорта (л/км).

Затем нужно было подсчитать общее количество бензина и дизельного топлива, сжигаемого в двигателях автомашин.

Q_б=Q_л+Q_г +Q_а

Q_д=Q_диз

Объем вредных веществ (отдельно по трем компонентам - угарному газу, углеводороду(пентану), диоксиду азота (IV) определяется по формуле:

V_в=K_в*Q_т, где:

V_в - объем вредного вещества, выделяемого автомобилем;

в - вид вредного вещества;

К - коэффициент, численно равный количеству выбросов соответствующего компонента (в литрах) при сгорании в двигателе автомобиля за 1 км;

Q - количество топлива,  л;

т - вид топлива.

В конце исследования мною подсчитана масса вредных веществ  и количество воздуха, необходимое  для их разбавления до значений, допустимых по санитарно-гигиеническим  нормам.

Масса выбросов найдена по формуле:

Масса выделившихся вредных  веществ (m, г) рассчитывается по формуле:

m = V*M/22,4;

m–масса выделившихся  вредных веществ

V – количество вредных  веществ, л

М – молярная масса 

М(СО)= 28 г/моль, М (С₅Н₁₂ ) = 72 г/моль, М(_NO2 ) = 46 г/моль

Количество воздуха, необходимого для разбавления, определено по формуле:

V_возд=m_в/ ПДК_в, где:

ПДК_в - предельно допустимая концентрация вредного вещества в

воздухе жилых районов [19].

 

 

Глава 3. Экологическое  состояние Национального парка  «Лосиный остров»

3.1 Основные источники  загрязнения парка химическими  элементами

Состояние окружающей среды  определяется количеством источников загрязнения, их расположением и  качественным составом загрязняющих веществ. Наиболее опасная ситуация складывается в крупных промышленных центрах, где происходит аккумулятивное воздействие  на природную среду различных  видов производств, транспорта, различных  видов  отходов [13].

Газовые и пылегазовые  выбросы от работающего оборудования (организованные и неорганизованные выбросы), от складируемых и транспортируемых отходов и сырья загрязняют воздушный  бассейн. Промышленные выбросы и  стоки определяют современное качество вод, атмосферы и почв в урбанизированных зонах. Твердые отходы (бытовые и  промышленные) образуют фиксированные  скопления химических элементов, которые  являются источником загрязнения воды и почв [6].

По степени аномальности кларков литосферы первое место занимают выбросы предприятий (в пыли особенно сильно концентрируются вольфрам, сурьма, свинец, кадмий, никель), несколько меньше нагрузка от отходов, стоки. Большое число и неравномерность размещения техногенных источников в сочетании с природными условиями создают сложную картину загрязнения.

Химический состав отходов  весьма разнообразен. Характерной чертой является наличие широкой ассоциации элементов со специфичной производственной деятельностью. По частоте среди  химических элементов встречаются  Zn, Cu, Cd, Hg, Pb, Ag, Sn, Cr, Ni.

Важнейшая особенность почти  всех видов отходов – преимущественное накопление в них малых и редких химических элементов, отличающихся повышенной экологической токсичностью. Среди низ Hg, Pb, Cd, Zn, Ag, W, Sn [37].

Автомобильный транспорт  — один из главных источников поступления  загрязняющих веществ в окружающую среду. В атмосферу с выхлопными газами автомобилей поступают CO₂, CO, углеводороды, окиси азота, тяжелые металлы (оксиды свинца) и другие химические соединения.

Наряду с выхлопными газами в атмосферу поступает большое  количество пыли от движущегося автотранспорта. Пыль, поднимающаяся с дорожного  полотна, содержит ряд тяжелых металлов, образовавшихся при истирании движущихся частей и механизмов автомобилей. В  их состав входят легирующие металлы  стали (Mn, Cr, Ni, Co, Mo), цветные металлы (Cu, Ni, Zn, Sn, Al), пластмасса, краска, содержащая ряд химических элементов (Cr, Zn, Co, Cd, Bi, Ti, Sb), а также компоненты дорожного покрытия (цемент, асфальтовая крошка). Основной частью автомобиля, подвергающейся интенсивному истиранию, являются покрышки. Резиновая пыль содержит Zn и является основным источником его поступления в окружающую среду.

Транспортные магистрали являются основным источником поступления  в окружающую среду солевых компонентов, входящих в состав противогололедных смесей (преимущественно NaCl с примесью KCl,  а также CaCl₂), которые применяются на протяжении всего зимнего периода [29].

3.2 Загрязнение растительности

К основным элементам-загрязнителям  березы относятся Zn, Mn, Mo, Co, Ag и Ni. Ель в наибольшей степени подвергается загрязнению Zn, Mn, Pb, Mo, Sr, Ni [3].

Все химические элементы в  аномальных концентрациях в растительности делятся на три группы:

I. Основные загрязнители, обнаруживающие высокую степень концентрации, превышающую избыточную токсичность в растениях.

Цинк. Загрязнение цинком елового леса имеет несколько иной характер. Аномалия цинка обрамляют парк, слабо проникая в его внутренние части. Максимумы загрязнения ели приходятся на юго-восточную оконечность парка и участок, прилегающий к г. Мытищи.

Рисунок 7. Загрязнение цинком в хвое ели.

Марганец. Загрязнение марганцем  березового леса, охватывает все левобережье  Яузы. Максимальное загрязнение приходится на южную часть парка, откуда в  виде двух полос оно протягивается  по обеим сторонам МКАД до ее выхода к Ярославской железной дороге.

Загрязнение марганцем еловых лесов распространено по периферии  парка и убывает к его центру.  Не загрязненные участки леса расположены  в пойме р. Яузы на северо-востоке  парка и в районе водоканала.

Площади, на которых уровень  загрязнения лесной растительности марганцем превышает избыточную токсичность, составляют более 70% от всей территории парка и по этому показателю марганец превосходит даже цинк.

Никель. В строении аномалий никеля в хвое ели прослеживаются те же закономерности, которые свойственны загрязнению этого вида цинком и марганцем. Загрязнение охватывает западную, южную и восточную части парка, распространяясь до поймы р. Яузы.

Максимальная концентрация никеля в хвое ели наблюдается в юго-западной части парка.

В местах очень высокого загрязнения уровень концентраций никеля в листьях и хвое превышает  избыточно токсичный (около 20% от общей  площади парка), что определяет отнесение  никеля к числу основных загрязнителей. Наименее подвержена загрязнению никелем  лесная растительность в пойме р. Яузы и на юге Мытищинского лесопарка.

II. Основные загрязнители, обнаруживающие высокую степень концентрации, которая, однако, не превышает уровня избыточной токсичности.

Свинец. Аномалии свинца в хвое ели приурочены к краевым частям парка, обрамляя его полосой в 1-1,5 км с севера, востока и Юга, в которой локальные максимумы указывают на промзоны г. Мытищи, Королева, Щелково и Балашихи как основные источники загрязнения. Западнее МКАД полоса загрязнения свинцом, протягивающаяся вдоль южной границы расширяется до 3 км. Наиболее интенсивное загрязнение ели выявлено на территории Яузского лесопарка, где максимальный уровень концентраций свинца в 30 раз превышает геохимический фон.

Интенсивное загрязнение  ели свинцом от МКАД прослеживается на всем ее протяжении от южной до северо-западной границы в полосе шириной до 500м  по обе стороны магистрали. Средний  уровень содержания свинца в 10 раз  превышает геохимический фон. Слабое загрязнение свинцом распространяется в обе стороны на расстояние до 1,5 км вглубь леса.

Рисунок 9. Аномалии свинца в  хвое ели.

 

Серебро. Наиболее контрастные аномалии серебра в березе выявлены в юго-западной, западной и юго-восточной частях парка. Максимальное загрязнение серебром приурочено преимущественно к его краевым частям. На западе и юго-западе оно распространяется на небольшое расстояние в глубину парка (не более 1-1,5 км). На юго-востоке аномалия простирается из района Балашихи вдоль водоканала, через пойму р. Яузы до центральной части Мытищинского лесопарка.

Максимальное накопление серебра в ели всего лишь в 4,5 раз выше фона. Слабое загрязнение  ели серебром наблюдается в узкой  краевой полосе, протягивающейся  вдоль южной и юго-восточной  границы. Практически не загрязнена серебром ель в московской части  парка.

Молибден. Имеет низкий биогеохимический фон. По максимальной степени концентрации в листьях березы и хвое ели  он превосходит все остальные  химические элементы.

Аномалии молибдена в  хвое ели более обширны по площади  и распространены не только в краевых  частях парка, но и в центральных. Максимальное загрязнение выявлено в южной части, прилегающей к  МКАД, а также на юго-востоке у  жилых поселков.

Кобальт. Кобальт относится к числу элементов с низким биогеохимическим фоном. Он слабо поглощается из почв растительностью, но его аномалии являются одними из самых обширных по площади. Основное загрязнение приходится на западную, южную и юго-западную части парка, где оно распространено до долины р. Яуза. На севере, от района, прилегающего к г. Королев, аномалии кобальта проникают вглубь парка до р. Яуза.

Загрязнение ели кобальтом  менее значительно по площади  и распространено как в краевых, так и в центральных участках парка. Наиболее сильно ель загрязнена в районе МКАД, где максимальные уровни концентрации кобальта более  чем в 10 раз превышают фон.

III. Второстепенные загрязнители, степень концентрации которых не высокая, а площади загрязнения не столь значительны по отношению к двум первым.

Медь. Загрязнение хвои ели очень слабое и выявлено на небольшой площади. Оно распространено около юго-восточной (Щелковское шоссе) и восточной границы парка, северо-западного отрезка МКАД. Слабые аномалии меди выявлены на юге и юго-западе парка.

Олово. Загрязнение растительности оловом имеет очаговый характер и распространено в краевых частях парка, где расположены основные промзоны города Москвы, Королева, Мытищ и Балашихи и отличаются высоким содержанием в хвое и листьях с убыванием концентрации по мере удаления.

Хром. Загрязнение хромом распространено в северо-восточной, юго-западной и южной части парка. На юге и юго-востоке растительность загрязнена в краевых частях парка. Площадь загрязненной хромом ели занимает значительную часть Яузского лесопарка и в виде отдельных пятен прослеживается вдоль южной границы до водоканала, а вдоль западной распространяется почти до МКАД. Основное загрязнение в этих частях парка связано с железной дорогой, пересекающей парк с юго-востока. На севере парка загрязнение хромом ели и березы связано с промзонами г. Королев и доходит до долины р. Яуза.

Ванадий. Загрязнение ели ванадием выявлено на тех же участках, которые загрязнены хромом, но причиной являются транспортные магистрали.

Вывод. Общее загрязнение растительности на территории национального парка характеризуется достаточно высоким уровнем. Загрязнение березы по суммарному показателю оценивается как низкое-среднее. Среднее загрязнение находится в южных окраинах парка и распространено в широкой полосе, прилегающей к МКАД. Основными элементами, загрязняющие березу являются Zn, Mn, Mo, Co, Ag и Ni.

Загрязнение ели химическими  элементами по суммарному показателю соответствует преимущественно  низкому уровню. Среднее загрязнение  ели приурочено к краевым частям парка и к полосе, прилегающей  к МКАД. Ель в наибольшей степени  подверглась загрязнению Zn, Mn, Ph, Mo, Sr и Ni. Ассоциации химических элементов на участках среднего уровня загрязнения различаются по составу: в южных частях парка основными загрязнителями ели являются Pb, Ni, Co, Zn и Mo, в северных – Sr, Pb и Zn. Состав элементов-загрязнителей закономерно сокращается при удалении от г. Москвы.

 

 

4. Особенности  транспортного загрязнения от  Щелковского шоссе и его оценка

4.1 Общее загрязнение

Ведущую роль в загрязнении  атмосферы выхлопными газами играют автомагистрали с высокой интенсивностью движения транспорта, к числу которых  относится Щелковское шоссе. Концентрации несгоревших углеводородов, поступающих  с выхлопами в атмосферу, зависят  от режима работ двигателя. Известно, что на холостом ходу в окружающую среду поступает больше загрязняющих веществ вместе с выхлопными газами, чем при постоянном движении автомобиля [32].

Газообразные продукты, поступающие  с выхлопами автомобилей в  атмосферу, рассеиваются у поверхности  земли и представляют наибольшую опасность для растений и живых  организмов. Поскольку участок Щелковского  шоссе, проходящий по территории национального  парка, пересекает лесной массив с высокой  плотностью насаждений, максимальные концентрации газов  наблюдаются  по границе древесно-кустарниковой  растительности.