Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Геоэкологические проблемы, связанные с загрязнением почвы автомобильным транспортом 9
Глава 2. Материал и методы исследования 36
2.1. Характеристика территории прохождения трассы КАД 36
2.2. Методики отбора и химического анализа проб почвы 48
Глава 3. Характеристика почвенного покрова трассы КАД и результаты маршрутного обследования 50
3.1. Геоэкологическая характеристика почвенного покрова трассы КАД 50
3.2. Маршрутное обследование трассы КАД 61
Заключение 64
Глава 4. Эколого-гигиенические исследования химического загрязнения почвы вдоль трассы КАД 67
4.1. Концентрации тяжелых металлов 69
4.2. Концентрации нефтепродуктов, бенз(а)пирена и полихлорированных бифенилов 77
4.3. Обоснование размеров зон санитарного разрыва КАД по фактору воздействия на почвенный покров 79
Заключение 86
Глава 5. Влияние процесса строительства КАД на уровень химического загрязнения почвы 89
Заключение 102
Анализ результатов 104
Основные результаты 118
Список литературы 120
Приложение 133
- Геоэкологические проблемы, связанные с загрязнением почвы автомобильным транспортом
- Характеристика территории прохождения трассы КАД
- Концентрации тяжелых металлов
- Влияние процесса строительства КАД на уровень химического загрязнения почвы
Введение к работе
Актуальность работы
Значимость проблемы химического загрязнения почвы определяется двумя главными обстоятельствами. Прежде всего, следует отметить, что почва является важнейшей составляющей частью биосферы (Игнатьев И.А.). Ценность почвы связана не только с ее аграрным и промышленным значением, но и с громадной экологической ролью, которую она играет в круговороте веществ, поддержании как общей стабильности биосферы, так и отдельных биосистем. С другой стороны, строительство автомобильных дорог и функционирование автомобильного транспорта сопровождается значительным негативным воздействием на природные среды и, в частности, на почву. Более 80% выбросов загрязняющих веществ от всех видов транспорта приходится на автомобильный транспорт (Павлова Е.И., Подольский В.П., Потапов А.И., Хватов В.Р. и др.).
Говоря о загрязнении почвы, следует отметить специфическую особенность этой природной среды. В отличие от воздуха и воды, почва является комплексной системой, где основные факторы находятся в определенном равновесии, достигаемом в течение длительного периода времени. Это равновесие, нарушаемое при загрязнении, не может быстро восстановиться даже при устранении причин, вызывающих его. Вместе с тем, почва является природным буфером, определяющим перенос химических соединений в воду, воздух и биоту (Добровольский Г.В., Никитин Е.Д.).
Продолжительность пребывания загрязняющих веществ в почвах гораздо больше, чем в атмосфере и гидросфере. Не случайно термин "загрязнение" по отношению к воздуху и воде утвердился давно, а по отношению к почве — совсем недавно. Практически это произошло только после Всемирной конференции ООН по охране окружающей среды в 1972 году.
К настоящему времени накоплен большой экспериментальной материал, касающийся общих и частных вопросов особенностей загрязнения почвы в результате различных антропогенных воздействий, разработки способов борьбы с загрязнением, решением вопросов гигиенического и экологического нормирования в почве химических загрязнителей и др.
Вместе с тем, целый ряд вопросов, касающихся теории и практики загрязнения почвы при строительстве автомобильных дорог остаются нерешенными. Прежде всего, в большинстве случаев такого рода исследования касались лишь отдельных этапов строительства и эксплуатации дорог. Комплексных исследований, проведенных по единому методическому плану, включающих строительство дорог и их эксплуатацию практически не проводилось. Основным объектом нашего изучения явилось такое крупномасштабное строительство, как восточное полукольцо кольцевой автомобильной дороги (КАД) вокруг г. Санкт-Петербург.
Результаты этих исследований необходимы для разработки технических и профилактических мероприятий, направленных на защиту окружающей среды и обеспечение экологического благополучия населения. Поэтому данная работа посвящена изучению комплекса проблем, связанных со специфическими особенностями загрязнения ; почвы придорожного пространства на этапах выбора трассы и строительства автодороги. /
Диссертационное исследование выполнялось на основании геоэкологических изысканий в рамках работ, проводимых в соответствие с выходом постановления Правительства РФ «Об ускоренном строительстве первой очереди кольцевой автомобильной дороги вокруг Санкт-Петербурга» в 2001 году.
В ряде случаев диссертант являлся одним из ответственных исполнителей проводимых геоэкологических работ.
Цель паботы - техническое обеспечение благоприятной геоэкологической обстановки при строительстве и эксплуатации трассы кольцевой автомобильной дороги вокруг Санкт-Петербурга на основе изучения почвенного покрова и уровня химического загрязнения территории землеотвода до начала и в период строительства.
В соответствии с поставленной целью сформулированы следующие задачи исследования;
Определить категории земель и основных экологически значимых характеристик почвенного покрова земельного отвода под строительство КАД.
Провести маршрутное обследование трассы с целью визуального выявления локальных загрязнений, определения исходного уровня химического загрязнения территории земельного отвода.
Определить уровни загрязнения почв тяжелыми металлами и органическими соединениями на различных расстояниях вдоль трассы КАД.
4. Рассчитать размеры зон санитарного разрыва в зависимости от уровня
загрязнения почвы на разных участках трассы.
5. Исследовать в режиме мониторинга влияния процесса строительства
КАД на состав и уровень химического загрязнения почвы в пределах
зоны санитарного разрыва.
6. Разработать предложения по оптимальному объему локального
экологического мониторинга при строительстве и эксплуатации
крупных автомагистралей.
Методы исследования: в работе применялись современные методы: атомно-абсорционный, высокоэффективной жидкостной хроматографии, спектрофотометрии и др.
При полевых обследованиях трассы строящейся КАД также применялись методы визуального анализа, фотографирования,
лабораторный анализ отобранных в районе прохождения трассы проб почвы.
Достоверность полученных результатов основана на утвержденных международными организациями и правительством РФ нормативных документах и результатах многолетнего (2000 - 2007 гг.) экологического обследования диссертантом объектов автотранспортного комплекса, одним из которых является КАД вокруг Санкт-Петербурга. На защиту выносятся следующие положения:
Теоретическое и экспериментальное обоснование комплексного метода при геоэкологических исследованиях земельных отводов для строительства автомагистралей.
Результаты геоэкологических исследований почв земельного отвода для строительства КАД вокруг г. Санкт-Петербурга по уровню химического загрязнения.
Обоснование размеров зон санитарного разрыва на разных участках автотрассы в зависимости от степени загрязненности почв.
Обоснование перечня наиболее экологически значимых химических загрязнителей придорожных почв.
Научная новизна:
Установлены пределы колебаний фонового содержания наиболее экологически значимых химических соединений органической и неорганической природы в почвах трассы КАД вокруг Санкт-Петербурга.
Выявлена тенденция и установлены причины стабилизации и относительного снижения содержания в почвах придорожного пространства соединений свинца.
Определен перечень наиболее экологически опасных соединений в почве, по уровню содержания которых следует рассчитывать размеры зон санитарного разрыва.
4. Установлены особенности загрязнения почв в зависимости от
специфики технологических процессов строительства автодорог. Практическая ценность работы состоит в том, что результаты изучения степени загрязнения почв и данные маршрутного обследования вошли в пакет документов, явившихся основанием для выбора наиболее экологически безопасной трассы КАД вокруг Санкт-Петербурга.
На основании данных об уровне загрязнения почв на различных участках трассы разработаны и утверждены органами санитарного надзора зоны санитарного разрыва, в обеспечение экологической безопасности населения и с целью оптимизации земельных площадей, выводимых из сельхозоборота.
По результатам определения уровня загрязнения почв, в процессе строительства КАД, получены заключения органов санитарного надзора г. Санкт-Петербурга и Ленинградской области.
Заключения органов санитарного надзора вошли в пакет документов, на основании которых Государственная Комиссия приняла решение о вводе участка КАД в эксплуатацию.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались автором и обсуждались на: Международном семинаре «Экологическое планирование кольцевой автодороги и устойчивое развитие транспорта», СПб, 2001 г.; Международном научно-практическом семинаре «Роль регионального планирования для транспортной отрасли и устойчивого развития Санкт-Петербурга», СПб, 2002 г.; П-м Всероссийском научно-практическом семинара с международным участием «Экологизация автомобильного транспорта: передовой опыт России и стран Европейского союза», СПб, 2004 г.; III Международной научно-практической конференции «Экологическая безопасность автотранспортного комплекса: передовой опыт России и стран Европейского союза», СПб, 2005 г; VII Международном экологическом форуме, СПб, 13-15.03.2007 г.
Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано 10 печатных работ, одна из них в издании, рецензируемом и рекомендованном перечнем ВАК.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 132 страницах машинописного текста, состоит из введения, анализа литературы, пяти глав собственных исследований, включающих описание объекта исследования, методов и объема исследования, анализа полученных данных, результатов исследования, приложения, включает в себя 12 таблиц, 25 рисунков, содержит список литературы из 119 наименований.
Геоэкологические проблемы, связанные с загрязнением почвы автомобильным транспортом
Автомобильный транспорт играет важнейшую роль в социально-экономическом развитии современного общества. Известно, что в настоящее время в мире эксплуатируется более 630 млн. автомобилей. По объему перевозок автомобильный транспорт в четыре раза превосходит все остальные виды транспорта взятые вместе. Автомобильный парк России в 2001 г. насчитывал более 25 млн. единиц, в настоящие время он насчитывает 27 млн. единиц, что составляет 3,5% от общего количества в мире (Голубев И.Р., Новиков Ю.В., 1987; Денисов В.Н., Рогалев В.А., 2003; Арбузов С.А., Некрасова М.А., Зволинский В.П., 2003; Васильев Г.А. и др., 2006).
Наряду с очевидными преимуществами, процесс развития автодорожного комплекса сопровождается возрастающим негативным воздействием на окружающую среду (Евгеньев И.Е., Каримов Б.Б., 1997; Рогалев В.А., Денисов В.Н. 2003; Тихомиров А.Н., 2006). Вряд ли можно найти какое-либо другое инженерное сооружение, которое бы так тесно взаимодействовало с окружающей средой, было приближено к человеку и его жилью, как автомобильная дорога. Доля транспорта, как загрязнителя атмосферного воздуха, составляет около 40% среди других источников загрязнения.
По видам транспорта выбросы загрязняющих веществ распределяются следующим образом: 87% общих выбросов приходится на автомобильный транспорт, около 8% - на железнодорожный, 2% - на дорожный комплекс, чуть более 1-го % на воздушный транспорт и 2% - на речной и морской (Гос. доклад, Якубовский Ю., 1979; Рогалев В.А., Денисов В.Н., 2003).
Характеризуя автотранспорт, как источник загрязнения окружающей среды следует отметить, что основная масса (80%) вредных веществ выбрасывается на территории населенных пунктов. Опасность загрязнения при этом усугубляется пространственной рассредоточенностью. Автомобили распределяются по территории и создают общий повышенный фон загрязнения (Зотов В.Б. и др., 1999; Семенова В.В. и др., 2006).
Низкое расположение источника загрязнения от земной поверхности приводит к тому, что отработавшие газы автомобилей скапливаются в зоне дыхания людей и слабее рассеиваются ветром, по сравнению с промышленными выбросами и выбросами от стационарных источников.
В России в 1993 г. выбросы вредных веществ от автомобилей составили 19 млн. т., в том числе 14,7 млн. т. оксидов углерода, 3,3 млн. т. углеводородов, 0,95 млн. т. оксидов азота и более 4,7 млн. т. высокооксидных соединений свинца (Горбунов В.В., Патрахельцев Н.Н.,,1998).
В двигателях внутреннего сгорания имеется несколько источников выбросов вредных веществ, основными из которых являются три: топливные испарения, картерные и отработавшие газы.
Топливные испарения поступают в атмосферу из топливного бака, карбюратора, элементов системы питания и др. Они состоят из углеводородов топлив различного состава. Дизельное топливо по сравнению с бензином в своем составе содержит более тяжелые фракции и поэтому характеризуется меньшими испарениями. Вредные вещества могут выделяться также в результате сгорания органических веществ (красок, масел, смазок, технических жидкостей и др.), попадающих на горячие поверхности двигателей. Картерные газы представляют собой смесь газов (продуктов сгоревших и несгоревших углеводородов), проникающих через неплотности поршневых колец из камеры сгорания и картера (Гетманец Г.В., Лиханов В.А., 1993; Лапин В.П., Мартинсен А.Г., Попов В.М., 1996; Игнатович Н.И., Рыбальский Н.Г., 1996; Иванов Н.И., 2001).
Отработавшие газы - основной источник токсичных веществ двигателей внутреннего сгорания - это гетерогенная смесь различных веществ, состоящих из продуктов полного и неполного сгорания топлива, аэрозолей и различных микропримесей. Основными нормируемыми токсичными компонентами отработавших газов является оксид углерода, оксиды азота и углеводороды (Иванов Н.И., Фадин И.М., 2001).
При работе двигателя на этилированном бензине в составе отработавших газов присутствует свинец. При сжигании 1т. этилированного бензина автомобили выбрасывают в атмосферу в среднем 0,5 - 0,85 кг. соединений свинца. Часть продуктов сгорания при этом составляют аэрозольные соединения свинца, образующиеся на базе антидетонационных присадок (Горбунов В.В., Патрихельцев Н.Н.,1998).
Углеводороды и оксиды азота при определенных метеорологических условиях активно способствуют образованию смога. Смог - ядовитый туман, образующийся в нижнем слое атмосферы, загрязненный вредными веществами от промышленных предприятий и транспорта. Он представляет собой аэрозоль, состоящий из дыма, тумана, пыли, частичек сажи, капель жидкости (Кустов В.В., Тиунов Л.А., Васильев Г.А., 1975).
В состав отработавших газов автомобильных двигателей входят высокоактивные полициклические ароматические углеводороды. Большая часть этих углеводородов является канцерогенами. Наиболее стойким и основным из них считается бенз(а)пирен (С20Н12) (Шабад Л.М., 1973; Шабад Л.М., Хесина А.Я., Смирнов Г.А., 1979; Пшенин В.Н., 1995; Howard С. V., 2007).
Говоря об автомобильном транспорте, как о факторе, загрязняющем окружающую среду, необходимо учитывать, что автомобили следует рассматривать как неотъемлемую составляющую системы автодорожного комплекса. Автомобильная дорога, являясь носителем источника загрязнения - автомобилей, вносит существенный вклад в экологические проблемы автодорожного транспорта. К сожалению, нормативные положения, относящиеся к собственно автомобилям и дорогам, оторваны друг от друга. Так, в проекте Закона РФ «Об экологической безопасности автомобильного транспорта», проблемам автомобильных дорог практически не уделяется внимания. Вместе с тем, величина экологического ущерба от функционирования автодорожного комплекса Российской Федерации достигает ПО млрд. руб. Наибольшая доля этого ущерба (до 60%) связана с перевозкой пассажиров легковыми автомобилями (Баранова Л.Д., 2001).
Функционирование автодорожного комплекса сопряжено с образованием пыли в приземном воздушном слое. При движении автомобилей происходит истирание дорожных покрытий и автомобильных шин, продукты износа которых смешиваются с твердыми частицами отработавших газов (Подольский В.П. и др., 1999). К этому добавляется грязь, занесенная на проезжую часть с прилегающего к дороге почвенного слоя. В результате образуется пыль. Эта пыль может переноситься ветром на расстояния от нескольких до сотен километров. Химический состав и количество пыли зависят от материалов дорожного покрытия. Наибольшее количество пыли создается на грунтовых и гравийных дорогах. Дороги с покрытием из зернистых материалов (гравийные) образуют пыль, состоящую, в основном, из диоксида кремния. На грунтовых дорогах пыль на 90% состоит из кварцевых частиц. Основную часть составляют оксиды алюминия, железа, кальция и др. (Якубовский Ю., 1979; Павлова Е.И., 2000; Чекмарева О.В., 2002).
Валовой выброс пыли на автомобильных дорогах без капитального ремонта составляет свыше 56 тыс. тонн в год. На дорогах с асфальтобетонным покрытием в состав пыли дополнительно входят продукты износа вяжущих битумсодержащих материалов, частиц краски или пластмассы от линий разметки дорог на полосы (Денисов В.Н., Рогалев В.А., 2003). Естественно, что запыленность воздуха оказывает непосредственное вредное действие на организм человека, растения и животный мир. Кроме того, пыль оседает на почве, загрязняя её различными химическими соединениями.
Придорожная полоса загрязняется также горюче-смазочными материалами, твердыми выбросами двигателей, мусором и др. (Бусел А.В., Лясковская Л.П., 2001). Уровень загрязнения почв придорожной полосы выбросами автотранспорта зависит от интенсивности движения машин и продолжительности эксплуатации автодороги. Интенсивность движения на некоторых автомагистралях достигает сотен тысяч автомобилей в сутки. При такой высокой интенсивности движения выделяется огромное количество вредных веществ. Часть этих выбросов оседает вблизи дороги, однако данные о расстояниях, на которых содержание вредных веществ достигает соответствующих предельно допустимых концентраций, противоречивы. В то же время, в зависимости от этого решаются вопросы об отчуждении земли в обеспечение санитарно-защитной зоны.
Характеристика территории прохождения трассы КАД
Трасса ЛОТа № 1 берет начало от Московского шоссе, близ поселка Шушары, и заканчивается на Запорожской улице.
Участок пересекает автомагистраль "Россия" (Московское шоссе), существующие железнодорожные пути Октябрьской железной дороги, действующие инженерные сети г. Санкт-Петербург и проходит вне населенных пунктов. Транспортная развязка по Московскому шоссе предусматривает съезды и заезды на КАД с Московского шоссе, Витебского пр. Участок пересекает ул. Софийская, существующие железнодорожные пути Октябрьской железной дороги, действующие инженерные сети г. Санкт-Петербурга, промзону "Обухово" и проходит в черте городской застройки по ул. Запорожская. Транспортная развязка предусматривает съезды и заезды на КАД с ул. Софийская,1, которая сооружается в эстакадном варианте. Часть участка проходит по заболоченной и сильно увлажненной территории. Болота состоят.из торфа и залегают на глубину до 4 метров. План участка трассы приведен на рис. 2.1.1.
Трасса ЛОТа № 2 проходит в юго-восточной части города, по территории Невского района г. Санкт-Петербург, а также по территории Всеволожского района Ленинградской области. Левый берег Невы в зоне мостового перехода характеризуется плотной городской застройкой: жилыми и общественными зданиями и сооружениями, промышленными предприятиями, спортивными сооружениями и парками.
Данная территория имеет развитую транспортную инфраструктуру, основным элементом которой является проспект Обуховской обороны, проходящий на значительном протяжении вдоль левого берега Невы. Между проспектом Обуховской обороны и береговой линией, непосредственно в зоне моста, находится сад «Спартак» и спортивный комплекс Обуховского завода.
На левом берегу Невы, рассматриваемый участок трассы КАД, начинается на ПК 585+76,6, проходит над существующей Запорожской улицей до пересечения с пр. Обуховской обороны, далее над территорией сада «Спартак», пересекает реку Неву, на правом берегу проходит над территорией ремонтно-эксплуатационной базы ОАО «Пассажирский порт», пересекает продолжение Октябрьской набережной и заканчивается на ПК 614+00.
В пределах ЛОТа № 2 трасса КАД проходит в эстакадном варианте с двумя транспортными развязками на лево- и правобережном съездах с моста. Организация левобережного съезда предусматривается на пр. Обуховской обороны, правобережного - на Октябрьскую набережную. Важнейшим сооружением по трассе КАД, обеспечивающим связь южных районов города и федерального выхода на Москву с северными районами, федеральными дорогами «Кола» и «Скандинавия» является мостовой переход через р. Неву. План участка трассы приведен нарис. № 2.1.2.
Трасса ЛОТа № 3 берет начало близ поселка Новосаратовка (ПК 614) и заканчивается у автодороги "Кола" (ПК 664). Трасса проходит по пригороду г. Санкт-Петербург и насыщена различными инженерными коммуникациями.
На участке ЛОТа №3 предусмотрено строительство транспортной развязки в двух уровнях на пересечении КАД с автодорогой "Кола", моста через реку Утка и трех водопропускных труб на основной дороге.
Трасса проходит по сельскохозяйственным землям АОЗТ "Приневское" с таким расчетом, чтобы минимально пересекать пашню. На участке от ПК 637 до ПК 648 трасса проложена по границе леса и пашни, а от ПК 648 до ПК 664 по территории, занятой осиново-березовым лесом.
Участок ЛОТа № 4 восточного полукольца КАД берет свое начало от развязки с автомобильной дорогой «Кола», Мурманское шоссе (ПК 664+33) до железной дороги на станцию Мга (ПК 707+00). Участок пересекает земли сельскохозяйственного использования, реки Оккервиль и Нарвик, Всеволжский парклесхоз и Охтинский учебно-опытный лесхоз.
Проектом предусмотрено строительство мостового перехода через реку Оккервиль, четырех водопропускных труб, двух путепроводов через КАД на реконструируемом участке примыкающей дороги и через железную дорогу на станцию Мга.
Трасса автодороги на участке ЛОТа № 4 проходит по территории Всеволожского района Ленинградской области и занимает земли следующих землевладельцев: Всеволожский парклесхоз; АОЗТ «Выборгское»; СА «Колхоз Янино»; Охтинский учебно-опытный лесхоз.
Трасса ЛОТа 4.1. берет свое начало недалеко от пересечения Октябрьской железной дороги на ст. Мга и реки Нарвин (ПК 707) и заканчивается близ поселка Новоковалево (ПК 750). В данном районе располагается Ржевский лесопарк, территория которого занята березово-еловым, еловым, елово-березовым, сосновым лесами. Участок пересекает реку Лапка и Караулов ручей.
Трасса проходит по Ленинградской области и насыщена различными инженерными коммуникациями (линии связи, ЛЭП, газопроводы, дороги, хранилища).
На участке автодороги предусмотрено строительство развязки через Колтушское шоссе, путепровода через ж/д пути Заневский пост-Янино, путепровода через Колтушское шоссе на развязке №11, путепровода через три водовода и технологическую дорогу.
Близлежащими населенными пунктами в районе ЛОТа 4.1. являются п. Заневка (население - 628 чел.) и п. Янино-1 (население - 4935 чел.).
Участок Кольцевой автомобильной дороги ЛОТа № 5 (ПК 750+00 - ПК 795+72) от Ржевки (Поперечная и Лесопарковая ул.) до продолжения Шафировского пр. расположен в административных границах Санкт-Петербурга на территории Красногвардейского административного района. Участок проходит через различные по функциональному, правовому и природоохранному статусу зоны:
- земли городской и поселковой застройки;
- земли, занятые городскими зелеными насаждениями;
- земли сельскохозяйственного использования;
- земли, занятые лесопарковыми массивами;
- земли, занятые промышленными предприятиями. От ПК 750 до ПК 757 трасса КАД проходит через территорию Охтинского учебно-опытного лесхоза, являющегося структурным подразделением Санкт-Петербургской Государственной лесотехнической академии им. СМ. Кирова.
На участке ПК 757 - ПК 780 трасса КАД проходит в пределах плотной городской застройки с преобладанием жилых домов. Значительная часть данного участка проходит фактически в полосе отвода Ириновской железнодорожной ветки.
На участке от ПК 780 до ПК 785 трасса пересекает р. Охта и по эстакаде проходит вдоль территории садоводства Педиатрического института, расположенного вдоль правого берега р. Охта. В зоне тяготения данного участка находятся промышленные предприятия: завод "Пластполимер", завод "Химволокно".
На рассматриваемом участке КАД имеется две транспортных развязки -на пересечении с Поперечной и Лесопарковой ул. и на продолжении Шафировского пр. На участке КАД - Рябовское шоссе запланировано строительство путепровода в створе Рябовского шоссе.
План участка трассы приведен нарис. 2.1.3.
Концентрации тяжелых металлов
Наибольший интерес переставляет исследование почв на загрязнение их тяжелыми металлами. Типичными представителями тяжелых металлов в почвенном покрове, связанными с деятельностью транспорта, являются свинец и цинк. Не меньший интерес представляет содержание в почве меди. В ряде литературных источников имеются сведения о существенной роли автотранспорта, как источника кадмия. В связи с этим в процессе изысканий и в соответствии с требованиями нормативных документов почва исследовалась повсеместно и на содержание кадмия. Величина ориентировочно допустимой концентрации (ОДК) этих тяжелых металлов с учетом фона зависит от группы почв (ГН 2.1.7.020-94).
Для меди величина ОДК равна следующему: если это песчаные и супесчаные почвы - 33 мг/кг, если это кислые почвы (суглинистые и глинистые, рН 5,5) - 66 мг/кг, близкие к нейтральным, нейтральные (суглинистые и глинистые, рН 5,5) - 132 мг/кг.
Для цинка величина ОДК равна: для песчаных и супесчаных почв -55 мг/кг, для кислых (суглинистых и глинистых, рН 5,5) - ПО мг/кг, для близких к нейтральным, и нейтральных (суглинистых и глинистых, рН 5,5)-220 мг/кг.
Для свинца, если это песчаные и супесчаные почвы величина ОДК равна - 32 мг/кг, если это кислые (суглинистые и глинистые, рН 5,5) почвы - 65 мг/кг, если близкие к нейтральным или нейтральные (суглинистые и глинистые, рН 5,5) -130 мг/кг;
Для кадмия величина ОДК равна: песчаные и супесчаные почвы - 0,5 мг/кг, кислые (суглинистые и глинистые, рН 5,5) почвы - 1,0 мг/кг, близкие к нейтральным или нейтральные (суглинистые и глинистые, рН 5,5)-2,0 мг/кг; Ниже представлена таблица 4.1.1. и рисунки (4.1.1., 4.1.2., 4.1.З., 4.1.4.) на которых показан уровень загрязнения тяжелыми металлами трассы КАД, рассчитан суммарный показатель загрязнения почв (Zc), который позволил оценить степень опасности земель данной территории.
Как следует из приведенных данных, практически все почвы на данной территории относятся к допустимой категории загрязнения почв, кроме участка между пикетами 536 - 543+50, место, где суммарный показатель загрязнения (Zc) равен 43,16 - эти почвы относятся к опасным («Правила охраны почв в г. Санкт-Петербург», утвержденные распоряжением мэра г. Санкт-Петербург № 891 от 30.08.94. «О введении регионального норматива по охране почв в Санкт-Петербурге»).
Если говорить о концентрациях цинка на землях, отводимых под строительство КАД на территории Ленинградской области, которые в основном заняты сельскохозяйственными угодьями и лесопарками, то допустимые концентрации из большой серии наблюдений (не считая пересечений с магистралями) превышены только на одном участке - в пойме реки Утка, при этом фоновые концентрации составляют 21 мг/кг. В то же самое время, на городских территориях в зоне землеотвода и расположенных в основном в промзонах и насыщенных свалками, они составляют 88 мг/кг.
Дополнительно был рассчитан суммарный коэффициент загрязнения и для мест пересечения КАД с некоторыми автомагистралями (таблица 4.1.2.).
В исследованиях проводились измерения концентраций кадмия в почвах. Следует отметить, что практически повсеместно концентрации кадмия находились на уровне допустимых значений за редкими исключениями, где они близки ОДК.
Особо следует выделить обнаруженные в ходе исследований места с превышением допустимых концентраций тяжелых металлов. Эти данные приведены в таблице 4.1.3.
При проведении исследований особое внимание уделялось загрязнению почв на пересечениях с транспортными магистралями.
Ниже, на рисунках 4.1.5., 4.1.6., 4.1.7., 4.1.8., 4.1.9., 4.1.10. показано характерное убывание концентраций цинка и свинца по мере удаления от дороги.
На рисунках 4.1.11., 4.1.12. приводятся данные о распределении концентраций меди на пересечении КАД с действующими автомагистралями. Как следует из приведенных данных, связь между уровнем концентрации меди и расстоянием от транспортной магистрали не установлена.
Концентрации цинка на землях, отводимых под строительство, превышены только на одном участке - в пойме реки Утка, при этом фоновые концентрации составляют 21 мг/кг. В то же время на городских территориях в зоне землеотвода и расположенных в основном в промзонах и насыщенных свалками, они составляют 88 мг/кг. Карта - схема загрязнения почв южной части трассы КАД цинком и легенда к ней представлена на рисунке 4.1.13.
Влияние процесса строительства КАД на уровень химического загрязнения почвы
Практически воздействие на окружающую среду происходит с момента начала строительства дороги. В связи с этим требуется проведение систематических наблюдений за состоянием окружающей среды. Подавляющее большинство технологических процессов, связанных со строительством автомобильной дороги и приготовлением материалов может загрязнять окружающую среду.
Следует отметить, что загрязнение среды в процессе строительства имеет временный характер и суммарное его воздействие оказывается меньше, чем в процессе эксплуатации дороги. Однако химические загрязнения от временных работ, аккумулируясь в почве, могут оказывать длительное отрицательное влияние на экологическую обстановку.
По характеру и степени воздействия технологические процессы при строительстве автомобильной дороги можно подразделить на ряд этапов:
Разработка, перемещение и укладка грунта и других минеральных материалов при возведении земляного полотна и установки оснований дорожных одежд (расчистка полосы отвода от деревьев и кустарников, снятие и перемещение растительного слоя, разработка выемок, перемещение грунта землеройными машинами и транспортными средствами, устройство насыпей, подстилающих слоев).
Приготовление материалов и изделий дорожного строительства (разгрузка и хранение материалов, высушивание, хранение изделий или полуфабрикатов).
Укладка и монтаж материалов и конструкций (транспортировка к месту укладки, монтаж элементов искусственных сооружений, горячая или холодная укладка смеси, установка элементов обустройства дорог).
Функционирование пунктов обеспечения дорожного строительства (стоянки дорожно-строительных машин, пункты техобслуживания, склады ГСМ, бытовые, управленческие и другие службы).
Каждый из приведенных технологических процессов отличается спецификой характера и степенью воздействия на окружающую среду. Наибольшее воздействие оказывают дорожно-строительные и транспортные машины. Работа этих машин приводит к загрязнению атмосферного воздуха, почвы, поверхностных и грунтовых вод, повышению шумового фона. При этом могут возникать серьезные негативные изменения во всех компонентах окружающей среды.
Говоря о значении отработавших газов дорожно-строительных и транспортных машин, как фактора, загрязняющего среду, следует отметить, что только для устройства 1 км дорожной одежды цементно-бетонным покрытием используется от 100 до 200 дорожно-строительных машин разного назначения. Соответственно, при строительстве автомобильных дорог Ш-І категории с асфальтобетонным покрытием используются десятки машин.
В штатной ситуации источниками загрязнения является автотранспортная и дорожно-строительная техника, выполняющая погрузо-разгрузочные работы, экскавацию и выемку грунта, а именно: экскаваторы одноковшовые, погрузчики фронтальные, бульдозеры гусеничные, автогрейдеры, катки грунтовые, асфальтоукладчики, автогудронаторы, битумовозы, бензовозы, цементовозы, автокраны, автосамосвалы и др. Последовательность выполнения работ складывается из следующих этапов: подготовительные работы, устройство земляного полотна, устройство дорожной одежды, устройство искусственных сооружений, завершающие работы.
Для предотвращения неблагоприятного действия названных факторов строительства необходимо проведение контроля за содержанием вредных химических веществ в почве и других природных средах в режиме мониторинга. Необходимость проведения экологического мониторинга определяется целым рядом нормативных документов.
Характеризуя основные цели локального экологического мониторинга следует сказать, что он выполняется для выяснения тенденций количественного и качественного изменения состояния окружающей природной среды во времени, в зонах возможного негативного воздействия процесса строительства.
При этом наблюдения включали систематическую регистрацию и контроль показателей за уровнем загрязнения почвы в местах размещения и функционирования потенциальных источников воздействия и в районах возможного распространения.
С учетом этих тенденций разрабатывались рекомендации и предложения по снижению и исключению негативного влияния процесса строительства на уровень загрязнения почвы.
Лабораторным исследованиям проб почвы предшествовали маршрутные наблюдения за состоянием трассы в период строительства.
Аналогичное по задачам и методическому подходу маршрутное обследование трассы проводилось нами перед началом строительства КАД. Результаты этих наблюдений приведены в главе 3. Поскольку основная цель настоящего раздела работы состояла в определении влияния процесса строительства автомобильной дороги на уровень химического загрязнения почвы, основное внимание при маршрутном обследовании было уделено характеристике строительных работ.
К общим видам работ, проводимых при строительстве КАД существенно затрагивающих почвенный покров, следует отнести освобождение территории от леса, засыпку болот, выторфовку, отсыпку земляного полотна и др.
Мостовые работы выполнялись в виде строительства свайных ростверков опор эстакады основного хода и др.
Значительный объем работ был связан с сооружением водоотводов поверхностных вод, с прочисткой дренажных канав и существующих водопропускных труб. В ряде случаев производилось спрямление русел рек в пределах землеотвода трассы.
Практически по всей трассе проводилась проверка и очистка территории от взрывоопасных предметов, разборка сооружений, попавших в зону строительства, переустройство инженерных сетей (водоводы, дождевая и общесплавная канализация, водопровод, теплосети, электросети и др.).
До начала строительства земляного полотна, проводились работы по снятию плодородного слоя и сооружались валы с последующим использованием почв для устройства откосов и рекультивации земель в полосе отвода дороги.
В ходе маршрутных наблюдений были отмечены недостатки, влияющие на уровень загрязнения почвы. В частности, в ряде случаев, при засыпке болот вместе с грунтом использовался строительный мусор, засыпка производилась без удаления растительности и др.
