Введение к работе
Актуальность темы: Одной из приоритетных задач, стоящих перед дорожно-транспортным комплексом России, в том числе и лесной промышленности, является снижение негативного воздействия транспорта и дорог на экосистемы придорожной полосы.
За последние годы автомобильный транспорт обеспечивает свыше 55% объемов внутренних грузовых перевозок (в лесной промышленности свыше 85%), с тенденцией увеличения этой доли, являясь таким образом "главным перевозчиком" для растущих секторов экономики России. Уже сейчас, согласно имеющимся оценкам, доля автомобильного транспорта в валовом внутреннем продукте (ВВП) без учета эффекта использования автомобилей, находящихся в личном пользовании, составляет до 6-10% от ВВП.
Вместе с тем процесс автомобилизации сопровождается нарастающими негативными эффектами. Автомобильный транспорт является одним из крупнейших загрязнителей окружающей среды. В масштабах Российской Федерации его доля в суммарных выбросах загрязняющих веществ в атмосферу всеми техногенными источниками достигается 43%, в выбросах парниковых газов - порядка 10%. Доля автотранспорта в шумовом воздействии на население городов составляет 85-95%. Повышенному риску и необратимой потере здоровья в результате загрязнения атмосферного воздуха автотранспортом подвержено примерно 10-15 миллионов горожан.
Разработка мероприятий по снижению негативных воздействий на окружающую придорожную среду является одной из важнейших задач подпрограммы "Автомобильные дороги" Федеральной целевой программы модернизации транспортной системы России до 2010 г., концепции развития автомобильной промышленности до 2015 г., основных направлений развития лесной промышленности до 2015 г.
В период до 2015 года, несмотря на прогнозируемый рост объемов производства лесобумажной продукции, ожидается снижение экологической нагрузки на окружающую среду. На первом этапе развития (2002-2005 гг.) крупные предприятия лесной отрасли завершат начатое техническое и технологическое обновление, что повысит экологическую эффективность производства. В 2006-2010 годах проблемы повышения экологической безопасности лесопромышленного комплекса будут решаться по следующим основным направлениям: широкое внедрение экологически чистых и ресурсосберегающих технологий, современных машин и оборудования, эффективных химикатов и материалов; повышение эффективности очистки сточных вод и пылегазовых выбросов с применением методов анаэробного окисления, мембранной технологии, озонирования, каталитического окисления парогазовых выбросов и др. В 2010-2015 годах предусматривается внедрение на крупных целлюлозно-бумажных предприятиях безхлорной отбелки целлюлозы, осуществление замкнутых систем водопотребления; уменьшение объема сточных вод за счет переработки сульфитных щелоков, снижения сульфитности варочного щелока; снижение вредных газовых выбросов от энерготехнологических котлов за счет перевода их на природный газ, бессернистый мазут, древесные отходы, применение альтернативного топлива на автомобильном транспорте и др.
При благоприятном развитии финансово-экономической ситуации и применения государственных нормативных актов по охране окружающей
РОС НАЦИОНАЛЬНА* БИБЛИОТЕКА
СПетербгрг ЇЛО
оэ щьЧмуJAM
среды появится возможность значительного повышения экологической безопасности предприятий лесной отрасли, включая и автомобильно-дорожный комплекс.
Следовательно, теоретическое обоснование, экспериментальное изучение, оценка и прогноз техногенного воздействия автомобильного транспорта и дорог на экосистемы придорожной полосы являются актуальными научными и прикладными задачами лесной и автомобильно-дорожной отраслей России.
Решение этих задач требует системного подхода в теоретических и экспериментальных исследованиях, позволяющего более точно и научно-обоснованно дать прогноз экологического состояния придорожной полосы и разработать мероприятия по повышению экологической безопасности автомобильно-дорожного и лесопромышленного комплексов России.
Целью работы является разработка научно-практических основ снижения техногенного воздействия автомобильного транспорта на придорожные экосистемы в процессе эксплуатации дорожно-транспортного комплекса лесной отрасли.
Научная новизна работы:
- развита теория конвективно — диффузионного распространения загрязняющих веществ в придорожной полосе, позволяющая учитывать дискретность и нестационарность транспортного потока и особенность перемещения тяжёлых металлов в воздухе, получены соответствующие теоретические зависимости;
разработана и обоснована математическая модель процесса загрязнения почв и растительности загрязняющими веществами и на её основе получены аналитические зависимости для расчёта количества и глубины проникновения загрязняющих веществ в почве.
предложена методика по порогам токсического воздействия автотранспорта на лес, позволяющая оценить возможность экологического нормирования и минимизации экологического воздействия автотранспорта на лес, установлен порог токсического воздействия на лес от автотранспорта, который по взвесям составляет величину порядка 120 мгл"1 снеговой воды;
определены параметры многоцелевых лесных полос, позволяющих защитить дорогу от снежных заносов с учётом экологической безопасности;
получена аналитическая зависимость для определения экологического ущерба, учитывающая одновременно загрязнение воздуха, почвы и растительности в придорожной полосе.
На защиту выносятся:
1. Система моделей процессов загрязнения воздуха, почвы и расти
тельности придорожной полосы на основе конвективно - диффузионной тео
рии переноса, учитывающая пульсационныи режим движения транспортного
потока, скорости и направления ветра, особенности перемещения тяжёлых
металлов в воздухе;
2. Аналитические зависимости процесса загрязнения почв и раститель
ности загрязняющими веществами.
-
Методика по определению порога токсического воздействия автотранспорта на лес и аналитические зависимости расчёта содержания тяжёлых металлов в почве и растительности, позволяющие оценить параметры качества придорожных экосистем;
-
Рекомендации по проектированию многоцелевых лесных полос с учётом снижения концентрации контаминантов на придорожных территориях и предотвращения снегозаносимости дорог;
-
Аналитические зависимости для определения экологического ущерба.
Личный творческий вклад автора в получении результатов научных исследований, изложенных в диссертации. В 1997-2004 гг. под руководством и личном участии автора рассмотрена структура системы математических моделей техногенного воздействия, разработаны расчётные методики к проведению экспериментального изучения процессов загрязнения воздуха, почвы и растительности придорожной полосы в лесном фонде: учебно — опытного лесхоза ВГЛТА (магистраль «Дон»); Волжском, Плюсском, Крестецком, Калужском, Оленинском, Мантуровском, Каменском, Баталинском, Салигамин-ском леспромхозах (влияние лесовозных магистралей и веток).
Все работы по организации эксперимента, обработке экспериментальных данных, их анализу и математическому моделированию выполнены лично автором при консультации научного руководителя д.т.н., проф. Курьянова В.К.
Практическая ценность работы определяется применением результатов исследования для прогноза загрязнения воздушной среды, почв и растительности придорожной полосы, определения качества экосистем и экологического ущерба от техногенного воздействия транспорта и дорог.
Реализация работы. Результаты работы внедрены автором в практическую деятельность: Баталинского леспромхоза, Телермановского лесхоза, ООО "Дороги севера", центра Дорожно — мостового проектирования «Магистраль» (при разработке проектов строительных лесовозных автомобильных дорог в Калужской области), Коми республиканском дорожном департаменте (при диагностике и прогнозе техногенного воздействия дорог на экосистемы), Московском Автодоре (при обосновании многоцелевых лесных полос вдоль автомобильных дорог).
Реализация работы. Результаты работы внедрены автором в практическую деятельность центра Дорожно - мостового проектирования «Магистраль» (при разработке проектов строительных лесовозных автомобильных дорог в Калужской области), Коми республиканском дорожном департаменте (при диагностике и прогнозе техногенного воздействия дорог на экосистемы), Московском Автодоре (при обосновании многоцелевых лесных полос вдоль автомобильных дорог).
Апробация результатов работы. Научные положения и результаты исследований докладывались и были одобрены на научно - практических конференциях в Воронежской государственной лесотехнической академии,
Уральского государственного лесотехнического университета, Петрозаводского государственного университета, Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 8 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, основных выводов и рекомендаций, списка использованных источников и приложения. Основное содержание работы изложено на 167 страницах компьютерного текста, рисунков 20, таблиц 40. Список литературы содержит 120 наименований.
Похожие диссертации на Оценка техногенного воздействия лесовозного автомобильного транспорта на придорожные экосистемы
