Оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС

Оценка воздействия
на окружающую среду (ОВОС)
ТЕХНОЛОГИЯ
ЗИМНЕЙ УБОРКИ ПРОЕЗЖЕЙ ЧАСТИ
МАГИСТРАЛЕЙ, УЛИЦ, ПРОЕЗДОВ И
ПЛОЩАДЕЙ
(объектов дорожного хозяйства г. Москвы)
С ПРИМЕНЕНИЕМ
ПРОТИВОГОЛОЛЕДНЫХ РЕАГЕНТОВ
(на зимние периоды 2012 гг. и далее)
Москва, 2012
СОДЕРЖАНИЕ
1.
ЛИЦА
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ .............................................................................. 4
1.1. ЗАКАЗЧИК ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ...................................................................... 4
1.2. ОБЪЕКТ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ПЛАНИРУЕМОЕ МЕСТО ЕЕ РЕАЛИЗАЦИИ ....... 4
1.3. ФАМИЛИЯ, ИМЯ, ОТЧЕСТВО, ТЕЛЕФОН СОТРУДНИКА - КОНТАКТНОГО
................................................................................................................ 4
1.4. ХАРАКТЕРИСТИКА ТИПА ОБОСНОВЫВАЮЩЕЙ ДОКУМЕНТАЦИИ............ 4
2. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА ПО ОБОСНОВЫВАЮЩЕЙ
ДОКУМЕНТАЦИИ ................................................................................................... 5
3. ОБОСНОВАНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЗИМНЕГО СОДЕРЖАНИЯ
ОБЪЕКТОВ ДОРОЖНОГО ХОЗЯЙСТВА ......................................................... 8
3.1. ТЕХНОЛОГИИ БОРЬБЫ С ЗИМНЕЙ СКОЛЬЗКОСТЬЮ ................................ 19
3.2. ИЗМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДОРОЖНОГО
ПОЛОТНА ПРИ ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЗИМНЕЙ СКОЛЬЗКОСТИ .......................................... 24
3.3. ВЛИЯНИЕ ПРОТИВОГОЛОЛЕДНЫХ РЕАГЕНТОВ НА СВОЙСТВА СНЕГА ... 25
3.4. ВЛИЯНИЕ ПРОТИВОГОЛОЛЕДНЫХ РЕАГЕНТОВ НА СВОЙСТВА ЛЬДА ..... 27
3.5. ИЗВЕСТНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ ПГР (АССОРТИМЕНТ, НОМЕНКЛАТУРА, ..... 29
4.
ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ..................... 37
4.1. НОРМИРОВАНИЕ СОДЕРЖАНИЯ КОМПОНЕНТОВ ПГР В ПРИРОДНЫХ
СРЕДАХ
.............................................................................................................. 37
4.1.1. Атмосферный воздух .................................................................... 38
4.1.2. Водные объекты ........................................................................... 41
4.1.3. Почва ............................................................................................ 444
4.1.4. Определение класса опасности отходов расcчетным и
экспериментальным путем ................................................................................ 47
4.2. СОСТОЯНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ .................................................... 488
4.2.1. Климатические факторы .......................................................... 488
4.2.2. Состояние почвенного слоя.......................................................... 50
4.2.3. Состояние атмосферного воздуха и источники воздействия 54
4.2.4. Состояние водных объектов ....................................................... 56
4.2.5. Состояние растительного и животного мира ......................... 60
4.2.6. Состояние особо охраняемых природных территорий - ООПТ .
........................................................................................................ 62
4.3. УМЕНЬШЕНИЕ ПОТЕНЦИАЛЬНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ
СРЕДУ (СУЩЕСТВУЮЩИЕ АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ВАРИАНТЫ) ....................................... 64
4.4. ОСОБЕННОСТИ ЗИМНЕЙ УБОРКИ ОДХ В Г. МОСКВЕ ............................ 79
5. ТРЕБОВАНИЯ К СОДЕРЖАНИЮ ОБЪЕКТОВ ДОРОЖНОГО
ХОЗЯЙСТВА В ЗИМНИЙ ПЕРИОД И ПРЕДЛАГАЕМАЯ СИСТЕМА
МЕР ПО ИХ РЕАЛИЗАЦИИ .............................................................................. 833
2
5.1. ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ
И
ГРАДОСТРОИТЕЛЬНЫЕ
ОСОБЕННОСТИ ГОРОДА ........................................................................................... 833
5.2. ТРЕБОВАНИЯ К ЗИМНЕМУ СОСТОЯНИЮ ОДХ..................................... 844
5.3. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ТЕХНОЛОГИИ ЗИМНЕЙ УБОРКИ ОДХ Г.
МОСКВЫ И НОМЕНКЛАТУРЫ ПГР ............................................................................ 89
5.4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ............................. 99
6. ОЦЕНКА
ВОЗДЕЙСТВИЯ
ПРЕДЛОЖЕННОЙ
«ТЕХНОЛОГИИ» НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ ...................................... 1011
6.1.
6.2.
6.3.
6.4.
6.5.
ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ, ГРУНТЫ ............................ 1011
ВОЗДЕЙСТВИЕ НА РАСТИТЕЛЬНЫЙ И ЖИВОТНЫЙ МИР ................... 10909
ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ . 1122
ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ВОДНЫЕ ОБЪЕКТЫ ............................................... 1177
РЕЗУЛЬТАТЫ МОНИТОРИНГА ВЛИЯНИЯ ПГР НА КОМПОНЕНТЫ
ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ............................................................................................ 121
6.6. МЕРОПРИЯТИЯ
ПО
СНИЖЕНИЮ
ВОЗМОЖНЫХ
НЕГАТИВНЫХ
ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИИ .......... 1244
7.
Р Е З Ю М Е .......................................................................................... 131
3
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
1.1.
Заказчик деятельности
Наименование:
Адрес местонахождения:
Телефон, факс:
Департамент жилищно-коммунального хозяйства и
благоустройства города Москвы
Богоявленский пер., д.6, стр.2, г. Москва, 109012
+7 495 957-01-02, +7 495 957-01-01
1.2.
Объект деятельности и планируемое место ее реализации
Объект деятельности – автомобильные дороги, тротуары, внутриквартальные проезды и прилегающие к ним территории зеленые насаждения, искусственные дорожные сооружения, защитные дорожные сооружения, а также
территории дворов города Москвы.
Планируемое место реализации – город Москва.
1.3.
Фамилия, имя, отчество, телефон сотрудника - контактного лица
Заместитель руководителя Департамента жилищно-коммунального хозяйства и благоустройства города Москвы – Хромушин Евгений Акимович.
Телефон приемной: (495) 957-02-09
1.4.
Характеристика типа обосновывающей документации
Технология зимней уборки проезжей части магистралей, улиц, проездов и
площадей (объектов дорожного хозяйства г. Москвы) с применением противогололедных реагентов (на зимние периоды с 2012 гг. и далее).
4
2.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА ПО ОБОСНОВЫВАЮЩЕЙ
ДОКУМЕНТАЦИИ
В Москве работы по разработке и внедрению новой системы зимнего содержания объектов дорожного хозяйства (ОДХ) и утилизации снега активно
начались с 1998 г.
В 2005-2006 гг. действовали «Регламент зимнего содержания магистралей, улиц, проездов и площадей (объектов дорожного хозяйства) г. Москвы» и
«Временная инструкция по технологии зимней уборки проезжей части магистралей, улиц, проездов и площадей (объектов дорожного хозяйства) с применением противогололедных материалов и гранитного щебня фракции 2-5 мм»,
которые получили положительное заключение государственной экологической
экспертизы (ГЭЭ), осуществляемой Федеральной службой по надзору в сфере
природопользования (Заключение утверждено Приказом Росприроднадзора от
30.12.2004 г. № 206).
Ранее на зимний период 2004-2005 гг. был согласован «Регламент…» и
«Временная инструкция по технологии… (Приказ МПР России от 25.11.2003 г.
№ 1036), а на зимний период 2006-2007 и 2007-2008 гг. Заключение ГЭЭ
утверждено Приказом Регионального управления Росприроднадзора по ЦФО от
20.03. 2006 г № 520-Э/М.
В ст. 1 Федерального закона от 23.11.1995 г. № 174-ФЗ «Об экологической экспертизе» федеральным законом от 18.12.2006 г. № 232-ФЗ внесены изменения.
«Экологическая экспертиза – установление соответствия документов и
(или) документации, обосновывающей намечаемую в связи с реализацией объекта экологической экспертизы хозяйственную или иную деятельность, экологическим требованиям, установленным техническими регламентами и законодательством в области охраны окружающей среды, в целях предотвращения
негативного воздействия такой деятельности на окружающую среду».
Объекты государственной экологической экспертизы федерального уровня определены в ст. 11 вышеупомянутого Федерального закона (№ 174-ФЗ). В
случае внесения изменений и дополнений в ранее прошедшую ГЭЭ документацию или реализации технологии с отступлениями от документации, получившей ранее положительное заключение - все предусмотренные законом процедуры должны повториться заново (ст. 11, п. 8).
В ст. 11 вышеупомянутого федерального закона (№ 174-ФЗ) обозначены
объекты государственной экологической экспертизы федерального уровня по п.
5 данной статьи к ним отнесены: «проекты технической документации на
новую технику, технологию, использование которой может оказать воздействие на окружающую среду, а также технической документации на новые вещества, которые могут поступать в окружающую среду».
К объектам государственной экологической экспертизы регионального
уровня Федеральным законом «Об экологической экспертизе» от 23.11.1995 г.
№ 174-ФЗ отнесены ст. 12, п. 1 «проекты нормативно-технических и инструктивно-методических документов в области охраны окружающей среды,
5
утверждаемых органами государственной власти субъектов Российской Федерации».
Рассматриваемый документ относится исключительно к проектам технической документации на новую технологию зимнего содержания объектов дорожного хозяйства. «Технологией» определяется порядок использования и нормы расхода жидких, твердых и комбинированных противогололедных
реагентов (ПГР - солей или их растворов различного химического состава), различные приемы удаления снежной массы и содержания дорожного полотна.
Кроме того, система зимней снегоуборки предусматривает полную утилизацию
снега, поэтому основное воздействие талых вод и растворов, содержащих остаточное количество ПГР и ПГМ, прогнозируется на гидросферу региона. Водные объекты такого уровня находятся в ведении федеральных органов исполнительной власти.
Согласно ст. 30, реализация объекта экологической экспертизы без положительного заключения ГЭЭ является нарушением закона.
Важное природоохранное значение приобретает организация систематического контроля за выполнением регламента зимнего содержания объектов
дорожного хозяйства и технологии зимнего содержания ОДХ с использованием
ПГР и ПГМ, в том числе оперативного контроля за качеством непосредственно
наносимых на дорожное полотно реагентов, соблюдением технологии их применения и норм расхода, входного контроля качества материалов, соответствия
их декларируемым параметрам, контроля за хранением на базах и складах, проведения почвенно-экологического мониторинга.
При наличии реагентов отечественного производства, более безопасных
с точки зрения вероятного воздействия на компоненты окружающей
природной среды и человека, целесообразно постоянно корректировать
(оптимизировать) номенклатуру и объемы, используемых в городах и
населенных пунктах противогололедных материалов, учитывая при этом
особенности их химического состава, экологические, санитарно-гигиенические
и технологические требования к ним, а также общий баланс ПГР.
В настоящее время в Москве действует «Технология зимней уборки
проезжей части магистралей, улиц, проездов и площадей (объектов дорожного
хозяйства города Москвы) с применением противогололедных реагентов и гранитного щебня фракции 2-5 мм (на зимние периоды с 2010-2011 гг. и далее)»
(далее «Технология»). Проект «Технологии» прошел государственную экологическую экспертизу федерального уровня. Положительное заключение (сроком действия - 10 лет) утверждено приказом Департамента Федеральной службы по надзору в сфере природопользования по ЦФО от 12.09.2011 г. № 08-Э.
После этого, «Технология» была введена в действие руководителем Департамента жилищно-коммунального хозяйства и благоустройства (ДЖКХиБ) города Москвы. С ней были ознакомлены все городские службы и соответствующие
подразделения административных округов.
Настоящая «Технология» с измененным составом ПГР и материалы
ОВОС также должны пройти государственную экологическую экспертизу.
6
Процедура прохождения и проведения ГЭЭ регламентируется
Приказом Государственного комитета Российской Федерации по охране
окружающей среды (Госкомэкологии России) от 17.06.1997 г. № 280
(зарегистрирован в Минюсте РФ 28.07.1997 г., регистрационный № 1359) «Об
утверждении «Регламента проведения государственной экологической
экспертизы»».
Проведение ОВОС, предоставление и рассмотрение ее материалов –
необходимая составная часть процедуры ГЭЭ. Основные положения
проведения ОВОС, его принципы, этапы осуществления, информирование и
участие общественности в процессе, требования к материалам и их типовое
содержание определены в Приказе Госкомэкологии России от 16.05.2000 г. №
372 (зарегистрирован в Минюсте РФ 04.07.2000 г., регистрационный № 2302)
«Об утверждении положения об оценке воздействия намечаемой хозяйственной
и иной деятельности на окружающую среду в Российской Федерации».
Сама процедура проведения обоснования и согласования проекта
намечаемой хозяйственной деятельности может быть представлена
следующими этапами:
1). Подготовка обосновывающей документации проекта новой
«Технологии» и иных материалов, включая проект ТЗ для проведения ОВОС.
2). Обеспечение проведения общественных слушаний по «Технологии»,
сбор и обобщение предложений и замечаний по структуре и содержанию
материалов ОВОС.
2.1). Представление в федеральный орган исполнительной власти
обосновывающей документации.
2.2). Подготовка уведомления для публикации в официальных изданиях
(общегородских газетах).
2.3). Предварительные консультации и определение участников
процедуры ОВОС для новой «Технологии».
2.4). Подготовка варианта ТЗ на ОВОС с учетом мнения участников
процесса.
2.5). Размещение и обеспечение доступности ТЗ (п. 2.4) для участников
ОВОС и общественности.
2.6). Проведение исследований по ОВОС «Технологии» и оформление
комплекта предварительных материалов, содержащих описание проведения и
результаты работы.
2.7). Размещение и обеспечение доступности материалов по описанию
новой «Технологии» (п.1) и ОВОС (п.2.6) для общественности.
2.8). Проведение общественных слушаний по «Технологии» и ОВОС и
допустимости намечаемой хозяйственной деятельности, оформление их
результатов в форме протокола, утвержденного и согласованного сторонами
процесса.
2.9). Корректировка «Технологии» и подготовка окончательного варианта
материалов ОВОС, согласно результатов работы по п. 2.8 и высказанных
мнений, пожеланий и замечаний экспертного сообщества и общественности.
7
3). Согласование материалов по п. 2.9 с заинтересованными органами,
исполнительной власти федерального и регионального уровня, в том числе в
области
охраны
окружающей
среды,
обеспечения
санитарноэпидемиологического благополучия населения и т.д.
4). Подготовка полного комплекта документов (по п. 2.9, 3 и 4),
представление его для проведения ГЭЭ в специально уполномоченный орган,
оплата проведения комиссионного рассмотрения материалов.
5). Приказ о создании экспертной комиссии для проведения ГЭЭ
«Технологии», подготовка ее заключения, утверждение его приказом
специально уполномоченного органа.
6). Введение «Технологии» в действие на территории города приказом
соответствующего органа исполнительной власти г. Москвы.
8
3.
ОБОСНОВАНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЗИМНЕГО СОДЕРЖАНИЯ
ОБЪЕКТОВ ДОРОЖНОГО ХОЗЯЙСТВА
И АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ВАРИАНТОВ
В ст. 3 Федерального закона РФ «Об охране окружающей среды» (от
10.01.2002 г. № 7-ФЗ) провозглашена презумпция экологической опасности
планируемой хозяйственной и иной деятельности, а также обязательность
оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС) при принятии решений об
ее осуществлении и обеспечение снижения негативного воздействия, «которого можно достигнуть на основе использования наилучших существующих
технологий с учетом экономических и социальных факторов». Ст. 32 и 33
дают правовую основу для осуществления ОВОС и проведения экологической
экспертизы.
Вещества (соли или растворы), использующиеся в качестве противогололедных реагентов (ПГР) имеют сложный химический состав, зависящий от технологии производства и сырьевой базы. По условиям водоотведения, в г.
Москве номенклатура ПГР ограничивается только ее хлоридной группой.
Обработка противогололедными реагентами и материалами автомагистралей, улиц и иных ОДХ крупных северных городов и мегаполисов, является
необходимым и важным фактором обеспечения безопасности дорожного движения в городах и предупреждения зимнего травматизма граждан. Одновременно она предопределяет комплекс возможного (вероятного) негативного воздействия на природную среду и инженерные инфраструктуры.
Объект дорожного хозяйства (ОДХ) — искусственное сооружение,
предназначенное для безопасного движения транспорта и пешеходов в любое
время года независимо от природно-климатических условий, в том числе: проезжая часть, тротуары, остановки общественного транспорта, разделительные
полосы, отстойно-разворотные площадки общественного транспорта, специальные площадки для аварийной остановки автомобилей, парковки, обочины.
Государственный заказчик — орган исполнительной власти города
Москвы или бюджетное учреждение, получающие средства бюджета города
Москвы на комплексное содержания ОДХ города Москвы.
Подрядчик по комплексному содержанию ОДХ (далее также Подрядчик) — организация, выполняющая на договорной основе работы по комплексному содержания ОДХ г. Москвы.
Зимнее содержание ОДХ — выполняемый в течение зимнего периода на
всем протяжении ОДХ комплекс работ по санитарному и техническому содержанию элементов ОДХ и технических средств организации дорожного движения, а также по мониторингу и техническому учету ОДХ.
Обращение ПГР – под обращением понимаются любые действия связанные с оборотом ПГР, в том числе, транспортировка, хранение, использование
(применение), вывоз и утилизация снега с остатками ПГР, замена и/или утилизация ПГР.
Зимний период — в городе Москве календарный период времени с 1 ноября по 15 апреля.
9
Основная улица или магистраль — улица или магистраль города
Москвы в силу своей значимости в части транспортного сообщения или по другим основаниям требующая особых условий содержания.
АДМС — автоматическая дорожная метеостанция.
ДПиООС города Москвы — Департамент природопользования и охраны окружающей среды города Москвы.
ДЖКХиБ города Москвы — Департамент жилищно-коммунального хозяйства и благоустройства города Москвы.
Оперативный городской штаб — орган, создаваемый для координации
работ по содержанию городских территорий в зимний период.
Всем дорожным службам страны и подрядным организациям предписано
в независимости от сезона (времени года) поддерживать в круглосуточном режиме состояние дорожного покрытия на уровне «черного (мокрого) асфальта»
по всей ширине проезжей части, включая «прилотковую» зону (ГОСТ Р 5059793. Государственный стандарт Российской Федерации. «Автомобильные дороги
и улицы. Требования к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения безопасности дорожного движения», введен в действие Постановлением Госстандарта России от 11.10.1993 г. № 221).
Только в режиме «черный асфальт» на улицах и магистралях можно
обеспечить приемлемый коэффициент сцепления колес автомобиля с дорогой и
безопасные условия движения со скоростью, разрешенной Правилами дорожного движения, в том числе на основных скоростных магистралях, где скорость
движения разрешена до 80 км/час и более.
В зимний период на поверхности ОДХ в зависимости от погодных условий (температура воздуха, осадки, влажность, скорость ветра) зимой образуются опасные гололедные явления. Достаточно условно их можно разделить на:
- рыхлый снег,
- уплотненный снег или накат,
- стекловидный лед (или собственно гололед) и иные.
Статистика и специальные исследования показали, что вероятность возникновения дорожно-транспортных происшествий при гололеде повышается в
10 раз, при снежном накате – в 4 раза по сравнению с сухой проезжей частью.
Длина тормозного пути транспортных средств в гололедоопасном интервале
увеличивается в 2,5- 6,0 раз, расход топлива - до 85%.
Одновременно зимняя скользкость приводит к снижению скорости
движения транспортных средств в 2-3 раза, их производительность падает
вдвое, соответствующим образом увеличивается себестоимость автомобильных
перевозок.
Противогололедные материалы (ПГМ) — противогололедные реагенты (твердые и жидкие), а также фрикционные и комбинированные противогололедные материалы.
Противогололедные реагенты (ПГР) — это твердые (сыпучие), комбинированные (комбинация твердых химических и фрикционных компонентов), а
так же жидкие (растворы) химические искусственные средства, распределяемые по поверхности дорожного покрытия для борьбы с зимней скользкостью
10
(предотвращения ее образования и ликвидацию) путем взаимодействия со
снежно-ледяными отложениями. Возможность поддержания в допустимом состоянии элементов ОДХ в процессе их эксплуатации в зимний период обеспечивается плавлением льда (снега) и образованием водных растворов ПГР (солей), имеющих температуру замерзания ниже, чем у воды.
Фрикционные материалы (противогололедные) — твердые, сыпучие
нерастворимые (слаборастворимые) в воде материалы, распределяемые по поверхности дорожного покрытия для ликвидации образования зимней скользкости, путем повышения коэффициента сцепления колес автотранспортных
средств, вследствие повышения шероховатости снежно-ледяных отложений.
Комбинированные материалы (комбинированные ПГР) - твердые
(сыпучие) средства, имеющие в своем составе как химические противогололедные реагенты (ПГР) так и фрикционные материалы.
Известная номенклатура противогололедных реагентов и материалов
(ПГР, ПГМ) и их технологические характеристики представлены в Отраслевых
дорожных нормах: «Требования к противогололедным материалам» ОДН
218.2.027-2003 (Утверждены Распоряжением Минтранса России от 16.06.2003
г. № ОС-548-р). Однако, представленные в них продукты, далеко не исчерпывают всего многообразия существующих в настоящее время реагентов и материалов, а также приемов их использования.
Нормативно-правовые документы при эксплуатации автодорог имеется ряд отраслевых нормативно-правовых, инструктивно-методических и
технологических документов по вопросам обеспечения технологической и экологической безопасности при эксплуатации автомобильных дорог:
ОДМ 218.0.000-2003. Отраслевой дорожный методический документ.
«Руководство по оценке уровня содержания автомобильных дорог
(временное)». Утверждено распоряжением Государственной службы дорожного
хозяйства Минтранса России, 01.01.2003 г.
ОДМ 218.5.001-2008. Отраслевой дорожный методический документ.
«Методические рекомендации по защите и очистке автомобильных дорог от
снега». Утверждены распоряжением Росавтодора № 44-р от 01.02. 2008 г.
«Рекомендации по обеспечению экологической безопасности в
придорожной полосе при зимнем содержании автомобильных дорог». Введен в
действие распоряжением Минтранса России № ИС-1007-р от 17.11.2003 г.
ОДН 218.5.016.2002. Отраслевые дорожные нормы. «Показатели и нормы
экологической безопасности автомобильной дороги». Введены в действие
распоряжением Минтранса России № ИС-1147-р от 25.12. 2002 г.
Методика «Экологическая безопасность автомобильной дороги: понятие
и количественная оценка». Утверждена распоряжением Минтранса России №
ОС-1181-р от 31.12.2002 г.
ОДМ 218.011-98. Отраслевой дорожный методический документ.
«Автомобильные дороги общего пользования. Методические рекомендации по
озеленению автомобильных дорог». Утверждены приказом Федеральной
дорожной службы России № 421 от 05.11.1998 г.
11
ОДН 218.2.027-2003. Отраслевые дорожные нормы. «Требования к
противогололедным материалам». Утверждены распоряжением Минтранса
России № ОС-548-р от 16.06.2003 г.
ОДМ. Отраслевой дорожный методический документ. «Руководство по
борьбе с зимней скользкостью на автомобильных дорогах. Методика».
Утвержден распоряжением Минтранса России № ОС-548-р от 16.06. 2003 г.
ОДМ. Отраслевой дорожный методический документ. «Методика
испытания противогололедных реагентов». Утвержден распоряжением
Минтранса России № ОС-548-р от 16.06.2003 г.
ОДМ. Отраслевой дорожный методический документ. «Руководство по
оценке воздействия на окружающую среду (ОВОС) при проектировании,
строительстве, реконструкции и эксплуатации объектов дорожного хозяйства».
Утвержден распоряжением Росавтодора от 22.11.2001 г. № ОС- 482-р.
ОДМ 218.5.006-2008. Отраслевой дорожный методический документ.
«Методические рекомендации по применению экологически чистых
антигололедных материалов и технологий при содержании мостовых
сооружений». Утвержден распоряжением Минтранса России от 10.09.2008 г. №
384-р.
Технический регламент «Экологические и технические требования к противогололедным материалам» в настоящее время отсутствует, несмотря на рекомендации Государственной Думы ФС РФ (2005 г. и 2008 г.) начать работы по
разработке проекта этого документа.
На автомобильных дорогах в зимнее время возникают разные виды
скользкости, условия образования их приведены в таблице 1.
Гололедица — слой льда, образовавшийся в результате замерзания воды,
которая находилась на теплом мокром покрытии и превратилась в лед при понижении температуры воздуха и охлаждении покрытия до 0°С и ниже.
Гололед — слой льда, образовавшийся при замерзании осадков, выпадающих на сухое охлажденное покрытие.
Снежный накат — уплотненный и обледеневший при многократном
воздействии колес автомобилей слой снега со скользкой поверхностью.
Мокрый снег — кашеобразная смесь влажного снега с водой, образовавшаяся при выпадении мокрого снега из облаков или таянии снежного слоя
на покрытии при быстром повышении температуры воздуха.
Рыхлый снег — отложения на покрытии свежевыпавшего или принесенного метелью снега.
Гололедицу и гололед чаще всего объединяют в одно понятие — гололед.
Наличие или отсутствие гололеда на поверхности дорожного покрытия
связано с комплексом метеорологических факторов, способствующих образованию льда. Вероятность образования льда на поверхности асфальтобетонного
покрытия при температуре окружающего воздуха (-8…0)°С близка к 100%, а ее
зависимость от влажности окружающего воздуха незначительна. При температуре окружающего воздуха -8°С и ниже вероятность образования льда резко
уменьшается. Вода успевает перейти из жидкого состояния в парообразное
прежде, чем наступит процесс ее замерзания.
12
Таблица 3.1 - Условия образования разных видов скользкости (температура дорожного покрытия ниже 00С)
Вид зимней
Условия образования
скользко- Температу- Вид осадков Состояние Дополнительные
сти
ра воздупокрытия
условия
0
ха, С
Ниже 0
Любые при темМокрое
Время последействия
Гололедица
Иней
Твердый
Налет
Гололед
Снежный
накат
Ниже 0
пературе воздуха
выше
-3 0С
—
Выше 0
Дождь
-5...0
Мокрый снег
Ниже 0
Дождь
-6...0
Твердый снег,
мокрый
снег
0...+1,2
осадков
12 ч
Сухое,
мокрое
—
—
Количество осадков от
10 мм
—
Количество осадков от 5
мм
Интенсивность снегопада не менее 0,6 мм/ч
Борьбу с зимней скользкостью ведут по трем направлениям:
- улучшение сцепления шин автотранспортных средств (АТС) с дорожным покрытием;
- удаление снежно-ледяных образований с дорожного покрытия;
- предотвращение образования скользкости.
Основные способы борьбы с зимней скользкостью: фрикционный, механической, тепловой и химический.
Фрикционный способ заключается в рассыпании по поверхности обледенелого слоя материалов, повышающих коэффициент сцепления шин АТС с
дорогой (песок, шлаки, зола и т.д.). Недостатками фрикционного способа являются значительные транспортные расходы на перевозку и распределение фрикционных материалов; загрязнение воздуха твердыми частицами, особенно при
использовании нефракционированных отсевов дробления, шлаков, золошлаковых смесей, ограничения на применение их в городах.
Механический способ борьбы с зимней скользкостью предусматривает
использование самоходных и прицепных машин и механизмов ударного, скребкового, вибрационного или срезывающего действия для разрыхления и отделения льда и уплотненного снега от дорожного покрытия. Такие машины применяют для срезания и складывания толстых уплотненных снежно-ледяных корок. Для удаления тонких ледяных пленок механический способ неприемлем.
Это связано с значительной прочностью контактной поверхности смерзания
льда с бетоном и асфальтобетоном. Под действием нагрузки разрушение льда
часто происходит не по линии контакта лед — дорожное покрытие, а по льду.
13
Образующаяся в результате замерзания талой и дождевой воды ледяная
пленка имеет толщину до 3 мм, что также значительно усложняет удаление таких тонких пленок механическими средствами. Механический способ борьбы с
зимней скользкостью чаще всего применяют в сочетании с химическим, ПГР
предварительно ослабляют снежно-ледяной слой, а затем его удаляют с дорожного покрытия машинами.
Основной путь повышения эффективности борьбы с зимней скользкостью - полное удаление ледяного или снежно-ледяного слоя тепловым или химическим способом. В этом случае восстанавливаются первоначальные качества дорожного покрытия по сцеплению, необходимые по условиям безопасности движения.
Тепловой способ борьбы с зимней скользкостью заключается в удалении
снежно-ледяных отложений путем подогрева дорожного покрытия нагревательными элементами, закладываемыми в покрытие, и удаление снежноледяного слоя с дорожного покрытия с помощью тепловых машин.
В нагревательных системах, применяемых для дорожных покрытий (табл.
2), используют токопроводящий кабель с высоким сопротивлением или трубы,
содержащие горячий теплоноситель (отходящие газы).
Токопроводящий бетон бывает двух типов: железобетон, содержащий токопроводящее фиброволокно, и бетон, содержащий токопроводящие заполнители. Бетон первого типа имеет более высокую механическую прочность, но
низкую проводимость с удельным электрическим сопротивлением приблизительно 1 Ом/м из-за слабого контакта поверхностей «волокно к волокну».
Бетон второго типа имеет более высокую проводимость с удельным электрическим сопротивлением 0,1...0,3 Ом·/м, но относительно низкий предел
прочности при сжатии (менее 25 МПа). Ослабление механической прочности
возникает из-за содержания токопроводящих добавок, увеличивающих водопоглощение (типа сажи и кокса). Канадский Национальный совет исследований
предложил концепцию использования «электропроводной» бетонной смеси.
14
Таблица 3.2 - Сравнение методов нагрева по стоимости нагревающих систем (данные Канадского Национального совета исследований, 2001 г.)
Метод нагрева
Начальная Эксплуатаци- Потребление мощностоимость, онные затра- сти для таяния льда
долл.
ты за сезон, при температуре воз2
США/м
долл. США/м2
духа -5 °С Вт/м2
Инфракрасные лампы
96
—
75
Электрический нагрев
54
4,8
323...430
Горячая вода
161
250 при толщине
снега 75 мм
473
Отходящие газы
Токопроводящий бетон
верхнего слоя
378
48
2,1
5,4
—
516
При подаче электрической энергии высокая температура возникает из-за
электрического сопротивления бетона, содержащего металлические частицы и
стальные волокна, и может использоваться для борьбы с обледенением.
Металлические опилки (отходы металлообработки) и стальные волокна
вводят в бетонную смесь, чтобы увеличить электропроводность при поддержании механической прочности бетона. Затраты на изготовление токопроводящего бетона весьма высоки. Поэтому широкого распространения данный способ
не находит, но может с успехом использоваться на локальных участках ОДХ и
инженерных сооружений.
Токопроводящий слой бетона можно использовать для борьбы с обледенением мостовых настилов. Источник энергии для нагревания токопроводящего верхнего слоя бетона — постоянный ток напряжением до 48 В (безопасное
для человека). Соединенные в сеть системы связаны с линиями электропередачи и требуют преобразования переменного тока в постоянный. Автономные системы позволяют получать мощность 12; 24 или 48 Вт постоянного тока.
Другим источником энергии для токопроводящего верхнего слоя бетона
является микроволновой нагрев. При прямом электрическом нагреве постоянный ток подводится к токопроводящему верхнему слою бетона на поверхности
моста, чтобы получить температуру, достаточную для плавления льда. Такая
схема подобна процессу нагрева в микроволновой печи. Выполнимость этого
подхода зависит от свойств токопроводящей бетонной смеси. Характеристики
токопроводящей бетонной смеси рассматривают для частоты 915 и 2450 МГц,
которую применяют в коммерческих и индустриальных микроволновых процессах.
На территории США действуют установки по обогреву дорожных покрытий в зимний период естественной теплотой Земли, аккумулированной в летний
период. Авторы других разработок предлагают использовать солнечное излучение, ветер и температурные перепады воздуха в качестве экологически чи15
стых источников энергии для борьбы с зимней скользкостью. Однако перечисленные системы пока мало применимы на практике.
Химический способ борьбы с зимней скользкостью в настоящее время
наиболее эффективен. Химические материалы, можно применять для полного
расплавления, ослабления или предотвращения образования на дорожном покрытии снежно-ледяного слоя. Распределенные по поверхности снежноледяного слоя материалы образуют с тающим льдом раствор с пониженной
температурой замерзания.
Использование распространенного реагента для борьбы с обледенением— хлорида натрия вызывает повреждение бетонного покрытия и мостовых
настилов (например, разрушение поверхности, коррозия стыков), коррозионное
повреждение автомобильных кузовов, загрязнение почв обочины и поверхностного стока. Соль усиливает осмотическое давление, заставляющее воду
двигаться к верхнему слою плиты, где происходит замораживание.
Нормы распределения противогололедных реагентов зависят от температуры воздуха, вида соли, толщины ледяных отложений на дорожном покрытии
и плотности льда. При этом в РФ, в соответствии с действующими рекомендациями, расход хлоридов за зимний период не должен превышать 2 кг/м2 во II
дорожно-климатической зоне и 1,5 кг/ м2 в III дорожно-климатической зоне.
Однако указанные нормы (16-18 т на 1 км дороги или 30-40 г/ м2 за одну
обработку) нельзя считать экологически обоснованными. Нормы использования хлоридов в России в 5-6 раз выше, чем за рубежом (часто бывает достаточно 5-7 г/ м2 солей, чтобы обеспечить отсутствие скользкости в течение всего
зимнего периода).
Наиболее эффективно применение солей при температуре от (-7 С°) до
(+4С°) С. При более низких температурах, характерных для зимнего периода
большей части территории, их противогололедные свойства резко снижаются.
Применение увлажненных солей позволяет снизить расход соли и соответственно ее негативное воздействие на окружающую среду. Для использования
твердой соли в увлажненном состоянии к ней добавляют 2,5-5,0% воды, в качестве жидких ПГР используют растворы солей - 25-32% (в среднем 28%) по массе.
Важным фактором эффективной обработки дорожного покрытия является
температура воздуха. Работы по борьбе с зимней скользкостью нельзя проводить при температуре воздуха ниже температуры замерзания применяемого
рассола: рыхлый снег и обледенелый слой обрабатывают до (-20)°С, стекловидный лед до (-4) °С. Чем ниже температура, тем больше расход реагента.
Несвоевременное распределение хлоридов при низкой температуре, недостаточно жесткое соблюдение технологии и режима уборки снежно-ледяной
массы с проезжей части, использование устаревших методов борьбы со скользкостью и техники, передозировка соли, повторяющаяся от сезона к сезону, ведут к большому перерасходу противогололедных реагентов и ухудшению состояния окружающей среды, что требует новых подходов к решению данной
проблемы. Выбор оптимальных средств борьбы с гололедом и их количество
16
следует рассматривать с двух позиций: технико-экономической и экологической.
Негативное воздействие на окружающую среду может быть в ряде случаев снижено при использовании в качестве противогололедных реагентов органических соединений типа карбамида. Карбамид (мочевина) обладает пониженной агрессивностью к материалам дорожного покрытия, металлам. Однако
применение карбамида может вызывать накопление нитратов (и иных азотсодержащих соединений), главным образом, в почве и в природных водах.
Для объектов гидросферы это может привести к усиленному размножению и возрастанию численности сине-зеленых водорослей (цианобактерий) и
эвтрофикации («цветению») водоемов. Карбамид медленнее взаимодействует
со льдом, особенно при температуре ниже -5°С, склонен к комкованию и в 3-5
раз дороже хлоридов, а также может содержать в своем составе токсичный
компонент биурет, образующийся в процессе производства мочевины.
Для обработки дорожных покрытий также можно использовать спирты и
гликоли, загрязняющие окружающую среду в придорожной полосе значительно меньше, чем неорганические соли. Но стоимость этих реагентов гораздо
выше технической соли, они относятся к пожароопасным веществам, вызывают
коррозию, некоторые из них ядовиты, токсичны для человека и животных, приводят к снижению содержания кислорода в окружающей среде, поскольку подвержены биологической деструкции и выступают как питательный субстрат
для микрофлоры воды и почвы. При использовании спиртов и гликолей значительная их доля теряется в результате интенсивного испарения с поверхности
дороги.
Большое распространение получил комбинированный химикофрикционный метод борьбы со скользкостью, когда фрикционные материалы
смешивают с твердыми хлоридами в разных соотношениях. Достоинства этих
смесей в том, что они не смерзаются и не слеживаются.
Но применение ранее песко-соляной смеси (ППС), было неэкономичным
из-за засорения водостоков в городах и большого расхода материалов: для неопасных участков 0,1-0,2 м3/1000 м2, для опасных участков 0,3-0,4 м3/1000 м2.
При обработке важно иметь ровное, с достаточными уклонами дорожное покрытие, на котором не задерживается вода. Песок ухудшал работу инженерных
объектов системы водоотведения.
Требования к зимнему содержанию дорог предусматривают ликвидацию
ледяных отложений в директивные сроки, а нормы распределения противогололедных реагентов назначают из условия расплавления слоя льда определенной толщины.
Профилактический метод борьбы со снежно-ледяными образованиями
заключается в распределении противогололедных реагентов, до и во время снегопада, что препятствует сращиванию льда с дорожным покрытием, снижает
расход солей (не более 10 г/м2 или до 40 мл раствора/м2 , устраняет необходимость обработки поверхности дорог песком. Норма расхода сухого вещества
зависит от вида реагента и в разных странах составляет от 4 до 20 (50) г/м2. Реа17
гент дозируют с высокой точностью — до 3 г/м2 сухих или увлажненных солей
при ширине распределения до 14 м.
Воздействие хлоридов на объекты инженерной инфраструктуры и окружающую среду выражается и в их агрессивном воздействии на конструкции
дорожных сооружений, в активизации процессов атмосферной коррозии. На
скорость коррозии влияют свойства металла и окислителя, концентрация последнего, а также различные примеси в самом металле и в коррозионной среде
— атмосфере или растворе (в основном сульфатов и хлорида натрия).
Влияние хлорида натрия на скорость коррозии кузовов АТС и конструкций дорожных сооружений определяется концентрацией ионов хлора в электролите, образующемся при их растворении в пленке влаги при выпадении дождя, снега или наличии высокой относительной влажности воздуха.
На данный момент, хлориды являются единственным сравнительно эффективным средством борьбы с зимней скользкостью на дорогах, но для минимизации экологического ущерба их использование требует точного выполнения
технологически рациональных норм расхода и контроля за их распределением
на дорожном покрытии.
Перспективным является предупреждение образования сцепления льда с
материалом дорожного покрытия, т.е. создание в процессе строительства дорожного покрытия с противогололёдными свойствами путем введения в его состав соответствующих химических веществ. Это, например, многокомпонентный антиобледенитель Verglimit, состоящий из частично кристаллизованного
хлорида кальция (80%) и гидроксида натрия (5%), равномерно распределенный
в асфальтобетонной смеси верхнего слоя дорожной одежды. В асфальтобетон
Verglimit вводился в количестве 5% от массы мелкозернистого каменного материала. Наблюдение за опытными участками дорожных покрытий показало, что
образование гололеда замедлилось, число ДТП снизилось, однако стоимость
асфальтобетона с добавкой антиобледенителя повысилась в 3 раза. Антиобледенитель эффективен при интенсивности движения АТС свыше 5000 авт./сут. и
температуре воздуха до (-7)°С в течение 2 - 6 лет.
В России имеется опыт по экспериментальному применению препарата
«Грикол», получаемого в результате помола смеси, состоящей из 90% хлоридов
натрия, кальция и 10% кремний-органического гидрофобизатора. Гидрофобные
свойства, которыми обладает «Грикол», усиливают противогололедный эффект
за счет снижения адгезии льда к дорожному покрытию, уменьшают трудозатраты по очистке поверхности после обильных снегопадов и предотвращают образование снежного наката.
Препарат «Грикол» не допускает повторного образования льда при переходе температуры через 0°С. Реагент вводят в состав асфальтобетонных и черных смесей в процессе их приготовления. При эксплуатации дорожного покрытия использование «Грикола» позволяет сократить расход противогололедных
материалов, снизить коррозионное воздействие в период зимнего содержания
дорог на 30%. В процессе эксплуатации под влиянием истирающего воздействия колес АТС образующаяся на дорожном покрытии насыщенная хлоридами
водно-полимерная пленка препятствует сцеплению снежно-ледяных образова18
ний с поверхностью, увеличивает сопротивление скольжению и не влияет на
износ дорожной одежды.
Использование противогололедных реагентов оказывает существенное
влияние на окружающую среду. Внимание экологов к поведению хлоридов в
природных системах объясняется высокой обменной активностью и хорошей
растворимостью этих веществ в воде. Возможное накопление химических реагентов (солей) в придорожной полосе происходит как в поверхностном слое
почвы - зоне корневой системы растений, так и на глубине от 0,6 м до 10 м и
ниже, достигая грунтовых вод.
При отрицательных температурах и отсутствии стока реагенты интенсивно загрязняют снег и вместе с ним перебрасываются уборочными машинами в
стороны от проезжей части на расстояние до 50 м в случае, если происходит
роторная перекидка снега. Часть солей, не вступивших в реакцию, остается на
дорожном покрытии и с брызгами от колес АТС, пылью и снегом может переноситься ветром на значительное расстояние.
По данным Екатеринбургского филиала ГипродорНИИ, больше всего
хлоридов содержится в снеге на расстоянии до 3 м от бровки земляного полотна на откосах дороги. Количество хлоридов снижается на расстоянии до 20 м от
обочины, если для очистки дорожного покрытия применяют машины, сбрасывающие снег у обочин. Там, где используют роторные снегоочистители, разбрасывающие снег до 30 м от обочины, наблюдается два пика скопления противогололедных реагентов — на расстоянии до 3 и 15...20 м от бровки земляного полотна.
Степень загрязнения окружающей среды в зоне прохождения дороги зависит от стратегии (схемы) содержания, сложившихся или ожидаемых погодных условий, используемых технологий борьбы с зимней скользкостью, норм
распределения противогололедных материалов. Необходимо решить две, на
первый взгляд, противоположные задачи:
- уменьшить время нахождения дороги в неблагоприятном для условий
движения состоянии;
- уменьшить количество расходуемых противогололедных материалов.
Для выбора наиболее рациональной схемы организации работ по зимнему
содержанию дорог следует сравнить возможные способы ее осуществления с
точки зрения обеспечения безопасности движения, уменьшения потенциального воздействия на компоненты окружающей среды и человека, ресурсо и капиталоемкость.
3.1.
Технологии борьбы с зимней скользкостью
Зимней скользкостью называют ледяные образования и снежные отложения на поверхности дороги, приводящие к снижению коэффициента сцепления
колес автомобиля с поверхностью дороги и ухудшению ровности.
Технологии борьбы с зимней скользкостью на ОДХ по их целевой
направленности можно подразделить на три группы:
19
- снижение отрицательного воздействия образовавшейся зимней скользкости и повышение коэффициента сцепления колес с дорогой путем россыпи
по обледеневшему покрытию минеральных фрикционных материалов;
- удаление с покрытия образовавшегося ледяного или снежного слоя с
применением химических, механических, тепловых и других методов;
- предотвращение образования снежно-ледяного слоя или ослабление его
сцепления с покрытием путем профилактической обработки покрытия противогололедными химическими веществами или введение противогололедных реагентов в состав покрытия.
Наиболее часто применяемые технологические мероприятия борьбы с
зимней скользкостью приведены в таблице 3.
Таблица 3.3 - Наиболее часто применяемые технологические приемы борьбы с зимней скользкостью
Снежно-ледяные от- ТемператуРекомендуемые технологии
ложения
ра воздуха,
устранения
°С
-12...0
Распределение ПГР; удаление остатков растопТонкие (1...2 мм) леленного льда
дяные пленки и корки
плужно-щеточными машинами
Уплотненный снег,
накатанный колесами
автомобилей до
скользкого
состояния
Мокрый снег
-12...-20
При кратковременном понижении температуры
(не более 1 сут.) распределение фрикционных
материалов ПГМ, смешанных с химическими
ПГР. Если низкая температура удерживается,
распределяют только ПГР без фрикционных материалов до полного разрушения ледяных отложений с удалением остатков льда плужнощеточными машинами.
Ниже - 20
Распределение ПГР низкотемпературного действия с последующим удалением
остатков разрушенной ледяной корки.
До -15
Удаление с предварительным ослаблением
наката распределением химических ПГР.
0...-2
Очистка покрытия автомобильными плужными
снегоочистителями со щетками; в необходимых
случаях — распределение небольших норм химических ПГР.
В практике зимнего содержания автомобильных дорог для борьбы с зимней скользкостью применяют все технологические приемы - фрикционный, химический, физико-химический и другие комбинированные.
Фрикционный метод состоит в том, что по поверхности ледяного или
снежно-ледяного слоя рассыпают песок, мелкий гравий, отходы дробления,
20
шлак или другие абразивные материалы с размерами частиц не более 6 мм без
примесей глинистых частиц. Предельно допустимая доля пылеватых, глинистых и других загрязняющих примесей не более 3%. Россыпь производят пескоразбрасывателями или другими машинами.
Использование песка и других абразивов — типичный подход к зимнему
содержанию автомобильных дорог общего пользования. Песок наносят на дорожное покрытие в количестве до 340 кг/км на одну полосу движения, причем
крупный песок дает большее увеличение коэффициента сцепления при низких
температурах, а мелкий песок предпочтительнее при температурах ближе к
точке плавления льда.
Улучшение сцепления зависит от расхода материала (до 580 кг/пог. км
полосы движения). Абразивы могут обеспечить увеличение коэффициента
сцепления от 0,1 до 0,31. Абразивы должны удерживаться на снегу или льду.
Существует три способа удержания абразивов на дорожном покрытии:
1. Предварительное увлажнение абразивов растворами жидких противогололедных реагентов,
2. Нагрев абразивов до применения,
3. Смешивание абразивов с водой до применения.
1. Абразивы можно предварительно увлажнить раствором противогололедных реагентов на складе, при погрузке в распределитель или во время распределения. Песок или высевки можно предварительно увлажнить растворами
солей (в хранилище или при погрузке в пескораспределитель), либо поставлять
смешанными с солью (с соотношением песок: соль от 1:1 до 4:1). Жидкость
(раствор хлорида натрия или хлорида кальция) добавляется в количестве до 50
л/т абразивов. Такой способ увлажнения задерживает до 96 % материала на поверхности дорожного покрытия. Увлажнение растворами хлоридов дает толчок
к частичному таянию обледенелого слоя.
2. Нагрев абразивов до высокой температуры осуществляют при погрузке
или в распределителе. Горячие абразивы должны растапливать незначительное
количество снега или вмерзаться в обледенелый слой. Талая вода повторно замерзает вокруг абразива и «приклеивает» его к поверхности снега или льда.
Теоретически примерзшая частица абразива останется на месте намного дольше, чем абразивы, распределяемые обычным методом.
3. Третий способ удержания абразивов на дорожном покрытии — смешивание абразивов с водой перед распределением. Небольшое количество воды на
частице абразива заставит частицу быстро примерзнуть к дорожному покрытию, в результате чего она дольше останется на месте.
В таблице 4 приведены рекомендации по применению сухих абразивов
для борьбы с зимней скользкостью.
21
Таблица 3.4 - Рекомендации по применению сухих абразивов
Тип дороги
Использование сухих абразивов
Дороги I и II категорий
Не рекомендуется
Дороги I —III категорий с асфальтобетонным покрытием
Сельские дороги с щебеночным покрытием
То же
Только на участках с низкой скоростью движения (допускается на склонах и поворотах)
Магистральные городские улицы
Не рекомендуется
Улицы районного значения
На отдельных участках и при невозможности
быстрого удаления наката
Внутриквартальные проезды
То же
На неопасных участках дорог, норма расхода песка составляет 200...700
г/м или около 0,3...0,4 м3 на 1000 м2 покрытия. На опасных участках - спусках,
перекрестках, кривых малого радиуса - норму расхода практически удваивают.
Рассыпанный абразивный материал повышает коэффициент сцепления до
0,3, но задерживается на проезжей части короткое время (не более 0,5 ч), он
сносится завихрениями после прохода автомобилей, разбрасывается колесами и сдувается ветром. Для восстановления сцепных свойств требуются частые посыпки и большое количество пескораспределителей. Песок при хранении в больших объемах зимой может смерзаться в комья.
Фрикционный метод в «чистом» виде не устраняет скользкость, только на
некоторое время уменьшает ее отрицательные последствия.
Химический метод борьбы с образовавшейся зимней скользкостью заключается в применении для плавления снега и льда твердых или жидких химических веществ. Применение химических реагентов позволяет расплавить и
устранить лед и снег, после чего покрытие становится мокрым, а затем высыхает. Таким образом, химический метод позволяет полностью ликвидировать
зимнюю скользкость.
Плавление льда химическими реагентами представляет собой сложный
физико-химический процесс, в результате которого реагенты плавят лед и образуют водно-соляной раствор, температура замерзания которого значительно
более низкая, чем температура замерзания воды.
Интенсивность процесса взаимодействия характеризуется плавящей способностью хлоридов q, т.е. количеством расплавленного льда в граммах одним
граммом соли при данной отрицательной температуре воздуха. Плавящая способность вначале возрастает во времени T, а далее по мере наступления динамического равновесия стабилизируется:
q = аТb,
где а — коэффициент, зависящий от вида хлорида, а = 1 ...5; b — коэффициент, зависящий от температуры воздуха, b = 0,25... 0,75.
2
22
С понижением температуры воздуха плавящая способность хлоридов
снижается и поэтому норма расхода их увеличивается. При плавлении льда образуются растворы, которые могут замерзнуть и стать причиной нового обледенения покрытия.
Температура замерзания раствора зависит от концентрации и вида хлоридов. Так, раствор хлорида натрия NaCl - 23% концентрации (по массе) замерзает при температуре (-21) °С, а раствор хлорида кальция СаС12 - 30% концентрации при температуре (-55) °С. Наиболее низкая температура замерзания и
соответствующая ей наибольшая концентрация раствора называются соответственно эвтектической температурой и эвтектической концентрацией, при которых происходит кристаллизация твердого вещества (соли) в растворе. Эта
точка на фазовой диаграмме (графике) называется точкой эвтектики.
При достижении эвтектической температуры происходит резкий переход
всей массы жидкости в твердую смесь, которая состоит изо льда и кристаллов
соли, в итоге, соль в растворе кристаллизуется.
С учетом некоторого допуска на технологические особенности поведения
солей и растворов в реальной ситуации, значение температуры атмосферного
воздуха, обуславливающую диапазон и возможность использования на ОДХ,
для каждого хлорида (соли) – принимается температура не более двух третей от
величины температуры точки эвтектики.
Так, допустимую температуру применения хлорида натрия принимают: (10)°С, хлорида магния (-10...-15)°С, хлорида кальция (-15...-20)°С.
В мировой практике для устранения снежно-ледяных отложений на автомобильных дорогах и улицах городов применяют различные химические реагенты, в основном твердые и жидкие хлориды.
Техническая поваренная соль NaCl — это наиболее распространенная в
природе соль (каменная соль, самосадочная соль) в виде минералов галита и
сильвинита серого и белого цвета. Из сырья поваренной соли выпускают пищевую соль, содержащую 93,0...99,7% NaCl, и техническую соль, содержащую
около 93,0% NaCl. Для борьбы с зимней скользкостью применяют молотую
соль крупностью 1,2...4,5 мм. Хлорид натрия действует медленно, его плавящая
способность в первый час в 3-4 раза ниже, чем у хлорида кальция. Эвтектическая температура (-21 °С), эвтектическая концентрация 23 % (по массе).
Комбинированный химико-фрикционный метод состоит в том, что на
поверхность покрытия рассыпают фрикционные материалы, смешанные с твердыми хлоридами NaCl, КCl, MgCl2, СаCl2. Пескосоляную смесь приготавливают на пескобазах, смешением фрикционных материалов с кристаллической солью в соотношении 9 : 1; 8 : 1; 6 : 1 или 4 : 1. Достоинством песчано-солевых
смесей является то, что они не смерзаются и не слеживаются.
На неопасных участках дорог нормы расхода песчано-солевых смесей составляют 100...400 г/м2 или 0,1...0,2 м3 на 1000 м2 покрытий, а на опасных
0,3...0,4 м3.
Пескосоляные смеси распределяют специальными пескорасбрасывателями или комбинированными дорожными машинами с универсальным оборудованием.
23
3.2.
Изменение технологических характеристик дорожного полотна
при возникновении зимней скользкости
На поверхности дорожного покрытия в зависимости от погодных условий
(температура воздуха, осадки, влажность, скорость ветра) зимой образуются:
- рыхлый снег (плотность 0,06-0,20 г/см3, коэффициент сцепления 0,20);
- уплотненный снег или накат (плотность 0,30-0,60 г/см3, коэффициент
сцепления 0,10-0,25);
- стекловидный лед (гололед) – пленка (толщина до 3 мм) или корка
(толщина до 10 мм) с коэффициентом сцепления 0,08-0,15.
Гололед возникает при сочетании относительной влажности воздуха 8595%, температуры воздуха от (-1)°С до (-6)°С, температуры дорожного покрытия менее 0°С. Критической температурой воздуха для появления гололеда является нулевая, а наиболее опасен перепад температур от (-2)°С до (+2)°С, т.к. в
этих условиях изменяется тормозной путь и повышается опасность возникновения дорожно-транспортных аварий.
Показатели температуры воздуха, количество осадков и дней, когда отмечались снегопады и формирование льда, высота снежного покрова связаны
корреляционной зависимостью с потребностью в противогололедных реагентах. Это позволяет разрабатывать прогнозные модели процессов образования
скользкости на покрытии зимних дорог, учитывать влияние противогололедных
реагентов на величину коэффициента сцепления шин автомобиля с поверхностью покрытия дороги. Коэффициенты сцепления на разных дорожных покрытиях при обработке хлоридами приведены в таблице 5.
Таблица 3.5 - Коэффициенты сцепления на разных дорожных покрытиях
при обработке хлоридами
Покрытие
Сухое
Обработанное 25%
раствором NaCl
Обработанное 29%
раствором MgCl2
Обработанное 32%
раствором CaCl2
Коэффициент сцепления
КрупноМелкогладкое
шероховатое
шероховатое
0,56
0,62
0,68
0,43
0,41
0,30
0,37
0,36
0,20
0,36
0,34
0,18
Анализ расчетных и экспериментальных данных позволил установить
следующее:
- минимальный коэффициент сцепления и максимальный период просыхания характерны для дорожных покрытий, обработанных растворами MgCl2 и
CaCl2, время испарения которых в 2,6 и в 3,4 раза соответственно больше, чем
раствора NaCl;
24
- величина коэффициента сцепления уменьшается при увеличении концентрации солевых растворов: на покрытиях, обработанных высококонцентрированными (30% и более) растворами, она может быть в 2 раза меньше, чем на
дорожном покрытии, увлажненном чистой водой;
- на гладких покрытиях коэффициент сцепления достигает недопустимых
с точки зрения безопасности движения значений – менее 0,28;
- наиболее экономичным и эффективным является применение твердого
хлорида натрия и смеси солей натрия и кальция.
- наиболее экологически приемлемым и эффективным является применение формиатов калия (натрия), а так же их смеси с хлоридами кальция и натрия.
Нормы расхода жидких и твердых хлоридов при разной температуре воздуха представлены в таблице 6 (данные ГУП «МосводоканалНИИпроект»).
Таблица 3.6 - Нормы расхода хлоридов при разной температуре воздуха
Реагент
NaCl твердый
NaCl жидкий
песок + соль
Температура,
°С
Норма,
г/м2
-5
- 10
- 15
-5
-10
любая
20
40
70
120*/40**
200*/40**
200-300
% раствора, образующегося на покрытии
8
14
18
10*/32**
15*/32**
Примечание: * - лед есть, ** - льда и снега нет
3.3.
Влияние противогололедных реагентов на свойства снега
Свежевыпавший снег, с нанесенной на него песко-соляной смесью, значительно медленнее уплотняется и прикатывается к колесам транспортных
средств, чем чистый снег. Опытным путем было установлено, что торможение
процесса уплотнения и прикатывания снега достигается благодаря присутствию
в песко-соляной смеси хлоридов. Наиболее широкое применение из них получили такие противогололедные химические средства, как хлориды натрия,
кальция, магния и калия. По составу они могут быть однородными или смешанными в различных пропорциях.
Внесение реагентов в снег способствует увеличению его плотности в связи с тем, что при контакте с реагентами часть снега превращается в раствор, что
вызывает уменьшение объема снега. При добавлении реагентов в количестве
1/250 массы снега, плотность его увеличивается на 6-8%. Наиболее значительно
плотность снега увеличивается, если снег, содержащий реагенты, подвергается
перемешивающим и уплотняющим воздействиям колес транспортных средств.
Так, при движении автомобилей с интенсивностью примерно 120 маш./час
плотность снега увеличивается на 30%.
Добавление реагентов к снегу снижает также коэффициент сцепления
(смерзания) снега с поверхностью дорожного покрытия.
25
Приведенные зависимости показывают, что увеличение количества реагентов от 0 до 30 г/м2 и изменение температуры снега от (–1)°С до (–18)°С снижает коэффициент сцепления снега с покрытием почти в 2 раза. Понижение
температуры чистого снега (без добавления реагентов) повышает коэффициент
сцепления. Так, например, изменение температуры снега от (–1) до (–18)°С вызывает повышение коэффициента сцепления снега с покрытием в 1,8 раза.
Необходимо также отметить, что коэффициент сцепления при норме посыпки 30 г/м2 реагентов почти не зависит от колебаний температуры. Увеличение нормы распределения реагентов значительно более влияет на коэффициент
сцепления снега с покрытием при низких температурах снега, чем при более
высоких.
На величину показателей, характеризующих уплотнение снега при постоянной температуре и норме вносимых реагентов, оказывает количество снега,
находящегося на дороге.
При высоте слоя снега 160 мм или при соотношении снега и реагентов
более 1600, коэффициент внутреннего трения приближается к величине, характерной для чистого снега.
В связи со значительным влиянием на характер изменения свойств снега
климатических и эксплуатационных условий, норма внесения реагентов должна
являться функцией их показателей.
Практически осуществить строгую дифференциацию нормы внесения реагентов в зависимости от температуры снега не представляется возможным.
Поэтому все температурные условия, при которых выполняется снегоочистка,
классифицированы на три категории:
от (–1) до (–6)°С; от (–6) до (–18)°С; ниже (–18)°С.
На основании результатов исследований, а также характеристик свойств
снега, при которых достигается высококачественная снегоочистка, оптимальными считаются следующие нормы внесения реагентов в снег:
Таблица 3.7 - Нормы расхода реагентов при разной температуре воздуха
Температура снега, °С
Выше (–6)
От (–6) до (–18)
Ниже (–18)
Норма распределения реагентов, г/м2
15
25
35
Необходимый технологический эффект может быть получен при условии,
что отношение количеств снега и реагентов будет не более 1200 при температуре выше (–6)°С , и менее 500 при более низких температурах. Кроме того, интенсивность движения транспортных средств должна быть не менее 120
маш./час.
Анализ физической картины явлений, происходящих при внесении противогололедных реагентов в снег при непрерывном перемешивании смеси колесами транспортных средств, показывает, что:
26
- реагенты, контактируя со снегом, образуют раствор, концентрация которого зависит от температуры снега;
- раствор распределяется по поверхности кристаллов оставшегося снега и
образует пленку соляного раствора, которая увеличивает подвижность и взаимное перемешивание кристаллов под действием внешних усилий;
- благодаря образованию незамерзающей пленки на границах кристаллов
снижается коэффициент сцепления (смерзания) снега с дорожным покрытием.
Таким образом, необходимый технологический эффект при воздействии
ПГР на снег достигается благодаря образованию растворов. Однако появление свободных растворов на дорожном покрытии является недопустимым, так
как они будут вызывать коррозию деталей транспортных средств. Снег обладает сравнительно высокой влагоудерживающей способностью. Свободный раствор при внесении ПГР появляется только в том случае, если масса раствора
составляет в среднем более 25% массы снега.
Для практического использования влагоудерживающую способность выражают через коэффициент КВ:
КВ = Gсн./Gреак,
где Gсн. и Gреак. – массы (в кг) соответственно снега и реактива.
Реактив, в данном случае – масса реагента – предельное количество ПГР,
вводимого в снег, которое не вызывает появления свободных растворов.
Коэффициент КВ определялся для двух наиболее характерных температур: от (–1) до (-2)°С и от (–6) до (–7)°С. Для этих температур классифицируются основные нормы внесения реагентов в снег.
Определено, что при температуре снега от (–1) до (- 2)°С КВ равен 50, а
при температуре от (–6) до (–7)°С КВ = 25. Значение коэффициента КВ позволит
установить время внесения реагентов при снегопаде, когда на дорожном покрытии накапливается такое количество снега, что внесение реагентов исключает образование свободных растворов.
3.4.
Влияние противогололедных реагентов на свойства льда
Полностью смерзание льда с поверхностью асфальтобетонного и цементно-бетонного дорожных покрытий соизмеримо, как правило, с прочностью дорожного покрытия.
Для снижения сил смерзания льда с поверхностью дорожного покрытия
разработано два метода применения химических реагентов: профилактический
и аварийный.
Профилактический метод заключается во внесении хлоридов в лед или,
точнее, в нижний, пограничный с поверхностью дороги, слой льда. Метод основан на особенностях физико-механических свойств морского льда. Меньшая
прочность морского льда по сравнению со льдом из пресной воды обусловлена
присутствием в нем солей, и в первую очередь хлоридов. Так лед, содержащий
всего 1% NaCl, отличается от обычного («пресного») значительно меньшей
прочностью, которая при этом с уменьшением концентрации соли до 0,25% заметно возрастает. Тем не менее, при механическом сдвигании льда, образован27
ного из растворов реагентов концентрацией всего 0,25%, достигается полное
его отделение от поверхности асфальтобетона.
Исследования показали, что при концентрации соли 10-3 г-моль NaCl/кг
раствора, уплотнение происходит наиболее быстро, а с увеличением засоленности интенсивность уплотнения снижается. Температура льда оказывает влияние
на величину сил смерзания, что вытекает из сущности процесса образования
льда из растворов. Установлено, что наиболее эффективно на величину сил
смерзания влияют реагенты, крупность кристаллов которых не превышает 4
мм.
Аварийный метод может применяться в том случае, когда после уборки
снега на дорожном покрытии образуются участки, покрытые слоем льда. Он заключается в распределении по поверхности льда крупных кристаллов ПГР, которые образуют в слое льда каналы, заполненные раствором реагентов. Образование сквозных каналов в слое льда возможно только при определенном соотношении крупности кристаллов реагента, высоты слоя льда и его температуры.
Так, например, при крупности кристаллов около 3 мм и температуре (-16)°С,
глубина каналов достигает всего 10 мм. Глубина канала 30 мм при той же температуре может быть получена при использовании кристаллов реагентов размером около 10 мм.
Необходимо отметить, что прирост глубины каналов наиболее значителен
в течение первых двух часов контакта реагента со льдом, в дальнейшем глубина
каналов стабилизируется и остается постоянной.
На величину глубины каналов в основном влияет температура льда. Понижение температуры вызывает уменьшение максимальной глубины каналов.
Так, глубина каналов при действии кристаллов NaCl уменьшается в 1,7 раза в
результате понижения температуры льда с (-6) до (-18)°С.
Скорость образования кристаллов зависит от вида применяемых реагентов. Так, например, при применении хлорида кальция и нитрит-нитрат-хлорида
кальция (ННХК) особенно в течение первого часа, глубина каналов увеличивается почти в 2 раза быстрее, чем при применении хлорида натрия.
Силы смерзания могут быть уменьшены только при условии, что канал
достигнет поверхности дороги, а раствор реагента, заполняющий канал, будет
иметь концентрацию выше равновесной при данной температуре льда.
В этом случае раствор будет взаимодействовать с нижним слоем льда и
способствовать разрушению некоторой зоны пограничного слоя вокруг канала.
Анализ физико-химических явлений, происходящих в системах «химический реагент – лед», позволяют сделать следующие выводы:
- лед, образующийся из растворов реагентов низкой концентрации, обладает меньшей прочностью и меньшим смерзанием с дорожным покрытием по
сравнению со льдом из пресной воды;
- изменение свойств льда обусловлено особенностями кристаллизации
растворов реагентов при замерзании;
- введение реагентов с низкими эвтектическими температурами в пограничный с покрытием слой льда уменьшает силы смерзания и позволяет полно28
стью удалить лед механизированным способом. Норма распределения реагентов – 60-120 г/м2, размеры кристаллов не должны превышать 3-4 мм;
- уменьшение величин сил смерзания льда высотой до 20 мм достигается
благодаря образованию под кристаллами реагентов каналов, заполненных соляными растворами. Лед следует скалывать через 3-4 ч после обработки реагентами.
3.5.
Известные химические ПГР – их характеристики
Химические способы предусматривают использование в качестве противогололедного материала химических веществ, обладающих способностью
плавить лед в значительном количестве, в широком диапазоне отрицательных
температур.
По физико-химическим свойствам и технико-экономическим показателям
наиболее пригодными для борьбы с зимней скользкостью являются соли хлористого натрия, калия, кальция и магния, относящиеся к классу хлоридов. Эти
соли используются в твердом и жидком виде. По составу они могут быть однородными или смешанными в различных пропорциях. Противогололедные хлориды имеют широкое распространение, их природные и промышленные ресурсы весьма велики, они являются относительно дешевым и доступным материалом.
В настоящее время известны следующие химические вещества, которые
используются и могут быть использованы в качестве противогололедных.
Хлорсодержащие реагенты:
Хлорид натрия – NaCl, или поваренная соль. Встречается в природе в виде каменной (минерал галит) и самосадочной соли соляных озер.
На солепредприятиях в качестве готовой продукции выпускают пищевую,
техническую и кормовую соль. Пищевая соль содержит от 97 до 99,7% NaCl,
техническая и кормовая - не менее 93%.
Хлорид натрия – бесцветное кристаллическое вещество – при температуре выше 0°С безводен, хорошо растворим в воде (35,7 кг в 100 кг воды при 10о
С), плотность 2165 кг/м3, температура плавления 800,8°С, эвтектическая температура (-21,2)°С при концентрации 30,4 кг в 100 кг воды. Хлорид натрия слеживается, поэтому предложено добавлять к нему до 10% более гигроскопичного
хлорида кальция, присутствие которого резко снижает слеживаемость смеси.
Эта смесь получила название неслеживающейся. Температура границы применения – минус 10°С.
Соль сильвинитовых отвалов. Она является отходом производства калийных удобрений из минерала сильвинита, состоящего из хлористого калия, каменной соли и ряда примесей.
В процессе переработки из сильвинитовой руды выделяют хлористый калий на удобрение, а хлористый натрий в огромных количествах идет в отвалы,
которые по составу и структуре вполне пригодны для борьбы со скользкостью.
Например, в составе технической соли в отвалах Верхнекамского калийного
месторождения содержится 90-95% хлористого натрия. Зерна этой соли в рас29
сыпчатом состоянии размером более 5 мм составляют в среднем 10%, от 5 до 1
мм около 60% и менее 1 мм – 30%.
Хлорид калия – KCl, нечасто используемый в качестве реагента, характеризуется сравнительно высокой растворимостью (34,2 кг в 100 кг воды при
20°С), имеет эвтектическую температуру всего (–10,6)°С при концентрации
24,5 кг в 100 кг воды. Эта эвтектическая температура недостаточна для обеспечения быстрого и полного плавления снежно-ледяных образований. Кроме того, иногда применяют двойные соли, содержащие хлорид калия (например,
карналлит MgCl2·KCl·6Н2О и каинит MgSO4·KCl·3Н2O, а также отходы некоторых производств, богатые хлоридом калия.
Хлорид кальция CaCl2. Он изготавливается с содержанием основного вещества в пределах 67-95%, а в жидком виде с содержанием хлорида кальция 3238%. Хлорид кальция при температуре до 30°С представляет собой кристаллогидрат с шестью молекулами воды, при 30°С он теряет две молекулы воды, при
45,3°С – четыре, а затем переходит в безводную форму.
Хлорид кальция хорошо растворим в воде (74,5 кг в 100 кг воды при
20°С), плотность соединения с шестью молекулами воды 1680 кг/см3, температура плавления 29,9°С, эвтектическая температура(– 49,8°)С при концентрации
49,9 кг в 100 кг воды.
Технологический хлорид кальция и реагент на его основе – хлорид кальция, ингибированный фосфатами (ХКФ) – чешуированные закаленные продукты. Чешуйки хлорида кальция и ХКФ закаливают для получения неслеживающегося реагента, поскольку без этой операции хлорид кальция гигроскопичен и
слеживается в монолит, для разрушения которого требуются большие усилия.
Добавка ингибитора (фосфата) резко снижает коррозионное действие
CаCl2 на металлы. Ингибитор вводится в заводских условиях в количестве 4-6%
от массы CaCl2.
Хлорид магния – MgCl2·nH2O, существует в виде кристаллогидратов с 2; 4;
6; 8; 12 молекулами воды. При температуре 0-116,7°С существует кристаллогидрат с шестью молекулами воды – бесцветные расплывающиеся кристаллы
плотностью 1560 кг/м3; растворимость 53,8 кг в 100 кг воды при 20°С. Хлорид
магния, как и хлорид кальция, гигроскопичен и слеживается при хранении.
Технический хлористый магний MgCl2·6Н2О (бишофит) изготавливается
путем упаривания рапы залива Кара-Богаз-Гол. Он представляет собой чешуированный продукт, содержащий 47% хлористого магния и 53% кристаллизационной воды.
Бишофит – природный минерал, основным компонентом которого
является хлористый магний шестиводный (MgCl2⋅6H2O). В природе бишофит
достаточно широко распространен. В России имеются крупные запасы в
Волгоградской области и ряде других регионах. Он встречается, главным
образом, в виде соляной зернисто-кристаллической породы. Добыча
бишофитов производится путем закачки воды в подземную среду, извлечения
соляных растворов с дальнейшим их выпариванием.
В минерале содержатся примеси большого числа химических веществ, к
которым относятся хлористый калий (0,1-6,5%), сернокислый магний (0,130
2,5%), бромистый магний (0,45-0,95%), сернокислый кальций (0,1-0,7%),
сернокислый натрий (0,5-0,7%), хлористый натрий (0,1-0,4% до 1,0-1,2%).
Образование бишофита связано с кристаллизацией его из вод древнего моря,
насыщенных солями. По данным Всесоюзного научно-исследовательского
института минерального сырья им. Н.М. Федоровского (ВИМС МПР РФ), в
состав бишофитов, входят более 65 химических элементов.
Количество примесей хлоридов и сульфатов натрия, калия и кальция
варьирует в пределах от 5% до 15% от массы. В бишофитах содержатся в
значительных концентрациях соединения потенциально токсичных элементов
(первого и второго классов опасности): тяжелых металлов; галогенов – фтора,
брома и йода. Последние существенно активизируют коррозионные процессы,
в высоких концентрациях представляют потенциальную опасность для
растений и животных, а также – человека. Хлористый магний широко
используется в сельскохозяйственной практике как десикант – вещество,
способствующее усыханию, отмиранию и опаданию листьев.
Азотсодержащие реагенты.
Нитрат кальция Ca(NО3)2 , входящий в состав ингибитора коррозии стали нитрат-нитрита кальция (ННК), имеет эвтектическую температуру (-29°)С
при концентрации нитрата кальция 77 кг в 100 кг воды. Кристаллизуется в виде
кристаллогидрата с четырьмя молекулами воды, плотность 1820 кг/м3. Нитрат
кальция гигроскопичен. Используется не только в составе ННК для ингибирования, но и в составе комплексного соединения с мочевиной (НКМ) в соотношении 1:4 по молекулярной массе, для борьбы со снежно - ледяными образованиями на дорогах. Эвтектическая температура НКМ (-28)°С.
Он негигроскопичен и не слеживается; кристаллизуется в виде безводного соединения, выпускается промышленностью в гранулированном виде. НКМ
быстро взаимодействует со льдом. Обладает хорошей плавящей способностью
и не вызывает коррозию металла. Этот продукт используется на аэродромах для
обработки взлетно-посадочных полос. На автомобильных дорогах НКМ пока не
применяются из-за высокой стоимости и ограниченных ресурсов.
НКММ – нитрат-кальция-магния-мочевина, ингибитор [Ca(NO3)2+
Mg(NO3)2+ 10СO(NH2)2+ ПАВ] имеет температуру эвтектики минус 32 С; температура границы применения (- 20) °С.
ПГР на основе карбамида и нитратов кальция и магния имеет следующий
состав: - карбамид 58%, - нитрат кальция 19%, - нитрат магния 18%, - влага не
более 1,5%,- нитрат аммония не более 8%, - нерастворимые в виде примеси не
более 2,0%, в том числе карбонат кальция не более 0,5%.
Состояние – твердое в виде гранул с частицами размером 2,5-5 мм,
насыпная плотность – 0,91 г/см3. Температура кристаллизации растворов:
10% - го от (-7) до (-12)°С,
20% - го – от (-11) до (-14) °С,
30% - го – окончание при (-16)°С.
Плавящая способность: 1 г реагента плавит 9,3 г льда. Рекомендован для
использования при температуре не ниже (-15)°С.
31
Нитрит кальция Ca(NO2)2 – основной ингибитор коррозии в составе нитрит-нитрата кальция – имеет эвтектическую температуру (-20)°С при концентрации 52 кг в 100 кг воды. При температуре до 44°С кристаллизуется в виде
кристаллогидрата с четырьмя молекулами воды. Плотность 1674 кг/м3. При
температуре выше 4°С нитрит кальция – кристаллогидрат с двумя молекулами
воды. Нитрит кальция гигроскопичен. При его введении в хлорид кальция при
концентрации ННК до 10% получающийся реагент – нитрит-нитрат-хлорид
кальция (ННХК) удается выпускать в виде чешуированного и неслеживающегося продукта.
Хлориды в виде рассолов, могут широко использоваться для борьбы с
зимней скользкостью По сравнению с кристаллическими веществами рассолы
технологичнее. В них легко можно вводить различные добавки с целью расширения температурного диапазона применения рассола или для подавления его
коррозионной активности. По источникам получения все рассолы можно подразделить на четыре вида:
- природные подземные;
- искусственные подземные;
- рассолы соляных озер;
- промышленные отходы.
Природные рассолы образуются путем естественного выщелачивания
растворимых солей из горных пород. Содержание солей в природных рассолах
увеличивается с глубиной до 200-300 г/л и более. Природные рассолы многокомпонентны. Они содержат в своем составе до 60 различных элементов. Преобладающими элементами являются ионы хлора, натрия, кальция, магния. По
химическому составу природные рассолы относятся чаще к хлористонатриевым или хлористо-кальциево-натриевым.
Искусственные рассолы образуются путем растворения подземных залежей каменной соли пресной водой, нагнетаемой по специальным скважинам в
соляной пласт. Искусственные рассолы, как правило, однокомпонентны. Концентрация хлористо-натриевой соли достигает обычно состояния насыщения.
Озерные рассолы размещаются на поверхности земли в приморских и
континентальных бессточных котловинах. Солевой состав озерных рассолов
разнообразен. В приморских озерах преимущественно содержатся хлорид
натрия и хлорид магния, а также сульфаты магния и натрия. В рассолах континентальных озер содержатся: хлориды натрия, кальция, магния, гипс и другие
вещества. Преобладающей солью в приморских и континентальных озерах часто является хлорид натрия, содержание которого достигает 80% от массы всех
солей. Концентрация озерного рассола подвержена существенным колебаниям
по сезонам года. К концу лета она увеличивается и нередко достигает 200-300
г/л и более.
Промышленные отходы - рассолы образуются на многих предприятиях
различных отраслей промышленности. Много рассола идет в отход на химических заводах, производящих йод, бром, хлор, соду и другие продукты. Значительные ресурсы высококонцентрированных рассолов в виде отходов производства имеются на нефтепромыслах.
32
Промышленные отходы жидких хлоридов весьма разнообразны как по
составу, так и по содержанию растворенных в них солей. Жидкие противогололедные материалы используются в ограниченном количестве.
В тех районах, где местные источники получения рассолов отсутствуют,
но имеются месторождения подземных рассолов, дорожным организациям целесообразно наладить их добычу, особенно при густой сети автомобильных дорог.
Некоторые характеристики противогололедных веществ приведены в
таблице 7.
При оценке потенциальной способности химических реагентов устранять
обледенение, необходимо учитывать стоимость материала и его эффективность
(по сравнению с NaCl).
Сравнение стоимости различных видов противогололедных веществ с
хлоридом натрия или определение показателя экономической эффективности R
производится с помощью следующего уравнения:
R=
MC N o
⋅
N M o Co
,
где М – молекулярный вес вещества; С – стоимость рассматриваемого
вещества; N – число частиц или ионов, на которые расщепляется молекула исследуемого вещества при переходе в раствор. Индекс 0 у членов второй части
формулы означает, что они относятся к NaCl.
Используя приведенную выше формулу и приняв, что R должен быть не
более 20, из числа элементов, входящих в состав ПГР, были исключены несколько элементов частично по причине стоимости, а частично вследствие вероятности коррозии, либо токсичности при применении их в виде солей.
Перечисленные в таблице 3.8. и предлагаемые к использованию
химические противогололедные реагенты обладают как положительными, так и
отрицательными свойствами. Поэтому только всесторонний анализ физикохимических свойств этих реагентов позволяет сделать их правильный выбор
для практического применения.
Известная номенклатура противогололедных реагентов и материалов
(ПГР, ПГМ) и их технологические характеристики представлены в Отраслевых
дорожных нормах: «Требования к противогололедным материалам» ОДН
218.2.027-2003 (Утверждены Распоряжением Минтранса России от 16.06.2003
г. № ОС-548-р). В тоже время, представленные в них продукты далеко не
исчерпывают всего многообразия существующих в настоящее время реагентов
и материалов, а также приемов их использования на ОДХ.
Таблица 3.8 - Некоторые химические реагенты, используемые в
практике борьбы с зимней скользкостью
33
Реагент, размер
Состав
Возможные мин. добавки и
природные материалы
NaCl
частицы от 1,2 до 475
мм
сухая техническая поваренная
соль (отходы пищевой промышленности);
каменная соль естественного
происхождения
NaH2PO4*2Н2О; NaНРО4*12Н2О;
Са(Н2РО4)2; Са(Н2РО4)2 + Р2О5;
(NaРО3)6; феррицианид Na;
сильвинит; карналит; каинит;
зубер (58,5% галит); фрикционные
добавочные материалы: песок, гравий, шлак
СаCl2
а) кристаллический чешуированный, крупностью не более
5 мм (67% CaCl2)
б) чешуированный с добавление фосфатов (5-7% суперфосфата по массе)
в) жидкий (32-37% CaCl2)
Искусственная смесь
NaCl:CaCl2
88:12
Соль сильвинитовых
отвалов, частицы от 4
до 10 мм
Карноллит
песок+ПГС*
опилки+ПГС*
Молотый металлургический шлак + ПГС*
CaCl2 как составная
часть асфальтобетона
(диаметр зерен 0,1-0,5
мм)
MgCl2 жидкий
MgCl2 - бишофит
Сухой отход производства калийных удобрений:
NaCl – 90-95%
KCl – 2-3%
CaSO4 – 0,5-2,0%
MgCl2 – 0,5-1,0%
минеральных примесей – 510%
KCl + MgCl2
1:1
2:1
Альтернативные химические
соединения:
карбамид;
гликолиевые соединения;
метиловый спирт;
известь;
СМА (calcium magnesium acetate);
полипропиленгликоль;
отходы целлюлозы, переработанные в соли уксусных кислот;
фтористый водород
1:1
4,0-6,0% по весу
из озер
Природный минерал – встречается в виде соляной зернисто-кристаллической породы
Примечание: ПГС* - противогололедная соль
В целях оптимизации требований, предъявляемых к противогололедным
материалам при зимнем содержании автомобильных дорог, до внесения
изменений в ОДН 218.2.027-2003 следует руководствоваться Письмом
Росавтодора от 08.09.2006 г. № 01-28/6301 «О Временных требованиях к
противогололедным материалам».
Следует отметить, что в последние 5 лет отечественными
производителями предложены и прошли апробацию на практике ряд
34
новых перспективных экологически более безопасных материалов с
высокими технологическими показателями.
Московским государственным университетом имени М.В. Ломоносова
была проведена оценка баланса ПГР, использующихся в мире в 2000-2009 гг.
Около 98% всех применяемых реагентов составляют твердые соли или
растворы хлоридов (главным образом натрия, кальция).
Этот факт обусловлен физико-химическими свойствами солей соляной
кислоты (хлоридов) и их растворов - способностью интенсивно плавить лед
(снег) и замерзать при низких температурах. Менее 2% приходится на иные,
зачастую весьма дорогостоящие материалы (ацетаты, формиаты и др.).
Плавящая способность ПГР определяет нормы их расхода в зависимости
от метеорологических условий, а следовательно и потенциальное воздействие
на объекты окружающей среды.
Наибольшую плавящую способность в значительном интервале
отрицательных температур до (–16)0С имеют хлориды кальция и натрия.
Хлорид магния (бишофит) обычно присутствует в твердых ПГР в виде
шестиводного кристаллогидрата (содержание чистой соли – не более 47%).
Поэтому в данном диапазоне температур, ПГР на основе хлорида магния
(бишофита) имеют в 2,0-2,5 раза более низкую плавящую способность.
Вещества (соли или растворы), использованные в качестве
противогололедных реагентов имеют сложный химический состав, зависящий
от технологии производства и сырьевой базы. Основными химическими
элементами в ПГР, применяющихся в России, являются натрий, кальций и
хлор. На большинстве территории страны на дорогах и магистралях
используется техническая соль (хлорид натрия), его физические смеси с
фрикционными материалами (песко-соляная смесь). Хлористый кальций в
чистом виде, как реагент, использовался в Москве до 2009 г. В настоящее время
он входит в состав твердых и жидких многокомпонентных ПГР.
Научно подтверждены данные о механизме и результатах влияния
хлоридов, совместного воздействия аниона хлора и других катионов в составе
солей, а так же иных солей, на компоненты окружающей среды: почву,
растительность, природные воды.
В случае поступления на придорожные территории в городах (особенно
при роторной перевалке снега с объектов улично-дорожной сети на газоны),
наибольшую потенциальную опасность для почвы, с точки зрения возможного
ее засоления, изменения плодородия, а также условий для роста и развития
зеленых насаждений, представляют простые соли: чистый хлорид натрия
(техническая соль) и хлорид магния (твердый и жидкий бишофит – «Биомаг», а
также ПГР на его основе - известные под торговыми марками «Экодор» и
«Гринрайд»).
Именно по экологическим критериям, техническую соль перестали
применять в Москве с 2000 г., а бишофит - с января 2005 г.
С 2000 г. началось масштабное использование хлористого кальция
(жидкого и твердого), а с 2005 года - и новых многокомпонентных ПГР,
35
которые в зимнем периоде 2009-2010 гг. уже составляли 100% от общего
объема ПГР, разрешенных к применению в городе.
36
4.
ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
В больших городах, где сосредоточены огромные массы людей, промышленные предприятия и транспорт, возникает качественно новая среда обитания.
Ей присущи: высокий уровень загрязнений, специфический тепловой режим,
угнетение растительности, загрязнение почвы. Все это приводит к необходимости проведения неотложных мероприятий по охране природной среды регионов
крупных мегаполисов.
С накоплением загрязнений, увеличивается концентрация органических
веществ в открытых водоемах, в свою очередь это приводит к усложнению и
удорожанию очистки питьевой воды.
Экология больших городов определяется состоянием всего региона. Для
мегаполиса существуют определенные критические показатели объемов загрязнений (так называемая экологическая емкость), при переходе через которые
возникают процессы различного рода деформаций и неустойчивостей. Можно
говорить о критических характеристиках и для атмосферы, открытой и подземной водной среды, почвы, зеленых насаждений, промышленных зон, полигонов отходов, состояния здоровья населения.
Экологические проблемы мегаполиса существенно усложняются при его
расположении в северных широтах, так как возникает необходимость
обеспечения его функционирования в условиях атмосферных осадков при
отрицательных температурах окружающей среды в зимний период.
Известно, что снежный покров накапливает значительную часть
атмосферных загрязнений, он является индикатором техногенной нагрузки на
окружающую среду.
При влажной седиментации загрязняющих веществ во время образования
снежинок в облаке и выпадении их на земную поверхность возрастает
количество загрязняющих веществ в снеге на два-три порядка по сравнению с
атмосферным воздухом.
4.1.
Нормирование содержания компонентов ПГР
в природных средах
Контроль (санитарно-гигиенический и экологический) за содержанием
хлоридов, формиатов и карбамида - соединений, входящих в состав
противогололедных реагентов (ПГР), в окружающей среде практически не
осуществляется или осуществляется частично для различных химических
компонентов солей. Такое положение существует пока во всех субъектах
Российской Федерации.
Указанная ситуация характерна для почв, природных вод, атмосферного
воздуха на территориях поселений, включая крупные города - Москву и СанктПетербург. В погодно-климатических условиях нашей страны использование
ПГР (жидких и твердых) в рамках различных технологий является
неотъемлемой частью зимнего содержания магистралей, дорог и иных объектов
дорожного хозяйства (ОДХ). Остается актуальным вопрос, насколько детально
37
и системно может быть проведена оценка их потенциального воздействия на
человека и природные объекты, а также установлены риски и ограничения,
связанные с обращением данных продуктов.
Согласно Федеральному закону от 30.03.1999 г. № 52-ФЗ «О санитарноэпидемиологическом благополучии населения» соблюдение гигиенических
нормативов является обязательным для граждан, индивидуальных предпринимателей и юридических лиц, в противном случае создаётся угроза жизни или
здоровью человека (ст.1, 39).
4.1.1.
Атмосферный воздух
Поступление в атмосферу хлористых солей натрия, калия, кальция, магния и формиатов калия и натрия, а также компонентов их возможной трансформации в виде аэрозолей и мелкодисперсной пыли при нормальных погодных условиях в сколько-нибудь значимых объемах практически не должно
наблюдаться.
Обязательным условием является выполнение правил по безопасности во
время упаковки, транспортировки, хранении и погрузочно-разгрузочных работах для данного вида грузов и материалов, а также при заправке (загрузке) специальной техники для распределения ПГР. Тем не менее, специфика движения
воздушных масс над объектами дорожного хозяйства (ОДХ) с интенсивными
транспортными потоками в сочетании с экстремальными погодными условиями
может обусловить вероятное атмосферное загрязнение и перенос солей на придорожные территории при обработке поверхности дорожного полотна.
Гигиенические нормативы (ГН) «Предельно допустимые концентрации
(ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны. ГН 2.2.5.1313-03», утверждены Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации
27.04.2003 г., и введены в действие Постановлением от 30.04.2003 г. № 76.
Нормативы используются при проектировании производственных зданий,
технологических процессов, оборудования и вентиляции, для обеспечения производственного контроля за качеством производственной среды и профилактики неблагоприятного воздействия на здоровье работающих вредных химических веществ.
Для компонентов (веществ), входящих в состав ПГР установлены
следующие ПДК (таблица 4.1.).
38
Таблица 4.1 - ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны
Наименование
Вещества
Натрий хлорид
Калий хлорид
Кальций дихлорид*
Магний дихлорид
гексагидрат
(шестиводный)
Формиат натрия
Карбамид (мочевина)
NaCl
KCl
CaCl2
MgCl2*6H2
O
5
5
2
2
Преимущественное агрегатное
состояние в воздухе в условиях
производства
Аэрозоль
Аэрозоль
Аэрозоль
Аэрозоль
HCOONa
CO(NH2)2
10
10
Аэрозоль
Аэрозоль
Химическая
формула
Величина
ПДК, мг/м3
Класс
опасности
3
3
3
3
4
3
Примечание - Норматив установлен как максимальная разовая ПДК. Для изучаемых веществ – установлен только данный норматив. Использованы следующие обозначения:
* - соединения, при работе с которыми требуется специальная защита кожи и глаз; символ проставлен
вслед за наименованием вещества;
Информация по формиату калия (HCOOK) отсутствует в рассматриваемом документе, а также в ГН 2.2.5.2308-07 «Ориентировочные безопасные
уровни воздействия (ОБУВ) вредных веществ в воздухе рабочей зоны»,
утверждены и введены в действие Постановлением Главного государственного
санитарного врача Российской Федерации 19.12.2007 г. № 89.
Согласно ГН 2.1.6.1338-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК)
загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест», утверждены Главным государственного санитарным врачом Российской Федерации от
31.05.2003 г., введены в действие Постановлением от 30.05.2003 г. № 114, установлены гигиенические нормативы для ряда солей и карбамида, входящих в состав ПГР (таблица 4.2.).
39
Таблица 4.2 - ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе населенных
мест
Величина ПДК, мг/м3
Наименование вещества
Натрий хлорид
Калий хлорид
Карбамид (мочевина)
Взвешенные частицы РМ 10 (размер
меньше
10 мкм)
Взвешенные частицы РМ 2,5 (размер
меньше 2,5 мкм)
Максимальная разовая
Среднесуточная
Лимитирующий показатель
вредности
0,5
0,3
Не установлена
0,15
0,1
0,2
Рез.
Рез.
Рез.
0,3
0,16
0,06
0,035
Рез.
Рез.
Класс опасности
3
4
4
Не установлен
Не установлен
Примечание - Используются нормативы: рез. - резорбтивный, рефл. - рефлекторный, рефл.-рез. - рефлекторно-резорбтивный, сан.-гиг. - санитарно-гигиенический. Для твердых частиц, находящихся в воздухе
установлены следующие предельно допустимые среднегодовые концентрации: взвешенные частицы РМ 10 0,04 мг/м3; взвешенные частицы РМ 2,5 - 0,025 мг/м3.
В целях охраны здоровья ни один из стандартов не должен быть превышен. Чем выше концентрация, тем более ограниченным должен быть период
воздействия на объект. Напротив, при более низкой концентрации загрязняющего вещества, период воздействия может продлеваться.
Класс опасности - показатель, характеризующий степень опасности для
человека веществ, загрязняющих атмосферный воздух. Вещества в соответствии с классификацией ГОСТ 12.1.007-76 «ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности», утвержден и введен в действие
Постановлением Госстандарта СССР от 10.03.1976 г. № 579, разделены на четыре класса опасности:
- 1 класс - чрезвычайно опасные;
- 2 класс - высоко опасные;
- 3 класс - опасные;
- 4 класс - умеренно опасные
Для ПГР и их составных частей не выявлено каких-либо особенностей
воздействия на организм, требующего обязательного и автоматического
контроля. Указано преимущественное агрегатное состояние в воздухе в
условиях производства – аэрозоль.
А вещества с остронаправленным
механизмом действия, требующие автоматического контроля за их
40
содержанием в воздухе – это преимущественно вещества фиброгенного
действия.
В ГН 2.1.6.2309-07 «Ориентировочно безопасные уровни воздействия
(ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест»,
утверждены и введены в действие Постановлением Главного государственного
санитарного врача Российской Федерации от 19.12.2007 г. № 92, установлены
ориентировочные безопасные уровни воздействия (таблица 4.3.). Содержание
хлорида кальция (кальций дихлорид), а также формиата калия в воздухе
населенных мест не нормируется.
Таблица 4.3 - ОБУВ загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест
Наименование вещества
Натрий хлорид
Магний дихлорид (шестиводный)
Формиат натрия
4.1.2.
Величина ОБУВ, мг/м3
0,15
0,1
0,05
Водные объекты
Водные объекты хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования - это подземные и поверхностные источники, используемые для
централизованного и нецентрализованного водоснабжения населения, для рекреационного и культурно-бытового водопользования. К воде данных объектов
относится также питьевая вода и вода в системах горячего водоснабжения.
В основу классификации веществ на классы опасности положены показатели, характеризующие различную степень опасности для человека химических
соединений, загрязняющих воду, в зависимости от токсичности, кумулятивности, способности вызывать отдаленные эффекты, лимитирующего показателя
вредности (санитарно-токсикологический, общесанитарный, органолептический).
Нормативы, установленные по общесанитарному признаку вредности,
способствуя снижению эпидемиологической опасности, должны обеспечивать
также безопасность воды по токсикологическому и органолептическому
признакам вредности.
Классы опасности веществ учитываются:
- при выборе соединений, подлежащих первоочередному контролю в воде
в качестве индикаторных веществ;
- при установлении последовательности водоохранных мероприятий,
требующих дополнительных капиталовложений;
- при обосновании рекомендаций о замене в технологических процессах
высокоопасных веществ на менее опасные;
- при определении очередности в разработке чувствительных методов
аналитического определения веществ в воде.
41
Гигиенические ПДК не могут быть заменены ПДК для водных объектов
рыбохозяйственного назначения или какими-либо другими нормативами.
Качество воды должно удовлетворять нормативам, установленным для
водоемов культурно-бытового назначения, которые определены в ГН
2.1.5.1315-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового
водопользования», утверждены Главным государственным санитарным врачом
Российской Федерации 27.04.2003 г., и введены в действие Постановлением от
30.04. 2003 г. № 78.
Они разработаны на основе экспериментальных исследований токсичности
и опасности веществ, влияния на санитарный режим водоемов,
органолептических исследований, а также с учетом эпидемиологических
исследований и международного опыта.
Ввод в эксплуатацию предприятий, цехов и технологий возможен только
при наличии утвержденных в установленном порядке ПДК и методов определения веществ в воде. Данное положение относится и к технологии зимнего содержания ОДХ с использованием ПГР и фрикционных противогололедных материалов – ПГМ (таблица 4.4.).
Таблица 4.4. - ПДК химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования
Наименование
Вещества
Величина
ПДК, мг/л
Натрий (Na+)
Магний (Mg 2+`)
Хлориды (по Cl -)
Карбамид (мочевина)
200
50
350
<а>
Лимитирующий
показатель
вредности
С.-т.
Орг.
Орг. привк.
Общ.
Класс опасности
2
3
4
4
Примечание - Использованы следующие обозначения: <а> - в пределах, допустимых расчетом на содержание органических веществ в воде и по показателям биологического потребления кислорода (БПК) и наличия растворенного кислорода. Указан лимитирующий показатель вредности, по которому установлены нормативы: с.-т. - санитарно-токсикологический; общ. - общесанитарный; орг. – органолептический с расшифровкой
характера изменения органолептических свойств воды, именно,- зап. - изменяет запах воды, мутн. - увеличивает мутность воды, окр. - придает воде окраску, пена - вызывает образование пены, пл. - образует пленку на поверхности воды, привк. - придает воде привкус, оп. - вызывает опалесценцию (см. также прим к табл. 9).
В ГН 2.1.5.2307-07 «Ориентировочно допустимые уровни (ОДУ)
химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и
культурно-бытового водопользования» (утверждены и введены в действие
Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 19.12.
2007 г. № 90), информация по рассматриваемым химическим веществам или их
компонентам отсутствует.
Содержание кальция (Ca 2+) и калия (K+) в ионной форме в воде водных
объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования не
нормируется, что свидетельствует об отсутствии их сколь-нибудь
значительного потенциального негативного воздействия на биоту и человека в
42
широком диапазоне концентраций. Сброс всех основных соединений,
входящих в состав ПГР, в рассматриваемые водные объекты - допустим.
Для основных водотоков, протекающих по территории городов, оценка
изменения содержания различных химических веществ и соединений в воде
должна быть произведена в сравнении с нормативами качества воды водных
объектов (ПДК) рыбохозяйственного значения и водопользования. К ним
относятся водные объекты, которые используются или могут быть
использованы для добычи (вылова) водных биоресурсов, отнесенных к
объектам рыболовства (ч. 3 ст. 17 Федерального закона от 20.12.2004г. № 166ФЗ «О рыболовстве и сохранении водных биологических ресурсов»).
Приказом Росрыболовства от 04.08.2009 г. № 695 «Об утверждении
Методических указаний по разработке нормативов качества воды водных
объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно
допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов
рыбохозяйственного значения» утверждены и введены в действие
соответствующие указания.
Методическими указаниями (п. 2.2) предусмотрена возможность
установления (помимо ПДК) такого временного норматива, как
ориентировочно безопасный уровень воздействия (ОБУВ) вещества. Он
оценивается на основе экпресс-экспериментальных и расчетных методов
токсичности, характеризует полученное значение, до установления ПДК
вещества в воде водного объекта рыбохозяйственного значения, как временный
норматив, применяемый не более двух лет.
С 16.03.2010 г. вступил в силу Приказ Росрыболовства от 18.01.2010 г. №
20 «Об утверждении нормативов качества воды водных объектов
рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых
концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного
значения». Для рыбохозяйственных целей нормируется содержание каждого
катиона - Na+; K+; Mg2+; Ca2+, хлор-аниона (Cl-) суммарно по всем
растворимым в воде формам, а также общее содержание ряда солей и веществ.
Органолептическое воздействие составных частей ПГР на водные объекты не
выявлено (табл. 4.5.).
Нормативы качества воды характеризуют пригодность ее для обитания
водных биологических ресурсов и обеспечивают безопасность продукции из
них.
43
Таблица 4.5 - ПДК вредных веществ в водах водных объектов
рыбохозяйственного назначения
120,0
Лимитирующий показатель
вредности
Сан.-токс.
Класс
опасности
4э
50,0
Сан.-токс.
4э
180,0
Сан.-токс.
4э
Магний (Mg 2+`)
40,0
Сан.-токс.
4
Хлор-анион ( Cl -)
300,0
Сан.-токс.
4э
Карбамид (CO(NH2)2)
80,0
Токс.
4
Формиат натрия (HCOONa)
10,0
Сан.-токс.
4
Муравьиная кислота
(HCOOH)
1,0
Токс.
4
Наименование вещества
(химическая формула)
Величина ПДК,
мг/л
Натрий (Na+)
Калий (K+)
Кальций (Ca2+)
10 для водоемов с
минерализацией
до 100 мг/л
Примечание - Токс. – токсикологичекий (прямое токсическое действие веществ на водные биологические ресурсы). Сан. - санитарный (нарушение экологических условий: изменение трофности водных объектов
рыбохозяйственного значения; гидрохимических показателей: содержания кислорода, азота, фосфора, изменение рН; нарушение процессов смоочищения воды водных объектов рыбохозяйственного значения; БПК5 (биохимическое потребление кислорода за пять суток); изменение численности сапрофитной миклофлоры. Сан.токс. – санитарно-токсикологический (действие вещества на водные биологические ресурсы и санитарные показатели водных объектов рыбохозяйственного значения).
4.1.3.
Почва
Минздрав СССР в 1987 г. утвердил ПДК для ряда веществ в почве (СанПиН 42-128-4433-87), согласно которым они выражаются следующими величинами (фон+элемент, мг/кг) для: Pb - (фон+20); As - (фон+2); Zn - (фон+50);
Cu - (фон+35); Ni - (фон+45).
На 01.01.1991 г. Госкомприродой СССР (приказ № 02-2333 от 10.12.1990
г.) было принято более подробное нормирование загрязнителей в почве.
Согласно этой схеме оно подразделяется на транслокационное (переход
нормируемого элемента в растение), миграционное водное (переход в воду),
миграционное воздушное (переход в воздух) и общесанитарное, гигиеническое
(влияние на самоочищающую способность почвы и почвенный микробиоценоз). Недостатком этой разработки являлось ограниченность информации по
предельно допустимой концентрации для ряда элементов (по подвижным формам ПДК даны только для шести металлов) и отсутствие связи ПДК тяжелых
металлов (ТМ) со свойствами почв. Частично это учтено в дополнение № 1 к
44
перечню ПДК и ОДК № 6229-91. Госкомсанэпиднадзор РФ году утвердил Гигиенические нормативы ГН 2.1.7.020-94 «Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) тяжелых металлов и мышьяка в почвах (Дополнение к перечню
№ 1 ПДК и ОДК № 6229-91)» с учетом гранулометрического состава и кислотности почв.
В настоящее время, на почвы населенных пунктов, сельскохозяйственных
угодий, зон санитарной охраны источников водоснабжения, территории
курортных зон и отдельных учреждений распространяются гигиенические
нормативы ГН 2.1.7.2041-06 «Предельно допустимые концентрации (ПДК)
химических веществ в почве», утверждены Главным государственным
санитарным врачом Российской Федерации 19.01.2003 г., введены в действие
Постановлением от 23.0.2003 г. № 1.
ПДК можно использовать для предварительной оценки, поскольку надо
учитывать и содержание гумуса, и буферность почв, и различные формы существования элементов, обуславливающие их миграцию и доступность растениям; и совместный отрицательный эффект комплексного загрязнения; наличие
барьерных функций у растений, препятствующих поступлению в них ТМ, мышьяка и, самое главное, учитывать существование риска воздействия на человека.
В городе Москве выделяют различные зоны - участки территории, имеющие различное функциональное значение: от природных и природоохранных до
производственных (Закон города Москвы «О градостроительном зонировании
территории города Москвы» от 09.12.1998 г. № 28 (в ред. от 27.04.2005 г. №
14). Это определяет и «жесткость» используемых нормативов.
Проблема состоит так же и в четком определении степеней загрязненности. С этой целью, для почвы, можно использовать СанПиН 2.1.7.1287-03 «Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы», утверждены
Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации
16.04.2003 г., ведены в действие постановлением от 17.04.2003 г. № 53.
Здесь «чистая» и «допустимая» категории – тождественны, они не предполагают загрязнение выше ПДК, а «умеренно-опасной» категории нет.
Для хлоридов в почве нормируется содержание только хлористого калия.
ПДК по валовому содержанию, по хлориду калия (в пересчете на K2O) в
почвах составляет 360 мг/кг с учетом фона), лимитирующий показатель
вредности – водно-миграционный. В пересчете на KCl эта величина
составляет 570 мг/кг. Таким образом, на 1 м2 в слое 10 см при средней
плотности почвы 1,25 г/см2 должно содержаться – не более 71 г хлористого
калия.
Калий, наряду с азотом и фосфором, – важнейший биофильный элемент,
входит в состав основных удобрений. Средние нормы его ежегодного внесения
в зависимости от особенностей сельскохозяйственной культуры и почвенноклиматических условий составляют 30-180 кг/га или 3-18 г/м2 действующего
вещества (в пересчете на K2O). В условиях промывного водного режима, для
растений с повышенной потребности в калии или при «запасном» внесении
удобрений, дозы могут увеличиваться примерно в 2 раза.
45
Нормы ежегодного внесения азота (в пересчете
на действующее
вещество – азот) в составе комплексных (сложных, NPK) удобрений или при
одностороннем применении, колеблются в среднем от 10 до 180 кг/га.
Мочевина (карбамид) – одна из распространенных форм азотных удобрений,
содержащие порядка 46 % действующего вещества.
В ГН 2.1.7.2511-09 «Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК)
химических веществ в почве», утверждены и введены в действие
Постановлением Главным государственным санитарным врачом Российской
Федерации от 18.05. 2009 г. № 32, информация по другим солям - хлоридам,
формиатам или их компонентам отсутствует.
Высокое содержание легкорастворимых солей в почве может оказывать
негативное и даже губительное влияние на зеленые насаждения, которое, в
частности, зависит от их химического состава (сочетания катионов и анионов),
а также от сочетания самих солей. Повышенная концентрация хлористых солей
приводит к созданию низкого водного потенциала в почве, что значительно
затрудняет поступление воды в растения. При хлоридном или сульфатном
засолении почв, в растениях происходят нарушения в обмене веществ, а также
в структуре клеток, приводящие к нарушению ростовых процессов и гибели
(таблица 13), изменяются свойства и режимы функционирования самой почвы.
Избыток растворимых солей - более 0,15%, по плотному остатку водной
вытяжки (ГОСТ 26423-85 «Почвы. Методы определения удельной
электрической проводимости, рН и плотного остатка водной вытяжки»,
утвержден и введен в действие Постановлением Госстандарта СССР от
08.02.1985 г. № 283), а также наличие обменного натрия или магния в
количестве более 5-10% или 40%, соответственно, от общей емкости
почвенного поглощающего комплекса (ППК, мг-экв./100 г почвы), позволяет
отнести данную почву к разряду засоленных. Зеленые насаждения на такой
территории будут испытывать сильный стресс.
Комплексные соли или механические смеси хлоридов, содержащие два
или более элементов, оказывают наименьшее негативное воздействие на
компоненты окружающей среды. Содержащиеся в них биофильные элементы
(калий, кальций и др.) могут даже в ряде случаев улучшать условия
минерального питания зеленых насаждений и повышать плодородие почв.
Наибольшую потенциальную опасность для почвы, роста и развития
растений представляют простые соли в больших концентрациях: хлорид натрия
(техническая соль) и хлорид магния (твердый и жидкий бишофит – «Биомаг»).
Последний известен в практике как десикант – вещество, способствующее
усыханию и опадению листьев сельскохозяйственных культур.
46
Таблица 4.6 - Основные свойства солей, содержащихся в талой воде и
снеге, их влияние на почву
Наименование
вещества (химическая формула)
Растворимость и
концентрация
насыщенного
раствора
Реакция
водного
раствора
Особенности поведения
в почве
Кальций дихлорид (CaCl2)
Магний дихлорид (MgCl2)
Хорошая;
200 г/л
Очень хорошая;
353 г/л
Практически не накапли
вается
Накапливается в растворимой и обменной форме
Натрий хлорид
(NaCl)
Хорошая;
264 г/л
Слабокислая
Близка к
нейтральной
То же
Накапливается с другими солями, хорошо вымывается
Примечание - Действие солей на растения зависит от химического состава. При одинаковых анионах,
магниевые соли более токсичны, чем натриевые. Наименьшая токсичность характерна для соединений кальция
при концентрациях, превышающих установленный биологический оптимум (Маслов Б.С., Минаев И.В., Губер
К.В. Справочник по мелиорации. – М.: Росагропромиздат, 1989. – 384 с.).
4.1.4.
Определение класса опасности отходов расcчетным и экспериментальным путем
Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 16.06.
2003 г. № 144 «О введении в действие СП 2.1.7.1386-03 утвердило «Санитарные
правила по определению класса опасности токсичных отходов производства и
потребления». Правила устанавливают гигиенические требования и критерии
по определению классов опасности, в целях выявления и предотвращения
вредного воздействия токсичных отходов (далее - отходы) на среду обитания и
здоровье человека.
Отходы по степени воздействия на человека и окружающую среду
распределяются на четыре класса опасности:
- 1 класс - чрезвычайно опасные,
- 2 класс - высоко опасные,
- 3 класс - умеренно опасные,
- 4 класс - мало опасные.
Определение класса опасности отхода осуществляется в соответствии с
настоящими правилами, аккредитованными для данного вида работ
организациями. Класс опасности отхода может быть определен расчетным или
(и) экспериментальным методом. Расчетный метод применяется, если известен
качественный и количественный состав отхода и в литературных источниках
имеются необходимые сведения для определения показателей опасности
компонентов отхода. В противном случае, определение класса опасности
проводится экспериментально. Отнесение отхода к 4 классу опасности (мало
опасные) может быть сделано только на основании результатов
экспериментального метода.
47
Если полученный расчетным методом класс опасности отхода не
удовлетворяет его производителя (или собственника), то класс опасности
определяется экспериментально.
Оценка опасности отхода
экспериментальным методом по
расширенной схеме обязательна:
- при предполагаемом использовании отхода в сельском хозяйстве;
- при производстве товаров народного потребления;
- во всех случаях, когда возможно контактное, ингаляционное,
пероральное или комплексное действие компонентов отхода на здоровье
человека.
Класс опасности отхода устанавливается по результатам комплекса
проведенных исследований с учетом лимитирующего показателя вредности, за
который принимается показатель, выявивший наибольшую степень опасности
отхода. При этом приоритет отдается токсикологическим показателям.
Данные по обоснованию класса опасности (токсичности) отхода
представляются
на
утверждение
в
учреждения,
осуществляющие
государственный санитарно-эпидемиологический надзор на соответствующей
территории Российской Федерации
Прежде чем получить разрешение на возможность применения ПГР в
рамках определенной технологии, они в обязательном порядке, оцениваются на
степень безопасности (опасности) с целью определения соответствия продуктов
санитарно-гигиеническим требованиям и санитарно-эпидемиологическим
регламентам. Затем выдаются рекомендации по безопасному применению ПГР,
исключающие возможность негативного воздействия на окружающую среду и
здоровье человека. Головной организацией для проведения таких работ в
Москве является ГУ НИИ экологии человека и гигиены огружающей среды им.
А.Н. Сысина РАМН.
Соблюдение предложенной новой «Технологии» и контроль за
выполнением требований к ней, исключает возможность негативного
воздействия ПГР на окружающую среду и здоровье человека. Проявления
какого-либо значимого эффекта от воздействия реагентов возможно только:
непосредственно на дорогах или вблизи улиц и магистралей на расстоянии не
более 5-15 м от границ зоны движения автотранспорта.
4.2.
4.2.1.
Состояние окружающей среды
Климатические факторы
Москва принадлежит к числу самых больших северных городов, зимний
период - календарный период времени с 1 ноября по 15 апреля.
Климат умеренно континентальный, но степень его континентальности
относительно других европейских городов – выше. Безморозный период 100180 дней, в среднем – около 140. Устойчивые морозы наступают с третьей
декады ноября и продолжаются до второй декады марта. За время зимы
наблюдаются оттепели – в январе и феврале – по 5-7 суток, в декабре – по 8-9
суток, в ноябре и марте – по 17-18 суток. При устойчивом притоке воздуха со
48
стороны Атлантического океана число оттепелей может достигать до трети
зимних дней.
Обычно выпадает 540-650 мм осадков в год, большая их часть выпадает в
теплое время года. Устойчивый снежный покров устанавливается, как правило,
в конце ноября, а окончательно сходит в начале второй декады апреля. За зиму
в городе бывает 50 и более снегопадов, а также 50-70 и более циклов перехода
температуры воздуха через 0оС.
В последнее десятилетие проявляется тенденция увеличения
повторяемости и длительности периодов, характеризующихся существенными
отклонениями значений метеорологических параметров от климатической
нормы: с относительной влажностью воздуха более 70 % и сравнительно
высокой для зимы температурой воздуха (выше 0оС), экстремально холодными
периодами, обильным кратковременным выпадением осадков, что
отрицательно влияет на состояние дорог, зданий, сооружений.
По данным метеорологических наблюдений средние многолетние
температуры атмосферного воздуха ноября – минус (-1-3)0С, декабря – (-7-9)0С,
января (-9-11)0С, февраля – (-7-10)0С, марта – (-2-4) 0С, соответственно.
Ветры в Москве отмечены всех направлений, в теплое время года
преобладают – северо-западные, западные, северные, в холодное – югозападные, западные. Среднегодовая скорость ветра – свыше 5 м/сек.
Общее среднее количество выпавшего в городе снега по данным Гидрометеорологического бюро Москвы и Московской области с зимнего периода
1995-1996гг. по зимний период 2008-2010гг. составляло 150-160 см, с
колебаниями от 101 до в 229 см.
За зимний период 2008-2009 гг. выпало 135 см снега, отмечено 64
перехода температуры через 00С.
2010 г. был аномально жарким, с затяжной, теплой и сухой осенью,
устойчивый переход температуры атмосферного воздуха через 00С произошел
25 ноября, первая декада ноября была бесснежная и морозная – ниже (-200С).
Погодные изменения
2010-2011 г.г. подтверждают изменение
климатических условий. В городе происходили различные погодные
катаклизмы: ледяные дожди в декабре 2010 года, рекордные осадки с
аномальным падением атмосферного давления в апреле 2011 года,
повторяющаяся жара в июле 2011 года.
По данным ФГБУ «Московского гидрометеоцентра» январь 2011 года
характеризовался умеренно-морозной погодой с частыми снегопадами, в
феврале минимальная температура воздуха опускалась до -26ОС-28ОС, Средняя
температура воздуха за месяц составила -10…-11 ОС , что ниже нормы на 4 ОС.
Весна была поздней с неустойчивой погодой. Лето 2011 года – было жаркое и
сухое, средняя температура воздуха превысила норму примерно на 3,5 ОС.
Количество выпавших осадков в начале первой и второй декады сентября
составило 67-75 мм, что составляет 115% от климатической нормы.
Средняя температура воздуха в октябре 2011 года составила 6-7 ОС, что
выше нормы на 1 ОС. 10.10.2012 года отмечалось обильное выпадение осадков,
когда за сутки выпало 22-26 мм осадков.
49
4.2.2.
Состояние почвенного слоя
Москва расположена в природно-климатической зоне, относящейся к
южной тайге или смешанных лесов. Типичными естественными почвами здесь
являются дерново-подзолистые, характеризующиеся:
- низким содержанием органического вещества (1-2%);
- рН (4,5-6,5);
- низким содержанием обменных (подвижных) форм кальция и магния:
2+
Са (5-10 мг-экв/100 г почвы) и Mg2+ (2-3 мг-экв/100 г);
- низкой ёмкостью поглощения (10-12 мг-экв/100 г почвы);
- невысоким содержанием подвижных фосфора и калия (P205 - 5-10 мг/100
г, К20 - 7-15 мг/100 г почвы).
В естественных почвах практически отсутствуют ионы хлора, серы и
нитраты.
Естественный почвенный покров территории города представлен,
главным образом, дерново-подзолистыми почвами (слабо-, средне- и
сильноподзолистыми) на покровных суглинках тяжелого и среднего
механического состава. В пойме реки Москвы и ее притоков распространены
аллювиальные дерновые и луговые почвы на песчано-супесчаных отложениях.
Дерновые и луговые почвы более плодородные, чем подзолистые, так как
формировались в иных условиях с большим участием травянистой
растительности. В этих почвах больше перегноя (5-9%), гумуса, азота и
фосфора, но меньше калия. Естественный почвенный покров частично
сохранился лишь в крупных лесопарках и парках (Лосиный остров,
Измайловский, Кузьминки и другие парки).
Антропогенная трансформация городских почв в Москве вызвана
интенсивным промышленным и гражданским строительством, которое
сопровождалось выемкой глинистых грунтов при строительстве метрополитена
и засыпкой оврагов, болот и низин. Для планировки поверхности ранее нередко
использовались также строительные отходы и мусор, шлаки промышленных
предприятий, ТЭЦ и иные материалы. Проводились серьезные работы по
нивелированию поверхности, выемки поверхностного грунта под фундаменты
зданий и сооружений, строительству автодорог и др. Естественные почвы
оказались погребенными под слоем толщиной от 8 до 25 м или замусорены
щебнем, битым кирпичом, шлаками и отходами различных производств.
Поэтому физико-механические, химические и агрохимические свойства
новых городских почв существенно отличаются от естественных зональных
почв региона.
Быстро развивающаяся урбанизация и техногенез в городах приводят к
тому, что городская среда также изменяется (деградирует) и в них формируется
особый тип экосистем – «урбоэкосистема».
Урбоэкосистема - это природно-городская система, состоящая из
фрагментов природных систем, окруженных домами, промзонами,
автодорогами и т.д. Урбоэкосистема характеризуется появлением новых типов
50
искусственных систем в результате деградации, уничтожения и (или)
замещения природных систем.
Озелененность городских почв характеризуется как удовлетворительная
и остается стабильной в сравнении с предыдущими годами. Большая часть
обследованных площадок имеют среднюю и высокую степень озелененности,
превышающую 40%. На 32% обследованных площадках озелененность слабая
и варьирует от 5 до 30%.
Около 455 обследованных площадок наблюдения характеризуется
различной степенью захламленности, которая составляет от 10 до 80%
проективного покрытия.
Запечатанность почвенного покрова города по-прежнему остается
высокой и составляет порядка 90% в центральной части города. Средняя
запечатанность городских почв составляет 60%.
Можно с большой долей вероятности прогнозировать в будущем
уменьшение площади озелененных территорий в Москве, увеличение
«запечатанности» поверхности бетоном, камнем и асфальтом, ухудшение
почвенно-гидрологических условий (подтопление, заболачивание, посадки и
карсты, увеличение поверхностного стока осадков и др.), увеличение
загрязнения атмосферного воздуха, почвы, поверхностных и грунтовых вод.
Кроме того, происходит переуплотнение корнеобитаемого слоя почв,
загрязнение его, истощение и нарушение органоминерального профиля,
сокращение численности и активности почвенной микрофлоры и мезофауны,
накопление вредных соединений, тяжелых металлов.
Городские почвы имеют существенные отличия от естественных
природных – это наличие диагностического горизонта «урбик». Урбик - это
поверхностный насыпной перемешанный горизонт, часть культурного слоя с
примесью антропогенных включений более 5% и мощностью более 5 см.
Кроме этого, на территории городов формируются почвоподобные
техногенные поверхностные образования (урботехноземы). Они представляют
собой созданные искусственно почвогрунты, путем обогащения плодородным
слоем, торфно-компостной смесью насыпных или других свежих грунтов
(реплантозем, конструктозем).
Факультетом почвоведения МГУ имени М.В. Ломоносова предложена
классификация городских почв для таёжной зоны и городов средней полосы
России, по которой, все почвы города разделены на группы:
естественные ненарушенные,
естественно-антропогенные поверхностно преобразованные,
антропогенно глубоко преобразованные урбаноземы,
почвы техногенных поверхностных почвоподобных образований –
урботехноземы.
Специфичность
организации
территории
города
Москвы
и
геоморфологические особенности приводят к неравномерности распределения
названых почв. Так площадь открытых, незапечатанных участков с собственно
почвенным покровом в зависимости от степени урбанизации сильно
51
различаются в разных районах города от 3-5% в центре до 70-80% на его
окраинах.
По агрохимическим показателям городские почвы зачастую богаты
подвижными формами биофильных элементов - фосфора (более чем в 72%
проб) и калия (более 55%).
В Москве преобладают почвы со средним и повышенным содержанием
гумуса. Такой уровень обеспеченности почв органическим веществом
характерен для урбаноземов и в целом обеспечивает хорошие условия для
существования живых организмов.
В отсутствие мероприятий по поддержанию плодородия городских почв
(их рекультивации и ремедиации) современные почво-субстраты (антроноземы,
урбаноземы и урботехноземы) на значительных территориях Москвы не
являются оптимальными, а в ряде случаев даже пригодными для роста,
развития и функционирования зеленых насаждений. Их характеризуют
значительные изменения по физическим, физико-химическим, агрохимическим
и биологическим свойствам и составу.
Нарушенное состояния растительности в городе и критический уровень
антропогенного засоления почв, вдоль магистралей с интенсивным движением
транспорта и на территории, прилегающей к МКАД, впервые отмечено в 1996
г. Это совпало с внедрением, в течение двух предшествующих лет, новой
технологии снегоуборки с повышенным расходом технической соли (до 350400 тыс. т за зимний период) и снижением доли песка в противогололедной
смеси. В то время, эта технология была основной на ОДХ города и давала
возможность обеспечить требуемые сцепные качества дорожных покрытий и
повысить скорость движения автотранспортных средств на фоне роста
интенсивности движения.
Нанесение на обледенелую поверхность дороги песка с солью позволяло
повысить среднюю скорость движения автотранспортных средств на льду – на
9-11 км/ч и на снегу – на 4-9 км/ч. В случае же полного плавления снега или
льда хлоридами (технической солью), скорость движения автотранспортных
средств по сравнению со скоростью движения по снегу и льду, увеличивалась в
среднем на 12-16 и 15-21 км/ч, соответственно. При этом на дорожном полотне
плавилось не менее 40-45 % выпавшего снега.
Такая противогололедная смесь, использовалась вплоть до зимы 20002001 гг. При этом система водостоков забивалась твердыми компонентами песком. Повсеместно практиковалась роторная перевалка загрязненного снега
на придорожные газоны и сброс его в гидросеть - реку Москву и малые реки,
вывоз снега на «сухие» снегосвалки, несанкционированный вывоз в
неустановленные места. Несмотря на постоянное ужесточение нормирования
расхода соли и ограничение предельно допустимой дозы одноразового
внесения до 50 г/м2 (реально распределялось 60-80 г/м2), экологические
последствия используемой ранее системы зимнего содержания дорог и
снегоуборки были ощутимы в 2003-2004 гг.
Почвы города на территориях, примыкающих практически ко всем
магистралям, были подвержены антропогенному засолению до расстояния 3052
50 м и более от дорог. За весеннее-летний период и осень происходило
вымывание хлоридов в более глубокие горизонты, но темпы процесса
естественного рассоления были значительно ниже темпов поступления
легкорастворимых солей в зимний период.
В 2001 г. Правительство Москвы начало внедрять новую систему
зимнего содержания дорог, в качестве ПГР стал использоваться хлористый
кальций и растворы на его основе, поэтапно реализовалась Генеральная схема
снегоудаления в городе и Схема применения различных видов
противогололедных реагентов в г. Москве (с 2001 до 2005 гг.). Последняя
разработана ГУП «МосводоканалНИИпроект» и получила положительное
заключение Государственной экологической экспертизы (утверждено приказом
ДПР по Центральному региону МПР РФ от 10.09.2001 г. № 1079-Э).
Оценка длительного воздействия ПГР в различных системах зимнего
содержания ОДХ Москвы на компоненты окружающей среды должна
базироваться на результатах экологического мониторинга. С этой целью была
создана сеть мониторинга объектов окружающей среды и зеленых насаждений,
охватывающая всю территорию Москвы.
Отбор проб почвы и снега, в разные сезоны года, осуществлялся на
площадках постоянного наблюдения, составляющих основу системы почвенноэкологического мониторинга, на территориях примыкающих к крупным
автомагистралям г. Москвы. Точки отбора проб были расположены на
расстоянии от 1 до 60 м от проезжей части ОДХ. Отдельные исследования
проводились и в лесопарковых зонах.
С 2001 г. отмечается многократное ежегодное снижение (в 2-6 раз)
содержания в снеговом покрове ионов хлора, натрия, мания и калия.
Содержание в талой воле кальция увеличилось. Ширина зоны максимальных
концентраций загрязнителей уменьшилась с 30-150 метров - в 1999 г., до 5-10
метров и менее - в 2005 г.
С этого времени уровень засоления верхнего почвенного слоя (0-20 см) в
придорожной полосе крупных городских магистралей постоянно снижается,
составляя не больше 0,5 % по плотному остатку водной вытяжки. Начиная с
2004 г., сезонный процесс вымывания солей практически восстановился,
показано отсутствие значимого засоления почв на прилегающих к трассам
(магистралям) территориях - менее 0,25% сухого остатка водной вытяжки.
После 2005 г. хлоридное засоление городских почв не выявлено.
Показатели кислотности почв и минерализация почвенных растворов - в
пределах фоновых значений. Содержание в городских почвах других
загрязнителей, в том числе и солей тяжелых металлов, находится на низком
уровне и не представляет экологической опасности.
Результаты исследований 2007-2008 гг. показали, что только на 7%
обследуемых площадей Москвы наблюдаются процессы остаточного
осолонцевания, и только в глубоких слоях почв (ниже 40-50 см). Это
свидетельствует, что ранее попавший на поверхность почвы хлорид натрия
постепенно в силу естественных причин – промывного водного режима почв,
53
мигрирует по профилю в нижележащие горизонты, а новых поступлений
легкорастворимых солей – не происходит.
По результатам обследования 2011 года снизилось количество слабо- и
среднезасоленных проб почв, в то время, как отсутствие признаков засоления
отмечено уже в 84,4% обследованных точек. Снижение количества засоленных
проб связано с ужесточением требований к противогололедным реагентам и
контролем за объемом их использования.
Превышения ПДК тяжелых металлов за 2011 год отмечены в отдельных
случаях для цинка, свинца и кадмия, а также меди. Валовое содержание меди в
почве увеличилось на 6%, цинка – на 22%, никеля – на 16%, свинца – на 34%, а
мышьяка – на 15%. Подвижные формы тяжелых металлов являются более доступными для растений и, соответственно, более экологически опасными.
По данным 2011 года в 34% образцов почв выявлено превышение норматива по содержанию подвижного цинка: в 13% проб – превышения по меди и
свинцу, в 2,5% - по никелю.
Оценка состояния почвенного покрова на основе суммарного показателя
загрязнения (Zc) показала, что около 94,5% палощади города Москвы относится к категории слабого (допустимого) загрязнения (Zc менее 16).
Почвы со слабым уровнем загрязнения (Zc 16-32) занимают 3,8% всей
территории. На 1,7% площади выявлено сильное (опасное) загрязнение почв
(Zc 32-128).
4.2.3.
Состояние атмосферного воздуха
Московская система мониторинга атмосферного воздуха была создана в
1996 г. по решению Правительства Москвы. В настоящее время, информация
об уровне загрязнения атмосферного воздуха поступает с 35-ти автоматических
станций контроля загрязнения атмосферы (еще 9 находятся в стадии опытной
эксплуатации) по 22 показателям. Автоматические станции контроля
загрязнения атмосферы расположены во всех функциональных зонах города,
начиная от чистых, фоновых территорий природных парков, и заканчивая
городскими «очагами» загрязнения - автотрассами.
Анализ данных мониторинга атмосферного воздуха показывает, что за
последние годы качество атмосферного воздуха в целом сохранилось на
неизменном уровне. За 2011 год уровень загрязнения атмосферного воздуха в
Москве оценивается по прежнему, как «повышенный». При этом, в течение
года «низкий» и «повышенный» уровень загрязнения отмечался в 45% и 46%
времени, соответственно. В течение 22 дней отмечался «высокий» уровень
загрязнения атмосферного воздуха, что совпадало с периодами наиболее
интенсивных НМУ.
За последние годы самыми «неблагополучными» годами по уровню
загрязнения атмосферного воздуха являлись 2002 и 2010 гг. Их особенностью
было - влияние природных (лесных и торфяных) пожаров на территории
Московской области на уровень загрязнения атмосферного воздуха в городе
54
Москве, которые внесли основной вклад в увеличение концентраций
загрязняющих веществ.
Начиная с 2003 года, отмечается отрицательный тренд содержания в
атмосферном воздухе оксида углерода, углеводородов и т.д. Несмотря на рост
транспортного парка, снижение содержания этих загрязняющих веществ
происходит за счет метеорологических условий рассеивания, а также благодаря
организации улично-дорожного движения (ограничение движения грузового
автотранспорта, установка нейтрализаторов и перевод муниципального
автопарка на нормативы Евро-2 и выше), контролю качества моторных топлив
(утверждение московских экологических стандартов качества моторного
топлива и создание системы контроля за моторным топливом, реализуемым в
Москве), естественной замене автотранспортных средств на более современные
экологичные модели.
Загрязнение воздуха на территории Москвы неоднородно. Очагами
загрязнения являются автотрассы и прилегающие к ним территории.
Минимальные концентрации загрязняющих веществ отмечаются на
жилых территориях, удаленных от источников загрязнения, либо на природных
территориях. В зависимости от функционального назначения городской
территории, концентрации загрязняющих веществ изменяются в 1,5-3 раза.
В целом, при преобладающих в московском регионе метеорологических
условиях интенсивного рассеивания, загрязнение носит локальный характер, и
концентрации на фоновых территориях, прилегающих к ОДХ, могут
различаться в 8 раз.
Основным источником загрязнения воздушного бассейна Москвы попрежнему остается автотранспорт. Вблизи автотрасс уровень загрязнения
атмосферного воздуха в 1,3-1,5 раза выше, чем на жилых территориях, защищенных от транспортных потоков застройкой.
К примеру: в 2011 г. на территориях, прилегающих к автомагистралям,
уровень загрязнения воздуха был в 1,5-2,0 раза выше, чем на жилых и
природных территориях.
По экспертным оценкам суммарный выброс загрязняющих веществ в
атмосферный воздух автотранспортом в 2011 году составил более 1 млн. тонн,
(более 90% от суммарного выброса загрязняющих веществ от всех источников).
Выбросы
загрязняющих веществ от автомобилей поступают в
атмосферный воздух на уровне дыхания человека, что способствует быстрому
проникновению в органы дыхания и усугубляет их вредное воздействие на
организм человека.
В 2011 году продолжилась поэтапная замена городского автотранспорта
на автотранспорт более высоких экологических классов.
Свой вклад в загрязнение воздушного бассейна привносят и выбросы
промпредприятий.
Загрязняющими веществами для города Москвы, по которым
периодически фиксируются превышения нормативов в связи с выбросами
отдельных промышленных предприятий, являются сероводород, аммиак,
55
формальдегид, фенол, ацетон, ацетальдегид, бутилацетат, уксусная кислота,
РМ 10 и РМ 2,5, а также в отдельных районах города – метан.
4.2.4.
Состояние водных объектов
Рассматривая в качестве объекта оценки и исследования Московский мегаполис, необходимо отметить, что особенностью организации его водной системы является ее тесная интеграция с гидрографической сетью города. В систему водоотведения включены овражно-балочная сеть, малые реки и ручьи,
русловые пруды и основная водная магистраль, которая является водоприемником практически для всех водотоков, формирующих свой сток на территории
города.
Поэтому состояние водных объектов находится в прямой зависимости от
условий формирования городских стоков, которые выполняют функции отведения поверхностного стока и дренирования территории.
По результатам инвентаризации водных объектов г. Москвы, в настоящее
время на территории города находятся водоемы общей площадью 960 га, в том
числе: 140 малых рек и ручьев, из них 40 рек имеют открытые русла, а более 50
– частично заключены в коллекторы, более 400 прудов. Главными водотоками
являются реки Москва, Яуза, Сетунь, Сходня, Городня, Нищенка
Гидрографическая сеть Москвы является уникальной системой, уникальность ее состоит в единстве и взаимосвязи всех ее звеньев. Практически все реки и ручьи на территории города являются притоками р. Москвы разного порядка, при этом сток всех малых рек и ручьев формируется непосредственно на
территории города. Протяженность открытых русел малых рек, ручьев и водоемов на них составляет около 300 км. Помимо транспортной функции, система
городских водотоков осуществляет процессы естественного самоочищения воды, заключающиеся в усвоении и переработке загрязняющих веществ водными
и донными сообществами микроорганизмов, а также прибрежной растительностью.
Система водоотведения г. Москвы предусматривает отвод в канализацию
и очистку на станциях аэрации хозяйственно-фекальных и промышленных стоков. Значительный вклад в загрязнение городских водотоков вносит поверхностный сток, формирующийся на территории города. Поверхностный сток
сбрасывается в открытые водные объекты (реки Москва, Яуза, Сетунь, Сходня)
частично через водовыпуски без очистки, частично перед сбросом предварительно очищаясь на очистных сооружениях поверхностных вод.
Согласно «Доклада о состоянии окружающей среды в Москве в 2011 году» (http://www.moseco.ru/moscow-ecology/reports/, глава 5), контроль качества
поверхностных вод осуществляется в 45-ти постоянных створах наблюдения по
29-ти показателям.
В 2011 году качество воды реки Москвы в черте города, в целом удовлетворяло нормативам, установленным для водных объектов культурно-бытового
водопользования и характеризовалось как «условно чистая»*.
56
Превышения нормативов культурно-бытового водопользования в отдельные месяцы наблюдались по 5-ти показателям: взвешенные вещества, железо,
марганец, нефтепродукты, органика по БПК и ХПК, аммонию.
Загрязнение реки Москвы органикой (по показателю ХПК) оценивается
как «устойчивое», по содержанию нефтепродуктов и марганца загрязнение
оценивается как «неустойчивое» и наблюдается в отдельные временные периоды на отдельных участках реки, по железу загрязнение характеризуется «единичными» случаями.
1 - БПК5 - биологическое потребление кислорода за 5 суток.
2 - ХПК - химическое потребление кислорода.
*Оценка уровня загрязнения реки произведена в сравнении с нормативами, установленными для водных объектов, имеющих культурно-бытовое
назначение по методике РД 52.24.643-2002 «Методические указания по оценке
степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям».
Оценка кратности превышения нормативов культурно-бытового водопользования свидетельствует о «низком» уровне загрязнения по всем показателям.
Наибольший вклад в комплексный показатель, используемый для оценки
уровня загрязнения реки Москвы, в черте города вносят концентрации марганца, поступающего в водный объект в основном из слагаемых толщу пород поверхности и производственных стоков, и трудноокисляемой органики (по
ХПК), на которые нужно обратить особое внимание при планировании и осуществлении водоохранных мероприятий.
На качество поступающей в город воды р. Москвы и ее основных притоков влияет хозяйственная деятельность трех субъектов Российской Федерации Московской, Смоленской и Тверской областей.
Анализ среднегодовых концентраций показал, что в 2011 году качество
воды на входе в город соответствовало нормативам, установленным для водных
объектов культурно-бытового назначения и характеризовалось как «условно
чистая». По показателю повторяемости превышений нормативов культурнобытового водопользования загрязнение воды трудноокисляемой органикой (по
показателю ХПК) оценивается как «характерное», по содержанию в воде марганца как «неустойчивое».
В сравнении с 2010 годом, в 2011 году отмечено улучшение качества поступающей в город воды по большинству показателей.
Результаты анализов свидетельствуют об уменьшении содержания на
входе в город железа в 2,4 раза, свинца в 3,0 раза, алюминия в 3,0 раза, цинка
в 2,2 раза и нефтепродуктов в 1,5 раза.
Увеличение содержания загрязняющих веществ на входе в город в 2011
году, отмечено только по аммонию (в 2 раза) и нитритам (в 1,5 раза). . Содержание всех остальных загрязняющих веществ осталось без изменения.
В 2011 году качество воды на выходе из города по среднегодовым концентрациям в целом соответствовало нормативам культурно-бытового водопользования, за исключением содержания органических загрязнителей (аммония до 2,5 ПДК ) и характеризуется как «условно чистая». Оценка повторяемости случаев превышения нормативов культурно-бытового водопользования ха57
рактеризует загрязнение реки Москвы аммонием как «характерное». По кратности превышения нормативов культурно-бытового водопользования загрязнение аммонием характеризуется «средним» уровнем.
В сравнении с 2010 годом, качество воды на выходе из города улучшилось по большинству показателей. Снижение содержания загрязняющих веществ отмечено: по фосфатам в 4 раза; ХПК в 1,2 раза; железу в 1,3 раза; алюминию в 1,6 раз.
В отдельных пробах превышения нормативов наблюдались по
содержанию на выходе из города в сравнении с 2010 годом отмечено по
содержанию аммония (до 4 ПДК), взвешенных веществ (до 1,5 ПДК), кроме
того, содержание марганца, формальдегида и трудноокисляемой органики (по
ХПК) достигало 1 ПДК.
Увеличение отмечено по содержанию аммония, нитратов и
нефтепродуктов (в 1,5 раза). Увеличение концентрации нефтепродуктов и
нитратов периодически наблюдается в различные годы, чередуясь с периодами
снижения концентрации.
В черте города происходит дополнительное загрязнение поверхностных
вод от хозяйственной деятельности города. Основными источниками
поступления загрязняющих веществ в водные объекты являются коммунальнобытовые и производственные сточные воды, а также поверхностный сток
(ливневые, талые, поливомоечные воды).
Качество воды в черте города Москвы. Наиболее значительно в черте
города Москвы увеличивается концентрация органики: фосфатов (в 2,5 раза),
нитратов (в 6 раз), нитритов (в 8 раз), аммония (в 16 раз), основной причиной
поступления которых является поверхностный сток с территории города.
В 2011 году, содержание в воде нефтепродуктов в черте города
увеличивается в 5,6 раз, металлов, таких, как железо – в 1,7 раз, медь – в 3
раза, цинк - в 2,7 раз, алюминий – в 1,46 раз. Кроме того, увеличивается
содержание хлоридов – в 3 раза, сульфатов – в 2,4 раза, а также натрия – в 3,2
раза.
Качество воды в притоках р. Москвы остается хуже, чем в реке Москве.
Это связано с тем, что малые реки полностью или частично заключены в
коллекторы, естественная способность водотоков к самоочищению значительно
снижена. Однако мероприятия по благоустройству территории, своевременной
и качественной уборке улично-дорожной сети, строительство очистных
сооружений поверхностного стока позволяют значительно снизить нагрузку на
состояние водотоков.
В 2011 году по качеству вода в устье реки Сходня характеризуется как
«условно чистая», реки Сетунь – «загрязненная», реки Яуза – «слабо
загрязненная».
В устье реки Сетунь превышения нормативов культурно-бытового
водопользования зафиксированы по содержанию органики – по БПК5 – до 1,1
ПДК, по ХПК – до 1,4 ПДК, по взвешенным веществам – до 6,3 ПДК, по железу
– до 2,2 ПДК, по марганцу – до 1,38 ПДК, по алюминию – до 2,3 ПДК, по
нефтепродуктам – до 2,5 ПДК.
58
В устье реки Яуза, в 2011 году превышения нормативов культурнобытового водопользования зафиксированы по содержанию органики – по БПК5
– до 1,3 ПДК, по ХПК – до 1,3 ПДК, по взвешенным веществам – до 1,3 ПДК,
по железу – до 1,2 ПДК, по марганцу – до 1,5 ПДК, по нефтепродуктам – до 1,4
ПДК.
Наиболее значительно в притоках города Москвы увеличивается
концентрация органики: до 32 ПДК - по БПК5, до 1,6 ПДК – по ХПК;
взвешенных веществ – до 11 ПДК, марганца – до 2,6 ПДК, нефтепродуктов –
до 8,4 ПДК, причиной поступления которых является поверхностный сток с
территории города.
Сброс сточных вод. Около 45% загрязненных сточных вод (за
исключением неорганизованного поверхностного стока, поступающего по
рельефу местности) поступает в поверхностные водные объекты через две
централизованные системы водоотведения: ливневую водосточную сеть ГУП
«Мосводосток» (принимает поверхностные и очищенные производственные
стоки) и коммунально-бытовую водосточную сеть МГУП «Мосводоканал»
(принимает в полном объеме коммунальные стоки, производственные стоки).
Около 57% организованного сброса сточных вод на территории Москвы
приходится на долю объектов МГУП «Мосводоканал».
Сточные воды МГУП «Мосводоканал» поступают в водные объекты
города Москвы
и
Московской области через 4 комплекса очистных
сооружений, суммарной мощностью 6345 тыс.м3 в сутки – Зеленоградские,
Курьяновские, Люберецкие, Южно-Бутовские очистные сооружения, а также
три станции водоподготовки (Западная, Северная, Восточная).
В 2011 году, согласно форме 2-ТП-водхоз, объем сброса составил МГУП
«Мосводоканал» составил 711,26 млн. м3/год.
Основной объем сброса сточных вод в черте города (95%) поступает
через Курьяновские очистные сооружения (КОС), ниже сброса в реке Москве
значительно увеличивается концентрация веществ, характерных для
коммунально-бытовых стоков - биогенных веществ (в 2011 году содержание
аммония увеличивалось до 6,2 ПДК, нитритов – до 1,1 ДК, фосфатов – до 1,36
ПДК, а также органики по ХПК – до 1,3 ПДК и БПК5 – до 1,2 ПДК.
Среднегодовая концентрация аммония в створе реки Москвы, ниже КОС
превышает культурно-бытовой норматив и в 2011 году составила 3 ПДК.
По данным официальной статистики, за последние 5 лет объем сброса
МГУП «Мосводоканал» снизился на 188,6 млн.м3.
По итогам 2011 года эффективность очистки на КОС по аммонию
составила 65%, оказавшись самой низкой за период последних 5 лет.
Загрязненные сточные воды (28% от общего сброса стоков) также
поступают в поверхностные водные объекты через собственные водовыпуски
180-ти
предприятий
спецводопользователей
(поверхностный
и
производственные стоки), основными из которых является МГУП
«Промотходы», ОАО «Мосэнерго», ОАО «Северный речной порт», ОАО
«Московский завод Кристалл», ОАО «Аэропорт Внуково», ОАО «Бутовский
комбинат» и др.
59
Третьим по величине источником сброса сточных вод, является ГУП
«Мосводосток». Объем сброса ГУП «Мосводосток» в водосточную сеть
составляет 175,9 млн. м3/год (14% от общего объема сброса) и осуществляется
более, чем через 1,5 тысячи выпусков в водные объекты города. В течение
последних 5 лет объем сброса ГУП «Мосводосток» сохраняется на одинаковом
уровне.
4.2.5.
Состояние растительного и животного мира
Общая площадь зеленых насаждений в пределах городской черты
Москвы составляет около 45, 6 тыс. га. Из них 34 тыс. га – особо охраняемые
природные территории и территории природного комплекса; озелененные
территории вдоль улиц и магистралей, включая МКАД, ТТК и объекты ГУП
«Кольцевые магистрали» - занимают 7,8 тыс. га
Городские насаждения и леса Москвы могут рассматриваться как
биоиндикаторы окружающей среды, благополучное или неблагополучное
состояние которых характеризует её качество и может служить средством
контроля условий проживания человека в городе.
Характер растительного покрова города Москвы относится к зоне
смешанных лесов. Здесь выявлено более 1300 видов растений, в том числе
около 370 древесных видов и кустарников. Фактическая обеспеченность
населения зелеными насаждениями составляет 40 м2 на одного жителя.
Лиственными породами в городе занято 85% озелененной площади, хвойными
– до 5 %, смешанные насаждения занимают около 10 %.
Основу зеленого фонда составляют 10-15 видов древесных растений.
Преобладающими являются: липа мелколистственная (20% общей
численности), тополь бальзамический (7%), ясень пенсильванский (6%), клен
ясенелистный (6%), береза повислая (5%). Эти виды наиболее уязвимы с точки
зрения выживаемости в условиях мегаполиса.
Средний возраст насаждений города – 35-40 лет, в центральной части
Москвы – он выше. В городских условиях, временной предел роста и развития
подавляющего большинства древесных видов (исчерпание их экологического
потенциала) наступает раньше (примерно в 40-50 лет), чем для растений,
произрастающих в естественных природных условиях.
По степени опасности для жизнеспособности древесных и кустарниковых
видов городской растительности, неблагоприятные факторы городской среды
могут быть ранжированы в следующей последовательности (Проблемы
озеленения крупных городов: альманах /Под ред. Х.Г. Якубова, вып. 12. - М:
«Прима-М», 2007):
- уплотнение почв в результате повышенных нерегулируемых
рекреационных и техногенных нагрузок, а также «запечатывания» почв
(прикорневого слоя) в результате асфальтирования и бетонирования открытого
грунта;
60
- загрязнение городских почв и атмосферного воздуха на придорожных
территория, как результат увеличивающейся интенсивности транспортных
потоков;
- повышение среднего уровня положительных температур в теплое время
года, вызванных природными и атропогенными факторами: воздействием
урбанизированной среды, нарушением инсоляции открытых пространств, и как
следствие, увеличение площадей территории города, где отмечается
длительные почвенная и атмосферная засухи (недостаток доступной растениям
влаги);
- нарушение гидрологического режима, изменение процессов
внутрипочвенного и поверхностного стоков, приводящее к подтоплению
(переувлажнению) почв на площади достигающей 40 % территории города;
- участившиеся в последние годы случаи проявления ухудшения энтомофитотопатологического
состояния
древесных
растений
(вспышки
распространения инфекционных заболеваний растений и увеличение
численности вредителей зеленых насаждений);
- повышение участившихся случаев отклонений гидрометеорологических
параметров от климатической нормы, возникновения опасных и чрезвычайных
природных явлений;
- нарушение технологий ухода за зелеными насаждениями, недооценка
важности агроэкологических мероприятий, способствующих уменьшению
проявления или ликвидации последствий вышеперечисленных факторов.
До 2001 г. к перечисленным фактором добавлялось интенсивное
воздействие - загрязнение атмосферного воздуха и почв придорожных
территорий технической солью (хлористым натрием), происходившее
вследствие принятой на тот момент (и рассмотренной выше) технологии
зимнего содержания ОДХ Москвы. Надземные органы активно вегетирующих
или находящиеся в стадии покоя растений испытывали «солевой ожог».
Например, в 1997 г. на всем протяжении МКАД, зарегистрировано
ухудшение состояния древесной растительности. На ряде участков была
отмечена гибель деревьев до 80% состава насаждений. Одновременно,
начиная с 1996 по 1999 гг. обнаружено значительное подавление годового
прироста на 30-87%. По данным лаборатории солеустойчивости Института
физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН, в 1999 г. погибло более 20 тыс.
деревьев и кустарников, произрастающих в придорожной зоне в Москве. Среди
растущих у дорог деревьев, только 3-6% не имели признаков ослабления,
вызванного солевым стрессом.
Механизмы воздействия на растения солей, входящих в состав ПГР,
достаточно хорошо изучены, это:
- физиологическое воздействие;
- осмотическое (повышение приводит к резкому падению активности
воды в почвенном растворе, растение страдает от недостатка воды, точно
также, как и при засухе);
61
- микробиологическое, когда в почве происходит сукцессия (изменение
состава) почвенных микроорганизмов типичных для данной почвы и
развиваются сообщества галофильных микроорганизмов;
- отравление и гибель клеток растения в результате накопления солей,
поступающих в основном через корневую систему в процессе вегетации.
Растения умеренной зоны не имеют защитных механизмов,
препятствующих поступлению или направленные на избавление организма от
излишков соли. В результате в их клетках повышается концентрация ионов,
например, натрия и хлора, приводящая к нарушению всех жизненных
процессов в клетке, образованию и накоплению токсинов и, в конечном счете,
ухудшению состояния, гибели клеток, нарушению роста тканей и всего
растительного организма. У деревьев происходят морфологические изменения
побегов, развиваются уродства, карликовость кроны и др.
Оптимальная концентрация легкорастворимых солей в почвенных
растворах не должна в среднем превышать 5-6 г/л.
Для солеустойчивых видов 5-10 г/л, для несолеустойчивых – не более 2,5
г/л. Можно считать, что для городских древесных и кустарниковых растений
этот уровень является предельным, а виды трав, используемые для
придорожного озеленения растений должны быть солеустойчивыми. К ним
относятся некоторые виды овсяницы, райграса и др.
4.2.6.
Состояние особо охраняемых природных территорий
В Москве создана система из 118 особо охраняемых природных
территорий (ООПТ): национальный парк «Лосиный остров», 10 природноисторических парков, 7 заказников (природные, комплексные, ландшафтные) и
100 памятников природы, в том числе памятник природы «Серебряный Бор».
На 2010 год общая площадь всех ООПТ города Москвы составляет почти 17,0
тыс. га.
Содержание ООПТ города Москвы (за исключением национального
парка «Лосиный остров» и природно-исторических парков «Останкино» и
«Сокольники») осуществляют государственные природоохранные бюджетные
учреждения города Москвы - дирекции особо охраняемых природных
территорий (ГПБУ «Управления ООПТ по АО»). Названные учреждения
находятся в ведомственном подчинении Департамента природопользования и
охраны окружающей среды города Москвы.
В 2010 году образована 1 ООПТ регионального значения: природный
заказник «Дегунинский» (площадь 8,4 га).
В 2011 году продолжены мероприятия по сохранению естественных
растительных сообществ и восстановлению численности редких видов
растений и животных на ООПТ города Москвы.
В феврале-марте 2011 года во второй раз были проведены зимние
маршрутные учеты животных на территории 9 административных округов
города на 109 маршрутах общей протяжённостью 288,13 км. Маршрутами
охвачено 43 природные территории города. Учёт животных в городской части
62
национального
парка
«Лосиный
остров»
проведён
сотрудниками
национального парка.
Установлено обитание в пределах города Москвы животных следующих
видов: лось (Лосиный остров, ПИП «Сокольники»), лисица (Косинский, Долина
р. Сетунь, Кузьминки-Люблино и др.), енотовидная собака, ондатра, водяная
кутора (Долина р. Сетунь), куница (Долгие пруды), горностай, ласка
(Измайлово и др.), заяц-русак (Косинский, Кузьминки-Люблино и др.), заяцбеляк (Измайлово и др.), бобр (Долина р. Сетунь, Покровское-Стрешнево),
белка. В ходе проведения учетов встречались редкие для города виды птиц:
ястреб-тетеревятник (Измайлово и др.), ушастая сова (Петровско-Разумовское),
рябчик (Крюковский лесопарк), серая куропатка (Косинский), сойка, большой
пёстрый дятел, малый пёстрый дятел, белоспинный дятел, желна и другие.
На всех ООПТ города ведутся зимние подкормки птиц. Кроме того, на
территориях установлены кормушки для белок, солонцы для зайцев.
В 2011 году на территориях ООПТ проведены работы по устройству 3
экологических троп, 8 катков, 36 спортивных площадок, 39 пикниковых точек и
установке малых архитектурных форм, беседок, информационных щитов,
ограждений.
Состояние растительного и животного мира в условиях аномально
жаркого лета 2010 года оказалось крайне неблагоприятным для живой
природы города Москвы. Однако в период активной вегетации (роста) растений
в мае и июне сложились вполне нормальные погодные условия – регулярно
выпадали дожди, в апреле – начале мая не было заморозков, температура
воздуха оставалась оптимальной для растений на протяжении двух и более
месяцев. Благодаря этому, до начала жары и засухи как древесные, так и
травянистые растения успели дать нормальные приросты. Засуху и жару
относительно легко перенесли большинство самых обычных для Москвы трав:
горец птичий, цикорий, лапчатка гусиная, василек луговой, одуванчик
лекарственный, герань луговая и др. Выжженными оказались совершенно не
приспособленные к нашему климату сеяные газоны из райграса и других
злаков, которые нуждаются в регулярном поливе и специальном уходе.
Отрицательные последствия аномальной погоды 2010 г., в той или иной
степени проявятся на древесных насаждениях в последующие годы.
От сильной жары и засухи в наибольшей степени пострадали те виды
животных, которые связаны с водными объектами и почвенным слоем. На
природных территориях Москвы наблюдалась массовая гибель кротов и
землероек, которые питаются беспозвоночными животными, обитающими во
влажном верхнем слое почвы и в лесной подстилке.
Еще более тяжелая ситуация сложилась с рыбами и амфибиями
(земноводными), отличающимися особой чувствительностью к температурному
режиму водоемов.
Для многих из них, перегрев воды оказался лимитирующим фактором и
привел к массовой гибели на тех участках рек и в тех прудах, берега которых
были закреплены бетонными конструкциями, габионами и другими
искусственными материалами. На тех реках и водоемах, которые сохранились в
63
естественных берегах с хорошо развитой водной и околоводной
растительностью, рыбы и амфибии относительно легко пережили этот
экстремальный период.
4.3.
Уменьшение потенциального воздействия на окружающую среду
(существующие альтернативные варианты)
Зарубежные страны имеют значительный опыт снегоуборки и
противогололедной обработки дорожных покрытий, обеспечивающий
минимизацию экологических последствий использования химических ПГР и
иных средств на дорогах. Это достигается оптимальным выбором
номенклатуры применяемых реагентов, средств транспортировки и
дозирования реагентов в зависимости от разнообразных климатических
условий. В то же время, необходимо учитывать, что объемы убираемой и
особенно, утилизируемой снежной массы в странах зарубежья существенно
уступают объемам снежных масс, имеющим место в Московском регионе.
Наиболее интересен опыт стран Северной Европы, Канады и США,
сочетающий в себе применение современных средств снегоуборки и
эффективных противогололедных реагентов, обеспечивающих поддержание в
должном состоянии дорожной сети и снижение негативного воздействия
реагентов на окружающую среду.
Основными принципами сокращения расхода противогололедных
реагентов в этих странах являются следующие:
1. Сочетание механического и химического способов обработки снега и
дорожных покрытий, обеспечивающее минимальный расход реагентов. При
этом отдается предпочтение предварительной механической уборке снега с
последующей обработкой реагентами его остатков и уборкой талого снега, если
высота его слоя составляет более 1-2 см.
2. Использование превентивной обработки дорожных покрытий на
основании данных системы прогнозирования погодных условий.
3. Оптимальный подбор номенклатуры реагентов, а также их смесей,
обеспечивающий максимальную эффективность удаления льда при
минимальных затратах противогололедных средств.
Очевидно, что применение указанных принципов может быть успешным
лишь при наличии развитой инфраструктуры, включающей в себя:
- разнообразный парк мощной дорожной снегоуборочной техники;
- склады жидких и твердых реагентов, а также узлы их смешения;
- система прогнозирования и управления состоянием дорожных
покрытий;
- кондиционные реагенты разнообразного назначения и качества.
Системы снегоуборки и противогололедной обработки в Финляндии и
Швеции, несмотря на отсутствие в этих странах мегаполисов, подобных г.
Москве,
по своей площади и интенсивности дорожного движения,
представляют наибольший интерес ввиду значительного сходства
климатических условий с условиями Московского региона.
64
Противогололедные реагенты в этих странах используются для
предотвращения образования льда, для облегчения процесса очистки ото льда и
для замедления процесса промерзания снега при низких температурах воздуха.
Наиболее опасными считаются случаи появления первого «черного» льда при
понижении температуры. Методы предварительной обработки покрытия
раствором соли наиболее эффективны для предотвращения таких опасных
ситуаций при ожидающейся повышенной скользкости. Считается, что
химический способ борьбы с зимней скользкостью наиболее эффективен, когда
температура на поверхности покрытия выше -7°С. Если после обработки на
покрытии образуется талый снег, то он подлежит немедленной уборке.
В последние годы в Финляндии стал использоваться кальциймагнезиальный ацетат, биораспад которого наступает примерно через 20 дней.
Ограничением применения ацетата является его более высокая, чем у прочих
реагентов, стоимость и способность снижать при биораспаде содержание
кислорода в воде (БПК).
В США за последние 20 лет потребление соли стабилизировалось на
уровне 8–12 млн. тонн в год, при этом соль практически полностью вытеснила
абразивные материалы. Основным реагентом (около 90% от всех применяемых)
является хлорид натрия, что обусловлено его низкой ценой и доступностью.
Вторым по значимости химическим реагентом является хлорид кальция.
Однако в последние годы появились серьезные проблемы, связанные с
использованием соли на дорогах. Увеличилась коррозия автотранспорта,
заметным стало разрушение железобетонных конструкций мостов и
отрицательное воздействие на окружающую среду. Годовой ущерб только от
коррозии автотранспорта составляет 6,0-14,5 млрд. долларов в год, а с учетом
всех факторов воздействия – 13,5-17,0 млрд. долларов в год. Коррозионное
воздействие хлоридов на цементобетон и металл сокращает средний срок
службы железобетонных мостов с 20 до 5 лет. Коррозионное повреждение
автомобилей оценивается в 12 млрд. долларов, при этом около половины этих
потерь связано с коррозией, вследствие применения хлоридов. Изученные к
данному времени ингибиторы коррозии оказались неэффективными или
слишком дорогими. В результате проведенных исследований и опытных работ
показана возможность применения солей муравьиной кислоты – формиатов
натрия, кальция и магния в качестве противогололедных компонентов.
Формиат натрия может применяться в виде концентрированного раствора или
шлама. Он является малотоксичным, не содержит легко испаряющихся и
воспламеняющихся компонентов.
Таким образом, очевидно, что небольшие первоначальные затраты на
производство соли оборачиваются значительными затратами на компенсацию
ее отрицательного воздействия в суммах, в 10 раз превышающих исходные
расходы. Однако отсутствие других, экономически оправданных, методов
зимнего содержания дорог заставляет мириться с перечисленными
недостатками.
Для повышения сцепления автомобиля с дорогой в зимнее время в США
предложено средство, представляющее собой смесь из 4-х компонентов. До
65
90% этого средства составляют абразивные вещества (карбонат кальция в виде
мелкого гравия, зола, сульфат бария, порошок твердой резины или полимеров).
Около
30%
составляют
вещества
нехлоридного
происхождения,
способствующие таянию льда и снега (кальциевая или аммиачная селитра,
этиленгликоль), 1-5% - водопоглощающие вещества (агломерат оксида
кальция), и 1-15% состава приходится на вещества, препятствующие
слеживанию или окускованию средства (олеат цинка или аммония, тальк).
Запатентован также состав химических веществ, который включает
хлорид натрия и хлорид калия в соотношениях от 1:1 до 4:1 и добавку
мочевины в количестве 1-4 %. Эти соли хорошо растворяются в воде и могут
эффективно применяться в жидком виде. Для удобства работы и повышения
эффекта их использования растворы солей высушиваются при температуре 80100ОС во вращающейся сушильной установке с немедленным охлаждением
при выходе растворов из этой установки. В результате образуются мелкие
кристаллы комплексной соли размером до 2 мм, удобные для равномерного
распределения на поверхность дороги.
Опыт применения реагентов в Северной Америке показал, что
предварительная обработка дороги перед образованием гололеда, обработка во
время появления льда и выпадения снега предотвращает возникновение
скользкости. Такая технология отличается от традиционной после образования
льда («по факту») тем, что предотвращает образование корки льда или
снежного наката. Для устранения образовавшегося льда с дороги необходимо
внести такое количество реагента, которое бы полностью его расплавило. При
этом, в случае возникновения наледи, требуемое количество реагента
определяется условиями разрушения связей между кристалликами льда,
ослаблением сил сцепления с дорогой и превращением льда в кашеобразную
массу. Такая снежная масса уже легко удаляется с дороги механическим
способом. Результаты исследований показали, что применение технологии,
упреждающей образование скользкости, уменьшает общее количество
используемых химических реагентов.
В США до 1993 г., эта перспективная технология не применялась из-за
неточных прогнозов погоды. Новые технологические разработки в области
мониторинга за состоянием дорог и окружающей средой позволяют в
настоящее время эффективно использовать новую технологию упреждающей
обработки дорожного полотна. Переход на новую технологию позволил на 20%
снизить суммарный расход химических реагентов. На практике показано, что
по новой технологии требуется нанесение на дорогу всего 4 г/м2 соли, что
составляет 10–20% от нормы реагентов (23–38)г/м2 по традиционной
технологии. При этом, использование смоченных реагентов позволяет наиболее
полно реализовать возможности новой технологии. Благодаря этому снизилась
неблагоприятное воздействие реагентов на окружающую среду.
Интересен опыт работы муниципалитетов канадских городов
(Монреаль, Оттава, Торонто) по уборке улиц в зимний период. Климат этого
региона очень похож на климат г. Москвы, среднее годовое количество
выпадающего снега составляет 220 см, а максимальное – 440 см. Плотность
66
населения несколько меньше, чем в Москве, но количество автотранспорта
чрезвычайно велико. Поэтому проблема уборки улиц в зимний период является
такой же острой, как и в Москве.
Улицы и магистрали этих городов классифицируются по уровням
обслуживания в зависимости от интенсивности движения. Маршруты уборки
планируются в зависимости от погодных условий, наличия необходимого
оборудования и материалов, класса магистрали. Для оптимизации маршрутов
используется специальное программное обеспечение.
В качестве противогололедных реагентов используются:
- cоль (NaCl);
- хлориды кальция (CaCl2), калия (KCl), магния (MgCl2);
- кальций магнезиальный ацетат (CaMg2((C2H3OO)2)6);
- ацетатные материалы (KC2H3O2).
Основным противогололедным реагентом является соль – хлорид натрия
NaCl, поскольку остальные реагенты очень дороги. При температурах от 0 до –
10оС применяется соль, смоченная водой в соотношении: 23% соли и 77% воды.
При более низких температурах применяется соль с песком (20% соли, 80%
песка).
Для определения погодных условий разработаны термометры,
позволяющие измерять температуру дорожного покрытия с точностью до 2оС.
Эти термометры могут быть как ручными, так и смонтированными на
автомобиле. Кроме того, применяются автоматические станции наблюдения за
погодой на дорогах с датчиками, вмонтированными в дорожное полотно.
Утилизация снежной массы, вывозимой с городской территории,
производится на «сухих» снегосвалках. Эти снегосвалки представляют собой
огороженные площадки, на которые свозится снег и сдвигается бульдозерами и
мощными шнековыми устройствами в кучу высотой 20-30 метров. Таяние
осуществляется под действием естественного тепла. Основание площадки
выполнено из уплотненных катками отходов от ремонта асфальтовых
дорожных покрытий. Канадские специалисты считают, что такая конструкция
является достаточно водонепроницаемой. Талые воды собираются в прудотстойник и затем попадают в водосток. В настоящее время канадские органы
охраны природы требуют предусмотреть создание на «сухих» снегосвалках
дополнительных очистных сооружений для талых вод. В качестве критериев
выбора площадок используется удаленность их от жилья, наличие подъездных
дорог, минимизация расстояния до места сбора снега (не более 4-х километров).
Самым эффективным средством борьбы с зимней скользкостью
дорожных покрытий в Германии считаются соли. Однако с целью сокращения
расхода соли (до 10 г/м2) практикуется ежегодное увеличение использования
абразивных материалов, что является положительным с точки зрения охраны
окружающей
среды.
В
настоящее
время
запатентовано
новое
противогололедное средство, которое позволяет уменьшить скольжение
транспортных средств, вызывает интенсивное таяние льда и снега, не оказывает
коррозионного действия, не поражает органы людей и животных, не
повреждает растительность, способствует рыхлению почвы и улучшению ее
67
агротехнических свойств, а также стимулирует рост зеленых насаждений и
сельскохозяйственных культур. В качестве такого средства предложены смеси
из понижающих температуру плавления и удобряющих почвы материалов и
соединений. Для приготовления этих смесей используются эйфельская (северозападная часть Рейнских и Сланцевых гор) лава с крупностью частиц до 3 мм и
магнезиальный каннит с той же крупностью частиц.
Сообщается также об опыте применения в ФРГ предварительно
увлажненных солей перед их распределением, в результате чего их расход
уменьшается на 20% по сравнению с применением сухих солей.
В Великобритании с давних лет в качестве противогололедных средств
широко применяют абразивные материалы с добавкой небольших количеств
хлоридов натрия и кальция в сухом состоянии, в виде растворов и расплавов
для предотвращения их смерзания в отвалах и распределительных машинах. С
целью
снижения
стоимости,
рассматривалась
также
возможность
использования в качестве добавок солевых растворов, используемых при
добыче нефти и газа. Такие растворы содержат значительно большие
количества ионов Na, Ca, Mg и K, чем морская соль. Эффективность солевых
растворов проверена для пяти видов абразивных материалов: золы, топливного
шлака, песка, опилок и молотого известняка.
Установлено, что солевые растворы с суммарным содержанием
растворенных твердых веществ 265-679 мг/л предохраняют от смерзания все
виды абразивных материалов при любой исходной влажности, а молотый
известняк - лишь при влажности меньше 3%.
Практика борьбы с гололедицей на асфальтобетонных пористых
покрытиях дорог в Нидерландах путем распределения хлорида натрия
обычным способом («по факту») не дала желательных результатов, поэтому
практикуется россыпь соли до образования гололеда.
В Бельгии преобладающее значение придано химическим способам
борьбы со снегом и льдом на дорогах с применением хлорида магния и
различных средств, обладающих лучшими свойствами в сравнении с
хлоридами натрия и кальция.
В последнее время в ряде стран (США, Великобритания, Австрия,
Дания, Германия) для борьбы с гололедом на дорогах в качестве химического
реагента начали широко применять ацетаты (карбоксилаты) щелочных и
щелочноземельных металлов или их смеси.
Предложена противогололедная композиция (США), содержащая
карбоксилаты металлов, из которой путем тщательного перемешивания готовят
шлам, содержащий примерно 50% воды. Шлам нагревают до температуры 7793°С и тонким слоем наносят на дисперсный минеральный материал, который,
после высушивания в диапазоне температур 38-121°С, используют в качестве
ПГР.
В США на участках дорог, расположенных в штатах Калифорния,
Массачусетс и Висконсин для борьбы с гололедом в опытном порядке также
применяли ацетат кальция и магния (СМА). Эту двойную соль применяли в
чистом виде, в смеси с хлоридом натрия, в смеси с песком или в виде песка,
68
обработанного ацетатом. Соотношение составляющих изменяли в зависимости
от типа снегопада и температуры воздуха. Наблюдения за эффективностью
ацетата кальция и магния, применяемого в качестве противогололедного
материала, показали, что ацетат кальция и магния является эффективным
противогололедным материалом, но в некоторых случаях он действует
медленнее хлорида натрия. Эффективность ацетата возрастает с повышением
интенсивности движения по дороге. При температурах выше (-7)°С и наличии
движения на дорог, эффективность ацетата кальция и магния и хлорида натрия
примерно равны по времени. Противогололедные свойства ацетата
сохраняются продолжительное время и его применение эффективно при
затяжных (на 2-3 суток) метелях. При обработке ацетатом уплотненного слоя
снега наблюдается быстрая очистка покрытия под воздействием колес
автомобилей.
Основным преимуществом кальциево-магниевого ацетата, как уже
отмечено было, считается слабое коррозионное воздействие на металл и бетон.
Исследования показали, что потеря металла стержней (из арматуры,
применяемой в дорожном строительстве) в растворе СМА составила 3%, в
растворе соли – 15,3%, в деионизированной воде – 1,2% (спустя 7 месяцев
после погружения в соответствующие растворы). Ржавчина на стержнях начала
появляться через 3 недели. Через 3 месяца интенсивность образования
ржавчины на стержнях, погруженных в раствор дорожной соли, начала заметно
возрастать. При этом на стержнях, погруженных в раствор СМА (1%-ный)
образовалась тонкая и плотная корка, а на стержнях в растворе соли (0,6%-ный)
– толстая и рыхлая.
Последующие испытания показали, что при смешении растворов СМА и
дорожных солей, коррозионное воздействие значительно возрастает даже по
сравнению с действием одних солей. Поэтому рекомендациями по
использованию СМА предусматривается обязательная проверка и удаление
остатков дорожных солей с покрытий.
Практика применения СМА в США и Австрии выявила и его
технологические недостатки. Кальциево-магниевый ацетат пылит при загрузке
в распределитель, и при ветреной погоде в процессе транспортировки, и во
время распределения по дороге. Малая плотность и округлость зерен ацетата
способствуют его сдуванию с проезжей части дороги завихрениями воздуха за
грузовыми автомобилями. Поэтому признано, что необходимо его частицы
делать более угловатыми.
СМА применим при минимальной температуре (-4) °С, при (-8)°С вообще
теряет эффект, а стоимость в 7-10 раз дороже соли. СМА поступает в
пластиковых мешках в виде мелкого порошка (наподобие талька), что требует
применения респираторов, перчаток, накидок и т.п.
Иными словами существует мнение, что пока ни с технической, ни с
экономической точек зрения СМА не может служить практической заменой
соли.
Поэтому фирма Chevron Chemical приступила к выпуску двух
модификаций СМА, получивших название ICE-B-GOM. Один из них
69
выпускается в виде мелких сферических гранул из СМА, другой – в виде песка,
частицы которого покрыты СМА. Оба вида продукта дешевле по стоимости,
чем обычный СМА, и снимают проблему загрузки и распределения. Основным
недостатком ICE-B-GOM остается все еще повышенная стоимость по
сравнению с солью. Однако производители препарата считают, что исключение
потерь от коррозии намного превосходит его повышенную стоимость.
В Великобритании был испытан новый химический антигололедный
реагент: препарат Clearway-1. Отмечено, что обычно используемые соли
(мочевина и др.) дешевы и эффективны, но они нередко с талыми водами
попадают в водоемы, загрязняя и отравляя их. Реагент Clearway-1, как и СМА
является также ацетатной солью в растворе щелочи. Он эффективно действует
при температуре до (-11)°С. Стоимость его, однако, в 2-3 раза выше, чем
мочевины.
Недавно в США одобрение получил ацетат калия. Его рекомендуется
использовать в особых условиях, например, вблизи мостов и тоннелей, где
коррозия особенно опасна. Основные заменители соли, кроме кальциевомагниевого ацетата (СМА), это карбамид и этиленгликоль, хотя испытывались
и другие химические реагенты и методы.
Использование вместо соли карбамида и СМА (Великобритания, США)
уменьшает вред окружающей среде и повреждение конструкций. Однако
карбамид неэффективен ниже (-7) °С, и легко сдувается с дороги. Его надо
предварительно смачивать этиленгликолем и перемешивать с сырым песком.
Но этиленгликоль уменьшает сопротивление скольжению, а карбамид может
повреждать сам материал конструкций и он разлагается с образованием
аммония, который может нарушать водное равновесие в реках. СМА, хотя и
эффективнее соли и не вызывает коррозии, но уменьшает сопротивление
скольжению и стоит в 20-25 раз дороже соли, поэтому не может быть ее
основным заменителем. Кроме того, СМА инициирует кожные заболевания у
людей и животных. Поэтому для повышения эффективности СМА в смесь
добавляют песок из расчета 2:1 (Швеция).
В Швеции для борьбы с гололедом фирма I.G.Farben выпустила реагент
NIVOSAL, полученный на основе MgCl2. Перед приготовлением
битумоминеральных смесей NIVOSAL вводят в щебень для увеличения
водопоглощения покрытия
Можно выделить некоторые недостатки известных противогололедных
реагентов:
СМА – дорогой, снижает сопротивление скольжению;
карбамид – разлагается на вредно воздействующий на окружающую
среду аммоний, повреждает некоторые строительные материалы;
этиленгликоль – дорогой, уменьшает сопротивление скольжению;
хлорид кальция – вызывает коррозию;
формамид - имеет высокую температура замерзания, требует добавок;
ацетат калия – дорогой, возможно шелушение бетона;
тетракалиевый пирофосфат – вызывает коррозию алюминия;
70
верглимит – хлорид кальция, используемый в битумных присадках,
выходит на поверхность, снижая эффективность;
метанол – токсичен, воспламеним.
Зарубежный опыт показывает, что химический способ борьбы с зимней
скользкостью применяется только на дорогах с большой интенсивностью
движения. На второстепенных дорогах он не эффективен, так как требует
значительно большего расхода химических реагентов и не обеспечен системой
технического контроля температурного поля приповерхностных слоев.
В редких случаях применяется увлажненная соль или смесь соли с
песком. Основной упор делается на механическую уборку снега техникой. При
необходимости на дорогу наносится мелкий щебень. Эффективность
использования новой технологии во многом зависит от метеообеспечения и
мониторинга за состоянием дорожного покрытия.
В Великобритании, в правилах по зимнему содержанию дорог
приведена технология борьбы с зимней скользкостью. В случае
прогнозируемого похолодания или ожидаемого выпадения незначительного
количества снега необходимо накануне нанести на дорогу соль в количестве 10
г/ м2. Если похолодание ожидается после дождя, то норма увеличивается до 20–
40 г/м2 в зависимости от количества выпавших осадков и температуры
поверхности дороги.
При непрерывном снегопаде соль распределяется в количестве 20–40 г/м2,
в соответствии с предсказанной интенсивностью снегопада. В этом случае соль,
расплавив первую часть снега, обеспечит влажную подложку для последующих
осадков. Такой снег при толщине слоя в 30-50 мм легко удаляется механически.
Каждый новый проход техники для удаления снега должен
сопровождаться последующим внесением соли в количестве 10 г/м2. Такая
технология не позволяет снегу в дальнейшем уплотняться. Если температура
при этом постоянно понижается, а необходимость в уборке остается, то норма
расхода реагента увеличивается до 40 г/м2. При соблюдении этих рекомендаций
вероятность образования уплотненного снега и льда незначительна. Если снег
плотный, толщина его около 20 мм, температура ниже (-5) 0С, то удаление его
возможно при использовании соли в количестве 20–40 г/ м2.
При толщине снега более 20 мм и температуре ниже (-10)0С соль
применять нельзя. Ее применение может привести к усилению скользкости на
дороге за счет уплотнения и последующего замерзания подтаявшей снежной
массы. В этом случае необходимо применять соль со щебнем, размер частиц
которого 5–6 мм. Такие случаи в Великобритании случаются довольно редко,
так как температура ниже (–5)0С бывает не часто. Британская соль имеет
влажность 5% и более, из-за чего дополнительное увлажнение не требуется.
В Италии наиболее широко используемым противогололедным
реагентом является хлорид натрия. В значительных количествах применяется
также 27% раствор хлорида кальция. В Италии по автомобильным дорогам
перевозится 80% всех грузов и из-за особенностей рельефа местности,
требования к эффективному зимнему содержанию дорог постоянно возрастают
и становятся жизненно важными.
71
Так же частично используются жидкие реагенты, в частности 27%
раствор хлорида кальция для профилактической обработки дорог в количестве
18–37 г/м2. В пересчете на сухой 100% хлорид кальция это соответствует 5–10
г/м2 Для плавления тонкого слоя льда или снега норма расхода реагента
увеличивается до 70–92 г/м2.
В Швеции для предупредительной обработки дорог также используется
жидкий реагент. На дорогах с интенсивностью движения более 6 тысяч машин
в сутки применяется 23% раствор соли. При выпадении большого количества
осадков рассол не используется. Раствор соли показал хорошие результаты во
время коротких снегопадов. Однако, в течение длительных снегопадов
необходимо несколько повторных обработок раствором. При использовании
жидкого реагента для плавления уже уплотненного снега, возникают проблемы,
которые обусловлены различной исходной плотностью снега. Рассол, попадая
на поверхность сильно уплотненного снега, не впитывается в него, а плавит
только поверхностную часть слоя. В этом случае, для полной ликвидации
наледи требуется значительно большее количество реагента. Нормы
распределения рассола на дорожном покрытии для предупредительной
обработки составляют 15-40 г/м2, в зависимости от сложившихся и
прогнозируемых изменений метеорологических условий.
Для обработки дороги во время продолжительного снегопада
применяется увлажненная до 30% соль. Смесь готовится непосредственно в
распределительной машине. Соль поливается рассолом в количестве 80–100
литров на тонну соли. Минимальная температура, при которой эффективно
применение увлажненной соли, (-8)-(-10)0С. Иногда увлажненная соль
используется и при температуре (–12)0С. Установлено, что оптимальный размер
частиц соли 3 мм. При этом размере достигается максимальная однородность в
распределении соли на дороге.
Опыт зимнего содержания дорог в Швеции показывает, что оптимальное
количество песка для улучшения сцепления колес с покрытием – 0,3-0,4 м3 /км.
При 0,5 м3/км сцепление не увеличивается. Продолжительность эффекта
высокого сцепления может быть увеличена добавкой в песок NaCl из расчета
25-60 кг/м3.
В Дании температура ниже (-6) °С градусов бывает не более 10 ночей в
году. Для борьбы с зимней скользкостью применяется технология
предупредительной обработки дорог - используется увлажненная соль.
Проводится до 60 обработок дорожного покрытия в год. Норма внесения соли
зависит от прогнозируемых метеоусловий. Система контроля за погодой выдает
сигнал на обработку за 2 часа до похолодания или снегопада. Перед снегопадом
увлажненная соль наносится на дорогу в количестве 10–25 г/м2 .
Во время снегопада применяется только механическая уборка, соль
дополнительно не используется. После снегопада дорожное полотно
обрабатывается солью в количестве 15–20 г/м2 . Для предотвращения
образования «черного льда» увлажненная соль наносится на дорогу в
количестве 7,5–10 г/м2 . Более низкие нормы не используются, так как не
позволяют добиться желаемого результата.
72
В Голландии зимняя скользкость обусловлена в основном замерзанием
влаги на дорогах или изморозью. Снег выпадает редко. Для зимнего
содержания дорог используется соль, предварительно увлажненная раствором
хлорида кальция. Для профилактической обработки дороги применяется 7 г/м2
соли.
В случае снегопада норма распределения увеличивается до 15-20 г/м2. Во
время снегопада снег постоянно убирается и дополнительно вносится 15–20
г/м2 соли. После нанесения на дорогу увлажненной соли, скорость движения
автотранспорта ограничивается до 40 км/час для предотвращения уноса соли с
дороги. В таблице 15 представлены величины уноса сухой соли и увлажненной
раствором хлорида натрия и раствором хлорида кальция.
Таблица 4.7 - Величины уноса сухой соли и увлажненной рассолом хлорида
натрия и раствором хлорида кальция
Количество прошедших машин, шт.
Количество оставшейся соли на дороге, %
100
20
Увлажненная
раствором
хлорида натрия
80
1000
10
40
Сухая
соль
Увлажненная
раствором
хлорида кальция
80
60
Финляндия расположена между 60-м и 70-м градусами широты и является самой северной страной в мире после Исландии. Среднее значение температуры воздуха в январе на юге страны около (–5)0С, на севере около (–15)0С.
Зима начинается в октябре – ноябре и продолжается до марта – апреля. Применяются два способа борьбы с зимней скользкостью - химический и механический.
На главных автомобильных дорогах с интенсивностью движения более
1500 авт./сут. придерживаются принципа обеспечения чистого покрытия.
Обычно используется хлорид натрия. Хлорид кальция применяется в виде
раствора или предварительно увлажненного твердого реагента и реже – в
гранулированном виде. На дорогах с низкой интенсивностью движения, при
необходимости, применяются абразивные материалы (при сохранении
«снежного наката» на поверхности покрытия).
Мощеные дороги с низкой интенсивностью движения обрабатываются
солью при перепадах температур и в весенний период. Поскольку
использование соли сопровождается по отношению к окружающей среде,
конструкциям дорожной сети и транспортным средствам нежелательными
побочными эффектами, была поставлена задача снизить ее применение до
уровня 50–60 тонн в год. Уменьшение объема применения соли
сопровождалось улучшением условий эксплуатации автомобильных дорог и
безопасности движения.
73
Одним из ключевых факторов успеха в этом направлении является
подготовка и обучение персонала, занятого содержанием дорог. Эффективная
снегоочистка–это другой ключевой фактор, уменьшающий использование соли.
Чем меньше снега, который должен растаять под воздействием соли, тем
меньше потребуется соли для этой цели.
В текущем зимнем периоде, уже к первой декаде января 2010 г. страны
ЕС (Германия, Франция и др.) практически полностью израсходовали
накопленные резервы технической соли – основного и универсального
противогололедного реагента (ПГР), использующегося на всех объектах
дорожного хозяйства (ОДХ). Британские власти обязали муниципалитеты
иметь шестидневный запас данного средства.
В последней декаде - страны Восточной Европы также испытывали
воздействие сильнейшего циклона. Европейские производители не могли
удовлетворить растущий спрос дорожных служб на ПГР, увеличивается импорт
соли и, следовательно, растут акции компаний-производителей. В январе на 810% и более возросла стоимость акций американской Compass Minerals и
израильской Israel Chemicals. Интенсивные снегопады и сильные морозы были
отмечены по всей Европе в третьей декаде ноября – первой декаде декабря 2010
г.
Из анализа мирового и отечественного опыта борьбы со скользкостью на дорогах, можно сделать обобщения:
Для борьбы со льдом и гололедицей могут использоваться
расплавляющие или абразивные антигололедные реагенты. Расплавляющие
реагенты делают поверхность дорожного полотна более шершавой физикохимическим способом, а абразивные реагенты – механическим.
Требования к этим противогололедным материалам определяются
техническими условиями ПГМ при зимнем содержании дорог (ТУ ПГМ),
которых следует придерживаться, приобретая эти материалы для зимнего
содержания дорожных покрытий. Указания и рекомендации по приобретению
противогололедных материалов находятся в разделе комментариев к
техническим условиям.
Технические условия содержат предельные значения, способы
апробирования и сведения, в частности, по компонентам расплавляющих
веществ, составу частиц, форме частиц, влагосодержанию, содержанию
тяжелых металлов, химическим примесям, а также по применению
промышленных побочных продуктов.
ПГР растворяются в воде, понижают точку (температуру) замерзания
раствора и действуют так, что вызывают расплавление имеющегося снега или
льда на дороге или предотвращают замерзание имеющейся влаги. Дорожное
полотно становится влажным. Потенциально определены к возможному
применению следующие хлориды:
• хлорид натрия (NaCl);
• хлорид кальция (CaCl2);
• хлорид магния (MgCl2)
• хлорид калия (КСl).
74
Считается, что хлорид натрия обладает самой выгодной ценой и
используется чаще всего. Добывается так же, как каменная соль, выварочная
соль и морская соль, и доступен в большом количестве, будучи природным
веществом. Хлорид кальция и хлорид магния вырабатываются как побочные
продукты при промышленных процессах.
Остальные реагенты, например реагенты на спирту, карбамид, кальция
магния ацетат и т.д., являются более дорогими, огнеопасными, загрязняют воду
и имеют меньшее по продолжительности действие, чем три указанных выше
хлорида. Использование для дорожных покрытий этих реагентов не
рекомендуется.
Увлажненная соль. Хлорид натрия должен использоваться увлажненным,
чтобы избежать потери реагента из-за сдувания и обеспечить равномерное
распределение, а также более продолжительное действие реагента на дорожном
покрытии. Таким образом, воздействие улучшается при использовании
меньшего количества реагента. Обычно рекомендуют использовать
увлажненную соль из экологических, экономических и транспортных
соображений.
При этом хлорид натрия в процессе распределения реагента на дорожное
покрытие увлажняется солевым раствором. Сухая соль и раствор смешиваются
в пропорции 70:30. Солевой раствор привозится в баке распределяющего
реагент транспортного средства. Увлажненная соль должна применяться при
всех погодных условиях (даже при идущем снеге). В частности
профилактическая обработка должна проходить только увлажненной солью.
Целесообразно проводить профилактическую обработку 21-23%
раствором хлорида натрия при не очень низких температурах (примерно до 5°С) и, когда не ожидаются осадки и понижение температуры, для борьбы с
замерзанием влаги без добавления твердого реагента (распределение с
помощью разбрызгивающего диска или балок).
Факторами, непосредственно влияющими на используемое
количество реагента, являются: имеющийся уровень влаги, слой льда или
осадки.
Используемое количество соли линейно зависит от количества влаги,
толщины ледяного или снежного покрытия, которое необходимо растопить.
Поэтому целесообразно по возможности механически расчистить снег и лед
для экономии реагента. Дополнительно необходимо учитывать вид и
количество ожидаемых осадков для определения требуемого количества
реагента.
Расплавляющее действие соли основано на понижении точки замерзания
полученного солевого раствора, так что при более низких температурах
требуется определенно больше соли. Учет температуры, поэтому, имеет
большое значение при расчете количества ПГР. По этой причине очень
рекомендуется обработка реагентами при температурном управлении, когда
количество реагента автоматически определяется соответственно температуре
дорожного покрытия. Необходимое относительное количество реагента для
плавления данного количества льда при температурах – (- 2; - 5; - 10; - 15°С),
75
рассчитывается исходя из того, что относительная величина NaCl при (- 2°С)
принята за 1 (Таблица 16).
Следующие факторы влияют на определение необходимого количества
противогололедных реагентов, в меньшей степени:
- Если земля под дорожным покрытием замерзла из-за продолжительных
периодов низкой температуры, исходя из опыта, требуется большее количество
реагентов, так как дополнительная энергия тепла уходит в землю.
- Если светит солнце, особенно на темных участках дороги, то процесс
таяния может значительно проходить лучше и потребуется меньшее количество
ПГР.
Таблица 4.8 - Количество реагента, необходимое для плавления данного
количества льда при разных температурах
Температура,
при которой
требуется
растопить
лед, °С
-2
-5
- 10
- 15
Необходимое для обработки количество
хлорида натрия
NaCl, 22 % раствор
(по массе)
NaCl
твердый
из этого доля
количество
соли
1,0
4,6
1,2
2,3
13,4
3,4
4,2
39,4
10,1
5,8
113,1
29,8
Необходимое
количество
хлорида
кальция
(77/80 %)
1,6
3,4
5,8
7,7
Потеря реагента при его распределении влияет на необходимую
плотность распределения, так как, только то количество реагента, которое
осталось на дороге, осуществляет таяние.
Хорошо налаженное штурвальное колесо с синхронным валом отбора
мощности минимизирует потери реагента, если ширина и направление
обработки правильно настроены.
Обработка увлажненной солью также способствует уменьшению потерь
реагента при распределении, позволяет хорошо распределять реагент, особенно
увлажненную соль. При хорошем распределении противогололедных реагентов
работа ускоряется.
Движение на дороге влияет не только на приток дополнительной энергии
от трения шин и тепла двигателя, но и на дальнейшее распределение
противогололедных реагентов по дорожному полотну.
Опыт показывает, что при слабом движении транспорта на дороге при
одинаковых погодных условиях требуется больше реагента для достижения
такого же эффекта плавления, как при интенсивном движении.
Если на дороге есть остатки реагентов от прошлой обработки благодаря
тому, что дорога высохла, то может использоваться меньше реагента.
Небольшие количество соли остается на дороге, если не было талой воды,
новых осадков и если транспорт из-за интенсивности движения не растворил и
не разнес соль.
76
Относительная влажность воздуха оказывает второстепенное значение на
процесс плавления льда.
Большое число влияющих друг на друга факторов оказывают влияние не
только на способ обработки реагентами, но и на распределяемое количество.
Так как влияющие факторы очень сложны и зависят друг от друга, то
точно рассчитать необходимое количество материала для определенных
случаев распределения невозможно. Возможно лишь определить диапазон для
определенных погодных ситуаций, в рамках которого должно рассчитываться
количество материала. Отклонения в рамках этого диапазона должны
происходить согласно условиям местности на основе названных критериев,
причем основным фактором считается температура дорожного покрытия.
Среди общих условий можно рекомендовать следующие количества
противогололедных реагентов:
• профилактическая обработка сухого/увлажненного дорожного
полотна 5…15 г/м2;
• профилактическая обработка мокрой проезжей части/перед градом 10…30 г/м2;
• обработка при небольшой скользкости 5…15 г/м2;
• обработка при гололеде/после града 15…40 г/м2;
• обработка при снегопаде/снежной скользкости 15…40г/м2.
Большее количество требуется при более низких температурах, меньшее
– при температурах, близких к точкам замерзания.
При профилактической обработке ПГР, непосредственно перед
образованием ледяной корки, требуется меньшее количество материала, чем
при устранении уже образовавшегося льда.
При сухой дороге, невысокой влажности воздуха и температурах до
(-15)°С, как правило, нет необходимости применять ПГР, если нет осадков.
Опыт их применения при низких температурах показал, что справиться с
ледяным слоем при температурах от (-15)°С можно, используя большую
плотность обработки. При еще более низких температурах, рекомендуется
использовать в отдельных случаях твердый хлорид кальция или смесь из
хлорида натрия и хлорида кальция, хлорида калия и формиатов.
При зимнем содержании дорог персонал должен обращать особое
внимание на дорожные участки с асфальтовым покрытием с открытыми
порами, так как на этих участках лед может образовываться быстрее и сильнее
и тогда требуется больше реагента.
Абразивные (фрикционные) материалы придают поверхности ледяного
слоя шероховатость за счет влияния движения транспорта. Сила трения на
зимних дорогах может повышаться в определенное время в зависимости от
состояния дорожного покрытия, плотности обработки ПГМ, интенсивности и
скорости дорожного движения. При обледенении и образовании льда
абразивные материалы почти не помогают. В том случае, если они переносятся
к краю дороги движущимся транспортом за короткое время, то при сильном
движении повторная обработка требуется чаще.
77
В качестве абразивных материалов преимущественно используются
природные камни в форме песка, щебня. Они имеют больше преимуществ по
сравнению с гранулированными шлаками и другими побочными продуктами
различных производственных процессов.
Для достижения абразивного действия необходимое для обработки
количество составляет, по меньше мере - 100 г/м2. Рекомендуемое количество
- как условная плотность обработки составляет 150 г/м2.
Действие абразивных материалов тем лучше, чем больше доля
дробленого зерна, чем острее зерно. Применение абразивных материалов
требует, чтобы они поставлялись сухими и хранились сухими для сохранения
способности придавать шероховатость. Абразивные материалы должны быть
собраны, подготовлены или сданы в утиль по окончании зимнего периода.
В целом зарубежный опыт зимней уборки характеризуется наличием
следующих элементов:
• нормативной базы, предусматривающей глубокую дифференциацию
методов, способов и материально-технических средств зимней обработки дорожных покрытий;
• развитой дорожной и транспортной инфраструктуры, удовлетворяющей условиям интенсивного зимнего движения автомобилей;
• разнообразной материально-технической структуры реализации
способов зимнего содержания ОДХ и технологий противогололедной обработки автомагистралей.
В то же время, несмотря на разнообразие материально-технических
возможностей, нормативная база допускает продолжительное сохранение
снежного покрова на ряде вспомогательных автомагистралей (что нельзя
применять в Москве). Доля территорий, убираемых без применения реагентов,
составляет около 20-25%, в том числе за счет использования средств малой
механизации – до 12-15%. Подобные обстоятельства позволяют существенно
сократить
расходы
реагентов
на
противогололедную
обработку
автомагистралей.
Выбор номенклатуры применяемых реагентов также определяется
необходимостью снижения вредного воздействия на окружающую среду.
Обобщение зарубежного опыта использования ПГР позволяет условно
выделить несколько этапов их применения, обусловленных необходимостью
снижения вредного воздействия на окружающую среду:
- постепенный переход на большинстве ОДХ исключительно на соли
(хлориды);
- использование хлоридов в смеси с фрикционными материалами
(абразивами);
- добавка к хлорным солям различных улучшающих технологические
свойства и снижающих возможное негативное воздействие окружающую
среду компонентов (ингибиторов коррозии, биофильных элементов, бактерицидных ингредиентов и т.д);
- применение относительно дорогостоящих ацетатных реагентов в
чистом виде или в сочетании с ингибированными хлоридами для сниже78
ния затрат (аэродромы, инженерные сооружения, внегородские важные
магистрали);
- применение формиатов в чистом виде или в сочетании с ингибированными хлоридами для снижения затрат.
4.4.
Особенности зимней уборки ОДХ в г. Москве
По данным гидрометеослужбы города, длительность зимнего периода в
Москве составляет 166 дней, при этом в среднем бывает около 10 дней с
обледенением покрытия, около 50 снегопадов и 50-70 циклов перехода через
0°С.
В настоящее время проведены анализы, подтверждающие наличие
накопления токсичных веществ в гидросфере урбанизированных ландшафтов
на примере крупных промышленных городов, в том числе Москвы.
Одной из важнейших задач городского хозяйства северного мегаполиса
является уборка снега с городских магистралей в зимний период. Современные
транспортные нагрузки на дороги, даже в сельской местности требуют
постоянного ухода за дорожным полотном в зимний период. Если же
рассматривать крупные города, то зимнюю уборку магистралей смело можно
сравнивать с ликвидацией последствий стихийного бедствия. Сильный
снегопад и гололедные явления способны привести город к состоянию
коллапса, когда «пробки» образуются на всех дорогах и даже специальный
транспорт не в состоянии проехать к месту назначения.
Значительное влияние загрязненности снега, убираемого с дорог на
экологическую обстановку в городе, связано со значительными площадями,
которые заняты дорогами. Загрязнение их нефтепродуктами вызывается
интенсивным движением транспорта и морозным выветриванием асфальтовых
покрытий. Большое количество повторяющихся циклов «замораживание –
оттаивание» при отсутствии постоянного снежного покрова, намного
превышающее морозостойкость покрытия, приводит к его разрушению и
выветриванию. Продукты выветривания асфальтовых покрытий осаждаются на
дне водотоков и водоемов, вызывая загрязнение всей трофической цепи
экосистемы.
Отличие зимней уборки городских магистралей от уборки дорог за
пределами города заключается в отсутствии мест для складирования снега.
Современная мощная дорожная техника способна сдвинуть снег к лотковой
части дороги и отбросить его на необходимое расстояние за обочину. Однако
на городской магистрали сразу за лотковой частью идет тротуар для прохода
пешеходов, а за ним – дома. Поэтому снег с городских магистралей
необходимо вывозить и утилизировать, несмотря на высокую стоимость
данного комплекса работ.
Второе отличие заключается в качестве городского снега. Формирование загрязненности снега, убираемого с дорог и тротуаров города, радикально
отличается от формирования загрязненности постоянного снежного покрова за
городом. Пылевые загрязнения из-за краткости периода вылеживания снега на
79
дорогах становятся мало существенными, зато на первый план выступают загрязнения от противогололедных смесей и продуктов разрушения дорожных
покрытий.
В соответствии с действующими нормативами, верхний слой дорожного
покрытия должен состоять из материала, выдерживающего без разрушения
100 - 150 циклов «замораживание – оттаивание». Постоянно очищаемая от
снега дорога не имеет утепляющего покрытия, и материал ее следует температурным колебаниям атмосферы. Для климата Москвы характерное количество
ежегодных переходов температуры воздуха через «нуль» в среднем составляет
50-70 циклов.
Таким образом, даже полностью соответствующее действующим нормативам дорожное покрытие, через 2-3 года начинает разрушаться вследствие морозного выветривания. При механическом воздействии интенсивно движущегося транспорта, а также при использовании противогололедных смесей разрушение ускоряется, а продукты этого разрушения попадают в снег.
В процессе зимней уборки магистралей города мы сталкиваемся с необходимостью вывоза значительных объемов загрязненного снега. Москва расположена севернее большинства городов мира аналогичного размера, в зоне континентального климата, поэтому в Москве объемы вывозки снега зимой измеряются миллионами кубических метров и возникает проблема утилизации этой
снежной массы. При решении этой проблемы необходимо учитывать целый ряд
факторов, как экономических, так и экологических.
К экономическим факторам, в первую очередь, относится стоимость перевозки снега, практически определяющая способы его утилизации. Применительно к Москве уборка магистралей города и вывоз загрязненного снега в места его утилизации обходится в несколько миллиардов рублей за зимний сезон.
Увеличение плеча перевозки снега на 10 км по стоимости сравнимо с затратами
на топливо, требующееся для плавления такого же количества снега. Кроме того, перевозка снега автотранспортом приводит к дополнительной экологической нагрузке на воздушную среду города за счет загрязнения ее выхлопными
газами.
Поэтому целесообразно иметь сеть утилизирующих снег сооружений, относительно равномерно распределенных по территории города.
Экологические факторы, влияющие на решение проблемы утилизации
вывозимого снега, заключаются в необходимости ликвидации воздействия,
имеющихся в снеге загрязнений на окружающую среду.
Как установлено, основными загрязнителями, содержащимися в снежном
покрове, являются ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, никель и другие тяжелые
металлы. Помимо этих поллютантов, высокий уровень загрязнения может быть
обусловлен присутствием в снежном покрове и гидросфере: анионов хлоридов, сульфатов, нитратов и др.; взвешенных и органических веществ
(например, формальдегид, нефтепродукты, синтетические ПАВ и др.).
Полученные данные показывают, что количество загрязняющих веществ
в снеге зависит от многих факторов, в том числе от наличия других
загрязняющих веществ в экосистеме. Поэтому, информации о содержании
80
отдельных химических соединений в снежном покрове и гидросфере
недостаточно для оценки степени токсичности и опасности их для окружающей
среды, т.к. при комбинированном воздействии веществ на биологические
объекты, эффект может суммироваться, резко усиливаясь или снижаясь. Более
полная оценка качества окружающей среды может быть получена только в
процессе комплексных исследований, включающих всестороннее изучение
загрязнения среды и анализ его воздействия на биологические объекты.
Недопустимо создание на газонах сугробов из убранного с дорог снега,
поскольку он загрязнен хлоридами, используемыми в качестве противогололедных реагентов, и пагубно действует на зеленые насаждение. Если же использовать противогололедные реагенты на основе мочевины и нитратов, то
может быть нанесен существенный урон водным объектам города. С экологической точки зрения все элементы процесса зимней уборки магистралей города
взаимосвязаны и должны рассматриваться как единая, оптимальным образом
организованная система.
До 1994 г. в Москве в качестве противогололедного материала
применялась песко-соляная смесь. В 80-е годы на сезон заготавливалось около
60-75 тысяч тонн хлористого натрия и 500 тысяч тонн песка. Песок,
остающийся на городских дорогах и не попадающий в водоприемные решетки,
колодцы, оставался в прилотковой части и на газонах. В результате, по весне
тысячи тонн песка подлежали вывозу на свалки и, кроме того, засорялась
ливневая канализация.
Поэтому фрикционный способ борьбы с зимней скользкостью в «чистом»
виде, с использованием песка и шлаков, практически не нашел применения изза большого объема используемых материалов, значительного расхода топлива
и масел для автотранспорта, потребности в дорожной технике и людских
ресурсах, слабой эффективности по увеличению сцепных качеств дорожных
покрытий. Экономические потери на дорогах в случае применения
фрикционного материала вместо хлоридов возрастают в 3 раза, в основном, за
счет повышения аварийности из-за скользкости.
Практически полный отказ от использования песко-соляной смеси с 1994
г. и переход на «чистые» химические вещества (в основном, хлориды натрия,
кальция) снизили количество засорений ливневой канализации и уменьшили
затраты на уборку дорожного полотна. В то же время, переход на «чистые»
реагенты увеличил экологическую нагрузку и потребовал дополнительных
вложений в строительство закрытых складов и бункеров для хранения
противогололедных материалов, а также затрат на создание распределительных
машин с меньшей регулируемой дозой разбрасываемого материала. Кроме того,
концентрированное
применение
химических
реагентов
потребовало
дополнительных затрат на проведение компенсационных экологических
мероприятий.
В общей сложности, доля затрат на борьбу с зимней скользкостью
составляет в настоящее время около 40 % общих затрат на зимнее содержание
дорог.
81
Основное действие противогололедного реагента при его внесении
непосредственно на заснеженное или заледенелое дорожное покрытие состоит
в обеспечении плавления льда или снега и снижения точки замерзания водной
среды. Это изменение агрегатного состояния сопровождается потреблением
энергии, что вызывает понижение температуры обрабатываемой среды и
поверхности покрытия дороги. При этом, чем быстрее осуществляется
механизм
воздействия,
тем
температурный
шок
более
значим.
Профилактическая (предварительная) обработка дорожного покрытия
заключается в разбрасывании продукта на пленку льда или слой снега,
оставшегося на дороге после прохода снегоуборочной техники.
Эффективность действия ПГР во многом зависит от того, в каком
агрегатном состоянии он находится.
Сухую соль при обработке ОДХ в предупредительных целях
рекомендуется предварительно смачивать соляными растворами. Наиболее
распространенным в России средством для очистки дорожных покрытий от
льда является техническая (каменная) соль (NaCl) – она не достаточно
эффективна при низких температурах и вызывает коррозию автомобилей и
дорожных конструкций, при нерациональном использовании может нанести
ущерб окружающей среде.
Соляные растворы приготавливаются из NaCl и CaCl2. При этом
концентрации соляных растворов составляют: NaCl - в пределах 23-25%, CaCl2
– в пределах 28%.
Такого рода «смешанная» обработка ПГР «жидкость/твердые частицы»
создает хороший компромисс, сочетая преимущества обоих технических
принципов.
Воздействие ПГР на окружающую среду определяется химическим
составом и количеством применяемых реагентов, методикой уборки
загрязненного снега с улично-дорожной сети.
Противогололедная обработка автомагистралей мегаполиса, являясь
важным фактором обеспечения безопасности движения в городе, одновременно
предопределяет комплекс негативных воздействий на природную среду и
инженерные инфраструктуры мегаполиса.
Подобные обстоятельства вызывают необходимость оптимизации
процессов использования противогололедных реагентов и подбора
соответствующих химических реагентов, исходя из мирового и отечественного
опыта их применения, стоимостных факторов, минимизации экологических
последствий на окружающую среду, а также методов утилизации снежной
массы, содержащей остатки ПГР.
82
5. ТРЕБОВАНИЯ К СОДЕРЖАНИЮ ОБЪЕКТОВ ДОРОЖНОГО
ХОЗЯЙСТВА В ЗИМНИЙ ПЕРИОД И ПРЕДЛАГАЕМАЯ СИСТЕМА
МЕР ПО ИХ РЕАЛИЗАЦИИ
5.1.
Инженерно-технологические и градостроительные особенности
города
Общая площадь Москвы – свыше 1080 км2, протяженность уличнодорожной сети составляет около 4200 км. Плотность дорог в Москве (менее 4,2
км на 1 км2 территории) в 2,0-2,5 раза уступает плотности дорог в столицах
европейских государств и крупных городах, расположенных в аналогичной
климатической зоне.
Общая площадь ОДХ – около 88 млн. м2 , менее 9% от общей площади
города. Приведенные показатели в 2,0-2,5 раза ниже, чем в столицах
европейских государств и крупных городах, расположенных в аналогичной
климатической зоне. Поэтому средняя скорость движения автотранспорта в
столице не превышает 20-25 км/ч.
Общая площадь проезжей части - 66 млн. м2, тротуаров – свыше 20 млн.
м2, обочин – до 1,5 млн. м2, длина лотковой части улично-дорожной сети почти 9000 км. Количество остановок общественного транспорта, с которых
убирается снег составляет до 9500 единиц с площадью до 0,8 млн. м2; стенки,
барьерные ограждения, шумозащитные экраны - имеют протяженность свыше
1000 км, дорожные знаки, указатели и щиты - насчитывают порядка 8800-9000
единиц.
Москву отличает крайне высокая круглогодичная интенсивность
дорожных потоков всех видов, реально существующие ограничения
пропускной способности магистралей и улиц, невозможность в настоящее
время повсеместно организовать подземные переходы и оптимизировать
транспортные развязки, учитывая сложившуюся инженерную инфраструктуру
города.
Все это делает весьма условным, использование заблаговременных
прогнозов динамики основных метеорологических величин и информацию об
их текущих значениях, применительно к конкретным объектам ОДХ города.
Точная метеорологическая и иная, необходимая для принятия решений по их
содержанию объективная и оперативная информация, может быть получена в
случае наличия на последних непосредственных автоматизированных систем
измерения состояния инженерных сооружений и окружающей среды, в
частности при работе системы СОПО (см. ниже).
Москва, располагает автомобильным парком около 4,0 млн. единиц, на
территории города расположено более 2,5 тыс. автопредприятий. Общее
количество автомобилей (включая транзитные) оценивается в 4,5 млн. В
Москве на 1000 человек населения (всего в городе проживают не менее 10,5
млн. человек) приходится более 380 автомобилей. По прогнозам, количество
автомобилей к 2015 г. достигнет - 10 млн.
Снег в городе Москве вывозится дорожно-эксплуатационными службами
с общей площади свыше 82 млн. м2 .
83
Статистика и специальные исследования показали, что вероятность
возникновения
дорожно-транспортных
происшествий
при
гололеде
повышается в 10 раз, при снежном накате – в 4 раза по сравнению с сухой
проезжей частью. Длина тормозного пути транспортных средств в
гололедоопасном интервале увеличивается в 2,5-6,0 раз, расход топлива - до
85%.
Одновременно зимняя скользкость приводит к снижению скорости
движения транспортных средств в 2-3 раза, их производительность падает
вдвое, соответствующим образом увеличивается себестоимость автомобильных
перевозок.
Дорожным службам предписано в любое время года поддерживать в
круглосуточном режиме состояние дорожного покрытия на уровне «черного
(мокрого) асфальта» по всей ширине проезжей части, включая «прилотковую»
зону (ГОСТ Р 50597-93. Государственный стандарт Российской Федерации.
«Автомобильные дороги и улицы. Требования к эксплуатационному
состоянию, допустимому по условиям обеспечения безопасности дорожного
движения», введен в действие Постановлением Госстандарта России от
11.10.1993 г. № 221).
Только в режиме «черный асфальт» на улицах и магистралях можно
обеспечить приемлемый коэффициент сцепления колес автомобиля с дорогой и
безопасные условия движения, со скоростью, разрешенной Правилами
дорожного движения, в том числе на основных скоростных магистралях
Москвы (МКАД, ТТК и иных), где скорость движения разрешена до 80 км/час и
более.
5.2.
Требования к зимнему состоянию ОДХ
Обеспечение реализации и совершенствование, с учетом практического
опыта, требований к зимнему состоянию ОДХ – залог обеспечения
технологической и экологической безопасности, сохранения жизни, здоровья и
имущества граждан, а также бесперебойного функционирования важнейшего
компонента системы жизнеобеспечения города.
Прямые и косвенные потери от скользкости в зимний период:
− Дорожно-Транспортные Происшествия (ДТП) со всеми вытекающими
последствиями;
− Травмы пешеходов при падениях на скользком покрытии;
− Пробки и заторы, негативно влияющие на окружающую среду, в связи с
выбросами загрязняющих веществ;
− Снижение оперативности служб милиции, пожарных и скорой помощи;
− Снижение эффективности работы общественного транспорта;
− Повышение психологической нагрузки на водителей и пешеходов;
− Потеря производительности на работе, стрессы, конфликты на работе и
дома.
Требования относятся к выполнению, в течение указанного календарного
периода, комплекса работ по санитарно-экологическому и техническому
84
содержанию элементов ОДХ и технических средств организации дорожного
движения, а также по мониторингу состояния и техническому учету различных
объектов.
Они содержатся в уже принятой и используемой в Москве «Технологии
зимней уборки проезжей части магистралей, улиц, проездов и площадей
(объектов дорожного хозяйства города Москвы), с применением
противогололедных реагентов и гранитного щебня фракции 2-5 мм (на зимние
периоды с 2010-2011 гг. и далее)» (далее «Технология»). Требования также
продублированы в соответствующем регламенте, утвержденном и введенном в
действие Руководителем Комплекса городского хозяйства.
В Москве установлены единые нормы, требования и порядок содержания
ОДХ в зимний период. Основная задача зимнего содержания улично-дорожной
сети и дворовых территорий заключается в предупреждении и удалении снеговых образований, – рыхлого снега, уплотненного снега или наката, стекловидного льда (гололеда, наледи), а также поддержание в исправном состоянии дорожных покрытий и элементов обустройства.
Принятой «Технологией» предусмотрены следующие операции первой
очереди:
- обработка проезжей части, тротуаров и остановок общественного
транспорта ОДХ противогололедными материалами (ПГМ);
- Механизированное сгребание-подметание проезжей части;
- раздвижка снежных валов на перекрестках и примыканиях, на остановках общественного транспорта, на подъездах к административным зданиям, на
выездах из дворов и иных участках, где необходимо обеспечить постоянный
проезд (выезд) транспорта т.п.
К операциям второй очереди относятся:
- формирование снежного вала;
- погрузка и вывоз снежной массы;
- зачистка дорожных лотков после удаления снега;
- скалывание и удаление снежно-ледяных образований;
- уборка элементов обстановки пути;
- устранение мелких разрушений и деформаций дорожных покрытий и
элементов обустройства.
Выполнение всех предусмотренных работ осуществляется в круглосуточном режиме.
Классификация городских магистралей, улиц, проездов по особенностям
проведения зимней и летней уборки осуществляется, согласно Постановлению
Правительства Москвы от 09.11.1999 г. № 1018 «Об утверждении правил санитарного содержания территорий, организации уборки и обеспечения чистоты и
порядка в г. Москве (в редакции Постановлений Правительства Москвы от
04.02.2003 г. № 67-ПП, от 05.08.2003 г. № 643-ПП, от 29.04. 2008 г. 357-ПП, от
21.04.2009 г. № 327-ПП).
Главные магистрали города:
Категория № 1 - магистральные улицы и проспекты, которые обеспечивают международные, межгосударственные, региональные и внутригородские
85
связи, интенсивность движения транспорта на данных направлениях в час
«пик» составляет 2000-6000 условных приведенных единиц (автотранспорта) в
час.
Категория № 2 – городские магистрали, которые обеспечивают радиальные и поперечные связи между различными функционально-планировочными
элементами города с интенсивностью движения - 1100-2000 единиц в час.
Улицы и проезды районного значения:
Категория № 3 – улицы и проезды районного значения не выходящие за
пределы одного района.
Категория № 4 – улицы и проезды районного значения, расположенные
в пределах Садового кольца и имеющие незначительную ширину проезжей части (не более двух полос движения).
Шоссейные дороги:
Категория № 5 – городские проезды, имеющие поперечный профиль
шоссейных дорог, и шоссейные дороги на территории области, обслуживаемые
московскими городскими и окружными дорожными службами.
Категория № 6 – Московская кольцевая автомобильная дорога (МКАД) с
транспортными развязками.
Внекатегорийные объекты, требующие особого режима содержания,
например, Кремлевское кольцо, участки от площади Боровицких ворот до развязки МКАД с Рублевским шоссе, площади перед железнодорожными вокзалами, пешеходные зоны и иные.
В данной «Технологии» зимней уборки ОДХ, как и в предыдущей, выделяют основные улицы или магистрали, требующие особых условий содержания в силу своей значимости в части транспортного сообщения или по другим
основаниям. Их перечень ежегодно корректируется и утверждается Департаментом жилищно-коммунального хозяйства и благоустройства (ДЖКХиБ) города Москвы.
Проезжая часть:
В периоды снегопадов и гололедицы: на внекатегорийных объектах
дорожного хозяйства и объектах 1-6 категорий проезжая часть должна быть
обработана противогололедными реагентами (ПГР) и обеспечивать
беспрепятственное движение всех видов транспортных средств с разрешенной
скоростью движения.
Коэффициент сцепления колес автотранспортных средств с дорожным
покрытием должен соответствовать требованиями ГОСТ Р 50597-93
(Государственный стандарт Российской Федерации. «Автомобильные дороги и
улицы. Требования к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям
обеспечения безопасности дорожного движения» (Введен в действие
Постановлением Госстандарта России № 221 от 11.10.1993 г.)
Время, необходимое на сплошную обработку противогололедными реагентами всей территории, не должно превышать 3-х часов с начала снегопада;
для МКАД, включая транспортные развязки, и основные магистрали (согласно
перечню по п. 1.1.9), при условии обеспечения прохода колонны уборочной
техники – не более 1-го часа.
86
Механизированное подметание проезжей части должно начинаться сразу
после окончания очередного снегопада. Время, необходимое на подметание не
должно превышать 3-х часов; для МКАД, включая транспортные развязки, и
основные магистрали при вышеуказанных условиях – не более 2-х часов.
При длительных интенсивных снегопадах (свыше 5-ти см и более)
очередное подметание проезжей части должно производиться после выпадения каждых 5 см свежевыпавшего неуплотненного снега с последующей обработкой дорожного полотна ПГР, при необходимости с применением щебня
фракции 2-5 мм.
После окончания снегопада для внекатегорийных ОДХ и объектов 1, 2 и
6 категорий по завершению механизированного подметания, проезжая часть
должна быть полностью очищена от снежных накатов и наледей.
Для объектов 3, 4 и 5 категорий отдельные участки проезжей части могут иметь снежный накат, обработанный щебнем фракции 2-5 мм. Общая
площадь таких участков не должна превышать 30% площади проезжей части
данной улицы или проезда.
Нормативный срок полной ликвидации зимней скользкости и окончания
работ по снегоочистке - не более 6-ти часов. Время начала работ по снегоочистке – отсчитывается с момента окончания снегопада или метели.
Технологический мониторинг в части проверки состояния проезжей части
в местах повышенной опасности (спуски, подъемы, мостовые сооружения и
т.п.) проводится с интервалом не более одного часа (в сутки выполняется не
менее, чем 2-х кратный контрольный объезд всей территории). В рамках данного мониторинга осуществляется ежедневное выявление мест, требующих выборочного ямочного ремонта. Операции по техническому содержанию и ремонту
асфальтобетонных покрытий проезжей части объектов в зимний период осуществляются с применением холодных асфальтобетонных смесей, литого асфальта и иных разрешенных технологий.
Территории, примыкающие к проезжей части магистралей, улиц, проездов и площадей:
В периоды снегопадов и гололедицы: для внекатегорийных объектов
дорожного хозяйства и объектов 1-6 категорий - тротуары, посадочные площадки остановок городского пассажирского наземного транспорта (далее –
«остановки») и прочие пешеходные зоны должны быть обработаны комбинированным ПГР, исключающим скольжение во время движения пешеходов.
Снегоуборочные работы (механизированное подметание и ручная зачистка) и противогололедная обработка комбинированным ПГР - на тротуарах,
пешеходных дорожках и остановках должны начинаться сразу по окончании
снегопада.
При длительных интенсивных снегопадах, циклы снегоочистки должны
повторяться после каждых 5-ти см выпавшего снега, а противогололедная обработка - по окончании каждого цикла снегоочистки.
После окончания снегопада:
Для внекатегорийных ОДХ и объектов 1 и 2 категорий время, необходимое для выполнения снегоуборочных работ и противогололедной обработки
87
всей площади тротуаров, пешеходных дорожек и остановок не должно превышать 2-х часов после окончания снегопада. Тротуарное покрытие в местах, где
производится механизированная уборка, на отдельных участках может иметь
снежный накат, обработанный комбинированным ПГР. Общая площадь таких
участков не должна превышать 20% от площади тротуара. Время, установленное на ликвидацию снежных накатов – 6 часов после окончания снегопада.
Для объектов дорожного хозяйства 3-6 категорий время, необходимое для
выполнения снегоуборочных работ и противогололедной обработки, не должно
превышать 4-х часов после окончания снегопада. Тротуарное покрытие в местах, где производится механизированная уборка, на отдельных участках может
иметь снежный накат, обработанный комбинированным ПГР. Общая площадь
таких участков не должна превышать 30% от площади тротуара.
Время, установленное на ликвидацию снежных накатов – 12 часов после
окончания снегопада.
Не допускается сброс снега с тротуаров, пешеходных дорожек и посадочных площадок остановок городского пассажирского наземного транспорта в
уже очищенную лотковую часть ОДХ.
Лотковая часть ОДХ:
Снег, счищаемый с проезжей части улиц и проездов, а также с тротуаров,
сдвигается в лотковую часть улиц и проездов для временного складирования
снежной массы.
В ходе механизированного подметания проезжей части валы снега
должны быть максимально сдвинуты в лотковую часть и, при необходимости,
дополнительно
обработаны
автогрейдером
для
обеспечения
беспрепятственного движения автотранспорта. Ширина валов снега не должна
превышать 1,5 м. После их окончательного формирования производится
расчистка водосточных решеток для обеспечения пропуска талых вод на
ширину не менее 0,5 м. При формировании снежных валов в лотках, не
допускается перемещение снега на бортовой камень, тротуары, газоны и иные
объекты придорожного озеленения.
Формирование снежных валов не допускается:
- на пересечениях улиц в одном уровне и вблизи железнодорожных переездов в зоне треугольника видимости;
- ближе 5,0 м от пешеходного перехода;
- ближе 20,0 м от остановочного пункта общественного транспорта;
- на тротуарах.
Установленный срок на устройство разрывов в валах снега и расчистку
водосточных решеток – 16 часов после окончания очередного снегопада.
Перед погрузкой в самосвалы, либо временной перекидкой на свободные
территории, снежные валы должны быть обработаны автогрейдером.
Вслед за проходом снегопогрузчиков или роторной техники, лотки
должны быть зачищены от остатков снега с помощью автогрейдера или
плужно-щеточного снегоочистителя.
На улицах и проездах с односторонним движением транспорта, в том
числе на магистралях с разделительной полосой в виде скверов и газонов,
88
лотковая часть дороги, с которой начинается подметание проезжей части
(левые лотки), должна быть в течение всего зимнего периода постоянно
очищена от снега и наледи до бортового камня (включая его верхнюю полку) на
ширину 2 метра.
Вывоз снега: Первоочередной выборочный вывоз снега (от остановок
городского пассажирского транспорта, пешеходных переходов и т.д.) должен
осуществляться в течение 12-ти часов после окончания снегопада.
Установленные сроки вывоза сформированных снежных валов после окончания
снегопада зависят от категории ОДХ и интенсивности выпадения снега.
С внекатегорийных объектов дорожного хозяйства и объектов 1, 2, 4,
6 категорий:
- при снегопаде до 6 см – не более 2 дней;
- при снегопаде до 10 см – не более 4 дней.
С улиц и проездов 3 категории:
- при снегопаде до 6 см – не более 4 дней;
- при снегопаде до 10 см – не более 6 дней.
С дорог 5 категории (при необходимости вывоза):
- при снегопаде до 6 см – не более 4 дней;
- при снегопаде до 10 см – не более 7 дней.
Вывоз
выпавшего
снега
осуществляется
на
стационарные
снегоплавильные пункты (ССП) и мобильные снегосплавильные установки
(МСУ) для дальнейшей утилизации.
Снег, сдвигаемый в процессе снегоуборочных работ с проезжей части на
обочины, должен быть перемещен на откосы насыпи, либо перекинут ротором
в полосу отвода, а при невозможности выполнения названных операций,
погружен на самосвалы и вывезен на снегоплавильные пункты.
Роторная уборка свежевыпавшего снега с ОДХ, на которых Сводным
титульным списком улиц и проездов, обслуживаемых дорожноэксплуатационными службами города, данная технологическая операция не
предусмотрена, допускается в случаях экстремальных погодных условий, в
период обильных снегопадов.
Время, необходимое для очистки обочин от снега – не более 24-х часов
после окончания снегопада.
5.3.
Обоснование выбора технологии зимней уборки ОДХ г. Москвы
и номенклатуры ПГР
Департаментом жилищно-коммунального хозяйства и благоустройства
(ДЖКХиБ) города Москвы была введена в действие «Технология зимней
уборки проезжей части магистралей, улиц, проездов и площадей (объектов
дорожного
хозяйства
(ОДХ)
города
Москвы)
с
применением
противогололедных реагентов и гранитного щебня фракции 2-5 мм (на зимние
периоды с 2010-2011 гг. и далее)».
89
До внесения настоящих изменений в ней было предусмотрено
использование определенной номенклатуры жидких и твердых ПГР:
Номенклатура ПГР для обработки проезжей части ОДХ
(предварительной – до начала снегопада и основной – во время проведения
снегоуборочных работ) была следующая:
Жидкие ПГР:
• Жидкий реагент на основе хлористого кальция и натрия, массовая доля
растворимых солей, % (концентрация), в пределах 27-29%: хлористого кальция
– в пределах 22-23%, хлористого натрия — в пределах 5-6%, соответственно
(ХКН ж.).
Твердые ПГР:
• Твердый многокомпонентный ПГР на основе композиции хлористого
кальция с другими хлоридами (натрия и калия) и формиатом натрия: массовая
доля хлористого кальция – не менее 20%, хлористого натрия — не более 75%;
хлористого калия — не более 20%, формиата натрия не менее – 5% по массе,
соответственно (МРК тв.).
• Твердый многокомпонентный ПГР на основе композиции хлористого
кальция и натрия: массовая доля хлористого кальция – не менее 20%; массовая
доля хлористого натрия — не более 80% по массе, соответственно (ХКН тв.).
• Твердый многокомпонентный ПГР на основе композиции хлористого
кальция с другими хлоридами (натрия и калия) и формиатом натрия: массовая
доля хлористого кальция – не менее 15%, хлористого натрия — не более 80%;
хлористого калия — не более 10%, формиата натрия – не менее 5% по массе,
соответственно (МРтв.).
Фрикционные материалы (вспомогательные):
мелкий гранитный щебень фракций 2-5 мм предусматривается в
качестве ПГМ для определенных погодных условий на проезжей части ОДХ
Москвы, а на тротуарах, остановках общественного транспорта разрешалось
использование только комбинированных ПГР.
Комбинированные ПГР:
• Твердый комбинированный ПГР на основе композиции карбоната
кальция (мраморный щебень) и формиата натрия (соль муравьиной кислоты):
массовая доля карбоната кальция – 50-80%, формиата натрия – 20-50%: по
массе, соответственно (КР1тв.).
• Твердый комбинированный ПГР на основе композиции карбоната
кальция (мраморный щебень), формиата натрия (соль муравьиной кислоты) и
хлорида натрия (пищевая соль): массовая доля карбоната кальция – 20-50%,
формиата натрия – 10-30% , массовая доля хлорида натрия - не более 60%: по
массе, соответственно (КР2тв.).
• Твердый комбинированный ПГР на основе композиции карбоната
кальция (мраморный щебень), формиата натрия (соль муравьиной кислоты) и
хлорида натрия (пищевая соль) с добавлением хлоридов (кальция и калия):
массовая доля карбоната кальция – 20-50%, формиата натрия – 10-30% ,
массовая доля хлорида натрия – не более 50%, массовая доля хлоридов
(кальция и калия) - не более 20%: по массе, соответственно (КР3тв.).
90
В настоящую «Технологию» внесены изменения – в части
номенклатуры жидких ПРГ, в частности добавлен новый реагент:
• Жидкий реагент на основе хлористого магния, где массовая доля
хлористого магния, % (концентрация), в пределах 27-29%, либо на основе
хлористого кальция и натрия, где массовая доля растворимых солей, %
(концентрация), в пределах 27-29%: хлористого кальция – в пределах 2223%, хлористого натрия — в пределах 5-6%, соответственно (ХКМж.).
Вообще, практика показала, что оптимальными являются смешанные
составы - многокомпонентные реагенты. Они характеризуются повышенной
скоростью взаимодействия со льдом (снегом) и плавящей способностью,
пролонгированным действием, низкой вязкостью растворов.
Этим, они существенно отличаются от однокомпонентных «химически
чистых» растворов, к примеру: хлористого кальция, с концентрацией от 2628% и выше, известных под товарным названием «ХКМ» - «хлористый кальций
модифицированный» или хлористого магния, известного под названием
«бишофит» или «Биомаг», ранее уже используемых в Москве.
Вязкость растворов – важный физико-химический параметр водных
растворов химических реагентов. Она имеет принципиальное значение при использовании как жидких, так и твердых реагентов. Известно, что вязкость растворов напрямую связана с их скользкостью, т.е. коэффициентом сцепления
колеса с дорогой. Величина коэффициента скольжения (Кс) уменьшается при
увеличении концентрации солевых растворов . Правильное применение реагентов на дороге обеспечивает безопасное движение автотранспорта. Чем выше вязкость жидкости, тем в меньшой степени колесо при контакте с влажней
дорогой выдавливает пленку реагента, и, как следствие, менее надежно сцепление колеса с дорогой, уменьшается коэффициент сцепления и трения. Величина
сцепления также зависит от шероховатости покрытия дороги.
Влияние вязкости растворов особенно сильно проявляется при упреждающей обработке дорожного полотна, когда реагент находится длительное время на дороге без изменения его концентрации. Растворы с большей вязкостью
являются более аварийно опасными.
Еще худшая ситуация будет создаваться на дороге при распределении сухого хлорида магния (бишофита), т.к. вязкость его растворов в 2 раза выше,
чем у хлористого кальция при одинаковых концентрациях (рис. 5.1).
Рисунок 5.1 - Изменения коэффициента трения у растворов хлористого магния и хлористого кальция
91
0,42
0,41
0,4
0,39
Коэффициент трения
0,38
0,37
0,36
0,35
0,34
0,33
0,32
0,31
0,3
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Концентрация, вес. %
MgCI2
CaCI2
При неправильном применении концентрированного или твердого
«ХКМ», «Биомага», Кс уменьшается до недопустимых с точки зрения обеспечения безопасного движения значений – менее 0,28.
При равных концентрациях максимальной вязкостью обладают растворы
на основе ацетата калия, КМА (кальциевого-магниевого ацетата) и хлорида
магния, минимальной – хлоридов натрия и кальция. В связи с этим, хлорид
магния нельзя использовать в качестве предупредительного средства, так как
значительно падает коэффициент сцепления при распределении его по чистому
покрытию.
Для предупредительной обработки наиболее приемлемы растворы на основе хлорида натрия и 26% хлорида кальция. Ниже продемонстрировано влияние реагентов на сцепление резины с асфальтовым покрытием при комнатной
температуре, определенное на маятниковом приборе МП-3 (данные ГУП «МосводоканалНИИпроект»):
92
Таблица 5.1 Влияние разных видов реагентов на сцепление
Исследуемые образцы
Сухой асфальт
Асфальт, обработанный (смоченный):
Водой
26%-ным раствором хлорида натрия
26%-ным раствором хлорида кальция
35%-ным раствором хлорида кальция
32%-ным раствором хлорида магния
50%-ным раствором ацетата калия
30%-ным раствором КМА
Сцепление,
%
100
Коэффициент
сцепления
0,62
Вязкость,
Сп
-
84
79
75
70
65
69
65
0,52
0,50
0,48
0,45
0,43
0,44
0,43
1
2,05
2,76
4,75
9,94
4,41
7,13
Сцепление колеса с сухим покрытием принято за 100%. Любые жидкости
с ростом их вязкости уменьшают коэффициент сцепления резины с асфальтовым покрытием. С точки зрения безопасности движения на дорогах оптимальными реагентами являются растворы хлорида натрия, хлорид кальция или их
сочетание (композиция).
Поскольку повышенная вязкость - неблагоприятный фактор для
безопасности дорожного движения, важно строго соблюдать технологию с
применением жидкого реагента на основе хлористого магния,
и в
частности, время уборки снежной массы с объектов дорожного хозяйства.
Для обоснования нормы расхода растворов реагентов для удаления гололеда и для его предупреждения важное значение имеет плавящая способность
реагентов.
Заметим, что основное свойство ПГР (жидких и твердых) - плавящая
способность является функцией температуры, концентрации раствора, физикохимическими процессами взаимодействия компонентов и времени.
Таблица 5.2 - Количество льда, расплавляемого на 1 г соли за 2 часа
при различных температурах
Хлорид
натрия
0
С
г/г
-2,0
12,
Хлорид кальция
(96 %)
0
С
г/г
-2,0
11,5
Хлорид магния
0
С
-2,0
г/г
6,0
93
0
-3,0
10,
-3,5
10,0
-
-
8,0
6,0
4,0
2,0
2,0
2,0
-5,7
-6,5
-10,0
-12,0
-14,0
-15,5
8,0
6,0
5,0
4,5
4,0
3,5
-5,0
-10,0
-12,)
-15,5
4,0
2,0
1,5
1,2
0
-4,5
-6,0
-8,5
-13,0
-14,0
-15,0
Наименьшие показатели – у хлорида магния
Необходимо учитывать и тот факт, что при температуре ниже минус 20ОС
раствор хлористого магния плотностью 1300 г/дм3 начинает частично кристаллизоваться, при повышении температуры он снова растворяется и свойства его
восстанавливаются.
При плавлении льда важным является также факт проникновения солей
реагентов в слой льда, при котором образуются каналы и лед легче отстает от
поверхности дорожного полотна.
Таблица 5.3 - Глубина проникновение соли в слой льда за 60 мин, мм
ПГР
Хлорид натрия
Хлорид кальция (98 %)
Хлорид кальция (77 %)
Хлорид магния шестиводный
-19,0
3,5
9,0
7,5
5,0
Температура, 0С
-15,5 -7,0
-2,0
4,2
11,0
34,0
11,7
24,2
40,0
14,0
21,5
40,0
7,0
18,0
35,0
Чисто химические противогололедные материалы (ПГМ) применяются
в исключительных случаях - при объявлении чрезвычайных гололедных
ситуаций по указанию городского оперативного штаба.
Количество используемых в городе ПГР и вспомогательных
фрикционных материалов зависит от площади убираемых территорий. Оно
получается путем умножения общей площади проезжей части ОДХ, среднего
количества планируемых обработок за зимний период и средних норм
распределения за одну обработку:
- для жидких - 40 г/кв. м,
- для твердых - 42 г/кв. м
- для комбинированных – 100 г/кв. м.
Среднее количество обработок за зимний сезон - 130.
В зимнем сезоне на 2012 гг. и далее, для Москвы максимальная
планируемая потребность в ПГР может составлять:
- жидкие ПГР - объем применения на зимний период 2012г. и далее
составляет : до 135 тыс. тонн в сезон.
94
- твердые - объем применения на зимний период 2011-2012гг. и далее составляет: 185-200 тыс. тон в сезон.
- комбинированные: объем применения на дворовых территориях и внутриквартальных проездах на зимний период 2011-2012гг. и далее, составляет:
40-50 тыс. тонн в сезон;
- объем применения на пешеходных зонах объектов ОДХ (тротуары, остановки общественного транспорта и т.п.) на зимний период 2011-2012гг. и далее 90-100 тыс. тонн в сезон.
План заготовки твердых и комбинированных ПГР может подлежать увеличению в случае изменения площади ОДХ (и иных территорий), убираемых с
использованием ПГР, а так же в случае снижения использования жидких ПГР
(так же план заготовки твердых ПГР может корректироваться в сторону увеличения, пропорционально снижению объемов заготовки жидких ПГР, с учетом
средних норм распределения).
Обработка проезжей части жидкими ПГР должна производиться
специализированными машинами типа «МКДС-2204», твердыми - машинами
типа «КУМ-5551», «ITM» или аналогичной техникой, оборудованной системой
автоматического регулирования норм распределения. Обработка гранитным
щебнем фракции 2-5 мм и комбинированными ПГР производится машинами
типа «КУМ-5551», «ITM» (или аналогичной техникой), а также машинами типа
«ПР-1».
Протяженность обрабатываемых в первую очередь зон торможения перед
перекрестками, наземными пешеходными переходами, постами ДПС (ГИБДД),
устанавливается для дорог с максимально допустимой скоростью движения до
60 км/ч - не менее 150 м, для дорог с максимально допустимой скоростью
движения более 60 км - не менее 200 м.
В
случае
получения
от
метеорологической
службы
города
заблаговременного предупреждения об угрозе возникновения гололеда сплошная обработка проезжей части должна быть произведена до начала
гололедных явлений.
При получении предупреждения о возможном переходе температур
воздуха через 00С в сторону отрицательных значений или вероятном
образовании гололеда (гололедной пленки, стекловидного льда), в частности в
ночное время, должна быть произведена превентивная обработка ПГР, она
может не сопровождаться подметанием проезжей части, в случае отсутствия
выпадения атмосферных осадков. Данная технологическая операция
выполняется по распоряжению оперативного городского штаба.
Нормы
расхода
соответствуют
минимальным
значениям
для
0
температурного диапазона от 0 до -2 С (Таблицы 17, 18, 19).
При получении заблаговременного предупреждения о снегопаде, до
начала выпадения осадков, должна быть произведена первоочередная
обработка ПГР наиболее опасных для движения транспорта участков ОДХ
(крутые спуски и подъемы, мосты, эстакады, тоннели, площадки торможения и
т.д.).
95
У каждого подрядчика - организации, выполняющей на договорной
основе работы по комплексному содержания ОДХ г. Москвы, должен быть
перечень
участков
улиц,
требующих
первоочередной
обработки
противогололедными
реагентами,
согласованный
с
обслуживающим
подразделением городского Управления ГИБДД ГУВД.
При снегопадах до 3-х см сплошная обработка проезжей части ПГР
производится до начала снегопада и после каждого цикла механизированного
подметания проезжей части. Данная операция должна начинаться с крайней
правой полосы движения, по которой проходят маршруты движения городского
пассажирского транспорта. Не допускается образование скопления соляных
растворов на полосах, по которым проходят маршруты движения
электротранспорта.
При обильных продолжительных снегопадах и высоте снежного покрова
свыше 2-х см применяются только твердые ПГР (в том числе
комбинированные ПГР).
При необходимости обработки ОДХ, плотность распределения
определяется в соответствии с распоряжением оперативного городского штаба.
Предусмотрена возможность выборочной обработки проезжей части, начиная с
особо опасных для движения транспорта участков:
- тормозные площадки на перекрестках,
- выделенные площадки у остановок общественного транспорта;
- крутые спуски, подъемы, мосты, эстакады и другие.
В периоды снегопадов, при накопленных (или прогнозируемых) значениях
выпавшего снега свыше 3-х см – проводится сплошная обработка проезжей
части ОДХ твердыми ПГР.
Как и ранее, «Технологией» предусмотрено, что при снегопаде и резком
повышении температуры воздуха (в диапазоне отрицательных температур)
норма расхода ПГР определяется с учетом перепада температуры воздуха в
течение 6-ти часов, предшествующих снегопаду, путем интерполяции.
Нормы обработки ПГР
в данной
«Технологии»
остаются
прежними.
Таблица 5.4 - Нормы обработки жидкими ПГР
Вид
Реагента
Ед.
изм.
Жидкий
мл/м2
Жидкий
г/м2
Расход реагента
при температурах воздуха, 0С
От -0 до от -2 до - от -4 до - от -6 до -8 от -8 до -10
-2
4
6
25-35
35-45
45-55
60-70
70-80
30-44
44-56
56-68
75-87
87-100
Примечание: использование жидких ПГР при температуре воздуха ниже от -10°С до -16°С, можно
только при специальном распоряжении оперативного городского штаба по нормам от 80 до 120 мл/м2 (от 100 до
150 г/м2).
96
Таблица 5.5 - Нормы обработки твердыми ПГР
Вид
реагента
Твердый
Ед.
изм
.
г/м2
от -0
до -4
20-30
Расход реагента
при температурах воздуха, 0С
от -4
от -8 до от -12 до -16 от -16 до до -8
-12
20
30-50
50-60
60-70
70-80
Примечание: использование твердых ПГР при температуре воздуха от -16°С до -20°С целесообразно
совместно с гранитным щебнем фракции 2-5 мм, при специальном распоряжении оперативного городского
штаба.
Таблица 5.6 - Нормы обработки комбинированными ПГР
Вид реагента
Ед.
изм
.
Твердые комбинированные ПГР г/м2
Расход реагента при температурах воздуха, 0С
от -0 до -6
Ниже -6
80-100
100-120
Примечание: при необходимости плотность распределения определяется в соответствии с распоряжением оперативного городского штаба (при этом, плотность распределения не должна превышать 200 г/м2).
Гранитным щебнем фракции 2-5 мм при температурах воздуха ниже 15 С – как и в предыдущей «Технологии», обрабатываются участки улиц, особо
опасные для движения транспорта:
- тормозные площадки на перекрестках,
- выделенные площадки у остановок общественного транспорта;
- крутые спуски, подъемы и другие.
При температурах воздуха ниже -200С в периоды снегопадов –
проводится сплошная обработка проезжей части ОДХ. Подобная
технологическая операция должна осуществляться по рекомендации
оперативного городского штаба с указанием нормы расхода фрикционного
материала.
Механизированное сгребание-подметание проезжей части должно
начинаться при высоте рыхлой снежной массы на дорожном полотне 2,5-3,0 см,
что соответствует 5,0 см свежевыпавшего неуплотненного снега.
При длительных снегопадах, циклы механизированного сгребанияподметания проезжей части должны осуществляться после выпадения каждых
5,0 см свежевыпавшего (неуплотненного колесами машин) снега.
Время, необходимое на подметание всех улиц и проездов,
обслуживаемых одним подрядчиком, не должно превышать 3-х часов (один
цикл механизированного подметания). Для МКАД, включая развязки, и
основных магистралей (согласно утвержденному перечню), при условии
обеспечения прохода колонны уборочной техники - не более 2-х часов.
В период интенсивных длительных снегопадов время общего
технологического цикла: «распределение ПГР на ОДХ - подметание» не
должно превышать 6-ти часов. При непрекращающемся снегопаде в течение
суток должно быть выполнено не менее 3-х полных указанных
технологических циклов.
0
97
В условиях длительных снегопадов, при выполнении 2-го и
последующих циклов обработки проезжей части ПГР, машины-распределители
реагентов должны следовать непосредственно за колонной плужно-щеточных
снегоочистителей, обрабатывая проезжую часть сразу на всю ширину
подметания. По мере расхода реагентов часть машин-распределителей сходят с
линии и следуют на базы для загрузки. На смену им вступают в работу
машины, следовавшие за колонной, но не участвовавшие в противогололедной
обработке. В случаях полного расхода реагентов во всех машинахраспределителях, процесс подметания необходимо приостановить до
возвращения загруженных ими машин на линию.
Формирование снежных валов. По окончании очередного цикла
подметания необходимо приступить к выполнению работ по формированию
снежных валов в лотках улиц и проездов. Снежный вал формируется на
расстоянии 0,5 м от бортового камня или барьерного ограждения, для пропуска
талых вод. Перемещение снега на бортовой камень, тротуары, газоны при
формировании вала не допускается.
«Технологией» по прежнему, предусмотрено два этапа вывоза снега с
ОДХ.
Первоочередной (выборочный) вывоз снега - от остановок городского
пассажирского транспорта, пешеходных переходов, мест концентрации
пешеходов (крупные универмаги, рынки, театры, школы, поликлиники и т.д.),
станций метрополитена, въездов в приемные покои больниц, станции скорой
помощи и других объектов. Перед началом зимнего периода все подрядчики
должны иметь утвержденный государственными заказчиками – ДЖКХиБ
города Москвы и префектурами административных округов (АО), перечень
мест первоочередного вывоза снега, согласованный с соответствующими
подразделениями Объединения административно-технических инспекций
(ОАТИ) и Управления ГИБДД ГУВД по г. Москве.
Первоочередной вывоз снега от остановок городского пассажирского
транспорта производится в обе стороны от остановки до ближайшей
водоприемной решетки. Необходимое время не должно превышать 24-х часов с
момента окончания снегопада.
Затем производится окончательный (сплошной) вывоз снега - в
соответствии с установленной государственными заказчиками очередностью.
При осуществлении данной операции, после каждого прохода снегопогрузчика
должна производиться зачистка дорожных лотков от остатков снега и наледи с
последующим вывозом собранных куч в регламентируемые сроки.
Уборка тротуаров и остановок - механизированное подметание и ручная
зачистка тротуаров и остановок пассажирского транспорта начинаются сразу
после окончания снегопада. При интенсивных длительных снегопадах циклы
снегоочистки и противогололедной обработки должны повторяться после выпадения каждых 5-ти см снега. Тротуары с плиточным покрытием убираются
исключительно ручным способом. Время, необходимое для проведения снегоуборочных работ не должно превышать 4-х часов.
98
Для предотвращения аварий контактной сети, а также выхода из строя
электрооборудования троллейбусов на магистралях, улицах и проездах с маршрутами движения троллейбусов необходимо:
- строго соблюдать установленную плотность (нормы) распределения
жидких и твердых реагентов,
- не допускать скопления в местах остановок пассажирского транспорта
снежной массы, содержащей солевые растворы (остатки ПГР). В случаях
возникновения - требуется ее удаление с помощью уборочных машин.
5.4.
Технологический и экологический контроль
Реализация «Технологии» предусматривает осуществление различных
видов контроля: за обращением ПГР, а также на соответствие производимых и
поставляемых материалов техническим, экологическим и санитарногигиеническим требованиям, установленным действующим законодательством
и иными нормативно-правовыми актами.
Инструментальный контроль осуществляется непосредственно на
объектах производства противогололедных реагентов или на базах хранения
поставщика, с которым по итогам аукциона (конкурса) заключен
государственный контракт (договор) на изготовление (поставку) ПГР,
используемых в данной технологии и соответствующих ее требованиям.
Основные
требования
к
химическим,
фрикционным,
комбинированным ПГР, по органолептическим, физико-химическим и
экологическим показателям определены в разделах 2.11, 2.12.1, 2.12.2,
настоящей «Технологии».
Содержание тяжелых металлов (фтор, ртуть, селен, мышьяк, цинк, свинец, никель, хром, кобальт, кадмий, молибден, медь), не относящихся к действующему веществу в составе ПГР, по прежнему, приведено в разделе 2.16
настоящей «Технологии». В данном разделе добавлен еще один нормируемый химический показатель – содержание бромидов.
Результаты
инструментального
контроля
должны
содержать
объективное и полное документальное подтверждение соответствия каждой
товарной партии поставляемой продукции, предъявляемым к ней требованиям.
Партией считается количество продукта, однородного по своим
характеристикам и показателям, изготовленного по одной технологии на
определенном технологическом оборудовании и сопровождаемое одним
документом, подтверждающим качество (паспортом качества).
Каждая товарная партия ПГР должна сопровождаться перечнем
обязательных документов, оформляемых поставщиками:
- товарно-транспортная накладная с указанием технических условий,
ГОСТов, стандартов предприятий (организаций) или иных предусмотренных
действующим законодательством документов, характеризующих ПГР (М), а
также номера изготовленной партии;
- санитарно-эпидемиологическое заключение, либо свидетельство о государственной регистрации, выданное в соответствии с Решением Комиссии Та99
моженного союза ЕврАзЭС от 28.05.2010 № 299 «О применении санитарных
мер в Таможенном союзе», либо Экспертное заключение;
- документ, подтверждающий качество (паспорт качества);
- паспорт безопасности;
- положительное заключение Государственной экологической экспертизы
федерального уровня.
Без вышеуказанных документов обращение ПГР не допускается.
Постоянного контроля требует состояние баз хранения ПГР и соблюдение
технологических регламентов, регулирующих их безопасную деятельность и
соблюдение требований «Технологии» в предстоящий зимний период.
Для твердых ПГР и фрикционных материалов было создано 87 городских
и окружных баз, общей площадью хранения 72,7 тыс. м2. Из-за нехватки
площадей для хранения заявленного объема твердых ПГР в прошлые годы,
вынуждены были складировать упаковки с реагентами весом до 1т в штабеля в
четыре ряда высотой. Это являлось нарушением «Технологии» , приводило к
повышению слеживаемости твердых реагентов (что недопустимо), ухудшению
физических свойств и качества продукции.
Емкости для хранения жидких ПГР на городских и окружных базах
имеют срок эксплуатации 8-10 лет. Повсеместно и постоянно практиковалась
перекачка и смешение оставшихся после зимы ПГР в летнее время.
Необходимо проведение полномасштабных профилактических работ по
их очистке и защите внутренней поверхности от коррозии.
Контроль за реализацией настоящей «Технологии» в Москве осуществляет специально уполномоченный орган в области охраны окружающей среды
федерального уровня.
В рамках государственных контрактов государственные заказчики обязаны осуществлять контроль качества ПГМ. В сферу контрольных мероприятий
входит обязательная постоянная, систематическая оценка качества противогололедных материалов (входной контроль), их технологических и экологических
характеристик, включая химический состав, физико-химические, физические и
радиоэкологические показатели.
100
6.
ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ «ТЕХНОЛОГИИ» НА ОКРУЖАЮЩУЮ
СРЕДУ
6.1. Воздействие на почвенный покров, грунты
Мозаичность
и
неравномерность
распределения
урбаногенных
разновидностей почв в Москве, неодинаковая степень их нарушенности в
пределах отдельных локальных участков, разный состав и уровень загрязнения
создают серьезные методические трудности как для проведения экологического
мониторинга, так и для объективной оценки последствий различной
антропогенной деятельности, в том числе содержания и эксплуатации ОДХ
города.
Почвенный покров является важной системообразующей компонентой
природной среды. С 2004 года в Москве осуществляется регулярный
мониторинг состояния городских почв и контроль качества почвогрунтов,
используемых на объектах благоустройства и озеленения.
Сеть мониторинга состояния городских почв сформирована с учетом
территориального деления и функционального зонирования территории города
и включает в себя 1333 пункта наблюдения. Ежегодно обследование состояния
почвенного покрова осуществляются на более, чем 200 пунктах наблюдения по
18 показателям (запечатанность почвенного покрова, озелененность и
захламленность поверхности почв, содержание тяжелых металлов (медь, цинк,
ртуть, никель, кадмий, свинец, мышьяк), бенз(а)пирена, нефтепродуктов,
макроэлементов питания (фосфор, калий), нитратов, общее содержание солей.
В рассматриваемой «Технологии», дифференцированное использование
жидких, твердых и комбинированных ПГР обеспечивает плавление на дороге
не более 15-19% снега. Расчет общегородского баланса показывает, что с учетом вывоза и утилизации снега максимальная возможная солевая нагрузка на
территорию города уменьшится, как минимум в 10-15 раз по сравнению с уровнем 2000 г.
Общая возможная максимальная нагрузка по хлору на территорию города
(в пересчете на хлор-ион) уменьшится аналогично. Она в 1,5-2 раза ниже «ориентировочного валового экологически приемлемого», поступления хлор-иона
для Москвы. Допустимый уровень был определен в 30 тыс.т в год в 2001 г. и
согласован ГЭЭ федерального уровня. Было отмечено, что при учете возможного компенсирующего действия биогенных элементов и эффекта совместного
использования натрия, кальция, калия, содержащихся в ПГР, этот уровень может быть скорректирован в сторону повышения.
В 2011 году пробы почв отобраны на 235 пунктах постоянного наблюдения (118 пунктов на жилых территориях, 24- в промышленных зонах, 71 – на
природных территориях, 22- на территориях, не охваченных хозяйственной
деятельностью).
По результатам мониторинга состояния почвенного покрова в
2011 году:
запечатанность почвенного покрова для большинства площадок
мониторинга составляет от 20% до 30%. Как и в 2010 году, площадки с
101
наибольшим процентом запечатанности (более 90%) приурочены к селитебным
и промышленным функциональным зонам – в ЦАО;
озелененность городских почв на обследованных площадках
характеризуется как удовлетворительная, и остается стабильной – около 40% и
неизменной по сравнению с предыдущими годами;
значения рН у большинства проб близки к нейтральной – 61%. В 2012
году будет продолжено изучение динамики кислотности городских почв с
целью своевременного выявления отклонений от оптимальных для городских
почв показателей. В 2011 году снизилось количество слабо- и
среднезасоленных проб почв, что связано видимо с ужесточением требований к
противогололедным реагентам (ПГР) и контролем объемов их применения в
зимний период;
по содержанию органического углерода, характеризующего гумусность
городских почв, преобладают почвы со средним (23,8%) и повышенным (21%)
содержанием гумуса. За период 2009- 2011 годы произошло снижение более,
чем двухкратное снижение проб с очень высоким содержанием органического
углерода ( с 40% до 18,7% проб).
Применяемые в Москве, противогололедные реагенты содержат хлориды
калия, натрия, кальция, карбонат кальция и формиат натрия.
Калий, как и фосфор является биофильным элементом, необходимым для
питания растений. Как показали исследования 2011 года, по обеспеченности
питания почв для растений, 72,8% проб почв характеризуются очень высоким и
12,4% - высоким содержанием фосфора.
По содержанию калия, около 25,6% исследованных проб относятся к
группе с
очень высокой степенью
и 30% - с высокой
степенью
обеспеченности калием.
Средняя доза калийных удобрений, вносимых ежегодно под
сельскохозяйственные культуры составляет 30-120 кг/га в пересчете на
действующее вещество (оксид калия) (Муравин Э.А. Агрохимия.- М.: КолосС,
2003).
В твердой фазе различных видов почв (черноземы, суглинистые почвы и
т.д.) содержится от 3,5 до 9,5 г/кг магния. Подвижный магний содержится в
концентрациях 5,0-2200,0 мг/кг. Недостаток магния приводит к снижению
урожайности сельскохозяйственных культур и коспенсируется внесением
магнийсодержащих удоборений, например, калиймагнезии. Избыток
водорастворимых солей в почвенном растворе (выше 0,2%) вредно действует
на растения (Ягодин В.Я., Агрохимия. М.: Агропромиздат.-1989.).
Хлорид калия - спрессованные гранулы неправильной формы сероватобелого или различных оттенков красно-бурого цвета, или кристаллы
серовато-белого цвета. Хлорид калия – не горюч, пожаро- и
взрывобезопасен. При попадании на неповрежденную кожу хлорид калия
вредного действия не оказывает, при попадании на кожные ранки, ухудшает их
заживление. Не образует токсичных соединений в воздушной среде, не
относится к коррозионным веществам.
102
По данным лаборатории гигиены почвы ФГБУ «НИИ экологии человека и
гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина», хлорид калия по влиянию на
гидробионты относится к 3 классу опасности; по влиянию на процессы
биологической активности почв относится также к 3 классу опасности.
Хлорид калия не оказывает отрицательного воздействия на рост и
развитие почвенных микроскопических грибов не оказывает отрицательного
воздействия на культуру почвенных бактерий, участвующих в нитрификации
почвенного азота –Азотобактер, по данным тестам, а также по
цитотоксическому тесту относится к веществам 4 класса опасности.
Хлорид натрия (галит – техническая соль, поваренная соль) –
кристаллический сыпучий продукт, не обладает токсичностью, пожаро- и
взрывобезопасен.
По данным лаборатории гигиены почвы ФГБУ «НИИ экологии человека и
гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина хлорид натрия по влиянию на
гидробионты относится к 4 классу опасности; по влиянию на процессы
биологической активности почв относится также к 4 классу опасности.
Хлорид натрия не оказывает отрицательного воздействия на рост и
развитие почвенных микроскопических грибов, не влияет на рост почвенных
бактерий, участвующих в нитрификации почвенного азота –Азотобактер, по
данным тестам, а также по цитотоксическому тесту относится к веществам 4
класса опасности.
Хлорид кальция – бесцветные кристаллы, обладают большой
гигроскопичностью, в воде растворяются со значительным выделением
тепла.
Кальций – широко распространен в природе, минералы, содержащие
кальций входят в состав земной коры. Содержание кальция не нормируется в
почве. Присутствие кальция в качестве одного из основных компонентов в ПГР
будет препятствовать ухудшению физико-химических и агрохимических
свойств городских почв, в случае возможного переноса солей с дорожного
полотна на объекты озеленения. Кальций относится к очень подвижным
элементам в условиях рассматриваемой природной зоны и гидрологического
режима городских почв. В то же время, карбонат кальция, в качестве удобрения
добавляется в закисленные почвы.
По данным лаборатории гигиены почвы ФГБУ «НИИ экологии человека и
гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина хлорид кальция по влиянию на
гидробионты относится к 3 классу опасности; по влиянию на процессы
биологической активности почв относится также к 3 классу опасности.
Хлорид кальция не оказывает отрицательного воздействия на рост и
развитие почвенных микроскопических грибов, не влияет на рост почвенных
бактерий, участвующих в нитрификации почвенного азота –Азотобактер, по
данным тестам, а также по цитотоксическому тесту относится к веществам 4
класса опасности.
В измененной «Технологии»
в
состав компонентов ПГР
дополнительно включен хлористый магний, в виду того, что он как и
103
хлорид кальция применим для борьбы с гололедом
при низких
температурах окружающей среды.
По данным лаборатории гигиены почвы ФГБУ «НИИ экологии человека и
гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина» хлорид магния, являясь
биологически активным элементом, при накоплении в окружающей среде, в
больших концентрациях отрицательно действует на зеленые насаждения.
Хлорид магния встречается в виде минерала бишофита. В
ископаемом состоянии бишофит встречается в виде соляной зернистокристаллической породы. В чистом виде кристаллы бишофита
водянопрозрачные, содержат в своем составе несколько десятков примесей
микроэлементов, концентрация некоторых из которых приближается к
промышленно значимой. В нем содержится также незначительное количество
сульфатных минералов и группа гидрослюд.
Хлорид магния – кристаллы игольчатого типа, без запаха. Он не боится
атмосферных воздействий, морозостойкий и эластичный, обладает высокой
огнестойкостью.
Хлорид магния является десикантом - средством для высушивания
зеленой массы растений, 2,5%-20% раствор хлорида магния используют для
уничтожения вредителей кустарниковых культур.
В отчете: НИИ ЭЧ и ГОС им А.Н. Сысина «Изучение
противогололедного и пылеподавительного материала «Биомаг» с целью
оценки возможности выдачи гигиенического заключения о соответствии
установленным санитарно-гигиеническим требованиям» изучено влияние на
растения, в частности на семена овса и газонной травы.
На основании экспериментов выявлено, что в диапазоне концентраций
от 0,1-200,0 г/л имело место угнетение тест-функции у семян овса, при 10 г/л
ингибирование (угнетение) роста корней проростков семян овса достигало
более 90%. При воздействии более высоких концентраций хлористого магния
– 25,0-200 г/л зафиксировано отсутствие проросших семян, т.е. полное
подавление их развития.
При воздействии
хлористого магния на семена газонной травы
установлено его негативное воздействие в интервале концентрации от 1,0 до
100,0 г/л. При концентрации 1,0 г/л эффект ингибирования составил 30%, а при
увеличении концентрации до 10,0 г/л – 100% ингибирование развития семен
(гибель растений).
При применении препарата в концентрациях, не превышающих 0,2 г/л по
хлориду магния опасность проявления фитотоксического действия
маловероятна.
При работе с хлористым магнием необходимо соблюдать осторожность,
он вызывает раздражающее действие при попадании на кожные покровы,
слизистые оболочки глаз, верхние дыхательные пути. Действие наиболее
выражено при попадании на влажную кожу.
При попадании внутрь организма может нарушать действие центральной
нервной и сердечно-сосудистой системы, вызывая угнетенное состояние,
нарушение сердечного ритма, затрудненное дыхание; со стороны желудочно104
кишечного тракта может вызывать тошноту, рвоту, боли по ходу ЖКТ,
диарею, влияет на печень, почки, морфологический состав периферийной
крови.
Введение солей магния под кожу или в вену лабораторным животным
оказывает наркотическое действие без периода возбуждения, при больших
дозах наступает паралич двигательных нервов, мышц, упадок сердечной
деятельности вплоть до паралича сердца, остановка дыхания. При введении
хлорида магния под кожу кроликам в дозах 1, 10 и 100 мг/кг наблюдается
снижение сахара в крови, молочной и пировиноградной кислот, участвующих в
клеточном обмене.
На основании проведенных натурных и экспериментальных
исследований предлагается минимальный уровень магния в питьевой воде не
ниже – 1 мг/л.
Токсичность хлорида магния на водные организмы по показателю:
средняя летальная концентрация составила для рыб – 400 мг/л, для рачков
дафния – 740 мг/л, для водорослей – 2200 мг/л, а ПДК магния для водоемов
рыбохозяйственного назначения установлена на уровне 40 мг/л.
Хлорид магния по сводной таблице токсикологических исследований
относится ко 2 классу опасности.
Для хлоридов нормируется содержание только хлористого калия.
ПДК по валовому содержанию хлорида калия (в пересчете на K2O) в
почвах составляет 360 мг/кг с учетом фона (кларка), лимитирующий показатель
вредности – водно-миграционный. В пересчете на KCl эта величина составляет
570 мг/кг.
Таким образом, на 1 м2 в слое 10 см при средней плотности почвы 1,25
г/см2 должно содержаться – не более 71 г хлористого калия.
Поступление хлора (в форме аниона) в городские экосистемы
обусловлено, преимущественно, антропогенной деятельностью. Содержание и
накопление хлора в урбаноземах и зональных почвах города зависит, как от
физико-химических свойств почвы, ее гранулометрического состава, так и от
положения участка относительно дорожной сети, степени уклона поверхности
почвы, условий фильтрации и стока. Особенности миграции ионов хлора в
почвенном профиле определяются механическим составом почвенных
горизонтов, глубиной почвенного профиля, а также режимом и интенсивностью
выпадения осадков.
Применение хлорсодержащих солей в качестве ПГР, сопровождается
атмосферным переносом их на расстояние от 1-5 м до 15-20 м от дороги, свыше
расстояния 50-60 м – этот процесс практически не проявляется. В ближайшей
зоне, при интенсивном движении автотранспорта и особых метеорологических
условиях, в снеговом покрове концентрация хлора-иона достигает 10-30
фоновых значений в 3,3 г/л, а может увеличиваться на 2 порядка и более.
С остаточными количествами реагентов, натрий может поступать в
почву придорожных территорий в растворимой форме. Избыток растворимых
солей в почве (более 0,15% по сухому остатку водной вытяжки), а также
обменного натрия при содержании более 5-10% в почвенном поглощающем
105
комплексе (ППК), негативно сказывается на развитии растений и
функционировании почв. В случае городских почв содержание солей не должно
превышать 0,25 % по сухому остатку водной вытяжки.
Потенциально возможное воздействие на городские почвы, может
происходить при весеннем снеготаянии, если снег на придорожных
территориях будет содержать некие количества перенесенных различными
путями за зимний период с дорожного полотна ПГР (солей).
Непременным следствием близкого соседства с автомагистралями
является высокое содержание в почвах нефтепродуктов и полициклических
ароматических углеводородов (ПАУ), наиболее опасным из которых является
бенз(а)пирен – вещество 1 класса опасности для почв.
Превышения ПДК в исследуемых почвах отмечены для бенз(а)пирена – в
пределах 3,5 ПДК. Концентрация нефтепродуктов в почвах находится на
допустимом уровне.
Средние значения содержания валовых форм тяжелых металлов в 2011
году увеличилось по сравнению с уровнем 2009 года. Содержание меди в почве
увеличилось на 6%, цинка – на 22%, никеля – на 16%, свинца – на 34%,
мышьяка – на 15%.
Подвижные формы металлов являются более доступными для растений и,
соответственно, представляют большую экологическую опасность. По данным
2011 года в 345 образцах проб выявлено превышение норматива по
содержанию подвижного цинка, в 13% проб – по меди и свинцу.
Формиаты натрия и калия (соли муравьиной кислоты),
использующиеся также в качестве буровых растворов (жидкости для глушения
скважин), имеют ряд преимуществ перед традиционными хлористым калием и
натрием, а именно:
- значительно более низкую коррозионную активность,
- инертность,
- совместимость с полимерами всех видов, использующихся на промыслах,
- устойчивость при хранении в области низких температур, до -200°С (Рябоконь С.А. Технологические жидкости для закачивания и ремонта сважин.М.: ОАО НПО «Бурение», 2002).
Формиаты также широко используются в промышленности в качестве
химических добавок в бетонные смеси (противоморозные, ускоряющие
процессы схватывания-твердения, ингибиторы коррозии стали).
Формиат натрия (ФН) имеет высокую плотность раствора,
представленную в таблице 6.1.
106
Таблица 6.1 – Плотность растворов формиата натрия при различных концентрациях
Концентрация
раствора, %
Плотность раствора при 20°С,
г/см3
5
10
15
20
25
30
1,040
1,084
1,131
1,182
1,239
1,301
Содержание безводного
ФН, кг в:
1 кг раствора
1 л раствора
0,05
0,052
0,10
0,108
0,15
0,170
0,20
0,236
0,25
0,310
0,30
0.390
Формиат натрия не взрывоопасен, не горюч, не вступает в химические
реакции и не образует токсичных соединений с другими веществами в почве,
воздушной среде и сточных водах. Он относится к веществам 4-го класса
опасности по ГОСТ 12.1.007-76 «ССБТ. Вредные вещества. Классификация и
общие требования безопасности» (Введен в действие Постановлением
Госстандарта СМ СССР от 10.03.1976 г. № 579). В России производится по ТУ
6-59-350-89 и ТУ 2432-008-500685486-2004.
Формиат натрия, наряду с формиатом калия, применяется в качестве соли
и консерванта в безалкогольных напитках в РФ и странах ЕС.
По данным лаборатории гигиены почвы ФГБУ «НИИ экологии человека и
гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина» - плотность формиатов – 1,341,36 кг/дм3, при хранении формиатов отсутствуют вредные отходы и выбросы;
вторичные опасные соединения не образуются.
Формиат калия по влиянию на гидробионты относится к 3 классу
опасности; по влиянию на процессы биологической активности почв относится
также к 4 классу опасности.
Формиат калия не оказывает отрицательного воздействия на рост и
развитие почвенных микроскопических грибов, не влияет на рост почвенных
бактерий, участвующих в нитрификации почвенного азота –Азотобактер, по
данным тестам, формиат калия относится к веществам 4 класса опасности, по
цитотоксическому тесту относится к веществам 3 класса опасности.
Формиат натрия по влиянию на гидробионты относится к 4 классу
опасности; по влиянию на процессы биологической активности почв относится
также к 4 классу опасности.
Формиат натрия не оказывает отрицательного воздействия на рост и
развитие почвенных микроскопических грибов, не влияет на рост почвенных
бактерий, участвующих в нитрификации почвенного азота –Азотобактер, по
данным тестам, относится к веществам 4 класса опасности.
Влияние формиатов на природные среды минимально, так как они
растворяясь в воде, полностью подвергаются биологической деструкции, не
создавая при этом проблем с нехваткой кислорода в водной среде. Способность
107
к биологическому разложению в водной среде за 14 суток составляет более
95%. Деструкция идет без образования аммония и не является токсичной для
гидробионтов.
Токсичность для водных организмов – для форели ЛС 50/96 – 2500 мг/л;
для водорослей – ЕС 50/72 – 3700 мг/л.
В измененной «Технологии» добавлен новый жидкий ПГР:
• Жидкий реагент на основе хлористого магния, где массовая доля
хлористого магния, % (концентрация), в пределах 27-29%, либо на основе
хлористого кальция и натрия, где массовая доля растворимых солей, %
(концентрация), в пределах 27-29%: хлористого кальция – в пределах 2223%, хлористого натрия — в пределах 5-6%, соответственно (ХКМж.).
Представленные материалы по оценке воздействия на окружающую
среду заявленной технологии содержат расчетные оценки, а также результаты
химического анализа, планируемых к использованию и ранее применявшихся в
городе ПГР.
ДЖКХиБ города Москвы проводит технологический мониторинг
ситуации, включающий выборочный контроль их качества (Распоряжение
ДЖКХиБ города Москвы «О порядке проведения входного контроля
противогололедных материалов» от 22.11.2006 г. № 05-14-415/6), а также
контроль за нормами расхода ПГР и наличием остаточных количеств солей на
ОДХ. Все ПГР, использующиеся в Москве с 2003г. не содержали высоких
(опасных для почвы и растений) концентраций токсичных элементов и
примесей: тяжелых металлов, селена и мышьяка.
При реализации заявленной «Технологии» с зимнего периода 2012 г. и
далее, ожидаемый уровень воздействия на антропогенно измененные и
естественные почвы придорожных объектов озеленения и в целом на
территорию города не превысит допустимых норм.
Вероятность засоления и загрязнения почв практически полностью
исключена, за исключением локальных участков, в случае систематического
нарушения регламентируемых мероприятий зимнего содержания ОДХ.
В целом, принятые технические решения при зимнем содержании
ОДХ в Москве обеспечивают допустимый уровень воздействия на
городские почвы. Грунты и геологическая среда практически не испытывают
существенного воздействия в процессе разных способов зимнего содержания
дорог, в случае отсутствия утилизации снега путем его сброса в водные
объекты и аккумуляция на «сухих» снеготаялках.
Принципиальными моментами являются:
• строгое соблюдение требований технологии;
• контроль за нормами распределения ПГР и ПГМ на дорожном полотне;
• расширение сети СОПО и использование информации о состоянии
поверхности ОДХ;
• сбор данных об остаточных количествах реагентов.
108
Почвы города находятся в удовлетворительном состоянии, признаков
засоления, загрязнения, деградации и потери плодородия, обусловленных
применением солей, входящих в состав ПГР, в настоящее время не выявлено.
6.2.
Воздействие на растительный и животный мир
Действие солей, входящих в состав ПГР, на растения при концентрациях,
превышающих установленный оптимум, зависит от химического состава
почвенных растворов.
Хлориды магния более токсичны, чем натрия, сульфаты - наоборот.
Наименьшая токсичность характерна для соединений кальция (Маслов Б.С. и
др. Справочник по мелиорации. – М.: Росагропромиздат, 1989).
В больших концентрациях может загрязнять водоемы и почву, изменять
органолептические свойства воды, губительно действовать на обитателей
водоемов, вызывать торможение процессов биохимического потребления
кислорода и замедление роста корней зеленых растений, угнетать микрофлору
почв, зеленые насаждения. Придает воде горький привкус (Грушко Я.М.
Вредные неорганические соединения в промышленных сточных водах.Л.:Химия,1979).
ПДК р.з. – 2 мг/м3, аэрозоль, 3 класс опасности, ОБУВатм.в. – 0,1 мг/м3
(для хлорида магния шестиводного).
Именно по причине повышенной токсичности хлорида магния в 20042005 гг. было сокращено, а начиная с зимнего сезона 2005-2006 гг. полностью
запрещено использование бишофита, «Биомага»
в качестве одного из
основных твердых ПГР в системе зимнего содержания ОДХ в г. Москве
(Приказ МПР России от 25.11.2003 г. № 1036 и Приказ Росприроднадзора от
30.12.2004 г. № 206). Не нашел применения в Москве и комбинированный
реагент на основе кристаллогидрата хлорида магния с добавлением хлорида
кальция.
Начиная с 2001 г. отмечена стабилизация, а затем и постепенное
улучшение состояния зеленых насаждений. В настоящее время насаждения
парков и садов находятся в хорошем состоянии. В то же время, 15%
озелененных территорий находятся в неудовлетворительном состоянии,
наибольшее количество растений в угнетенном состоянии зафиксировано
вблизи магистралей и улиц с интенсивным движением транспорта, на
периферийных участках скверов, парков и лесопарков. В центральной части
города до 50 % насаждений составляют старовозрастные, потерявшие
декоративность растения, нуждающиеся в постепенной замене (порядка 20 тыс.
деревьев).
Уменьшение до приемлемого уровня возможного негативного
воздействия на роста и развитие деревьев, кустарников и травянистой
растительности технологий зимнего содержания ОДХ связаны в первую
очередь с улучшением качества и состояния городских почв. Приемлемый
экологический уровень процессов поглощения влаги и элементов минерального
питания растений был обусловлен постепенным снятием солевого стресса и
109
«рассолением» придорожных почв. Основная причина этого – отказ от
роторной перевалки снега с дорожного полотна на придорожные территории в
масштабах всего города и постепенный рост объемов снега, вывезенных с ОДХ
и утилизированных. Затем следуют новые подходы к использованию ПГР –
переход на новые многокомпонентные продукты, внедрение приема
превентивной обработки, оптимизация химического состава и норм
распределения реагентов на дорожном полотне.
В последние 10-15 лет расширение площади под озелененными
территориями происходит медленнее, чем растет численность населения
города, в результате обеспеченность москвичей зелеными насаждениями
общего пользования несколько снижается.
На основании Генерального плана города Москвы (Закон города Москвы
от 05 мая 2010 года № 17):
- к 2015 году обеспеченность жителей города озеленёнными и особо
охраняемыми природными территориями составит 29,2-29,8 м2/чел., на
перспективу к 2025 году – 27,8-29,8 м2/чел.;
- суммарная площадь озелененных территорий к 2015 году составит 32,5
тыс. га, к 2025 году – 33,4 тыс. га (около 40 % территории города).
В 2011 году продолжались работы по реализации программных
мероприятий по созданию, реставрации, реконструкции, ремонту и содержанию
зеленых насаждений в городе Москве.
В озеленении городских территорий используются главным образом
посадочный материал лиственных и хвойных пород, наиболее устойчивый к
городским условиям. Местоположение и границы озелененных и природных
территорий определяются генеральным планом развития города и
градостроительным зонированием территорий с учетом исторически
сложившейся планировки и естественных природных ландшафтов.
Продолжая практику последних лет, более 90% посадок деревьев на
территории города выполнено с использованием крупномерного посадочного
материала, что повышает приживаемость зеленых насаждений.
Несмотря на неизбежное присутствие определенного уровня
атмосферного загрязнения придорожных территорий, состояние зеленых
насаждений с учетом проведения восстановительных и агротехнических работ
стабилизировалось, а затем существенным образом улучшилось.
Используемые в рамках рассматриваемой «Технологии» зимней уборки
проезжей части магистралей, улиц, проездов и площадей (объектов дорожного
хозяйства города Москвы) компоненты, входящие в состав ПГР (калий,
натрий, кальций, магний) являются биологически активными веществами.
Все соли и их растворы в определенных концентрациях могут оказывать
воздействие на процессы самоочищения почвы, функционирование почвенной
микробиоты, на гидробионты, снижать интенсивность роста корневой системы
растений и т.д.
Постановлением Правительства Москвы от 10.04.2007 г. № 242-ПП «О
порядке допуска к применению противогололедных реагентов для зимней
уборки объектов дорожного хозяйства в городе Москве» (в редакции на
110
13.11.2007 г.), регламентированы процедуры оценки качества материалов, их
потенциального воздействия на объекты окружающей среды.
В систему предварительной оценки ПГР, входят их лабораторные
исследования с получением соответствующих заключений профильных
экспертных организаций:
- о технологических характеристиках реагента и его воздействии на
состояние объектов дорожного хозяйства;
- о допустимых нормах воздействия на биологические компоненты
окружающей природной среды города Москвы и здоровье человека;
- о прогнозируемом воздействии реагента на плодородие, химические
свойства городских почв и состояние зеленых насаждений;
- заключение о воздействие на водные объекты и очистные сооружения
города.
Прежде чем получить разрешение на возможность применения ПГР в
рамках определенной технологии, они в обязательном порядке, оцениваются на
степень безопасности (опасности) с целью определения соответствия продуктов
санитарно-гигиеническим требованиям и санитарно-эпидемиологическим
регламентам. Затем выдаются рекомендации по безопасному применению ПГР,
исключающие возможность негативного воздействия на окружающую среду и
здоровье человека.
Головной организацией для проведения таких работ в Москве является
ГУ НИИ экологии человека и гигиены огружающей среды им. А.Н. Сысина
РАМН.
Биологическое действие, вышеперечисленных реагентов, носит
разнонаправленный характер стимулирования или ингибирования тестфункций и зависит от интенсивности воздействия. В области эффективных
разведений имеет место последовательное стабильное увеличение токсического
эффекта по мере роста концентраций препаратов. Данные экспериментов
позволили установить безопасные концентрации (разведения) веществ для
окружающей среды и человека.
По данным ГУ НИИ экологии человека и гигиены огружающей среды
им. А.Н. Сысина РАМН, компоненты, входящие в состав ПГР относятся по
отдельным показателям - к 3 классу опасности, а по большинству – к 4 классу
опасности, за исключением хлорида магния, который относится ко 2 классу
опасности. Но мы считаем, что строгое соблюдение предложенной
измененной «Технологии» и контроль за выполнением требований к ней,
исключит возможность негативного воздействия хлорида магния в составе
ПГР на окружающую среду и здоровье человека.
Проявления какого-либо значимого эффекта от воздействия реагентов
возможно только: непосредственно на дорогах или вблизи улиц и магистралей
на расстоянии не более 5 - 15 м от границ зоны движения автотранспорта.
Поскольку данная «Технология» относится исключительно к ОДХ г.
Москвы, а дикие животные и птицы имеют места обитания главным образом в
парковой и лесопарковой зоне, негативное влияние на этих представителей
111
городской биоты практически полностью исключается при выполнении
регламентируемых процедур зимнего содержания улиц и магистралей города.
Была проведена оценка воздействия компонентов ПГР на обувь горожан,
что ранее вызывало многочисленные негативные отклики на применение ПГР
при зимнем содержании ОДХ.
По данным испытательного центра «Кожа и обувь» ОАО «ЦНИИ
КП» было выявлено, что из большого числа исследованных веществ (хлориды
калия, кальция, натрия, магния, карбамид, формиат натрия), наименьшим негативным воздействием на кожу верха обуви, обладали растворы:
- хлорида калия (20%);
- формиата натрия (10% и 20%);
- хлорид кальция (10%);
- карбамид (30%);
Показатели их воздействия, в отличие от других веществ, были наиболее
близки к воздействию на кожу обуви дистиллированной воды. Это наблюдалось по таким показателям, как:
- предел прочности при растяжении – (0%); (0% и -7%); соответственно,
при показателе – -7% - для дистиллированной воды;
- устойчивость покрытия к многократному изгибу - (0%); (0% и 0%),
(0%); (0%); соответственно, при показателе – 0% - для дистиллированной воды;
- напряжение при появлении трещин лицевого слоя - (0%); (-13% и -20%);
(-20%); (-20%); соответственно, при показателе – -3% - для дистиллированной
воды.
Из исследованных веществ, наибольшим негативным воздействием на
кожу верха обуви, обладали растворы:
- хлорида магния (10%);
- хлорида магния ( 20%).
Это наблюдалось по таким показателям, как:
- предел прочности при растяжении – (-47% и -20%), соответственно, при
показателе – -7% - для дистиллированной воды;
- устойчивость покрытия к многократному изгибу - (-33% и -33%), соответственно, при показателе – 0% - для дистиллированной воды;
- напряжение при появлении трещин лицевого слоя - (-67% и -60%), соответственно, при показателе – -3% - для дистиллированной воды.
6.3.
Оценка возможного воздействия на атмосферный воздух
Среднегодовые значения концентраций загрязняющих веществ в 2011
году не превысили установленных в РФ и странах ЕС нормативов, ввиду того,
что отсутствовали периоды задымления. Общее количество дней с
неблагоприятными для рассеивания загрязняющих веществ в атмосферном
воздухе метеорологических условий (НМУ) в 2011 году составило 31 день, что
меньше на 74 дня, чем в 2010 году.
112
Среднегодовые концентрации загрязняющих веществ превышали
значения допустимого среднесуточного норматива до 1,6 раз – по диоксиду
азота, в 3,0 раза – по формальдегиду.
По комплексному показателю загрязнения (ИЗА), уровень загрязнения
атмосферного воздуха по прежнему оценивается, как «повышенный».
Автомобильный транспорт по-прежнему продолжает оставаться
основным источником загрязнения воздушного бассейна города (Доклад о
состоянии
окружающей
среды
в
Москве
в
2011
году;
(http://www.moseco.ru/moscow-ecology/reports/, глава 3).
В 2011 году продолжился рост численности автомобильного парка
Москвы, который на конец года составил около 4,2 млн. единиц (по данным
Управления ГИБДД ГУВД по г. Москве). Прирост к прошлому году составил
12%.
В соответствии с постановлением Правительства Москвы от 06.08.2002 г.
№ 604-ПП «Об изменении режима движения грузового транспорта с целью
повышения пропускной способности улично-дорожной сети» с 25.09.2008 г.
запрещен въезд и передвижение в центральную часть города, ограниченной
ТТК, грузового автотранспорта, не соответствующего экологическому классу 2
(Евро-2). В 2011 году была продолжена реализация данного Постановления,
это позволило снизить выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух
приблизительно на 8 тыс. тонн в год.
Одним из направлений снижения вредного воздействия транспортных
средств и специальной техники, в том числе используемых в системе
городского хозяйства, на окружающую среду в 2011 году, как и в 2010 году,
оставалось обновление парка за счет приобретения моделей с повышенными
экологическими характеристиками.
Постановлением Правительства Москвы от 02.09.2011 г. № 408-ПП
утверждена государственная программа города Москвы «Развитие
транспортной системы» на 2012-2016 г.г.
Программой предусмотрено:
- увеличение скорости движения городского наземного пассажирского
транспорта за счет введения выделенных
полос, строительства линий
скоростного трамвая, увеличение скорости движения трамвая на действующей
сети, обновления подвижного состава;
- строительство 474 км новых дорог;
- организация регулярных и таксомоторных перевозок водным
транспортом;
- развитие использования электрического транспорта и применения
транспортных средств с требованиями к выбросу отработавших газов на
уровне европейских стандартов;
- реконструкция производственно-технической базы 11-го и 16-го
автобусных парков ГУП «Мосгортранс» для эксплуатации автобусов,
использующих компримированный газ в качестве топлива;
- организация реверсивного движения транспорта на улично-дорожной
сети;
113
- обустройство 45 км велодорожек и 10 тыс. велопарковочных мест.;
Реализация системы намечаемых мер отразится и на качестве
атмосферного воздуха.
Загрязнение воздуха на территории Москвы неоднородно. Очагами
загрязнения являются автотрассы и прилегающие к ним территории. На жилых
территориях содержание загрязняющих веществ в атмосферном воздухе на 3050% ниже, чем вдоль автотрасс, и не превышает установленных гигиенических
нормативов, за исключением диоксида азота.
Для осуществления процесса уборки снега с ОДХ в рамках
рассматриваемой технологии, планируется использовать зимнюю уборочную
технику – до 6000 ед.
Количество единиц уборочной техники, используемой по настоящей
технологии, остается на уровне прошлого года, поэтому увеличения количества
выбросов загрязняющих веществ не планируется.
Больше всего в "зимнем" автопарке города плужно-щеточных машин и
самосвалов - почти 1,2 тысячи и 1,3 тысячи единиц. Тротуароуборочных машин
чуть больше 700, снегопогрузчиков насчитывается около 500, тяжелой техники
в городском хозяйстве почти 900 единиц.
Также в арсенале Москвы почти 550 распределителей твердых
противогололедных реагентов и 520 жидких.
Из общего объем выбросов загрязняющих веществ от автотранспортных
средств, на долю дорожной техники приходится - 1,8 %.
Убираемый загрязненный снег утилизируется на стационарных
снегосплавильных пунктах (ССП) и мобильных снегосплавильных
установках (МСУ).
Учитывая, что в процессе работы МСУ оказывают воздействие на
окружающую среду в части выбросов вредных веществ в атмосферу, сброса
загрязненных стоков в сети городской канализации, а также являются
источником дополнительного шума важным условием при размещении МСУ
является:
- расположение участка для размещения МСУ вне зоны жилой
застройки (в соответствии с СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200–03 размер нормативной
санитарно-защитной зоны (ССЗ) для снеготаялок и снегосплавных пунктов до
жилой территории составляет 100 метров) и вне природных озелененных
территорий.
При размещении МСУ учитывается наличие твердых покрытий,
подъездных путей, имеющих пропускную способность, возможность
организации требуемой рабочей зоны (радиус разворота работающих
механизмов, самосвалов, возможности выгрузки снега в отвалы и др.);
- возможность подключения установок к сетям МГУП «Мосводоканал»,
так как это обеспечивает гарантированную очистку талых вод до нормативных
показателей на городских очистных сооружениях.
Отбор проб атмосферного воздуха и замеры шума осуществляются
по
передвижными мобильными станциями ПУ «Мосэкомониторинга»,
результатам отбора в зимний период 2010-2011 гг. проб атмосферного
114
воздуха на всех МСУ превышения максимально разовых концентраций (ПДК
м.р.) по основным веществам (азот, диоксид и оксид азота, бензол, толуол,
монооксид углерода, фенол, формальдегид) на границе нормативной ССЗ не
выявлено.
Результаты замеров шумовых нагрузок в районах функционирования
МСУ показали, что на границе нормативной ССЗ уровни шума
соответствовали предельным нормативным показателям (55 дБА).
Контроль за содержанием химических соединений – хлоридов калия,
натрия , кальция и магния, а также формиатов натрия, входящих в состав
ПГР в атмосферном воздухе Москвы не осуществляется.
Все перечисленные соединения являются малолетучими, нетоксичными,
пожаро- взрывобезопасными веществами 3 и 4 классов опасности, только хлорид магния – 2 класса.
Поступление в атмосферу исходных реагентов – хлористых солей натрия,
калия, кальция, магния и формиатов натрия, а также компонентов их возможной трансформации в виде аэрозолей и мелкодисперсной пыли при нормальных
погодных условиях в сколько-нибудь значимых объемах практически не должно наблюдаться. Тем не менее, специфика движения воздушных масс над ОДХ
с интенсивными транспортными потоками в сочетании с экстремальными погодными условиями может обусловить вероятное атмосферное загрязнение и
перенос солей на придорожные территории.
В исследованиях ОАО «Прима-М» (Якубов Х.Г. Экологический
мониторинг зеленых насаждений в Москве.- М.: ООО «Стагирит-Н», 2005;
Мониторинг влияния противогололёдных материалов (ПГМ) на окружающую
среду, здоровье человека и входной контроль качества ПГМ. Итоговый отчет. –
М.: Прима-М, 2006 (рукопись), получены результаты оценки возможного
поступления солей (ПГР) и взвеси (пыли) по степени загрязнения снега и
атмосферного воздуха на 15 площадках, расположенных непосредственно
вблизи ОДХ в разных АО г. Москвы.
Оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха на обследованных
площадках основана:
- на результатах анализа солевого и микроэлементного состава талых
снеговых вод,
- на определении количества пыли, выпадающей из атмосферы и
накапливающейся в снеговом покрове,
- и пыли, накапливающейся на ветвях деревьев придорожных объектов
озеленения.
По интенсивности атмосферных выпадений пыли можно ориентировочно
оценить среднесуточные концентрации пыли в атмосферном воздухе за зимний
период (Сп, мг/м3): Сп=P/W, где W- скорость осаждения атмосферной пыли
(0.01 м/сек = 864 м/сутки), а также оценить концентрации отдельных элементов
(Сэл, мг/м3) в воздухе, зная их содержание в пыли (М, мг/мг): Сэл = Сп*М.
Всемирной организацией здравоохранения пыль - взвешенные частицы,
особенно класса РМ10, отнесены к приоритетным загрязняющим атмосферу
веществам по уровню влияния на здоровье населения.
115
Количество пыли в снеговом покрове и концентрации в ней отдельных
элементов позволяют косвенно, расчетным путем, с определенными допусками
и приближениями оценить возможный уровень загрязнения атмосферного
воздуха.
Как показали исследования, наибольшее количество пыли осаждается в
1-3 метровой зоне от дорожного полотна – от 350 до 8800 мг/м2 в сутки
(примерно в 1000 раз выше фона, равного 6,8 мг/м2 в сутки).
На расстоянии 5 м и более от дороги плотность пылевых выпадений резко
уменьшается, однако в отдельных местах может достигать до 160 мг/м2 в сутки
даже на удалении 60 м.
Эмпирическим путем установлено, что при выпадении пыли более 130
2
мг/м в сутки, возможно превышение среднесуточной предельно допустимой
концентрации (ПДКс.с.) взвешенных частиц в воздухе (0,15 мг/м3), поэтому зоны
с такими значениями выпадения пыли считаются потенциально опасными для
здоровья человека.
В общем случае было определено, что расчётные среднесуточные
концентрации пыли в приземном слое атмосферного воздуха за зимний период
на расстоянии 1-3 метров от дорог составляют 0,2- 5,0 мг/м3, что выше
установленных нормативов в 1,4-33 раза.
В 5-ти метровой зоне запылённость приземного слоя атмосферного
воздуха составляет 0,04 - 0,06 мг/м3, что значительно ниже ПДКс.с.
Для оценки воздействия аэрозолей, образующихся на дорожном полотне
(сложной химической природы, содержащей органические и неорганические
соединения), на здоровье человека были отобраны пробы атмосферного воздуха
на высоте 1,5 - 1,7 м над землей (на уровне органов дыхания) в 15-ти пунктах во
всех АО г. Москвы.
Превышение среднесуточных значений ПДК для неорганической пыли
возможно только в непосредственной близости от дороги, в зоне до 3 м. Приземные концентрации хлоридов (в пересчете на хлор-ион) составляют менее 0,17
мг/м3 (ПДК и ОБУВ для хлоридов отсутствует).
По данным станций, находящихся под непосредственным воздействием
автотранспорта, средние концентрации РM10 составили 42-48 мкг/м3, на
территориях, удаленных от источников загрязнения, – 30-39 мкг/м3.
В среднем, максимально разовые концентрации достигали 230-440
3
мкг/м . Наибольшая среднесуточная концентрация РМ10 составила 316 мкг/м3.
В остальном, максимальные среднесуточные концентрации варьировались в
диапазоне 101-159 мкг/м3.
Основными источниками поступления взвешенных веществ (пыли) в
атмосферный воздух Москвы являются:
- выбросы автотранспорта,
- предприятия машиностроения,
- производство строительных материалов,
- процессы сжигания жидких топлив (дизельное топливо, масла),
- открытые места хранения строительных и сыпучих материалов (песок,
соль и т.д.),
116
- станции перегрузки мусора,
- дробильно-сортировочные комплексы по переработке строительных
отходов,
- строительные площадки, в том числе, работы по сносу зданий,
- землеройные работы,
- незадернованные участки почв.
Все это в сумме обуславливает около 70% содержания взвешенных
веществ в приземном слое атмосферы, 30% связаны с крупномасштабным
переносом воздушных масс. Действующие нормативы ЕС для РМ10 составляют
40 мкг/ м3 за 24 часа.
В целом, принятые технические решения при зимнем содержании
ОДХ в Москве обеспечивают допустимый уровень воздействия на
атмосферный воздух города.
6.4.
Воздействие на водные объекты
Водные объекты города в процессе хозяйственной деятельности
испытывают мощные техногенные и антропогенные нагрузки, они
обеспечивают регулирование и отвод поверхностного и грунтового стока, несут
рекреационные нагрузки, используются для хозяйственно-питьевого и
технического водоснабжения, судоходства и других целей.
На территории города выделяются 6 главных водотоков: реки Москва,
Яуза, Сетунь, Городня, Сходня, Нищенка. Основным водоприемником всех
видов территориального стока является р. Москва.
Формирование качества воды в реках на территории г. Москвы является
сложным процессом, происходящим под воздействием природных и
антропогенных факторов. К основным источникам поступления загрязняющих
веществ в речные воды относятся: бытовые, промышленные и дренажные
сточные воды, поверхностный сток (ливневые, талые, поливомоечные воды),
атмосферные осадки, содержащие загрязняющие вещества и т.д. На качество
поступающей в город воды р. Москвы и ее основных притоков оказывают
влияние сбросы сточных вод хозяйственных объектов, расположенных выше по
течению, поэтому уже на входе в город качество воды не соответствует
нормативам качества рыбохозяйственного водопользования по ряду
показателей. В черте города происходит дополнительное загрязнение реки.
Согласно «Доклада о состоянии окружающей среды в Москве в 2011
году» (http://www.moseco.ru/moscow-ecology/reports/, глава 5), контроль
качества поверхностных вод осуществляется в 45-ти постоянных створах
наблюдения по 29-ти показателям (рН, прозрачность, растворенный кислород,
взвешенные вещества, БПК5, ХПК , сухой остаток, хлориды, сульфаты,
фосфаты, ионы аммония, нитриты, нитраты, железо общее, марганец, медь,
цинк, хром общий, никель, свинец, кобальт, алюминий, кадмий,
нефтепродукты, фенолы, формальдегид, ПАВ, сульфиды, токсичность).
117
По данным экологического мониторинга, р. Москва в черте города может
быть разделена на 3 участка, с характерным уровнем загрязненности. В целом
ее загрязнение остается на уровне предыдущих лет, а качество воды
удовлетворяет нормативам, установленным для водоемов культурно-бытового
назначения.
Специалистами ДПиООС города Москвы (Доклад о состоянии
окружающей среды в Москве в 2011 году; (http://www.moseco.ru/moscowecology/reports/, глава 5), в соответствии с «Методическими рекомендации по
комплексной оценке качества поверхностных и морских вод по
гидрохимическим показателям» (Ростов-на-Дону, 1988), рассчитывался индекс
загрязнения (ИЗВ) за определенный период времени. Выделено 7 классов
качества поверхностных вод.
В 2011 году качество воды реки Москвы в черте города, в целом удовлетворяло нормативам, установленным для водных объектов культурно-бытового
водопользования и характеризовалось как «условно чистая»*.
Превышения нормативов культурно-бытового водопользования в отдельные месяцы наблюдались по 5-ти показателям: взвешенные вещества, железо,
марганец, нефтепродукты, органика по БПК и ХПК, аммонию.
Загрязнение реки Москвы органикой (по показателю ХПК) оценивается
как «устойчивое», по содержанию нефтепродуктов и марганца загрязнение
оценивается как «неустойчивое» и наблюдается в отдельные временные периоды на отдельных участках реки, по железу загрязнение характеризуется «единичными» случаями.
1 - БПК5 - биологическое потребление кислорода за 5 суток.
2 - ХПК - химическое потребление кислорода.
*Оценка уровня загрязнения реки произведена в сравнении с нормативами, установленными для водных объектов, имеющих культурно-бытовое
назначение по методике РД 52.24.643-2002 «Методические указания по оценке
степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям».
Оценка кратности превышения нормативов культурно-бытового водопользования свидетельствует о «низком» уровне загрязнения по всем показателям.
Наибольший вклад в комплексный показатель, используемый для оценки
уровня загрязнения реки Москвы, в черте города вносят концентрации марганца, поступающего в водный объект в основном из слагаемых толщу пород поверхности и производственных стоков, и трудноокисляемой органики (по
ХПК), на которые нужно обратить особое внимание при планировании и осуществлении водоохранных мероприятий.
На качество поступающей в город воды р. Москвы и ее основных притоков влияет хозяйственная деятельность трех субъектов Российской Федерации Московской, Смоленской и Тверской областей.
Анализ среднегодовых концентраций показал, что в 2011 году качество
воды на входе в город соответствовало нормативам, установленным для водных
объектов культурно-бытового назначения и характеризовалось как «условно
чистая». По показателю повторяемости превышений нормативов культурнобытового водопользования загрязнение воды трудноокисляемой органикой (по
118
показателю ХПК) оценивается как «характерное», по содержанию в воде марганца как «неустойчивое».
В сравнении с 2010 годом, в 2011 году отмечено улучшение качества поступающей в город воды по большинству показателей.
Результаты анализов свидетельствуют об уменьшении содержания на
входе в город железа в 2,4 раза, свинца в 3,0 раза, алюминия в 3,0 раза, цинка
в 2,2 раза и нефтепродуктов в 1,5 раза.
Увеличение содержания загрязняющих веществ на входе в город в 2011
году, отмечено только по аммонию (в 2 раза) и нитритам (в 1,5 раза). . Содержание всех остальных загрязняющих веществ осталось без изменения.
В 2011 году качество воды на выходе из города по среднегодовым концентрациям в целом соответствовало нормативам культурно-бытового водопользования, за исключением содержания органических загрязнителей (аммония до 2,5 ПДК ) и характеризуется как «условно чистая». Оценка повторяемости случаев превышения нормативов культурно-бытового водопользования характеризует загрязнение реки Москвы аммонием как «характерное». По кратности превышения нормативов культурно-бытового водопользования загрязнение аммонием характеризуется «средним» уровнем.
В сравнении с 2010 годом, качество воды на выходе из города улучшилось по большинству показателей. Снижение содержания загрязняющих веществ отмечено: по фосфатам в 4 раза; ХПК в 1,2 раза; железу в 1,3 раза; алюминию в 1,6 раз.
В отдельных пробах превышения нормативов наблюдались по
содержанию на выходе из города в сравнении с 2010 годом отмечено по
содержанию аммония (до 4 ПДК), взвешенных веществ (до 1,5 ПДК), кроме
того, содержание марганца, формальдегида и трудноокисляемой органики (по
ХПК) достигало 1 ПДК.
Увеличение отмечено по содержанию аммония, нитратов и
нефтепродуктов (в 1,5 раза). Увеличение концентрации нефтепродуктов и
нитратов периодически наблюдается в различные годы, чередуясь с периодами
снижения концентрации.
В черте города происходит дополнительное загрязнение поверхностных
вод от хозяйственной деятельности города. Основными источниками
поступления загрязняющих веществ в водные объекты являются коммунальнобытовые и производственные сточные воды, а также поверхностный сток
(ливневые, талые, поливомоечные воды).
Качество воды в черте города Москвы. Наиболее значительно в черте
города Москвы увеличивается концентрация органики: фосфатов (в 2,5 раза),
нитратов (в 6 раз), нитритов (в 8 раз), аммония (в 16 раз), основной причиной
поступления которых является поверхностный сток с территории города.
В 2011 году, содержание в воде нефтепродуктов в черте города
увеличивается в 5,6 раз, металлов, таких, как железо – в 1,7 раз, медь – в 3
раза, цинк - в 2,7 раз, алюминий – в 1,46 раз. Кроме того, увеличивается
содержание хлоридов – в 3 раза, сульфатов – в 2,4 раза, а также натрия – в 3,2
раза.
119
Качество воды в притоках р. Москвы остается хуже, чем в реке Москве.
В 2011 году по качеству вода в устье реки Сходня характеризуется как
«условно чистая», реки Сетунь – «загрязненная», реки Яуза – «слабо
загрязненная».
В устье реки Сетунь превышения нормативов культурно-бытового
водопользования зафиксированы по содержанию органики – по БПК5 – до 1,1
ПДК, по ХПК – до 1,4 ПДК, по взвешенным веществам – до 6,3 ПДК, по железу
– до 2,2 ПДК, по марганцу – до 1,38 ПДК, по алюминию – до 2,3 ПДК, по
нефтепродуктам – до 2,5 ПДК.
В устье реки Яуза, в 2011 году превышения нормативов культурнобытового водопользования зафиксированы по содержанию органики – по БПК5
– до 1,3 ПДК, по ХПК – до 1,3 ПДК, по взвешенным веществам – до 1,3 ПДК,
по железу – до 1,2 ПДК, по марганцу – до 1,5 ПДК, по нефтепродуктам – до 1,4
ПДК.
Наиболее значительно в притоках города Москвы увеличивается
концентрация органики: до 32 ПДК - по БПК5, до 1,6 ПДК – по ХПК;
взвешенных веществ – до 11 ПДК, марганца – до 2,6 ПДК, нефтепродуктов –
до 8,4 ПДК, причиной поступления которых является поверхностный сток с
территории города.
Качество поверхностного стока напрямую зависит от уровня
благоустройства и санитарного состояния всей территории города, поскольку
его формирование происходит непосредственно на городских территориях.
Поэтому проблема очистки города от бытовых отходов, ликвидация свалок,
уборка снега с очисткой талых вод, своевременная уборка территорий рынков
и других городских территорий является чрезвычайно актуальной для
снижения негативного влияния на качество городских поверхностных сточных
вод.
Исследования, проведенные в институте НИИ ЭЧ и ГОС им. А.Н. Сысина
свидетельсвуют о том, что в больших концентрациях новый жидкий реагент
на основе хлористого магния, где массовая доля хлористого магния, %
(концентрация), в пределах 27-29%, может загрязнять водоемы, изменять
органолептические свойства воды, губительно действовать на обитателей
водоемов, вызывать торможение процессов биохимического потребления
кислорода.
В качестве пороговой концентрации исследуемого материала «Биомаг» по
органолептическому признаку вредности установлена величина 230,0 мг/л,
лимитирующий признак – привкус, который проявляется как горько-вяжущий.
Интегральным показателем общего санитарного состояния водных
объектов принимается величина биохимического потребления кислорода
(БПК20) за 20 суток. Основное же влияние химических веществ-загрязнителей
проявляется уже в первые 5-7 суток (БПК5).
Исследования также показали, что в концентрациях 250,0 и 1250,0 мг/л
препарат «Биомаг»
вызывал торможение процессов БПК5. Пороговая
концентрация препарата по влиянию на санитарный режим водоемов в этом
случае составила 250,0 мг/л.
120
Так как, убираемый с городских автомагистралей, загрязненный снег
вывозится на стационарные снегосплавильные пункты (ССП) и мобильные
снегосплавильные установки (МСУ), а не сбрасывается в водные объекты
города, как это практиковалось до 2000 года, мы считаем, что не будет
наблюдаться поступление нового жидкого ПГМ- хлорида магния в водоемы.
ПДК магния для рыбохозяйственных водоемов установлена на уровне
40,0 мг/л, магний – незаменимый элемент для обмена веществ в организме
человека. Минимальная необходимая суточная доза его составляет не менее
10,0 мг/кг.
Реализация рассмотренной «Технологии» зимнего содержания и
уборки ОДХ города Москвы не приведет к ухудшению состояния водных
объектов города. Ряд предлагаемых к осуществлению мероприятий будет
способствовать комплексному улучшения экологической ситуации в
мегаполисе.
6.5.
Результаты мониторинга влияния ПГР на компоненты окружающей среды
Основной задачей зимнего содержания дорожной сети города является
обеспечение бесперебойного и безопасного дорожного и пешеходного
движения путем удаления и предупреждения снеговых образований – рыхлого,
уплотненного снега или наката, стекловидного льда (гололеда, наледи), а также
своевременного сбора и вывоза снежной массы с объектов дорожного
хозяйства.
По данным Доклада о состоянии окружающей среды в Москве в 2011
году» (http://www.moseco.ru/moscow-ecology/reports/, глава 10.3), начиная с
зимнего периода 2009-2010 гг. на территории города Москвы действует
нормативный документ «Технология зимней уборки проезжей части
магистралей, улиц, проездов и площадей (объектов дорожного хозяйства г.
Москвы) с применением противогололедных реагентов и гранитного щебня
фракции 2-5 мм (на зимние периоды с 2009-2010 гг. и далее)» (далее
«Технология зимней уборки»). Данный документ прошел Государственную
экологическую экспертизу и утвержден Приказом Регионального Управления
Федеральной службы по надзору в сфере природопользования по
Центральному Федеральному округу от 07.10.2009 № 845.
Применяемой в Москве технологией зимнего содержания дорог
предусматривается управляемое воздействие на физико-механические свойства
снежно-ледяных отложений при помощи противогололедных реагентов, что
позволяет:
- сохранять снежную массу в рыхлом состоянии и препятствовать ее
прикатыванию к поверхности дорожного покрытия;
- осуществлять удаление снежной массы с объектов дорожного хозяйства
в регламентные сроки.
В 2011 году были продолжены работы по комплексному мониторингу
воздействия ПГР на природные среды.
121
Воздействие ПГР на компоненты окружающей среды (почвенный покров,
грунтовые и подземные водные объекты, вегетативные части зеленых
насаждений) определяется химическим составом используемых ПГР,
технологией их применения при осуществлении уборки дорожной территории и
методом уборки и утилизации загрязненного снега с улично-дорожной сети.
По данным Доклада о состоянии окружающей среды в Москве в 2011
году» (http://www.moseco.ru/moscow-ecology/reports/, глава 10.3), в Москве в
зимний период 2010-2011 гг. в соответствии с «Технологией зимней уборки»
применялись противогололедные реагенты исключительно российского
производства.
В начале зимнего сезона 2010-2011 гг. для обеспечения надлежащего
состояния улично-дорожной сети города был сформирован запас
противогололедных реагентов (жидкие и твердые ПГР) в объеме:
- для уборки дорог: 264,0 тыс. тонн жидких и 83,0 тыс. тонн твердых
ПГР;
- для уборки внутриквартальных проездов: 2268,0 тыс. тонн твердых ПГР.
Кроме того, на данный зимний период было заготовлено 107,0 тыс. тонн
щебня фракции 2-5 мм, используемого для обработки тротуаров и остановок
общественного транспорта; 28,0 тысяч тонн – для дворовых территорий.
В Докладе о состоянии окружающей среды в Москве в 2011 году;
(http://www.moseco.ru/moscow-ecology/reports/, глава 10.3); представлены
данные по мониторингу объектов окружающей среды в связи с применением
ПГР.
Снежный покров: В пробах снега, взятых на расстоянии до 5 метров
от проезжей части дорог, выявлены превышения содержания загрязняющих
веществ нормативам, установленных для водных объектов культурно-бытового
назначения - по хлоридам - в 31% проб; по натрию – в 19% проб; по кадмию –
в 6% проб; по свинцу – в 3% проб.
Максимальная
концентрация хлоридов в снежном покрове на
расстоянии 5-ти метров от границы проезжей части дорог возросли в 5,6 и 5,4
раза, составив, соответственно, 473 мг/л и 152 мг/л, тогда как нормативы
хлоридов и натрия для водных объектов культурно-бытового назначения
установлены, равными 1,35 ПДК и 0,76 ПДК, соответственно.
Доля проб снега из лотковой части дорог, в которых выявлены
превышения
культурно-бытовых нормативов составила: по содержанию
хлоридов – 70%, натрия – 42%, кадмия – 24%, никеля и свинца – по 5%.
Зимний период 2010-2011 годов характеризовался сильными снегопадами
и ледяным дождем в декабре 2010 года. Средняя высота снежного покрова в
январе, феврале и марте 2011 года превышала показатели 2010 года,
соответственно на 7,7 и 6 см. Поэтому, в 2010 году потребовалось
дополнительное увеличение объемов применения ПГР в отдельные периоды.
В связи с этим, в снежном покрове лотковой части дорог максимальные
концентрации хлоридов возросли с 15 088 мг/л до 28 388 мг/л.
Попадание же ПГР в снежный покров территорий, расположенных за
пределами проезжей части дорог, в основном может происходить за счет
122
роторной уборки снега (перевалке снега с дорог на территории газонов), а
также при ветровом выносе частиц твердых ПГР и капель жидких ПГР с дорог.
В снежном покрове территорий, расположенных на расстоянии до 15
метров от проезжей части дорог выявлены превышения уровней,
соответствующим нормативам культурно-бытовых водных объектов по
хлоридам и натрию – 4,37 ПДК и 4,35 ПДК соответственно.
Средние концентрации металлов, как и в зимний период 2009-2010 годов,
не превысили установленных нормативов. Необходимо отметить рост в 20102011 годах максимальных концентраций свинца и кадмия в пробах снега с
территорий, расположенных до 15 метров от автотрасс, соответственно в 2,9 и
14 раз. Одним из путей попадания металлов в снежный покров, наряду с ПГР,
являются атмосферные выпадения.
Почвы: Анализ проб почвы показал, что 85% придорожных проб почвы
не засолены, из 15% проб, показавших признаки засоления, большинство
выявлено на площадках наблюдения, прилегавших к радиальным магистралям.
В 2011 году, несмотря на увеличение содержания хлорид-иона и натрия в
снежном покрове, загрязнение почв придорожных газонов хлорид-ионами и
натрием оказалось ниже значений 2010 года. В 2011 году, как и в 2010,
концентрации хлоридов и натрия в почвах не превышали установленных
нормативов.
Для оценки миграции ПГР в вегетативные части зеленых насаждений в
2011 году были проведены анализы смывов с вегетативных частей зеленых
насаждений и анализы непосредственно вегетативных частей деревьев (веток),
а также совместный анализ состояния почв и древесно-кустарниковой
растительности на 34 площадках наблюдений.
В пробах смывов с вегетативных частей зеленых деревьев обнаружено
наличие ионов натрия и хлора, при этом максимальное количество обнаружено
в пробах, отобранных с деревьев вблизи МКАД.
Поверхностные водные объекты: По хлоридам и натрию в реках
Москва, Яуза, Сходня, Сетунь превышения культурно-бытовых и рыбохозяйственных нормативов выявлены, только в периоды таяния снега. Это
говорит об отсутствии негативного воздействия применения ПГР на основе
хлористого натрия на загрязнение реки Москвы по данным веществам.
Вместе с тем, превышения нормативов содержания хлоридов и натрия
выявлены только в реке Яуза (9% и 14% проб соответственно).
Средние концентрации кадмия в реке Москва составили 3 ПДК, в реке
Яуза – 1,23 ПДК. В малых реках-притоках реки Москвы превышения
нормативов по кадмию установлены в 100% проб.
Грунтовые воды: Предельно-допустимые концентрации загрязняющих
веществ в грунтовых водах в Российской Федерации не установлены.
Сравнение проводилось с нормативами, установленными для культурнобытовых водных объектов.
Выявлены превышения по хлоридам в грунтовых водах верхнего
гидрологического этажа – увеличение составило 15% (в скважинах до 20 м).
Наибольшие концентрации хлоридов в 2011 году (до 570 мг/л) наблюдались в
123
грунтовых водах глубиной залегания от 10 до 20м, что примерно в 3 раза
превышает значения для грунтовых вод на 5-метровой глубине и в 1,6 раз
превышает установленный норматив.
Для установления влияния ПГР на грунтовые воды необходим более
длительный ряд наблюдений.
Учитывая, что процессы накопления загрязняющих веществ в природных
средах, через определенный промежуток времени, могут в итоге привести к
необратимым изменениям
Необходимы меры по снижению указанного воздействия, в частности
обязательное
соблюдение
требований
технологии
зимней
уборки
автомагистралей, в части состава ПГР, расходов реагентов при различных
температурных режимах, а также исключение роторной уборки снега с
попаданием загрязняющих веществ на озелененные территории.
Сточные воды от мобильных снеготаялок, поступающие в
канализационные коллекторы МГУП «Мосводоканал», разбавляются
хозяйственно-бытовыми стоками и направляются на очистку на городские
очистные сооружения.
6.6.
Мероприятия по снижению возможных негативных воздействий
на окружающую среду при реализации технологии
Для осуществления возможности полномасштабной и своевременной
реализации заявленных требований по зимнему содержанию ОДХ в Москве
понадобились
весьма
значительные
финансовые,
материальные
и
интеллектуальные ресурсы, а также существенные изменения (появление
новых) элементов инфраструктуры комплекса городского хозяйства. На
поэтапное
осуществление
ряда
взаимосвязанных
программ
по
совершенствованию системы жизнеобеспечения города ушло 10 лет.
Данные меры всегда предусматривали снижение возможных негативных
последствий на окружающую среду и уменьшения вероятности возникновения
экологических рисков при реализации «Технологии» зимнего содержания
городских ОДХ.
В рамках действующей «Технологии» обычно используется зимняя
уборочная техника – до 6000 единиц.
Обработка
противогололедными
реагентами
и
материалами
автомагистралей, улиц и иных ОДХ, является необходимым и важным
фактором обеспечения безопасности дорожного движения в городах и
предупреждения зимнего травматизма граждан. Она дает возможность
осуществлять систему механической уборки и удаления снега с ОДХ, но
одновременно предопределяет комплекс возможного (вероятного) негативного
воздействия на природную среду и инженерные инфраструктуры.
Основная задача зимнего содержания ОДХ заключается, в первую очередь, в предупреждении появления, а затем и удалении, снеговых образований - рыхлого снега, уплотненного снега или наката, стекловидного льда (голо124
леда, наледи), а также поддержание в исправном состоянии дорожных покрытий и элементов обустройства ОДХ.
ПГР, распределенные по поверхности проезжей части в соответствии с
настоящей технологией, перемешанные с выпавшим снегом колесами
движущегося транспорта, сохраняют снежную массу в рыхлом состоянии и
препятствуют ее прикатыванию к поверхности дорожного покрытия. Это
позволяет проводить систему операций по качественной механизированной
уборке ОДХ в регламентируемые сроки.
В настоящей «Технологии» предусмотрено дифференцированное
использование различных норм жидких, твердых ПГР в зависимости от
метеорологических условий, вспомогательных - «фрикционных» – гранитного
щебня фракцией 2-5 мм, а также комбинированных ПГР на основе мраморного
щебня и формиата натрия.
Обработка поверхности ОДХ жидкими и твердыми ПГР должна
проводиться преимущественно в ранние утренние или вечерние часы, при
следующих метеопараметрах: скорости ветра не более 5,4 м/с, относительной
влажности воздуха не менее 40% и не более 80%, и при температуре воздуха,
указанных в настоящей «Технологии» для конкретных реагентов.
По условиям водоотведения в городе Москве допустимо использование
только реагентов (солей) хлоридной группы и определенных объемов,
подвергающихся биологической деструкции в почвах и водных объектах и
формиатов (солей муравьиной кислоты).
ПГР должны обладать высокими технологическими характеристиками, в
частности - плавящей способностью, которая определяет нормы расхода.
Вязкость, образующихся на дорожном полотне растворов реагентов,
напрямую связана с их скользкостью и коэффициентом сцепления колеса с
дорогой. Она имеет большое значение при использовании как жидких, так и
твердых реагентов.
Оптимальными являются смешанные составы на основе хлоридов
кальция, калия и натрия и внесенный в данную «Технологию» хлорид
магния - многокомпонентные реагенты. Они отличаются высокой
устойчивостью при низких температурах в случае хранения жидких ПГР в
зимнее время, повышенной плавящей способностью, низкой вязкостью
растворов (в отличие от «чистых» растворов хлористого кальция, известного
как «ХКМ» с концентрацией от 26-28% и выше и «чистого» хлорида магния с
концентрацией 32% (в нашей «Технологии» хлорид магния – 27-29%). Наличие
одного (по химическому составу) жидкого ПГР позволяет оптимизировать его
накопление с гарантийным сроком и качеством (не менее двух лет с учетом
ежегодных остатков на базах).
Жидкие ПГР хранятся в емкостях от 1 до 5 тыс. т вместимостью.
Появляется возможность внутригородского перераспределение ПГР при
реализации данной технологии зимнего содержания ОДХ, учитывая
ограниченное количество объемов единовременного хранения на базах,
неравномерностью их распределения по территории и АО города Москвы,
имеющиеся графики поставок, возможность возникновения сложных
125
метеорологических условий («пиковые» нагрузки по расходу реагента) и иных
факторов.
Согласно настоящей «Технологии» для дорог в зимнем сезоне 2012г. и
далее, максимальная расчетная потребность составляет:
- жидкие ПГР - до 135 тыс. т;
- твердые - до 185-200 тыс. т,
- комбинированные ПГР – 40-50 тыс. т. – на дворовых территориях и
внутриквартальных проездах; и 90-100 тыс. т – на пешеходных зонах
(тротуары, остановки общественного транспорта и т.п.)
План заготовки подлежит ежегодной корректировке с учетом изменения
убираемых площадей ОДХ, остатков на базах и складах неизрасходованных
ПГР и щебня прошлого зимнего сезона.
Для сравнения следует учесть, что до 2001 г. в городе ежегодно
использовалось более 350 тыс. хлористого натрия (технической соли).
Нормы применения реагентов на ОДХ – дифференцированы по
количеству выпавшего (и ожидаемого) снега (шаг 1 см) и температуры (шаг
20С), что позволяет оптимизировать дозы расходования реагента. Поэтому
указанные объемы плавления выдерживаются при любой температуре и любом
снегопаде.
В настоящей «Технологии» зимней уборки проезжей части магистралей,
улиц, проездов и площадей (объектов дорожного хозяйства города Москвы) с
применением противогололедных реагентов и гранитного щебня фракции 2-5
мм (на зимние периоды с 2010-2011 гг. и далее) определена средняя норма
распределения количества ПГР:
- для жидких продуктов - 40 г/м2,
- для твердых - 42 г/м2,
- для комбинированных – 100 г/м2.
В «Технологии» определен порядок хранения ПГР, а так же контроль
за поставкой, накоплением, хранением и применением (расходованием)
противогололедных материалов, используемых в Москве, а также
гигиенические требования к безопасности процессов хранения, перевозки,
применения и утилизации ПГР и ПГМ.
Постановлением Правительства Москвы № 242-ПП от 10.04.2007 г. (в
редакции от 13.11.2007 г.) «О порядке допуска к применению
противогололедных реагентов для зимней уборки объектов дорожного
хозяйства в городе Москве», также регламентированы процедуры оценки
качества ПГР, потенциального воздействия на объекты окружающей среды,
осуществления закупок материалов для городских нужд и контроля на
соответствие их технологических и экологических характеристик, принятым в
городе требованиям.
Для аккумуляции, хранения и распределения жидких материалов создана
система из 19-и городских и окружных накопительных баз и 58-и пунктов
заправки общим объемом 83,8 тыс. м3 и 17,2 тыс. м3 соответственно. Для
твердых ПГР и фрикционных материалов – 87 баз общей площадью хранения
72,7 тыс. м2.
126
Жидкие и твердые ПГР доставляются транспортом различных видов в
соответствии с действующими правилами перевозки грузов на данном виде
транспорта.
Маркировка жидкой продукции выполняется в соответствии с
действующими нормативами и правилами маркировки предприятияпроизводителя реагентов. Они должны иметь гарантированный срок хранения –
не менее 24 месяцев со дня выпуска. Хранение осуществляется в соответствии с
нормативно-техническими
документами
предприятия-производителя,
предусмотренными действующим законодательством, в цистернах емкостью от
6 куб. м. и более. По истечении гарантийного срока хранения продукт, должен
быть освидетельствован на предмет возможности продления срока хранения на
один год. Заправка реагентом машин-распределителей осуществляется
самотеком, либо специальными насосами.
Твердые и комбинированные противогололедные реагенты поставляются
в специализированных мягких контейнерах типа «МКР», вместимостью нетто
до 1000 кг, в полипропиленовых мешках весом от 25 кг и/или других видах
потребительской
тары,
выпускаемой
по
нормативно-технической
документации, предусмотренной действующим законодательством. Твердые и
комбинированные ПГР должны иметь гарантированный срок хранения – не
менее 24 месяцев со дня выпуска. По истечении гарантийного срока хранения,
продукт должен быть освидетельствован на предмет возможности продления
хранения, с установлением срока продления при условии соблюдения правил
хранения и герметичности упаковки изготовителя.
Реагенты хранятся в закрытых сухих складах, исключающих попадание
прямых солнечных лучей. Нельзя допускать, чтобы реагенты имели
непосредственный контакт с воздухом до момента их расходования.
На открытых площадках допускается хранение твердых ПГР,
упакованных в специальные мягкие герметичные контейнеры (мешки)
размещенные на поддонах. Площадка, на которой укладываются пакеты и
мягкие контейнеры, должна быть очищена от выступающих предметов.
«Технология» зимней уборки предусматривает вывоз и утилизацию всего
выпавшего снега с ОДХ, в том числе и с дворовых территорий. В связи с тем,
что часть снега плавится противогололедными реагентами, часть снега
остается на газонах, где не предусмотрена уборка снежного покрова,
происходит вывоз и утилизация до 80% выпавшего снега на территории г.
Москвы.
Вывоз такого объема снега способствует сокращению объемов его
естественного плавления и поступления загрязненного неорганизованного
зимнего стока с дорог в водные объекты Московского региона. Возрастает
доля стоков, подвергающихся глубокой очистке, что вносит существенный
вклад в комплексное улучшение состояния окружающей среды.
В городе создана экологически безопасная, не имеющая аналогов, система утилизации снега с ОДХ. Основными ее элементами являются стационарные
снегоплавильные пункты (ССП), принадлежащие МГУП «Мосводоканал».
127
До недавнего времени, когда городские улицы посыпали песко-соляной
смесью, снег убираемый с городской территории и проезжей части сбрасывался
в р. Москву и р. Яузу.
Сброс грязного снега и льда в воду ухудшал экологическую обстановку
водоемов и прибрежной зоны в городе, приводил к значительному загрязнению
рек мусором и агрессивными химическими веществами.
В начале 2000-х годов для улучшения экологической обстановки в г.
Москве и исключения сброса снега в водоемы Москвы, МГУП «Мосводоканал»
осуществил строительство и ввел в эксплуатацию 27 снегосплавильных пунктов (ССП), расположенных во всех административных округах Москвы, общей
производительностью более 87 тыс.куб.м снега в сутки.
За сутки городские снегоплавильные пункты могут переплавить более
3500 кубов снега.
Помимо стационарных пунктов, существуют мобильные снегоплавильные установки. (МСУ). Мобильные снегоплавильные установки появились в
Москве в 2006 году. Устройство мобильной установки довольно простое: приемный бункер для снега, бак для воды и емкость для солярки. Работа установки
осуществляется от дизельного генератора. Снег сваливается в бункер, поливается сверху горячей водой. Весь мусор остается на решетке-уловителе, а вода
сливается в канализационный сток. Такие снегоплавильные установки мобильны - их перевозят с места на место тягачи, они помогают в очистке города от
снега и льда.
Принцип их работы отличается от работы стационарных пунктов – если
на снегосплавном пункте расплав снега происходит с помощью воды, то в
установке она топится с помощью специальной печи.
В зимний период 2009-2010 года, в Москве работали 48 снегосплавных
пунктов, и еще 98 снегоплавильных установок. Ежедневно утилизировалось
порядка 3 тыс. кубометров снега.
Только в 2010 году введены в эксплуатацию две новые стационарные
снеготаялки в Зеленограде и СЗАО, способные переплавить порядка 4,5 тысячи
кубометров снега в сутки. Общая мощность столичных снегоплавильных систем разного уровня достигает 312 тысяч кубометров в сутки.
В 2011 году московские власти существенно расширили сеть снегоплавильных точек – на 10 пунктов.
По условиям водоотведения в Москве можно использовать реагенты
только хлоридной группы с добавлением биологически разлагаемых
формиатов. Динамика поступления сточных вод в систему водоотведения в
Москве с 1995 г. по настоящее время свидетельствует об устойчивом снижении
их ежегодных количеств до среднего уровня 5,3 млн.м3 в сутки.
По прогнозу НИиПИ Генплана Москвы к 2025 г. он снизится до 4,9
млн.м3 в сутки, из них – 4,2 млн.м3 в сутки приходится на Москву, 0,7 млн. м3 в
сутки – на пригородную зону.
Общий резерв мощностей канализации может увеличиться до 1,4 млн.м3 в
сутки. Реально увеличение валового объема за счет приема поверхностного,
дренажного стоков, а также расширения системы сбора и утилизации
128
загрязненного снега с ОДХ города, содержащего, в том числе, соли,
входящие в состав ПГР.
Департамент природопользования ежегодно не только согласовывает
размещение МСУ в рамках подготовки города к зимнему периоду, но и
осуществляет контроль за их эксплуатацией с проведением замеров
атмосферного воздуха для определения уровня загрязнения воздушного
бассейна, а также определения уровней шума в районе размещения мобильных
снеготаялок и на территории ближайшей жилой застройки. Постоянно
проводится мониторинг качества талой воды.
Адресный перечень МСУ ежегодно утверждается Постановлением
Правительства Москвы, по предварительному согласованию с Управлением
ГИБДД ГУВД города Москвы для недопустимости создания затруднения
передвижения автотранспорта, а также Департаментом природопользования и
охраны окружающей среды (ДПиООС) города Москвы - для обеспечения
природоохранных мероприятий и контроля воздействия на окружающую среду.
Применение ПГР в городе Москве осуществляется, в том числе с использованием автоматических стационарных противогололедных систем — систем
обеспечения противогололедной обстановки (СОПО). Система предназначена для обеспечения безопасности дорожного движения на участках дорожных
магистралей, подверженных образованию гололеда при неблагоприятных метеорологических условиях, путем нанесения жидкого реагента на проезжую
часть. Она выполняет в зимний период:
• непрерывное измерение основных метеорологических параметров;
• расчет прогноза льдообразования на контролируемом дорожном участке;
• нанесение требуемого количества жидкого реагента на проезжую часть
дороги;
• информационное
обеспечение
пользователей
измеренными
метеоданными.
В летний период система обеспечения противогололёдной обстановки
(СОПО) выполняет следующие функции:
• непрерывное измерение основных метеорологических параметров;
• информационное
обеспечение
пользователей
измеренными
метеоданными.
Все имеющиеся СОПО объединены в единый комплекс, информация от
каждой передается на технологический терминал. СОПО состоит из:
автоматической дорожной метеорологической станции (АДМС); центральной
насосной станции (ЦНС); магистрального трубопровода; блоков дорожных
головок; табло информационного; кабелей питания и управления.
Оборудование автоматической дорожной метеорологической станции
(АДМС) (датчики метеомачты) позволяют определять следующие параметры:
• наличие, тип и интенсивность осадков;
• температуру и влажность воздуха;
• скорость и направление ветра.
Они оснащены внутренними микроконтроллерами с сенсорной системой,
которые позволяют определять следующие параметры:
129
температуру дорожного покрытия;
температуру на глубине 5 см.;
температуру на глубине 30 см.;
концентрацию противогололедного материала и температуру его
замерзания; толщину водяной пленки на поверхности;
• состояние дорожного покрытия.
Внедрение данной системы на сложных участках наиболее значимых
городских магистралей позволит осуществлять технологический мониторинг
состояния дорожной одежды и проводить дозированную и своевременную
обработку обслуживаемого участка. Кроме этого, получаемая в режиме
реального времени информация будет использоваться дорожными службами
города и подрядными организациями, реализующими технологию зимнего
содержания ОДХ.
•
•
•
•
130
7.
РЕЗЮМЕ
Рассмотрев документацию по проекту настоящей «Технологии зимней
уборки проезжей части магистралей, улиц, проездов и площадей (объектов дорожного хозяйства города Москвы) с применением противогололедных реагентов (на зимние периоды с 2012 гг. и далее), с внесенными в нее изменениями
в части компонентного состава жидких ПГР, можно сделать следующее заключение и выводы.
Мировая практика борьбы с зимней скользкостью показала, что
оптимальными являются смешанные составы на основе хлоридов кальция
и натрия - многокомпонентные реагенты. Они характеризуются повышенной
скоростью взаимодействия со льдом (снегом) и плавящей способностью,
пролонгированным действием, низкой вязкостью растворов. Наиболее
перспективны для использования в городах многокомпонентные ПГР
(композиции), содержащие хлориды кальция, натрия, калия, включающие
также биологически разлагаемые составные части (например, формиаты).
В данную «Технологию», внесен ряд изменений и дополнений – в
части номенклатуры жидких ПРГ: в частности добавлен новый жидкий
реагент:
• Жидкий реагент на основе хлористого магния, где массовая доля
хлористого магния, % (концентрация), в пределах 27-29%, либо на основе
хлористого кальция и натрия, где массовая доля растворимых солей, %
(концентрация), в пределах 27-29%: хлористого кальция – в пределах 2223%, хлористого натрия — в пределах 5-6%, соответственно (ХКМж.).
Остальной перечень ПГР остается прежним:
Жидкие ПГР:
• Жидкий реагент на основе хлористого кальция и натрия, массовая доля
растворимых солей, % (концентрация), в пределах 27-29%: хлористого кальция
– в пределах 22-23%, хлористого натрия — в пределах 5-6%, соответственно
(ХКН ж.).
Твердые ПГР:
• Твердый многокомпонентный ПГР на основе композиции хлористого
кальция с другими хлоридами (натрия и калия) и формиатом натрия -МРК тв.
• Твердый многокомпонентный ПГР на основе композиции хлористого
кальция и натрия - ХКНтв.
• Твердый многокомпонентный ПГР на основе композиции хлористого
кальция с другими хлоридами (натрия и калия) и формиатом натрия - МРтв.
Фрикционные материалы (вспомогательные):
мелкий гранитный щебень фракций 2-5 мм предусматривается в качестве
ПГМ для определенных погодных условий на проезжей части.
Комбинированные ПГР:
• Твердый комбинированный ПГР на основе композиции карбоната
кальция (мраморный щебень) и формиата натрия - КР1тв.
131
• Твердый комбинированный ПГР на основе композиции карбоната
кальция (мраморный щебень), формиата натрия и хлорида натрия - КР2тв.
• Твердый комбинированный ПГР на основе композиции карбоната
кальция (мраморный щебень), формиата натрия и хлорида натрия с
добавлением хлоридов кальция и калия - КР3тв.
В качестве же основных, противогололедных материалов для
предотвращения скользкости, используются многокомпонентные ПГР.
Применение ПГМ на дворовых территориях осуществляется не по всей
площади, а только на 30% от общих площадей дворовых территорий с
покрытием.
В данной «Технологии», в части уборки дорожного полотна в
зимнее время все остается, как и в предыдущей:
В периоды снегопадов и гололедицы: проезжая часть должна быть обработана противогололедными реагентами (ПГР); территории, примыкающие
к проезжей части магистралей, улиц, проездов и площадей;
тротуары, остановки городского пассажирского наземного транспорта и
прочие пешеходные зоны, должны быть обработаны комбинированными ПГР.
Чисто химические противогололедные материалы (ПГМ) применяются
в исключительных случаях - при объявлении чрезвычайных гололедных
ситуаций по указанию городского оперативного штаба.
Не допускается применение любых ПГР на территории детских,
спортивно-оздоровительных, медицинских учреждений, школ, предприятий
общественного питания и торговли пищевыми продуктами, в непосредственной
близости от воздухозаборных устройств, а также в пределах водоохранных зон
рек, озер и водохранилищ (если иного не предусмотрено специальными
документами согласованными в установленном порядке федеральными
органами
исполнительной
власти,
уполномоченного
осуществлять
государственный санитарно-эпидемиологический надзор и надзор и контроль
за состоянием объектов окружающей природной среды).
Не допускается загрязнение ПГМ водоемов, являющихся приемниками
термальных вод.
В зависимости от изменения площади ОДХ (иных территорий),
убираемых с помощью ПГР и особенностей метеорологических условий
зимнего периода, сезонная потребность в различных видах ПГР может
изменяться.
Объем ПГР и вспомогательных фрикционных материалов рассчитывается
ДЖКХиБ города Москвы, в рамках норм предусмотренных настоящей
«Технологией».
Нормы распределения ПГР на дорожное покрытие являются одним из
основных показателей, оказывающих влияние на безопасность участников
дорожного движения с одной стороны и определяющих уровень и вероятность
возможного негативного воздействия на компоненты окружающей среды - с
другой. Средняя норма распределения количества ПГР остается на прежнем
уровне:
- для жидких продуктов - 40 г/м2,
132
- для твердых - 42 г/м2,
- для комбинированных – 100 г/м2.
При получении предупреждения о возможном переходе температур
воздуха через 00С в сторону отрицательных значений или вероятном
образовании гололеда (гололедной пленки, стекловидного льда), в частности в
ночное время; при возможном образовании гололеда в периоды наиболее
интенсивного движения автотранспорта и наличия атмосферных осадков, как
правило, в дневное время, должна быть произведена превентивная обработка
ПГР.
При снегопаде, до начала выпадения осадков, должны быть произведена
первоочередная обработка ПГР наиболее опасных для движения транспорта
участков ОДХ.
Убираемый с городских автомагистралей, загрязненный снег вывозится
на стационарные снегосплавильные пункты (ССП) и мобильные
снегосплавильные установки (МСУ).
В зимний период 2010-2011 гг. для утилизации снежной массы в городе
были задействованы 48 ССП (29 ССП на сетях хозяйственно-бытовой
канализации МГУП «Мосводоканал»,19 ССП на сетях ГУП «Мосводосток») и
146 ед. МСУ (СТМ-11,12, «Трекан»). При их работе, происходит первичная
очистка стоков от твердых компонентов (взвеси). Данные продукты (не ниже 3
класса опасности) после контакта со сточными водами утилизируются
(захораниваются) на полигонах, а не загрязняют окружающую среду Москвы.
Снег, вывозимый с объектов дорожного хозяйства, утилизировался
МСУ ТРЕКАН производительностью от 866 куб. м/сутки до 3000 куб. м/сутки.
Данный тип мобильной снеготаялки размещался на территории с
недостаточным количеством ССП, в том числе, в центральной части города и
на пересечении вылетных магистралей с Московской кольцевой
автомобильной дорогой.
В зимний период 2010-2011 гг. суммарная мощность объектов
утилизации снежной массы с учетом всех имеющихся ССП и МСУ составила
312,0 тыс. куб. м/сутки.
Настоящей «Технологией», как и ранее, предусмотрено, что снег с
дворовых территорий также будет вывозиться на снегоплавильные
пункты.
Снег, вывозимый с внутридворовых и внутриквартальных территорий,
будет утилизироваться на МСУ малой и средней производительности: СТМ-11
- производительность 400 куб. м/сутки; СТМ-12 - производительность 1175 куб.
м/сутки. На этих СТМ, как и в прошлом году, будет организован сбор осадка с
большим содержанием щебня фракции 2-5 мм для последующей промывки с
выделением щебня с целью повторного его использования в качестве
противогололедного материала.
Организация работы по утилизации снежной массы с использованием
ССП и МСУ позволила отказаться от эксплуатации в городе в период
обильных снегопадов площадок временного складирования снега и «сухих»
133
снего-свалок, что позволило предотвратить загрязнение природных и
озелененных территорий, водных объектов.
Сточные воды от мобильных снеготаялок, поступающие в
канализационные коллекторы МГУП «Мосводоканал», разбавляются
хозяйственно-бытовыми стоками и направляются на очистку на городские
очистные сооружения. Дополнительный объем стока после снеготаяния
составляет всего около 2 % хозяйственно-фекальных стоков и находится в
пределах гидравлических и термо-биологических резервов мощности городской
канализации.
Таким образом, изменения внесенные в настоящую «Технологию»,
касаются только изменения номенклатуры жидких ПГР – добавлен новый
жидкий реагент на основе хлористого магния, где массовая доля
хлористого магния, % (концентрация), в пределах 27-29%, соответственно
(ХКМж.). Строгое соблюдение предложенной измененной «Технологии» и
контроль за выполнением требований к ней, исключит возможность
негативного воздействия хлорида магния в составе ПГР на окружающую
среду и здоровье человека.
Объективная информация по оценке воздействия «Технологии» зимней
снегоуборки ОДХ с использованием ПГР и ПГМ на компоненты окружающей
среды (почву, растительность, природные воды, атмосферный воздух) и человека возможно только при наличии действующей системы экологического мониторинга.
В «Докладе о состоянии окружающей среды в Москве в 2011 году»
(http://www.moseco.ru/moscow-ecology/reports/, глава 10.3), представлены
данные по мониторингу объектов окружающей среды в связи с применением
ПГР.
В период 2009-2010 г.г. были отобраны и проанализированы: 82 пробы
снежного покрова (декабрь 2009., январь-март 2010); 153 пробы почв; 154
пробы подземных водных объектов (декабрь 2009, июнь 2010). Ежемесячно с
декабря 2009 года по август 2010 года отбирались пробы водных объектов (112
проб).
Анализ данных по мониторингу, приведенных в докладе, свидетельствует
о том, что:
В пробах снега, взятых на расстоянии до 5 метров от проезжей части
дорог, выявлены превышения содержания загрязняющих веществ нормативам,
установленных для водных объектов культурно-бытового назначения - по
хлоридам - в 31% проб; по натрию – в 19% проб; по кадмию – в 6% проб; по
свинцу – в 3% проб.
Максимальная
концентрация хлоридов в снежном покрове на
расстоянии 5-ти метров от границы проезжей части дорог возросли в 5,6 и 5,4
раза, составив, соответственно, 473 мг/л и 152 мг/л, тогда как нормативы
хлоридов и натрия для водных объектов культурно-бытового назначения
установлены, равными 1,35 ПДК и 0,76 ПДК, соответственно.
134
Доля проб снега из лотковой части дорог, в которых выявлены
превышения
культурно-бытовых нормативов составила: по содержанию
хлоридов – 70%, натрия – 42%, кадмия – 24%, никеля и свинца – по 5%.
Выявленные превышения по хлоридам и натрию вызваны применением на
протяжении нескольких лет «чистых» хлоридных солей в качестве ПГР – в
частности технической соли - хлорида натрия.
Попадание ПГР в снежный покров территорий, расположенных за
пределами проезжей части дорог, в основном может происходить за счет
роторной уборки снега (перевалке снега с дорог на территории газонов), а
также при ветровом выносе частиц твердых ПГР и капель жидких ПГР с дорог.
Почвы: Анализ проб почвы показал, что 85% придорожных проб почвы
не засолены, из 15% проб, показавших признаки засоления, большинство
выявлено на площадках наблюдения, прилегавших к радиальным магистралям.
В 2011 году, несмотря на увеличение содержания хлорид-иона и натрия в
снежном покрове, загрязнение почв придорожных газонов хлорид-ионами и
натрием оказалось ниже значений 2010 года. В 2011 году, как и в 2010,
концентрации хлоридов и натрия в почвах не превышали установленных
нормативов.
Поверхностные водные объекты: По хлоридам и натрию в реках
Москва, Яуза, Сходня, Сетунь превышения культурно-бытовых и рыбохозяйственных нормативов выявлены, только в периоды таяния снега. Это
говорит об отсутствии негативного воздействия применения ПГР на основе
хлористого натрия на загрязнение реки Москвы по данным веществам.
Вместе с тем, превышения нормативов содержания хлоридов и натрия
выявлены только в реке Яуза (9% и 14% проб соответственно).
Грунтовые воды - выявлены превышения по хлоридам в грунтовых
водах верхнего гидрологического этажа – увеличение составило 15% (в
скважинах до 20 м). Наибольшие концентрации хлоридов в 2011 году (до 570
мг/л) наблюдались в грунтовых водах глубиной залегания от 10 до 20м, что
примерно в 3 раза превышает значения для грунтовых вод на 5-метровой
глубине и в 1,6 раз превышает установленный норматив.
Для установления влияния ПГР на грунтовые воды необходим более
длительный ряд наблюдений.
Учитывая, что процессы накопления загрязняющих веществ в природных
средах, через определенный промежуток времени, могут в итоге привести к
необратимым изменениям
Необходимы меры по снижению указанного воздействия, в частности
обязательное
соблюдение
требований
технологии
зимней
уборки
автомагистралей, в части состава ПГР, расходов реагентов при различных
температурных режимах, а также исключение роторной уборки снега с
попаданием загрязняющих веществ на озелененные территории.
Необходимо периодическое обследование почв и вод (грунтовых и
поверхностных) на содержание соединений группы галогенов (хлора, йода,
брома и фтора), тяжелых металлов, а также проведение комплексного
экологического мониторинга, включая радиологические исследования.
135
На основании представленной оценки воздействия на окружающую среду, предлагаемая «Технология» в процессе ее реализации не вызовет недопустимых экологических последствий.
По объёму и содержанию материалы соответствует экологическим
требованиям, установленным законодательством Российской Федерации.
Предусмотренные в проекте заявленной «Технологии» мероприятия и решения
при их реализации обеспечивают минимизацию негативного воздействия на
окружающую среду и соответствуют требованиям законодательных и
нормативных документов.
Изложенные в материалах оценки воздействия «Технологии» на окружающую среду (ОВОС), предложения и рекомендации направлены на повышение качества принятых решений и должны быть учтены при реализации
«Технологии».
Анализ приведенных в материалах результатов оценки воздействия
«Технологии» на окружающую среду свидетельствуют о допустимости и
экологической безопасности прогнозируемого воздействия.
136