Сточные воды автомобильных дорог
Сегодня автомобильный транспорт считается одним из лидеров по величине экологического ущерба природе, а по некоторым показателям даже превосходит промышленные выбросы от вредных производств. По статистике начала 2000-х годов выхлопные газы от работающего автотранспорта составляли более 80% всех свинцовых выбросов, более 40% всех выбросов оксида азота и более 20% выбросов всех летучих органических соединений.
В развитых странах постоянно ищутся новые пути снижения негативного воздействия автотранспорта, чаще всего эти меры относятся к уменьшению выброса вредных веществ автомобилей в атмосферу.
Еще один фактор воздействия автотранспорта, которому традиционно уделяется пристальное внимание в инженерной экологии — шумовое загрязнение.
До недавнего времени сравнительно мало внимания уделялось еще одному направлению — загрязнению прилегающей к автодороге территории и грунтовых вод ливневыми стоками с поверхности дороги.
Оценка влияния ливневого стока с поверхности автодорог
Сток с поверхности автомобильных дорог и уровень его загрязнения на практике трудно оценить объективно. Существующие оценки на основании уже проведенных исследований дают совершенно разные величины.
Для проведения экологических расчетов необходимыми исходными данными служат концентрации загрязняющих веществ в поверхностных стоках с дорожного полотна. Методические указания для расчетов величин концентраций не всегда соответствуют реалиям сегодняшнего дня, поэтому не всегда могут быть применимы для этих целей.
Чтобы провести объективные исследования состава сточных вод, необходимо прямо на месте подготовить исследовательскую аппаратуру и измерить концентрации веществ в ливневых стоках во время дождя. Как показывает практика, концентрации нефтепродуктов находятся в диапазоне 0,2 - 15,0 мг/л с медианой для ряда наблюдений, составляющей 2 мг/л. Существующие справочные величины дают значительно большие величины концентраций. Так, рекомендации СоюздорНИИ для ливневых стоков с поверхности автомобильных дорог дают следующие значения концентраций:
- по нефтепродуктам — 24 мг/л,
- по взвешенным веществам – 1300 мг/л,
- по свинцу — 0,28 мг/л.
Как можно предположить, интенсивность дождя является фактором, оказывающим влияние на концентрации загрязняющих веществ. Кроме того, имеет значение продолжительность периода без дождя, величина транспортного потока на дороге, периодичность уборки улицы и другие факторы.
Концентрация загрязняющих веществ в стоках будет максимальна в начальный период дождя (10-30 минут от начала), что приблизительно совпадает с пиком интенсивности осадков.
Содержание взвешенных веществ будет наибольшей в начальный период дождя, потом она будет снижаться, а в конце дождя снова может немного увеличиваться. Содержание нефтепродуктов тоже будет максимальным в начальный период, постепенно снижаясь до малых значений, и потом остается практически постоянной до конца дождя.
Противогололедные смеси и загрязнение поверхностных сточных вод их компонентами по-прежнему остается актуальной проблемой. Для снижения гололедных явлений дороги посыпаются солями, содержащими хлорид натрия или хлорид кальция. В процессе таяния снега соляные компоненты попадают в поверхностные талые воды и в грунт придорожной полосы. Засаливание почвенного покрова может приводить к гибели придорожных растений и лесистых насаждений.
Существует норматив на количество противогололедных смесей. Для II дорожно-климатической зоны он составляет не более 2 кг на 1 м2 дорожного покрытия. Если концентрация хлористого натрия в снежном покрове превышает 0,2 кг/м2, использование хлоридов для борьбы с гололедом должно быть прекращено, а для противогололедных целей должны использоваться альтернативные методы.
Наибольшая концентрация противогололедных компонентов (хлоридов) определяется в снеге так называемых «сухих» свалок снега. Содержание хлоридов в снегосвалках достигает 3700 мг/л, в то время как ПДК хлоридов в сточных водах составляет 300 мг/л.
Очистка сточных вод с поверхности автодорог от хлоридов на практике не всегда возможна. Поэтому единственный доступный способ снизить концентрации солей в сточных водах — использовать метод разбавления концентрированных стоков с незагрязненными природными поверхностными водами.
Состав сточных вод с автомобильной дороги
В результате выпадения осадков или таяния снега образуются значительные объемы поверхностных сточных вод. Обычно они безо всякой очистки стекают с водонепроницаемого асфальтового полотна на прилегающую территорию, просачиваются в грунт и попадают в водоемы с поверхностными водами.
Эти стоки сильно загрязнены веществами, концентрации которых во много раз превышают допустимые показатели.
Углеводородные соединения в составе нефтепродуктов (бензол, стирол, ксилол, толуол, бензапирен) обладают самостоятельными токсичными эффектами на живые организмы, в том числе мутагенного и канцерогенного характера. Попадая в водоемы, нефтепродукты образуют поверхностную пленку, препятствующую проникновению кислорода и вызывая гибель водных организмов.
Противогололедные реагенты могут содержать в себе соли (хлорид натрия, соединения калия или кальция), карбамид, гипс, цианиды и другие вещества, трансформация которых в окружающей среде еще окончательно не изучена. Зарубежные исследования показывают, что хлориды в составе реагентов способны воздействовать на химические показатели прилегающих грунтов, изменять кислотный показатель почвы и пагубно влиять на состав растительности.
Отечественные исследования снежного покрова вблизи автодорог с интенсивным движением транспорта обнаружили в снегу повышенное содержание тяжелых металлов — свинца, меди, марганца, алюминия, никеля, ванадия, молибдена и титана.
Моторные масла и смазки от стихийных утечек могут быть еще более ядовиты, чем нефтепродукты. От эксплуатации транспорта зачастую образуются опасные отходы, которые не утилизируются должным образом. Смывы с отходов просачиваются в грунт и загрязняют почву, подземные воды и поверхностные водоемы — масляные фильтры, этиленгликоль из антифриза, металлическая пыль тормозных накладок, резина автопокрышек и т. д.
Взвешенные вещества в составе поверхностного стока автодорог попадают в природные водоемы и вызывают такие неблагоприятные последствия как повышение мутности воды и заиление водоемов. Высокая органическая составляющая в составе взвешенных веществ ведет к росту значения химического потребления кислорода (ХПК) и затрудняет естественные процессы самоочищения природных вод.
Для снижения всех негативных воздействий стока с поверхности автодорог необходима организация водосбора и организованных отвод стоков на специальные очистные сооружения. Тип водоотвода необходимо обосновывать в зависимости от
- объема дождевого стока,
- размера водосборного бассейна,
- интенсивности движения транспорта,
- типа дорожного покрытия,
- химического состава стоков,
- совокупности геологических,
- гидрологических и биологических характеристик территории.
