Влияние автотранспорта на атмосферу и растительность

Автотранспорт является одним из основных загрязнителей города Нижнекамска. Доля транспортного загрязнения воздуха составляет 60% по СО и более 50% по NО от общего загрязнения атмосферы этими газами.

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу транспортом через загрязнения атмосферы, влияет на здоровье населения города.

Характеристика города Нижнекамска

Город Нижнекамск расположен на левом берегу реки Камы, северо-восточнее устья Зайя, в 35 км западнее от железнодорожной станции Круглое поле. Площадь города составляет 6125 км 2. Расстояние до города Казани 237 км.

Население города ( по данным 2001 г. ) – 190,8 тысяч человек.

Город Нижнекамск возник в 1961 году в связи со строительством нефтехимического комбината.

Из 9 с лишним тысяч гектаров городской территории 1331га занимают зелёные насаждения. Это не малый процент, однако, явно недостаточно для обогащения воздуха кислородом, если учесть, что в городе большое количество автотранспорта.

Климат региона умеренно-континентальный с отчётливо выраженными сезонами года, определяется проникновением в любое время года холодных воздушных масс с севера, а также тёплых сухих с юго-востока. Эти воздушные массы иногда вызывают резкое похолодание или высокие температуры на длительное время. В городе преобладают южные, юго-западные и юго-восточные ветра.

Влияние автотранспорта на растения

Характеризуя автотранспорт, как источник загрязнения атмосферного воздуха, нельзя не отметить, что среди всех источников загрязнения, именно транспорт занимает лидирующую позицию.

Выхлопные газы автомобилей содержат до 200 различных химических веществ. К таким веществам относятся: угарный газ, углеводороды, оксиды азота, альдегиды, кетоны и другие. Эти вещества выделяются в большом количестве, при работе двигателя на холостом ходу и полных нагрузках.

Для очистки воздуха в городе, большую роль играет зелёные насаждения.

В листьях дерева хлорофилловые зёрна поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Дерево средней величины за 24 часа восстанавливает столько кислорода, сколько необходимо для дыхания трёх человек.

За один час гектар леса поглощает из воздуха 220-280кг углекислого газа, и при этом выделяет 180-220кг кислорода. Однако не у всех пород одинаковая способность очищения воздуха т. к. тополь является самым лучшим очистителем воздуха.

Следует иметь в виду, что эффективным газозащитником является полоса густых зелёных насаждений. Чем их больше тем город, и зелёный покров защищён лучше.

Защитная функция также зависит от их чувствительности к загрязнённому воздуху.

Как известно, наиболее неприхотливым придорожным растением является одуванчик. В большинстве случаев вещества выделяющие автотранспортом угнетают рост растений, приводя к возникновенью уродливых форм листьев, снижая высоту растения. Учитывая это, происходил сбор одуванчиков на той стороне дороги, куда в большей степени дуют ветра.

Влияние транспорта на население города

Зелёные насаждения, выполняют многообразные естественные санитарно-гигиенические функции, исторически являются фактором формирования, оптимизма и управления качеством среды. Они например способны снизить температуру воздуха на 10-150C и увеличить влажность воздуха в летний период на 15-30% , каждое отдельно стоящее дерево за день использует 370 литров воды , что эквивалентно работе пяти кондиционеров, полоса древесно-кустарниковых насаждений шириной 30 м. снижает уровень концентрации углекислого газа на 70% , а уровень звука на 10-12ДБ. Наконец один гектар паркового насаждения поглощает 75-80 кг фтора , 200кг сернистого альдегида за год, перехватывает от 30 до 70 тон промышленной пыли, снижает общую загрязнённость воздуха на 10-35% и запыленность на 20-65%.

Выяснено, что тополь канадский с кроной до 10кг весом способен за сутки очистить 40 м3 грязного воздуха. Тоже можно сказать и о липе мелколистной, ясене зелёном, берёза бородавчатой и др.

Влияние ветра на рассеивание вредных веществ автотранспорта

Горизонтальное перемещение воздуха зависит от особенностей распределения атмосферного давления. Это горизонтальное движение называется ветром.

Скорость ветра примерно всегда находится в пределах от пяти до десяти метров в секунду, но иногда она может достигать до пятидесяти метров в секунду доказано, что скорость ветра влияет на концентрацию примесей за счет изменения объёма воздуха. Турбулентность сильно влияет на рассеивание загрязняющих веществ.

В связи с изменением скорости и направления ветра загрязнения в одной и той же точке в разное время будет разным. Рельеф земной поверхности может корректировать направление ветра. Чаще всего это заметно в долинах рек. Такие местные ветры можно наблюдать в долине реки Камы. За счёт неровностей земной поверхности скорость ветра замедляется. А с удалением от земли скорость ветра возрастает. При высоком атмосферном давлении воздух опускается в низ и прижимает всё то, что выходит из автомобильных и заводских труб.

В городах скорость ветра уменьшается, но одновременно увеличивается турбулентность за счёт неровностей подстилающей поверхностей.

Ветры являются благополучным фактором для экологии города.

Материал и методика

Работа выполнялась в октябре-ноябре месяцах 2004 и 2005 годов. В 2004 году выявлялось количество выбросов от автотранспорта, а 2005 – выявлялось направление распространения выхлопных газов и влияния их на окружающую растительность.

Исследования проводились на автомагистралях проспекта Мира, Химиков, ул. Лесной.

В ходе статьи были использованы следующие методики:

1. Определение количества загрязняющих веществ проводился через:

• подсчет единиц автотранспорта проходящие по исследуемым участкам за 20 минут, далее пересчитывалось на 1 час.

• Для выявление динамики количества транспорта в разные дни недели построены диаграмма 1;

• Расчет количества топлива сжигаемого при этом двигателем автомашин, проводится по формуле Q =L*Y, где L – путь пройденный автомобилем;

Y – удельный расход топлива, составляющий:

0,11-0,13л для легковых автомобилей;

0,29-0,33 для грузовых.

• При расчет количества вредных веществ использовали данные.

2. При расчете количества чистого воздуха необходимого для разбавления выделившихся вредных веществ использовались данные ПДК по этим веществам и формулу м = V*М\22,4

3. Определение направления ветра велось с помощью компаса и легкой полоски бумаги на каждом исследуемом участке. По недельным наблюдениям составлялись «розы ветров» для определения преобладающего направления ветра.

4. Для определения степени загрязнения растительного покрова производился сбор розеток одуванчиков на разных расстояниях(1м,3м,5м) от дороги в 3-х районах города. Далее определялся вес каждого растения и измерялась длина листьев, выявлялись уродливые форм листьев и рассматривалось их в процентное соотношение.

5. При разработке системы защиты от выхлопных газов проводилась оценка защищенности зелеными насаждениями, на основе анализа древесного и кустарникового состава растительности.

Исследуя транспортный поток в течение недели на улицах Мира, Химиков и Лесной были получены следующие результаты, за 20 минут в среднем по: пр. Мира легковых машин проезжает – 178, грузовых – 35; пр. Химиков -699; грузовых – 155; ул. Лесная- 81; грузовых – 10;

При пересчете на 1 час получилось: пр. Мира легковых машин проезжает – 708; грузовых – 125; пр. Химиков – 699; грузовых – 155; ул. Лесная – 328; грузовых – 49;

Самое большое количество автотранспорта проходит по пр. Мира(833), самый низкий показатель – ул. Лесная(377). Везде преобладает легковой транспорт.

Диаграмма1 построенная на основе таблицы 1 показывает изменение количества транспорта за неделю по каждой улице.

Из нее видно, что больше всего автотранспорта по воскресным дням, что связано с выходными днями большинства населения города.

Суммируя весь автотранспорт рассчитано количество топлива сжигаемого им Только за 1 час на 3 улицах сжигается 105,6 литров бензина легковыми автомобилями и 81,6 литров грузовыми, всего составляет за 1 час 187,2 литра топлива.

Если за один час один автомобиль выделяет в атмосферу 0,6 литров углекислого газа, 0,1 литров углеводорода, 0,4 литра оксида азота, то рассчитав какое количество, выделится вредных веществ из 187,2 литра топлива получились следующие данные: СО – 112,32л, углеводорода – 112,86л, NО – 7,488л. за один час.

Нам нужно узнать, сколько нужно чистого воздуха, чтобы разбавить выделившиеся 232,66 л вредных веществ(СО, углеводородов, NО2). Вычислив, получилось около 401,8 м³ чистого воздуха, чтобы вредные вещества в воздухе приблизились к нормам ПДК для СО – 3мг\ м3 , NО2 - 0,04 мг\ м3, углеводорода – 25 мг\ м3.

Эти вредные вещества, ветром распространяются в основном по следующим направлениям: на проспекте Мира преобладают СВ и В направление; на пр. Химиков утром и вечером преобладают ЮЗ ветра; на ул. Лесная в течение дня дули СЗ ветра;

Эти данные показывает, что на ул. Лесной загрязнение уносится в сторону леса, на пр. Химиков страдают больше жилые дома находящиеся на СЗ стороне, а на пр. Мира – жилые дома на западной стороне.

Таблица №6 Направление ветра в разные время суток.

Дата наблюдения Время наблюдения Направление ветра

Пр. Химиков Пр. Мира Ул. Лесная

26. 10 800 СВ СВ З

1800 С С СЗ

27. 10 800 В ЮВ СЗ

1800 СВ Ю ЮЗ

28. 10 800 СВ СВ СЗ

1800 ЮЗ В СЗ

29. 10 800 ЮВ С З

1800 ЮЗ СВ З

30. 10 800 Ю В СЗ

1800 В СВ ЮЗ

31. 10 800 ЮЗ В ЮЗ

1800 ЮЗ В З

1. 11 800 ЮЗ СВ СЗ

1800 ЮЗ В СЗ

Эти данные показывает, что на ул Лесной загрязнения уносятся в сторону леса, на пр. Химиков страдают больше жилые дома находящиеся на СЗ стороне, а на пр. Мира – З. (рис2, карта.

Анализ листьев одуванчиков показал, что по пр. Мира, по которому проходит наибольшее количество автотранспорта - 708 единиц, одуванчики больше подвержены уродливости. Одуванчики имеют маленький вес, карликовость роста, 1-ую форму уродливости листьев.

Улица Расстояние от Средняя Форма уродливости в % Длина листа дороги масса пробы и масса 1

листа(гр)

Мира 1м 2 1форма 8см

3м 2,8 2форма 10,3см

5м 3,4 2форма 13,2см

1форма – сильно изрезана листовая пластинка (70%-90%)

2 форма – менее изрезана листовая пластинка (50%)

3 форма – листовая пластинка без разрезов (40 и ниже)

Растения имеют лучший внешний вид: длина листьев и их масса наибольшая, преобладает 3-тья форма уродливости на ул. Лесная. Это связано с меньшей загазованностью из за меньшего количества транспорта проезжающей по ней – 377 ед. транспорта. Пр. Химиков дает средние показатели по уродливости листьев и количеству автотранспорта.

улица Расстояние от вес Форма уродливости Длина листа дороги

Химиков 1м 3,3 1форма 9,5см

3м 3,5 2форма 10,4см

5м 5,3 3форма 15,3см

Лесная 1м 2,5 2форма 2 см

3м 4 3форма 14см

5м 4,5 3форма 18см

Просматривается зависимость между количеством уродливых форм листьев и удаленности их от дороги. Чем дальше от дороги расположено растение, тем меньше на него влияют выбросы от автотранспорта и количество уродливых форм уменьшается, вес и размеры листа увеличиваются.

Большую роль в защите растительного покрова города, играют зелёные насаждения. Проанализировав древесные породы на 3 улицах города пришли к выводу, что наиболее озеленен пр. Химиков на нем произрастают – 4888 пород, с преобладанием берез – 1183. Береза, как и тополь канадский, принимающий значительное место в древостое - 725 деревьев, является одой из лучших газопоглащающим, пылеосаждающим и пылезадерживающим пород. Хорошими декоративными и оздоровительными компонентами являются здесь рябина, яблоня. Их низкорослость дополняет ярусность древостоя.

На других улицах меньше количество пород. На ул. Лесной, имеющей протяженность - 1,5 км преобладают березы – 120; кленов и елей не много; встречные полосы разделены узкой полосой древесно-кустарниковой растительности(лиственницы, рябины). При этом он граничит с лесным массивом, что смягчает действие автотранспорта.

Наихудшие показатели по защищенности древесно-кустарниковыми насаждениями наблюдается на пр. Мира - 117 молодых деревьев. Это связано с относительно молодостью улицы по сравнению с пр. Химиков. Через несколько лет, можно надеется на улучшение очистительной способности деревьев на проспекте.

Анализ показывает хорошую работу Горзеленхоза города и проектировщиков(жилые дома достаточно удалены от проезжей части). Населению рекомендуется бережно относится к древесным породам. Горзеленхозу продумать систему распространения в зеленом убранстве города таких пород как сирень, черемуха, ясень, смородина золотистая – породы наиболее газоустойчивые, пылеулавливающие и декоративные.

На пр. Мира увеличить количество кустарников для создание ярусности в посадках.

1. За час, в среднем по пр. Мира проезжает 708 легковых автомобилей, 125 – грузовых; по ул. Лесной – 328 легковых, 49 грузовых; пр. Химиков – 699 легковых, 155 грузовых

За 1 час сжигается 187,2 литра топлива. При этом выделяется в атмосферу 232,66 л вредных веществ(112,321 л СО; 112,86л углеводородов; 7,488 л NО2).

2. Для разбавления этого количества вредных веществ необходимо 401, 8 м3 чистого воздуха.

3. На пр. Химиков утром преобладают ЮЗ ветра и ЮЗ вечером – по направлению к жилым домам, на пр. Мира СВ. , В ветра – вдоль дороги, на ул. Лесная СЗ,СЗ – от жилых домов.

4. Наибольшее поступление загрязняющих веществ наблюдается на пр. Мира. Ветра, направленные вдоль дороги, несколько снижают вредные воздействия на жителей проспекта, но загрязненность в травянистом ярусе здесь выше, чем на других участках. Наименьшее загрязнение на ул. Лесная – наименьшее количество транспорта, наилучшая озелененность. Пр. Химика имеет средние показатели и по количеству транспорта, и внешнему виду одуванчиков. Чем растение дальше от дороги, тем меньше на него влияют вредные выбросы от автотранспорта.

5. Наиболее озеленен пр. Химиков на нем произрастают – 4888 пород. На ул. Лесной низкая озелененность улицы компенсируется близостью с лесом. Наихудшие показатели по защищенности древесно-кустарниковыми насаждениями наблюдается на пр. Мира - 117 молодых деревьев. На всех улицах по мимо посадок по обе стороны от дороги имеются разделительные посадки между встречными полосами дороги с участием древесно-кустарниковых пород, снижающих вредное воздействие выхлопных газов.

Город спроектирован и озеленен с учетом все норм и правил градостроения. Населению остается только бережно относится к древесным породам, а горзеленхозу продумать систему распространения в зеленом убранстве города таких пород как сирень, черемуха, ясень, смородина золотистая – породы наиболее газоустойчивые, пылеулавливающие и декоративные.