Накапливающиеся в почве химические элементы, особенно металлы, охотно усваиваются растениями и через них по пищевой цепи переходят в организм животных и человека. Часть их растворяется и выносится стоковыми водами, попадает затем в реки, водоемы и уже через питьевую воду также может оказаться в организме человека. Действующие нормативные документы требуют пока сбора и очистки стоков только в городах и водоохранных зонах. Учет транспортного загрязнения почвы и водоемов на территории прилегающей к дороге, необходим при проектировании дорог 1 и 2 экологического класса для оценки состава загрязнения почвы сельско-хозяйственных и селитебных земель, а также для проектирования очистки дорожных стоков.
Исследований загрязнений почвы до сих пор выполнено немного: процесс выброса и распределения загрязняющих частиц на поверхности почти также сложен, как и в воздухе, а натурные измерения с использованием методов микроанализа не всем доступны и дороги. Поэтому данные натурных измерений представляют особую ценность. Наиболее полные исследования на высоком для того времени уровне были проведены в Институте биологии Латвии в конце 70-х годов. Их авторы Дз.Ж.Бериня, И.М.Лапиня, Л.В.Карелина и др. получили большой объем данных о наличии в придорожной почве и растениях тяжелых металлов и других элементов с учетом различных влияющих факторов. В отношении выбросов свинца получили известность исследования Р.Х.Измайлова, выполненные в МАДИ в конце 70-х годов, работы В.И.Пуркина, Т.С.Самойловой.
Наиболее распространенным и токсичным транспортным загрязнителем, считается свинец. Он относится к распространенным элементам: его среднемировой кларк (фоновое содержание) в почве считается 10 мг/кг. Примерно такого же уровня достигает содержание свинца в растениях (на сухую массу). Общесанитарный показатель ПДК свинца в почве с учетом фона - 32 мг/кг.
По некоторым данным содержание свинца на поверхности почвы на краю полосы отвода обычно составляет до 1000 мг/кг, но в пыли городских улиц с очень большим движением может быть в 5 раз больше. Большинство растений легко переносят повышенное содержание в почве тяжелых металлов, только при содержании свинца более 3000 мг/кг возникает заметное угнетение. Для животных опасность вызывает уже 150 мг/кг свинца в пище.
В США в конце 70-х годов были опубликованы данные исследований, свидетельствующие, что в каждом погонном метре защитной полосы шириной 100 м дороги с интенсивностью движения 90 тыс. авт./сут за 10 лет эксплуатации аккумулировалось 3 кг свинца. Это послужило действенным аргументом в пользу ограничения применения свинцовых добавок. По данным, полученным в Голландии, при общем фоновом содержании свинца в траве 5 мг/кг сухого веса, на обочинах его оказалось в 40 раз, а на разделительной полосе - в 100 раз больше. Эти данные дали основание запретить использование дня фуража травы в полосе 150 м от автомагистралей.
Согласно выполненных латвийскими учеными замеров концентрация металлов в почве на глубине 5-10 см вдвое меньше, чем в поверхностном слое до 5 см. Наибольшее количество отложений обнаружено на расстоянии 7-15 м от края проезжей части. Установлено, что через 25 м концентрация снижается примерно вдвое и через 100 м приближается к фоновой. Учитывая, однако, что до половины свинцовых частиц не выпадает сразу на землю, разносится с аэрозолями, выбросы свинца, хоть и в меньшей концентрации, могут откладываться на больших расстояниях от дороги.
Выше было отмечено, что контроль за отложениями выбросов других металлов, вследствие их не токсичности (железо, медь) или малого содержания нормативными документами, не установлен. При необходимости, имея данные об эмиссии, можно без большой ошибки использовать изложенную методику и для других тяжелых металлов. Реальное распределение загрязнений в основном подтверждает возможность применения упрощенных способов расчета, основанных на статистической обработке натурных замеров. Но из-за неучета многих влияющих факторов объективная точность таких расчетов невелика и для случаев, когда назначение защитной полосы или строительство специальных защитных сооружений связано со значительными затратами; следовало бы применять более надежные методы.
По данным ряда наблюдений из общего количества выбросов твердых частиц, включая металлы, примерно 25 % остается до смыва на проезжей части, 75 % распределяется на поверхности прилегающей территории, включая обочины. В зависимости от конструктивного профиля и площади покрытия в сточные дождевые или смывные воды попадает от 25 % до 50 % твердых частиц.
В странах с высоким уровнем автомобилизации озабоченность вызывает загрязнение придорожной полосы остатками аварий, выброшенными старыми автомобилями. Только во Франции их число в 70-х годах достигало 1-1,5 млн. в год. Наряду с уборкой придорожной полосы за счет эксплуатационного финансирования установлены высокие штрафы за покинутый автомобиль. Введение компьютерного учета всех транспортных средств сделало невозможным сокрытие их владельцев и проблема после этого потеряла актуальность. Очень жестко наказывается и выбрасывание на дорогах банок, бутылок и другого мусора. Конечно, результативность борьбы с загрязнением придорожных земель пользователями дороги зависит от общего порядка и качества содержания. Известно, например, что в США средние по штатам расходы на уборку дорог от мусора достигают 1 млн. долларов в год.
3. Загрязнение водоемов. Очистка стоков.
Загрязнение водных объектов происходит вследствие попадания транспортных выбросов на поверхность земли в бассейнах стока, в подземные воды и непосредственно в открытые водоемы. Вероятно, сбросы неочищенных стоков промышленных предприятий намного опаснее, но без учета дорожных воздействий на качество воды невозможно обеспечить должное качество среды обитания в целом.
Органы санитарного надзора обоснованно требуют от дорожных эксплуатационных организаций нормального содержания водоемов, находящихся в зоне непосредственного воздействия (защитной полосе) дороги. Из распространенных выбросов наибольшее беспокойство вызывает попадание в воду нефтепродуктов. Первые признаки в виде отдельных цветных пятен появляются уже при разливе 4 мл/м2 (толщина пленки - 0,004-0,005 мм). При наличии 10- 50 мл/м2 пятна приобретают серебристый отблеск, а более 80 мл/м2 - яркие цветные полосы. Сплошная тусклая пленка возникает при разливе более 0,2 л/м2, а при 0,5л/м2 - она приобретает темный цвет. По приведенным признакам можно ориентировочно подсчитать количество попавшей в водоем нефти, например, для определения ущерба от дорожной аварии.
Напомним, что ПДК нефти и нефтепродуктов 0,1-0,3 мг/л. Расчетная оценка водных загрязнений выполняется в следующих случаях.
1. Для нахождения границ полосы непосредственных воздействий - защитной полосы в водо-охранных зонах и других местах, где требуется сбор и очистка стоков.
2. Для расчета сооружений сбора и очистки стока.
3.Для определения суммарной степени загрязнений поверхностных и грунтовых вод.
Для расчета объемов водной части стока с выделенных площадей водосбора используется общепринятая методика расчета расхода незарегулированных водотоков с 95 % обеспеченностью по данным гидрометслужбы или по указаниям СНиП 2.01.14-83. Применительно к данной задаче методика описана в Рекомендациях Гипродорнии. Существенные трудности вызывает расчет количества смываемых стоками выбросов. Специальных комплексных исследований, которые учитывали бы влияние и автомобильных и дорожных факторов, не проводилось, поэтому приходится принимать состав стоков по имеющимся справочным данным.
Для укрупненных расчетов по дорогам высокой интенсивности движения рекомендовано принимать следующий состав загрязнений (табл.4)
Таблица 4
| Наименование | Количество мг/л | |
| в дождевых водах | в талых водах | |
| Взвешенные вещества | 1300 | 2700 |
| Эфирорастворимые вещества | 60 | 65 |
| Свинец | 0,28 | 0,30 |
| Нефтепродукты | 24 | 26 |
Для дорог и улиц, где систематическая уборка машинами с пневматическими системами не производится, приведенные показатели могут оказаться вдвое больше.
В табл.5 приведена более полная таблица качественных характеристик стоков, поступающих в городскую ливневую канализацию. Для сравнения в правой колонке приведены максимально-допустимые показатели, требующиеся для водоемов хозяйственно-питьевого назначения.
Таблица 5
| Показатели | Средняя концентрация в стоках, мг/л | |||
| дождевых | талых | моечных | массимально-допуст. | |
| рН | 7,75 | 8,15 | 7,75 | 6,0...9,0 |
| Взвешенных веществ | 1230 | 1645 | 700 | 0,75 |
| ХПК нефильтрованного | 470 | 562 | 400 | 15 |
| ХПК фильтрованного | 41 | - | - | - |
| БПК5 | 26 | 150 | - | - |
| БПК поли | 62 | 220 | - | 3 |
| Эфирорастворимые | 63 | - | 100 | нефть-0,3 |
| Азот аммонийный | 2 | 14 | 5,2 | - |
| Азот общий | 4,9 | 34 | - | - |
| Нитраты | 0,08 | - | 0,6 | 45 |
| Нитриты | 0,08 | 0,36 | 0,3 | - |
| Фосфор общий | 1,08 | - | 0,1 | - |
| Свинец | - | 0,03 | - | - |