В статье рассмотрены способы борьбы с шумовым загрязнением и вредными выбросами двигателей внутреннего сгорания в загородной среде. Рассмотрены различные виды растений, способствующих уменьшению загрязнений данного вида. Описана фитонцидная роль зелёных насаждений.
Ключевые слова: загрязнение, шум, выбросы, микроорганизмы, фитонциды, растения
В XXI веке в развитых и развивающихся странах наблюдается рост автомобильного транспорта, а также рост транспорта, использующего двигатели внутреннего сгорания (ДВС). Это привело как к росту экономического развития, так и к негативным последствиям в виде загрязнения воздушной среды, водной среды и почвы. Также немаловажным фактором в данной ситуации является возросший уровень шума.
В настоящее время проводится ряд исследований, направленных на очистку окружающей среды от вредных выбросов [1, 2], и повышения уровня экологической безопасности ДВС [3, 4].
Немаловажным фактором является защита окружающей среды не только в городской черте, но и за её пределами. В сельской и придорожной местности необходима защита от вредных выбросов автомобилей и сельскохозяйственной техники, а также защита от шумового воздействия данных видов техники.
Данные виды загрязнения являются сложной, комплексной, требующей больших усилий и средств проблемой [5]. В настоящее время предлагаются различные пути решения данной проблемы, в том числе очистка загрязнений при помощи микроорганизмов [2], использование альтернативных видов топлив [6, 7] каталитических нейтрализаторов и каталитических покрытий поршня [3, 4].
В данной статье будет рассмотрено влияние отработавших газов и шумового загрязнения на экологическую обстановку в загородной местности.
Вредные вещества. Каждая частица аэрозоля, пыли, копоти или сажи, выбрасываемая передвижными источниками загрязнений, обладает способностью адсорбировать на своей поверхности множество микроорганизмов. Чем выше концентрация в воздухе пыли, дыма, копоти, тем больше микробов. В состав атмосферной микрофлоры входят кокки, палочки, спорообразующие бациллы, клостридии, актиномицеты, пигментообразующие микробы, плесневые грибы, дрожжи и др. Несмотря на то, что воздух не является благоприятной средой для развития микроорганизмов, даже сравнительно короткое пребывание патогенных или условно патогенных бактерий в воздухе бывает вполне достаточно, чтобы обеспечить развитие заболевания и даже эпидемии.
В настоящее время при проведении экологического мониторинга воздушной среды не учитывается его микробное загрязнение. Сложность в применении гигиенических нормативов микробного загрязнения воздушной среды заключается в постоянном протекании процессов самоочищения в данной среде, связанных с природными явлениями, такими как осадки, инсоляция, температурные воздействия и др. Поэтому возникает необходимость в проведении микробиологического мониторинга воздушного бассейна и проведении мероприятий по снижению микробной обсемененности воздуха: регулярный полив автодорог, посадка древесных растительных барьеров, адсорбирующие поллютанты, реагентная обработка дезинфицирующими средствами и др.
В исследовании [8] был проведен мониторинг микробного загрязнения атмосферного воздуха в жилой зоне Волгограда в зависимости от близости к автомобильной магистрали. Количество клеток микроорганизмов оценивали седиментационным методом, который основывался на способности микроорганизмов под действием силы тяжести и под влиянием движения воздуха (вместе с частицами пыли и капельками аэрозоля) оседать на поверхность плотной питательной среды в открытые чашки Петри. Результаты исследования показали, что максимальное микробное загрязнение атмосферного воздуха наблюдалось вблизи транспортных магистралей с наиболее интенсивным движением автомобильного транспорта.
Роль зелёных насаждений. На загородных участках дорог и автомагистралей уровень загрязнения ниже городского. При этом, ослабление вредного воздействия отработавших газов и шума является актуальной задачей для современной экологии.
В загородной среде одним из основных способов борьбы является озеленение придорожных зон. Газозащитная роль деревьев может характеризоваться различными параметрами: рядность, вид озеленения, коэффициент ажурности и высота зелёного экрана. Снижение выбросов вредных веществ при помощи зелёных насаждений наиболее эффективно в летний период. Так трёхрядная посадка деревьев с двумя рядами кустарника, высотой 1,5 м, на полосе, шириной до 20 м способная снизить уровень загрязнения до 50 %. Данный вид озеленения нередко применяется в городской местности. В загородной среде обитания чаще всего вблизи населённых пунктов используют четырёхрядную посадку деревьев с кустарниками, высотой 1,5 м на полосе, шириной до 50 м, при этом поперечный профиль шумозащитной полосы должен иметь форму треугольника с более пологой стороной, обращённой к проезжей части [9]. При этом необходимо использовать деревья, обладающие наибольшей устойчивостью к выхлопным газам автомобиля. Из хвойных пород деревьев таковыми являются лиственница сибирская (Lárix sibírica), сосна обыкновенная (Pínus sylvéstris), ель (Pīcea pūngens), из лиственных: тополь белый (Pópulus álba), дуб черешчатый (Quércus róbur), липа сердцевидная (Tília cordáta), берёза повислая (Bétula péndula), клён ясенелистный (Ácer negúndo), из кустарников: кизильник блестящий (Cotoneáster lucídus), шиповник майский (Rósa majális), бирючина обыкновенная (Ligústrum vulgáre). Кроме того кроны лиственных деревьев поглощают до 26 % падающей на них звуковой энергии. Крупные лесные массивы снижают уровни шума авиационных моторов на 22–56 % по сравнению с открытой местностью (на одном и том же расстоянии от источника шума). Среди множества факторов, влияющих на микрофлору воздуха, особое место отводится фитонцидам. Фитонциды — летучие и нелетучие, выделяемые растениями и защищающие их вещества, способные подавлять рост, тормозить развитие вредных болезнетворных бактерий, микроорганизмов и таким образом оздоровлять воздух.
Перечисленные выше виды растений проявляют высокую фитонцидную активность по отношению к микроорганизмам воздуха, гемолитическому стрептококку, золотистому стафилококку и кишечной палочке. В сосновом бору, находящемся в хорошем состоянии и благоприятных условиях, произрастания болезнетворных бактерий в 2 раза меньше, чем в лиственном. Хвойные породы за сутки способны выделить летучих веществ: 1 га можжевельника — 30 кг, сосны и ели — 20 кг, лиственных пород — 2–3 кг. Однако сосновым насаждениям свойственны повышенные радиация и температура воздуха, пониженная влажность, поэтому для отдыха наиболее благоприятными будут территории смешанных хвойно-лиственных насаждений.
Кроме того, существуют физиологические группы бактерий, среди которых выделяют нитрифицирующие (Nitrosomonas, Nitrosococcus и Nitrosospira). До недавнего времени считалось, что данные бактерии оказывают благородное влияние на почву. Однако при использовании на автотранспортных и сельскохозяйственных предприятиях машин, оснащённых дизельными двигателями возникает опасность окисления вредных выбросов NOx с последующим образованием гидроксамовых кислот и различных вредных азотных соединений [2]. Использование зелёных насаждений помогает уменьшить данные риски не только в сельской, но и в городской местности.
Вывод. Зеленые насаждения способствуют оздоровлению окружающей среды за счёт способностей к задерживанию и поглощению шума и вредных веществ.
При выборе ассортимента растений для озеленения в загородной местности и вблизи автодорог необходимо отдавать предпочтение растениям, устойчивым к выбросам автомобильного транспорта и сельскохозяйственной техники в данных природоклиматических условиях. Также необходимо применять четырёхрядную посадку деревьев с кустарниками, высотой 1,5 м на полосе, шириной до 50 м.
При этом следует иметь в виду, что широкие, плотные массивы гасят ветер, и на территории автодорог и магистралей возникает ситуация, способствующая концентрации вредных газов. Чередуя вдоль дорог насаждения с открытыми участками, можно значительно усилить проветривание территории в вертикальном направлении.
Литература:
- Бурмистрова Т. И., Алексеева Т. П., Перфильева В. Д., Терещенко Н. Н., Стахина Л. Д. Биодеградация нефти и нефтепродуктов в почве с использованием мелиорантов на основе активированного торфа // Химия растительного сырья. 2003. № 3. — С. 69–72.
2. Литвинов П. В., Чиркова А. И. Использование микроорганизмов при биологической очистке загрязнений, вызванных вредными выбросами поршневых двигателей // Молодой ученый. — 2017. — № 4. — С. 200–203.
- Ведрученко В. Р., Иванов А. Л., Борисов В. А., Литвинов П. В. Влияние материала поршня на процесс сгорания топлива в двигателе // Вестник СибАДИ. — 2016. — № 5(51). — С. 61–68.
4. Борисов В. А., Иванов А. Л. Обоснование выбора материала катализатора для повышения экологической безопасности ДВС // Архитектура, строительство, транспорт [Электронный ресурс]: материалы Международной научно-практической конференции. — Омск: СибАДИ, 2015. — С. 967–970. (дата обращения 17.01.2017)
- Булкин В. В., Калиниченко М. В., Штыков Е. А., Фильков Д. Е. К вопросу об использовании шумопоглощающих средств на техногенных пространствах // Вестник ТГУ. — 2014. — Т. 19, Вып. 5. — С. 1388–1392.
- Бурмистрова Т. И., Алексеева Т. П., Перфильева В. Д., Терещенко Н. Н., Стахина Л. Д. Биодеградация нефти и нефтепродуктов в почве с использованием мелиорантов на основе активированного торфа // Химия растительного сырья. 2003. № 3. — С. 69–72.
- Ведрученко В. Р., Крайнов В. В., Лазарев Е. С., Литвинов П. В. Исследование рабочего процесса дизельного двигателя при использовании альтернативных видов топлива // Вестник СибАДИ. — 2016. — № 6(52). — С. 29–38.
- Стяжин В. Н., Владимцева И. В., Крюкова А. С., Кириличева О. В. Мониторинг и математическое моделирование микробного загрязнения атмосферного воздуха Волгограда вблизи автодорог // Инженерный вестник Дона. — 2014. — Т. 29 № 2. — С. 88.
- Трофименко Ю. В., Лобиков А. В. Биологические методы снижения автотранспортного загрязнения придорожной полосы. — М., 2001. — 96 с. — Автомоб. дороги: Обзорн. информ. / Информавтодор; Вып. 5.
