автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Метод контроля загрязнения придорожных сельскохозяйственных земель отработавшими газами двигателей внутреннего сгорания

На правах рукописи

ГОРЮНОВА ЕКАТЕРИНА АЛЕКСАНДРОВНА

МЕТОД КОНТРОЛЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРИДОРОЖНЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ ОТРАБОТАВШИМИ ГАЗАМИ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (НА ПРИМЕРЕ БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ)

05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Орел - 2006

Работа выполнена в Брянской государственной инженерно-технологической академии на кафедре «Радиационная экология и безопасность жизнедеятельности».

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Мурахтанов Е.С.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Иванов Б.Р.,

кандидат технических наук, Пархоменко В.И.

Ведущая организация: БРЯНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Защита состоится ?» 2006 г. в « /Й » часов «СО » минут

на заседании диссертационного совета Д. 212.182.01 при Орловском государственном техническом университете по адресу: г. Орел, Наугорское шоссе, 29.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Орловского государственного технического университета

Автореферат разослан « » 006 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета ^ х Суздальцев А.И.

ЛОО£А

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Контроль загрязнения сельскохозяйственных угодий отработавшими газами двигателей внутреннего сгорания, применяемых на автотранспорте, необходим для своевременного выявления нарушений химического состава и структуры почв и позволяет дать практические рекомендации по совершенствованию системы сева и возможности произрастания различных культур на полях, в большей или меньшей степени подверженных загрязнению различными токсичными веществами. Особенно опасны тяжелые металлы: свинец, кадмий, цинк. В связи с тем, что для каждой сельскохозяйственной культуры характерен определенный микроэлементный состав, на основании проделанных исследований выработан ряд рекомендаций по рациональному засеиванию земель сельскохозяйственного назначения, загрязненными токсичными веществами, содержащимися в выхлопах автотранспорта.

В настоящее время нормативные методы определения распространения загрязняющих веществ и их приземистой концентрации (ОНД - 86, ОНД - 90 и др.) учитывают различные факторы (скорость ветра, температуру стратификации атмосферы, параметры источника выброса, температуру окружающего воздуха, характеристику рельефа местности). Но для разработки метода контроля состояния сельскохозяйственных земель под воздействием отработавших газов двигателей внутреннего сгорания не рассчитывается концентрация загрязняющих веществ в пахотном слое земли.

В связи с этим возникла острая необходимость оценить с точки зрения экологического контроля воздействие автомобильных двигателей на сельскохозяйственные земли, разработать методику контроля, переработать метод ОНД - 86 применительно к расчету выбросов автотранспорта, научно обосновать мероприятия по минимизации вредных последствий и дать практические рекомендации для улучшения сложившейся неблагоприятной ситуации.

Целью диссертационной работы является расширение экспериментально-теоретической базы, изучение состояния земель сельскохозяйственного назначения в связи с интенсивностью транспортного потока на исследуемых автодорогах, разработка метода контроля загрязнения придорожных сельскохозяйственных земель отработавшими газами автомобильных двигателей внутреннего сгорания.

Основными задачами исследований являются:

— анализ влияния вредных выбросов, содержащихся в отработавших газах автомобильных двигателей, на сельскохозяйственные земли;

— разработка методик и проведение экспериментальных исследований по определению тяжелых металлов, содержащихся в выбросах

автотранспорта;

— разработка метода контроля загрязнения придорожных земель сельскохозяйственного назначения отработавшими газами автомобильных двигателей внутреннего сгорания;

— обоснование практического использования разработанного метода контроля и методики экологического мониторинга по оценке влияния вредных выбросов автотранспорта на сельскохозяйственные почвы

Научная новизна диссертационной работы заключается в

следующем:

— в установлении влияния выбросов автотранспорта на химический состав придорожных сельхозземль при различных расстояниях от полотна дороги;

— в разработке нового метода контроля загрязнения придорожных сельскохозяйственных земель, оказывающихся под воздействием негативного влияния отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, включающего в себя разработку и обоснование способов исследований, внедрение новой методики взятия почвенных образцов на химический анализ, обработку результатов;

— применении существующего метода ОНД - 86 для расчета вредных выбросов свинца, содержащихся в отработавших газах автомобильных двигателей;

— в комплексном анализе состояния сельхозземель под воздействием различных видов двигателей внутреннего сгорания; изучении экологических последствий вредных выбросов токсичных веществ в атмосферу, воздействие выбросов автомобильных двигателей на прилегающие к автодорогам почвы.

— обосновании мероприятий, направленных на повышение экологичности транспортных средств и улучшение состояния окружающей природной среды.

Практическая значимость результатов исследования заключается

в следующем:

— разработан метод контроля загрязнения придорожных сельскохозяйственных земель отработавшими газами автомобильных двигателей внутреннего сгорания;

— предложена методика экологического мониторинга, позволяющая проанализировать вредное воздействие антропогенного фактора с учетом общей экологической ситуации в конкретном регионе; выявить сверхнормативный вид загрязнения;

— внедрение результатов исследований и конкретных научно обоснованных предложений позволит улучшить экологические показатели работы автомобильных двигателей, минимизировать ущерб, наносимый окружающей среде, здоровью живых организмов и растительности;

— учет результатов контроля при разработке плана севооборота позволит рационально использовать придорожные земли сельскохозяйственного назначения и получить с них чистую растениеводческую продукцию.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается сопоставлением экспериментальных результатов с теоретическими и другими результатами известными из научной и справочной литературы, использованием современных методов исследования, большим объемом экспериментального материала. Основные положения, выносимые на защиту:

— метод контроля загрязнения придорожных сельскохозяйственных земель отработавшими газами двигателей внутреннего сгорания, применяемых в автомобилестроении;

— методика отбора проб почв с целью контроля загрязнения их тяжелыми металлами, содержащимися в выбросах автомобильных двигателей;

— методика и результаты экспериментальных исследований по определению концентрации тяжелых металлов, содержащихся в отработавших газах автомобильных двигателей, в пахотном слое почвы;

— методика проведения экологического мониторинга по оценке влияния отработавших газов двигателей внутреннего сгорания на придорожные земли сельскохозяйственного назначения;

— рекомендации по посеву сельскохозяйственных культур на загрязненных территориях.

Личный вклад автора заключается в выборе темы, составлении методики исследований, сборе, обработке и научном анализе экспериментального материала, обосновании полученных результатов исследований и решений задач для достижения поставленной цели.

Апробация результатов работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на Региональных и Вузовских научно-практических конференциях и совещаниях в городе Брянске. Материалы диссертационной работы и результаты используются в учебном процессе Брянской Государственной Инженерно-Технологической Академии (БГИТА), работе аккредитованного испытательного Центра химизации и сельскохозяйственной радиологии «Брянский».

Публикации. Опубликовано десять научных статей и монография в двух частях.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 161 страницах машинописного текста, состоит из введения, четырех глав, выводов и приложений. Список литературы насчитывает 141 наименование, в том числе 10 на иностранных языках. Работа содержит 22 таблицы, 11 рисунков.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности темы и определены цели исследования. Приведен перечень положений, выносимых на защиту, представлена структура диссертации, оценена научная новизна и практическая значимость полученных результатов.

В первой главе рассматриваются общие вопросы загрязнения придорожных сельскохозяйственных земель отработавшими газами автомобильных двигателей, негативные последствия этого антропогенного воздействия, методы борьбы с ним и необходимости контроля загрязнения и учета результатов контроля при разработке плана севооборота. На поверхности земли около дорог с высокой интенсивностью движения концентрации тяжелых металлов могут составлять в среднем (части на миллион частей): кадмия-1.67; меди-64; цинка-164. (Александров В.Ю., Кузубова Е.П., Яблокова Е.П.). Факел выброса от одного легкового автомобиля распространяется на подветренной территории в радиусе 150-200 метров, а на расстоянии 50 метров наблюдается значительное превышение предельно-допустимых концентраций. Территориальное распространение загрязнений от одного автомобиля составляет 20000 м2 , увеличение количества автомобилей до 100 единиц ведет к загрязнению территорий площадью 350000 м2. (Иванов, Сторчевус) На скорость за1рязнения и концентрацию его в отдельных зонах влияют температурные инверсии, возникающие при штилевой погоде или слабых ветрах (1-4 м/с). Мощность инверсионного слоя может достигать от 300 до 500 метров. Его нижняя поверхность выполняет роль экрана, от которого на землю отражается факел вредных веществ, в результате чего их приземистые концентрации возрастают в несколько раз. При сгорании бензинов 50—75% соединений свинца, находящихся в топливе, выделяется вместе с отработавшими газами в виде свинцовых солей. Около 50% соединений свинца концентрируется вблизи транспортных магистралей и дорог. Свинец распространяется на расстояние 1000 метров и более от полосы отвода, а при сопутствующих условиях дальше. Зерновые культуры (ячмень, пшеница) могут содержать концентрации свинца в 5-8 раз превышающие допустимые, картофель — в 26 раз превышающих допустимые, морковь - в 4-7 раз превышающих фоновые.

В настоящее время автомобильные бензины в РФ вырабатываются по ГОСТ Р 51105-97 "Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированный бензин. Технические условия", ограничивающий максимальное содержание свинца не более 0,01 г/дм3, а также по различным техническим условиям на бензины автомобильные неэтилированные с улучшенными экологическими показателями. Эти ТУ должны соответствовать требованиям ГОСТ Р 51313-99 "Бензины автомобильные. Общие технические требования", который введен в действие с 1 июля 2000 г.

Данные показатели по содержанию свинца в бензинах соответствуют и Европейским экологическим нормам - "Евро-2".

С 1 июля 2002 г. введен в действие ГОСТ Р 51866-2002 "Топлива моторные. Бензин неэтилированный. Технические условия", ограничивающий содержание свинца в бензинах высшего качества согласно требованиям "Евро-4" до 0,005 г/дм3.

В настоящее время бензин марок Аи-92, Аи-95 и Аи-98, произведенный по аттестационным технологиям (ГОСТ), уже соответствует требованиям "Евро-2". Для большей части российского автопарка этого стандарта достаточно. По данным Минпромэнерго, 60% российского автопарка составляют автомобили "Евро-2" и ниже. Еще 30% соответствуют "Евро-3" (автомобили на дизельном топливе) и только 10% - "Евро-4".

Однако около 30 % автозаправок даже города Москвы продают топливо, не соответствующее требования ГОСТов, в том числе и по содержанию свинца, что выявила проверка департамента природопользования и охраны окружающей среды г. Москвы. Реального контроля за качеством топлива в целом по России попросту нет.

Загрязнение сельскохозяйственных почв тяжелыми металлами имеет отрицательные последствия. Во-первых, поступая по пищевым цепям из почвы в растения, а оттуда и в организм животных и человека, тяжелые металлы вызывают снижение количества и качества урожая сельскохозяйственных растений и животноводческой продукции, как следствие, рост заболеваемости населения и сокращение продолжительности жизни. Во-вторых, накапливаясь в почве в больших количествах, тяжелые металлы способны изменять ее многие свойства. Сильное загрязнение почв тяжелыми металлами, особенно вдоль автомобильных дорог, приводит к изменению гумусного состояния, структуры, рН среды.

К методам очистки почв от автотранспортных загрязнений следует отнести: биологические методы, формирование искусственной экосистемы на придорожных территориях, инженерные методы защиты природной полосы (создание бетонно-земляного вала с озеленением, предназначенного для защиты от транспортных загрязнений), рекультивация почв, механические способы мелиорации.

Вследствие избирательной поглотительной способности культурные растения концентрируют определенные металлы: луговые травы и бобовые -марганец, хром, медь; пшеница, картофель, подсолнечник и сахарная свекла -цинк. Почвенные и погодные условия существенно корректируют распределение большинства тяжелых металлов в культурных растениях. Характер накопления каждого элемента в растениях имеет свои специфические черты. При оценке степени загрязнения растительности тяжелыми металлами их содержание в основных сельскохозяйственных культурах можно использовать как фоновые.

Результаты экспериментов и расчетных оценок воздействия транспорта вблизи других автомагистралей показывают, что там образуются зоны локальных экологических катастроф. Концентрации тяжелых металлов в поверхностном слое сельскохозяйственных почв вблизи автомагистралей превышают санитарно-гигиенические нормативы. Наличие материнских пород, являющихся биогеохимическим барьером на пути миграции большинства техногенных загрязнителей, может служить местом их аккумуляции в сложившихся почвенно-климатических условиях, увеличить поступление тяжелых металлов в зону корневой деятельности. Для получения сельскохозяйственной продукции с безопасным уровнем содержания токсичных металлов необходимо продолжать исследования по изучению комбинированного воздействия антропогенных факторов на выращиваемые культуры и разработать систему мероприятий по минимизации нежелательных последствий.

Во второй главе предлагается метод контроля загрязнения придорожных сельскохозяйственных земель отработавшими газами автомобильных двигателей, включающий в себя разработку методики отбора проб почвенных образцов на химический анализ для сравнения с ПДК, оценку интенсивности грузопотока, расчет приземистой концентрации вредных соединений свинца. Данные массовых анализов распространяются на определенную площадь. Поэтому почвенный образец должен быть типичен для всего пахотного слоя характеризуемой площади. Смешанный образец представляет собой пробу почвы, состоящую из заданного количества единичных проб. Для взятия смешанных почвенных образцов используется тростьевой бур, который одновременно забирает 15-20 г почвы, и поэтому для составления одного смешанного образца весом 300 г приходится отбирать не менее 20 индивидуальных проб. Поле прямоугольной формы и однородно по почвенному покрову. На план наносят сетку элементарных участков квадратной формы. Маршрутные линии проводят по диагонали участков, начиная с крайних точек. По маршрутному ходу, начиная с «начальной точки» (на границе поля), отмеряются расстояния меркой (двухметровым полевым циркулем) или хорошо вымеренными шагами. Чтобы найти величину расстояния между точками, длину маршрутной линии в пределах данного участка делят на число проб. Целесообразно брать начальную пробу на расстоянии 15 метров от края дороги (при отсутствии лесозащитной полосы) или половины расстояния от полотна дороги до лесозащитной полосы, вторую - от 50 метров или конца лесополосы до 100 метров вглубь поля, а последующие четыре через 200 метров поля (рис. 1).

[ \ \ -С/хземли - Лесополоса

15 950 - расстояние от автодороги до места взятия проб (м)

Рис.1. Методика взятия образцов проб почв

При наличии лесополосы за точку отчета принимается конец лесополосы и при помощи сажени отмеряется расстояние 100 метров вглубь поля. Комплексная проба берется с участка 200x100 м2 и состоит из 25 индивидуальных проб. Третья проба берется на расстоянии от 150 до 350 метров, площадь участка 200x200 м2. Аналогично три последующие пробы берутся через каждые 200 метров поля (350-550 метров, 550-750 метров, 750950 метров) с участка площадью 200x200 м2. Объединенные пробы состоят из 25 индивидуальных. В тех случаях, когда выявляются участки с содержанием тяжелых металлов выше ПДК, проводят вторичный отбор проб почв с этого участка в конце вегетационного периода. Объединенную пробу составляют 25 точечных проб, отобранных тростевым буром БП-25-15 на глубину пахотного горизонта. На пахотных почвах точечные пробы почвы отбирают на глубину пахотного слоя из подпахотного слоя (две прикопки на элементарный участок). На кормовых угодьях точечные пробы почвы отбирают на глубину гумусового горизонта: 0-10 см на дерново-подзолистых и серых лесных почвах, 0-20 см - на черноземах, пойменно-луговых,

каштановых и других почвах степного и лесостепного типов почвообразования. Масса объединенной пробы 300 граммов.

Каждую объединенную пробу почвы помещают в полотняный мешок или полиэтиленовый пакет и вкладывают туда этикетку установленного образца. Отобранные пробы почвы высушиваются в проветриваемом затемненном месте до воздушно - сухого состояния. В почвенных пробах определяют «подвижные» формы тяжелых металлов и их валовое содержание. Степень загрязнения почв тяжелыми металлами выявляют путем сравнения с предельно-допустимой концентрацией соответствующего элемента в почве или его фоновым содержанием.

Суммарный выброс вредного вещества (г/км) определяем по формуле:

С 1= (А,* к,) * Ь (1)

где А - количество автомобилей определенной группы, проходящих

за час;

к - выброс вредного вешества одним автомобилем определенной группы, г/км;

1 - группы автомобилей;

Ь- коэффициент, учитывающий техническое состояние автомобилей, (1,1 -2,0);

С1 — суммарный выброс вредного вещества, г/км.

Расчет приземистой концентрации загрязняющего вещества от одиночного источника осуществляется по формуле:

_ АМРтщ °м ~ Я2(^АГ),/3' }

где А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы, для Брянска - 200.

М (г/с) - масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени.

Р - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе.

Н (м) - высота источника выброса над уровнем земли (Н =2).

г]- безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, Т1= 1.

АТ - разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Тг и температурой окружающего атмосферного воздуха Тв.

VI (м3 / с) - расход газовоздушной смеси.

Через выхлопные трубы машин в воздух попадает более 200 химических веществ. Однако самое токсичное воздействие оказывает добавленный в бензин свинец. Высокое содержание его в крови вызывает замедление роста, расстройства слуха и интеллектуальную деградацию. Среди экологических показателей бензинов важнейшим является содержание в них соединений свинца.

Расчетные выбросы свинца на трассе Москва - Киев составляют 1,16 г/сек. При удаленности участка сельхозземель от автодороги на 15 м расчетные выбросы свинца составили 5,5176 мг/м3, при 30м - 8,55 мг/м3, при 50м - 8,7362 мг/м3, при150м -3,2186 мг/м3, при 350м - 1,01 мг/м3, при 550м -0,395 мг/м3, при 750м - 0,211 мг/м3, при 950м - 0,183 мг/м3

При удаленности участка сельхозземель от автодороги Орел -Витебск на 15 м расчетные выбросы свинца составили 4,764 мг/м3, при 30м -7,384 мг/м3, при 50м - 7,543 мг/м3, при150м -2,779 мг/м3, при 350м - 0,873 мг/м3, при 550м- 0,34 мг/м3, при 750м- 0,1826 мг/м3, при 950м- 0,158 мг/м3

Наиболее опасная концентрация свинца в приземистом слое атмосферы наблюдается на расстоянии от 30 до 100 метров от источника выброса - автодороги, причем пика она достигает на расстоянии 33,796 метров от шоссе. На автодороге Орел - Витебск интенсивность транспортного потока ниже, чем на трассе Москва - Киев, следовательно, концентрация свинца в приземистом слое атмосферы тоже ниже, что подтверждают расчетные и экспериментальные данные.

В третьей главе произведена экспериментальная проверка достаточности разработанного метода контроля (на примере угодий Брянской области) и дается ряд рекомендаций по посадке сельскохозяйственных культур на загрязненных территориях. Почвы Брянской области формируются под влиянием леса и трав одновременно и имеют черты подзолистых и дерновых, за что их называют дерново-подзолистыми. Общая площадь земель сельскохозяйственного назначения на 1.01.2005г. составляет 2319,2 тыс. га. Непосредственно площадь сельскохозяйственных угодий составляет 1881,7 тыс. га.

Под контролем загрязнения почв понимается проверка соответствия загрязнения почвы по установленным нормам и требованиям. Чтобы на результат контроля не влияли микрозоны, необходимо брать комплексную пробу. Если ограничиться одной микропробой, получится большая дисперсность результатов измерений. На расстоянии 15 метров (середина участка до лесополосы) от края дороги проводится вдоль поля полоса длиной 250 метров. Через каждые 10 метров тростьевым буром на глубину пахотного слоя (0-20 см) берутся 25 точечных проб для объединенной первой пробы. Пробу целесообразно брать на таком расстоянии, так как на этих землях может пастись скот, и выращенная трава идет на корм домашним животным, то есть земли имеют сельскохозяйственное назначение.

Затем от лесополосы при помощи сажени отмеряется расстояние 100 метров. За точку отсчета принимается конец лесополосы. Вторую объединенную пробу берут, от конца лесополосы до 100 метров поля по диагонали. При увеличении площади взятия проб до 200*200 м2, дисперсия результатов измерений резко уменьшается. Увеличение дальнейшей площади, даже если и варьируется почва, нецелесообразно, так как дисперсия не изменяется. Макрозоны загрязнения могут быть обусловлены розой ветров, рельефом почвы, преимущественным выпадением осадков. При помощи сажени от намеченных 100 метров через 200 метров проводится линия до точки 300 метров. Индивидуальную пробу берут на глубину 0-20 см через каждые 11,3 метра поля. Это третья проба. Последующие 4 объединенные пробы брались аналогичным образом через 200 метров поля.

Отбор проб производился на автомобильной трассе Орел - Витебск на 156 и 157 километрах вблизи Бетово. Отбор проб осуществлялся на двух полях. Поле, расположенное на 156-ом км автотрассы имеет лесозащитную полосу по обе стороны. Пробы брались на северную сторону от полотна дороги. Лесополоса простирается на расстояние 20 метров и представляет собой смешанный лес. Деревья - береза, ольха, верба, ива, ель. Почвы -дерново-подзолистые, слегка суглинистые. Расстояние от обочины дороги до лесополосы 30 метров. По данной методике были взяты пробы почв вдоль автотрассы Москва - Киев.

После взятии образцы в полотняных мешках с бирками установленного образца были незамедлительно доставлены в химическую лабораторию «Брянскагрохимрадиологии» для проведение комплексного анализа на содержание в образцах шести видов тяжелых металлов: свинца, кадмия, цинка, меди, никеля и ртути, которые присутствуют в выбросах автомобильных двигателей внутреннего сгорания.

Результаты экспериментов представлены в таблицах 1,2,3,4.

Таблица 1

Автотрасса Москва - Киев, поле с лесополосой

Расстояние от дороги, м. Фактическое значение показателей, мг/кг

кадмий свинец цинк медь ртуть никель

30 0,37 6,3 20,2 10,5 0,03 9,3

50 0,35 6,1 18,8 10,7 0,03 9,2

150-350 0,33 5,7 18,1 9,6 0,03 9,1

350-550 0,3 5,6 17,3 9,1 0,03 9,1

550-750 0,28 5,5 16,7 8,8 0,03 8,9

750-950 0,21 4,9 15,9 8,3 0,01 8,8

5000 0,15 4,0 14,7 4,0 0,01 5,3

Таблица 2

Автотрасса Москва - Киев, поле без лесополосы

Расстояние от дороги, метры Фактическое значение показателей, мг/кг

кадмий свинец цинк медь ртуть никель

30 0,39 7,2 21,3 11,1 0,04 9,7

50 0,37 7,3 21,4 11,3 0,05 9,8

150-350 0,36 7,1 20,4 10,6 0,04 9,7

350-550 0,35 6,1 19,8 9,9 0,04 9,5

550-750 0,33 5,9 19,7 9,8 0,04 9,4

750-950 0,31 5,9 18,9 9,6 0,03 9,3

5000 0,2 4,7 15 4,7 0,01 5,7

Таблица 3

Автотрасса Орел - Витебск 156 км, поле с лесополосой

Расстояние от дороги, метры Фактическое значение показателей, мг/кг

кадмий свинец цинк медь ртуть никель

30 0,163 4,2 18,3 7,4 0,01 8,7

50 0,151 4,8 18,3 8,0 0,03 8,5

150-350 0,149 4,7 17,8 7,4 0,03 8,3

350-550 0,147 4,6 16,8 7,4 0,03 8,1

550-750 0,141 9,2 15,9 7,2 0,03 7,4

750-950 0,140 4,2 15,8 7,1 0,03 7,1

5000 0,130 3,7 14,3 3,1 0,01 4,9

Таблица 4

Автотрасса Орел - Витебск 157 км, поле без лесополосы

Расстояние от дороги, метры Фактическое значение показателей, мг/кг

кадмий свинец цинк медь ртуть никель

30 0,192 5,9 20,3 9,0 0,03 9,5

50 0,181 6,1 19,2 8,9 0,04 9,4

150-350 0,169 5,7 18,6 8,7 0,04 9,0

350-550 0,164 5.3 18,6 7,9 0,04 8,7

550-750 0,157 4,6 18,0 7,6 0,03 8,5

750-950 0,145 4,4 17,4 7,3 0,03 8,3

5000 0,140 4,0 15,0 4,3 0,02 5,7

Метод контроля придорожных сельскохозяйственных земель тяжелыми металлами, содержащимися в отработавших газах автомобильных двигателей, выявил сверхнормативные (превышающие ПДК) загрязнения сельхозугодий медью, никелем, свинцом (рис. 2).

Оценка загрязнения придорожных земель свинцом осуществляется по формуле:

тс = ти/й • р, (3)

где Шс - масса свинца в поверхностном слое почвы мг/кг;

т„ - масса свинца на поверхности земли, мг/м2;

Ь - толщина почвенного слоя, в котором распределяются выбросы

свинца;

р - плотность почвы, кг/м3.

При интенсивности движения на трассе Орел - Витебск в 1360 транспортных средств в час, из них бензиновых автомобилей 1050 единиц, расчетные выбросы соединений свинца составили 37,98 г/км, а с учетом коэффициента транспортного износа - 45,576 г/км; расчетная масса свинца на поверхности земли составляет 1305,792 мг/м2, максимальная расчетная по методу ОНД -86 приземистая концентрация в воздухе составляет 7,94 мг/м3

При интенсивности движения на трассе Киев - Москва в 2894 транспортных средства в час, из них бензиновых автомобилей 1638 единиц, расчетные выбросы соединений свинца составили 43,5 г/км, а с учетом коэффициента транспортного износа - 52,2 г/км, расчетная масса свинца на поверхности земли составляет 1687,68 мг/м2, максимальная расчетная по методу ОНД -86 приземистая концентрация в воздухе составляет 9,14 мг/м3.

Для получения чистой продукции при концентрациях цинка в почве до 1 Омг/кг можно выращивать сахарную и кормовую свеклу, сено, пшеницу; при концентрациях цинка от 10 до 23 мг/кг можно сеять клевер, кукурузу, люцерну, вику, овес; при концентрациях свыше 24 мг/кг можно выращивать подсолнечник.

При концентрациях меди в почве до 1,5 мг/кг предпочтительно выращивать зеленый салат, щавель, тимофеевку, рапс, горохоовсяную смесь, сахарную свекла, кукурузу, бобовые. При концентрациях меди в почве от 1,5 до 3 мг/кг рекомендуется выращивать костер безостый, овсяницу, турнепс. При концентрациях меди в почве свыше 3,1 мг/кг рекомендуется посадка укропа, лука, огурцов, ржи, горохоячменной смеси.

При концентрациях никеля в почвах до 2 мг/кг можно выращивать с целью получения чистой продукции зеленый салат, щавель, тимофеевку, горохоовсяную смесь, озимую пшеницу, все виды соломы. При концентрациях от 2 до 4 мг/кг можно выращивать турнепс, сахарную свеклу, костер безостый, при концентрациях свыше 4 мг/кг - укроп, лук, плоды огурцов, кукурузу, при концентрациях свыше 20 мг/кг - овсяницу, рапс, рожь, горохоячменную смесь.

*

15 50-150 150-350 350-550 550-750 750-950

Расстояние от шоссе, м.

С лесополосой И Бе» лесополосы

Рис. 2. СОДЕРЖАНИЕ СВИНЦА (мг/кг) в образцах почв, отобранных на автодороге Орёл - Витебск (156-157 км)

Для получения чистой продукции при концентрациях свинца в почве до Змг/кг можно выращивать сено, клубни картофеля, кормовую и сахарную свеклу, томаты , капусту, морковь, ягоды; при концентрациях свинца от 3 до 6 мг/кг можно сеять ячмень и яровую пшеницу. На почвах, имеющих сверхнормативное загрязнение кадмия, можно сеять яровую пшеницу и озимую рожь. На почвах, загрязненных кобальтом свыше 5 мг/кг до 10 мг/кг рекомендуется выращивать рапс, рожь, турнепс, горох , ячмень.

В четвертой главе разработана методика экологического мониторинга по оценке загрязнения придорожных сельскохозяйственных земель отработавшими газами автомобильных двигателей.

Система мониторинга включает в себя следующие задачи:

1. Постановку проблемы - осознание экологической опасности.

2. Выделение объекта возмущения и объекта защиты.

3. Аналитические и экспериментальные исследования влияния объекта возмущения на объект защиты.

4. Методику изучения негативного влияния и контроля воздействия объекта возмущения на объект защиты.

5. Определение защитных действий

6. Эффективность мер по минимизации негативного экологического последствия.

7. Обоснованность и возможность применения рассмотренных мер для данного региона.

8. Анализ правовой системы экономической ответственности за нарушение состояния природной среды.

9. Выводы и практические рекомендации для исследуемого объекта.

10. Контроль качества работ по проведению мониторинга загрязнения земель сельскохозяйственного назначения выбросами автотранспорта

Интервалы между последовательными определениями контролируемых параметров зависят от скорости трансформации загрязняющих веществ в почвах. Количество контролируемых параметров в начале должно быть одинаковым для всех участков, что позволит составить полную сравнительную картину уровней техногенного загрязнения области. В дальнейшем количество контролируемых параметров может быть уменьшено или увеличено в связи с особенностями антропогенного влияния, что обеспечит высокую адаптивность предлагаемой системы мониторинга. Методика получения необходимой информации о загрязнении почв имеет исключительное значение при организации мониторинга. Важно, чтобы отбор проб, их хранение, подготовка и анализ производились по единой методике. Только в этом случае результаты можно сравнивать между собой.

Мониторинг загрязнения сельскохозяйственных земель тяжелыми металлами, содержащимися в выбросах автомобильных двигателей внутреннего сгорания, способствует своевременному выявлению нарушений

химического состава, структуры и свойств почв сельскохозяйственного

назначения, на которых возделываются культурные растения.

ВЫВОДЫ

1. Придорожные сельскохозяйственные земли Брянского района испытывают отрицательное воздействие отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, применяемых на автотранспорте. В пробах почв вдоль автодорог на расстоянии до 1 км обнаружены тяжелые металлы: свинец, кадмий, никель, ртуть, цинк, медь. Основной источник их выброса - отработавшие газы автомобильных двигателей. Под влиянием данного вида антропогенного воздействия происходят комплексные изменения физических, химических и других свойств придорожных почв сельскохозяйственного назначения.

2. Интенсивность транспортного потока влияет на загрязнение придорожных сельскохозяйственных полей токсичными выбросами автотранспорта: при увеличении количества машин возрастает загрязнение пахотного слоя почв.

3. В транспортном потоке преобладают легковые бензиновые автомобили, выбросы которых содержат соединения тяжелых металлов, поэтому актуален контроль загрязнения сельхозугодий тяжелыми металлами: свинцом, кадмием, цинком, медью, никелем, ртутью.

4. Контроль за загрязнением сельскохозяйственных угодий отработавшими газами двигателей внутреннего сгорания позволяет разработать рекомендации по минимизации негативных последствий и посеву определенных видов сельскохозяйственных культур с целью получения чистой растениеводческой продукции.

5. Разработанная методика, включающая в себя выбор расстояний и способ отбора проб почв на химический анализ, позволяет в полной мере оценить загрязнение исследуемых территорий тяжелыми металлами. Методика позволяет контролировать содержание тяжелых металлов в пахотном слое почвы при удаленности от источника загрязнения (автодороги) на расстояния 15 метров (середина до лесополосы), от 50 метров (конец лесополосы) до 150 метров поля, от 150 до 350 метров, от 350 до 550 метров, от 550 до 750 метров, от 750 до 950 метров вдоль поля. Таким образом, контролю подвергается почти 1 км поля. Для сравнения контрольная проба берется на расстоянии, удаленном от автодороги на 5 км.

6. Экспериментальные исследования подтверждают данные о влиянии лесозащитной полосы на уменьшение загрязнения придорожных сельскохозяйственных земель выбросами автотранспорта.

7. Мониторинг загрязнения придорожных почв выбросами автотранспорта в сочетании с информационной системой, позволяющей улавливать основные тенденции изменения свойств сельскохозяйственных почв под влиянием загрязнения по сравнению с почвами территорий, не подверженных антропогенному воздействию, составляет необходимое условие для разработки мер по конструированию экологически чистых агроландшафтов, оптимизации их биопродуктивности.

8. Контроль загрязнения придорожных сельхозземель тяжелыми металлами, содержащимися в отработавших газах автомобильных двигателей внутреннего сгорания, позволяет разработать рекомендации по посадке культур на исследуемых территориях. Сельскохозяйственные растения имеют определенный коэффициент биологического поглощения тяжелых металлов из почв и характер накопления каждого элемента в растении имеет свои специфические черты, используя результаты контроля при разработке плана севооборота возможно получение чистой растениеводческой продукции. А такие растения, как салат зеленый, многолетние злаковые травы (овсяница, мятлик, тимофеевка) могут быть использованы для очистки почвы от повышенного количества тяжелых металлов.

9. Разработанный метод позволяет контролировать и прогнозировать степень загрязнения сельскохозяйственных земель токсичными веществами, содержащимися в выбросах отработавших газов автомобильных двигателей. В ходе контроля сельхозугодий Брянской области выявлено повышенное содержание меди (до 11,3 мг/кг) и никеля в пахотном слое почвы (до 9,8 мг/кг) при ПДК меди = Змг/кг и ПДК никеля = 4. При удаленности участка поля на 5 км от источника выброса содержание меди и никеля в почвах близко к ПДК. Выявлен участок со сверхнормативным загрязнением свинцом сельхозугодий (9,2 мг/кг) при ПДК = 6 мг/кг. Содержание кадмия, цинка, ртути на придорожных сельскохозяйственных землях соответствует нормам ПДК.

10. Контроль загрязнения сельскохозяйственных почв Брянской области, расположенных вдоль автотрассы, свинцом, медью, никелем необходимо производить два раза в год: в апреле - мае перед началом посевных работ и в сентябре по окончании уборочных работ. В случае выявления сильного загрязнения почв (значительного превышения ПДК), возможен контроль сельхозугодий в июле, а также контроль культурных растений, произрастающих на загрязненных территориях, на содержание в них тяжелых металлов. Контроль загрязнения придорожных сельскохозяйственных почв кадмием, цинком и никелем, содержание которых не превышает ПДК, производится раз в год перед началом посевных работ. В случае выявления участка с содержанием кадмия, цинка, никеля выше ПДК, производят вторичный отбор проб в конце вегетационного периода.

ПУБЛИКАЦИИПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Горюнова Е.А. Перспективы применения роторно - поршневых двигателей в автомобилестроении // Вклад ученых и специалистов в национальную экономику: материалы региональной НТК —Брянск: БГИТА, 2003. - Т.1 - с. 254 - 256.

2. Горюнова Е.А. Особенности применения роторно - поршневых двигателей // Вклад ученых и специалистов в национальную экономику: материалы региональной НТК —Брянск: БГИТА, 2004. - т.1 - с. 109 - 112

3. Горюнова Е.А. Перспективы применения в России альтернативных моторных топлив // Вклад ученых и специалистов в национальную экономику: материалы региональной НТК —Брянск: БГИТА, 2004. - т.2 -с. 112-114.

4. Горюнова Е.А. Роторно - поршневой двигатель с двухвершинным ротором // Вклад ученых и специалистов в национальную экономику: материалы региональной НТК —Брянск: БГИТА , 2004. - т.1 - с. 128 — 131.

5. Горюнова Е.А. Эколого -экономическая оценка вредного воздействия автомобильных двигателей на окружающую среду (чась 1) / монография /

- Брянск: БГИТА, 2004. - 86с.

6. Горюнова Е.А. Эколого -экономическая оценка вредного воздействия автомобильных двигателей на окружающую среду (чась 2) / монография /

- Брянск: БГИТА, 2004. - 232с.

7. Горюнова Е.А. Влияние автомобильных двигателей на окружающую среду //Вестник МАНЭБ, 2005. - т. 10 № 3 - с. 39 - 42.

8. Горюнова Е.А. Выброс токсичных веществ автомобильными двигателями //Вестник МАНЭБ, 2005. - т. 10 № 3 - с. 117 - 120.

9. Горюнова Е.А. К вопросу о методах оценки негативного влияния отработавших газов двигателей внутреннего сгорания на сельхозземли //Вестник МАНЭБ, 2005. - т. 10 № 3 - с. 126 - 128.

10. Горюнова Е.А. Метод контроля загрязнения сельскохозяйственных земель отработавшими газами автомобильных двигателей // Вклад ученых и специалистов в национальную экономику: материалы региональной НТК. -Брянск: БГИТА , 2005.

11. Горюнова Е.А. Экологические аспекты воздействия отработавших газов автомобильных двигателей на земли сельскохозяйственного назначения // Вклад ученных и специалистов в национальную экономику: материалы региональной НТК. Брянск: БГИТА, 2005.

12. Мурахтанов Е.С., Горюнова Е.А. Методика отбора проб почв с целью контроля загрязнения сельхозугодий выбросами автотранспорта // Известия ОрелГТУ, серия «Машиностроение. Приборостроение», Орёл: ОрелГТУ, 2005. '

/

_А

N2- 4 5 5 1

Подписано в печать 23.01.06 г. Формат 60x90/16. Печать офсетная. Бумага офисная. Усл.-печ. л. 1,0. Тираж 100 экз.

Отпечатано в типографии Брянской Государственной инженерно-технологической академии 241037, г.Брянск, пр.Станке Димитрова,3

ВВЕДЕНИЕ. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

1. ВЛИЯНИЕ АВТОТРАНСПОРТА НА ЗАГРЯЗНЕНИЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ УГОДИЙ И НЕОБХОДИМОСТЬ КОНТРОЛЯ ЭТОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ

1.1 Загрязнение сельскохозяйственных угодий отработавшими газами, выделяемыми автотранспортом.

1.2 Последствия загрязнения сельскохозяйственных угодий.

1.3 Методы борьбы с загрязнениями сельскохозяйственных угодий.

1.4 Необходимость контроля загрязнения и учет результатов контроля при разработке плана севооборота.

2. МЕТОД КОНТРОЛЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРИДОРОЖНЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ ОТРАБОТАВШИМИ ГАЗАМИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО

СГОРАНИЯ

2.1 Объекты и объем исследований.

2.2 Методика отбора проб почв.

2.3 Оценка интенсивности грузопотока.

2.4 Расчет концентрации вредных выбросов соединений свинца в приземистом слое атмосферы.

3.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ДОСТАТОЧНОСТИ РАЗРАБОТАННОГО МЕТОДА КОНТРОЛЯ НА ПРИМЕРЕ

УГОДИЙ БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ

3.1 Обработка результатов эксперимента.

3.2 Расчетная оценка загрязнения придорожных земель.

3.3 Рекомендации по посадке сельскохозяйственных культур на исследуемых территориях.

4. МЕТОДИКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ПО

ОЦЕНКЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРИДОРОЖНЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ ВЫБРОСАМИ АВТОТРАНСПОРТА

4.1 Мониторинг загрязнения придорожных сельхозземель отработавшими газами автомобильных двигателей.

4.2 Контроль качества работ по проведению мониторинга загрязнения земель сельскохозяйственного назначения выбросами автотранспорта.

ВЫВОДЫ.

Актуальность темы. Контроль за фоновым загрязнением почвенного покрова имеет важное значение Почвы сельскохозяйственных полей, прилегающие к автотрассам, должны контролироваться на содержание в них тяжелых металлов, бензапирена и других токсичных веществ. Проблема экологичности двигателей внутреннего сгорания приобретает все большую актуальность. Охрана окружающей среды в настоящее время - одна из важнейших задач человечества. Благодаря достижениям науки и техники, человек получил в свои руки мощное орудие воздействия на природу, при помощи которых ему удалось вовлечь в процесс производства почти всю приповерхностную оболочку Земли. Направляя свою деятельность, прежде всего на разумное преобразование природы, человечество достигло выдающихся успехов. Но, с другой стороны, вторгаясь с помощью техники в природные процессы, человек нередко нарушает закономерности их протекания. В результате этого увеличились площади эррозированных земель, стало резко сокращаться количество многих видов природных ресурсов. Антропогенное воздействие на окружающую среду от применения нефтяных топлив в автотранспортных средствах определяется огромным количеством вредных веществ, поступающих в атмосферу вместе с отработавшими газами автомобилей и проявляется загрязнением сельскохозяйственных земель и получаемой с них продукции.

Контроль загрязнения сельскохозяйственных угодий отработавшими газами двигателей внутреннего сгорания, применяемых на автотранспорте, позволяет дать практические рекомендации по совершенствованию системы сева и возможности произрастания различных культур на полях, в большей или меньшей степени подверженных загрязнению различными токсичными веществами. Особенно опасны тяжелые металлы: свинец, кадмий, цинк.

В связи с тем, что для каждой сельскохозяйственной культуры характерен определенный микроэлементный состав, на основании проделанных исследований выработан ряд рекомендаций по рациональному засеиванию земель сельскохозяйственного назначения, загрязненными токсичными веществами, содержащимися в выхлопах автотранспорта.

В настоящее время нормативные методы определения распространения загрязняющих веществ и их приземистой концентрации (ОНД - 86, ОНД - 90 и др.) учитывают различные факторы (скорость ветра, температуру стратификации атмосферы, параметры источника выброса, температуру окружающего воздуха, характеристику рельефа местности). Но для разработки метода контроля состояния сельскохозяйственных земель под воздействием отработавших газов двигателей внутреннего сгорания не рассчитывается концентрация загрязняющих веществ в пахотном слое земли.

В связи с этим возникла острая необходимость оценить с точки зрения экологического контроля загрязнение земель сельскохозяйственного назначения, подвергающихся воздействию отработавших газов автомобильных двигателей, разработать методику контроля, переработать метод ОНД - 86 применительно к расчету выбросов автотранспорта, научно обосновать мероприятия по минимизации вредных последствий и дать практические рекомендации для улучшения сложившейся неблагоприятной ситуации.

Целью диссертационной работы является расширение экспериментально-теоретической базы, изучение состояния земель сельскохозяйственного назначения в связи с интенсивностью транспортного потока на исследуемых автодорогах, разработка метода контроля загрязнения придорожных сельскохозяйственных земель отработавшими газами автомобильных двигателей внутреннего сгорания.

Основными задачами исследований являются: оценка экологической опасности различных типов двигателей внутреннего сгорания, применяемых в автомобилестроении; оценка экологического ущерба, наносимого окружающей природной среде от применения различных видов топлив на автотранспорте; анализ влияния вредных выбросов, содержащихся в отработавших газах автомобильных двигателей, на сельхозземли; разработка методик и проведение экспериментальных исследований по определению тяжелых металлов, содержащихся в выбросах автотранспорта; разработка метода контроля загрязнения придорожных земель сельскохозяйственного назначения отработавшими газами автомобильных двигателей внутреннего сгорания; обоснование мероприятий, направленных на улучшение работы автомобильных двигателей для снижения токсичности отработавших газов и повышение топливной экономичности; обоснование практического использования разработанного метода контроля и методики экологического мониторинга по оценке влияния вредных выбросов автотранспорта на сельскохозяйственные почвы

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем: в установлении влияния выбросов автотранспорта на химический состав придорожных сельхозземль при различных расстояниях от полотна дороги; в разработке нового метода контроля загрязнения придорожных сельскохозяйственных земель, оказывающихся под воздействием негативного влияния отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, включающего в себя разработку и обоснование способов исследований, внедрение новой методики взятия почвенных образцов на химический анализ, обработку результатов; в применении существующего метода ОНД - 86 для расчета вредных выбросов свинца, содержащихся в отработавших газах автомобильных двигателей; в комплексном анализе состояния сельхозземель под воздействием различных видов двигателей внутреннего сгорания; изучении экологических последствий вредных выбросов токсичных веществ в атмосферу, воздействие выбросов автомобильных двигателей на прилегающие к автодорогам почвы. обосновании мероприятий, направленных на повышение экологичности транспортных средств и улучшение состояния окружающей природной среды.

Практическая значимость результатов исследования заключается в следующем: разработан метод контроля загрязнения придорожных сельскохозяйственных земель отработавшими газами автомобильных двигателей внутреннего сгорания; предложена методика экологического мониторинга, позволяющая проанализировать вредное воздействие антропогенного фактора с учетом общей экологической ситуации в конкретном регионе; выявить сверхнормативный вид загрязнения; внедрение результатов исследований и конкретных научно обоснованных предложений позволит улучшить экологические показатели работы автомобильных двигателей, минимизировать ущерб, наносимый окружающей среде, здоровью живых организмов и растительности . учет результатов контроля при разработке плана севооборота позволит рационально использовать придорожные земли сельскохозяйственного назначения и получить с них чистую растениеводческую продукцию.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается сопоставлением экспериментальных результатов с теоретическими и другими результатами известными из научной и справочной литературы, использованием современных методов исследования, большим объемом экспериментального материала.

Основные положения, выносимые на защиту: —метод контроля загрязнения придорожных сельскохозяйственных земель отработавшими газами двигателей внутреннего сгорания, применяемых в автомобилестроении; методика отбора проб почв с целью контроля загрязнения их тяжелыми металлами, содержащимися в выбросах автомобильных двигателей; —методика и результаты экспериментальных исследований по определению концентрации тяжелых металлов, содержащихся в отработавших газах автомобильных двигателей, в пахотном слое почвы; —методика проведения экологического мониторинга по оценке влияния отработавших газов двигателей внутреннего сгорания на придорожные земли сельскохозяйственного назначения; —рекомендации по посеву сельскохозяйственных культур на загрязненных территориях.

Личный вклад автора заключается в выборе темы, составлении методики исследований, сборе, обработке и научном анализе экспериментального материала, обосновании полученных результатов исследований и решений задач для достижения поставленной цели.

Апробация результатов работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на Региональных и Вузовских научно-практических конференциях и совещаниях в городе Брянске. Материалы диссертационной работы и результаты используются в учебном процессе Брянской Государственной Инженерно-Технологической Академии (БГИТА), работе аккредитованного испытательного Центра химизации и сельскохозяйственной радиологии «Брянский».

Публикации. Опубликовано девять научных статей и монография в двух частях.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 161 страницах машинописного текста, состоит из введения, четырех глав, выводов и приложений. Список литературы насчитывает 141 наименование, в том числе 10 на иностранных языках. Работа содержит 22 таблицы, 11 рисунков.

выводы

1. Придорожные сельскохозяйственные земли Брянского района испытывают отрицательное воздействие отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, применяемых на автотранспорте. В пробах почв вдоль автодорог на расстоянии до 1 км обнаружены тяжелые металлы: свинец, кадмий, никель, ртуть, цинк, медь,. Основной источник их выброса - отработавшие газы автомобильных двигателей. Под влиянием данного вида антропогенного воздействия происходят комплексные изменения физических, химических и других свойств придорожных почв сельскохозяйственного назначения.

2. Интенсивность транспортного потока влияет на загрязнение придорожных сельскохозяйственных полей токсичными выбросами автотранспорта: при увеличении количества машин возрастает загрязнение пахотного слоя почв.

3. В транспортном потоке преобладают легковые бензиновые автомобили, выбросы которых содержат соединения тяжелых металлов, поэтому актуален контроль загрязнения сельхозугодий тяжелыми металлами: свинцом, кадмием, цинком, медью, никелем, ртутью.

4. Контроль за загрязнением сельскохозяйственных угодий отработавшими газами двигателей внутреннего сгорания позволяет разработать рекомендации по минимизации негативных последствий и посеву определенных видов сельскохозяйственных культур с целью получения чистой растениеводческой продукции.

5. Разработанная методика, включающая в себя выбор расстояний и способ отбора проб почв на химический анализ, позволяет в полной мере оценить загрязнение исследуемых территорий тяжелыми металлами. Методика позволяет контролировать содержание тяжелых металлов в пахотном слое почвы при удаленности от источника загрязнения (автодороги) на расстояния 15 метров (середина до лесополосы), от 50 метров (конец лесополосы) до 150 метров поля, от 150 до350 метров, от 350 до 550 метров, от 550 до 750 метров, от 750 до 950 метров вдоль поля. Таким образом, контролю подвергается почти 1 км поля. Для сравнения контрольная проба берется на расстоянии, удаленном от автодороги на 5 км.

6. Экспериментальные исследования подтверждают данные о влиянии лесозащитной полосы на уменьшение загрязнения придорожных сельскохозяйственных земель выбросами автотранспорта.

7. Мониторинг загрязнения придорожных почв выбросами автотранспорта в сочетании с информационной системой, позволяющей улавливать основные тенденции изменения свойств сельскохозяйственных почв под влиянием загрязнения по сравнению с почвами территорий, не подверженных антропогенному воздействию, составляет необходимое условие для разработки мер по конструированию экологически чистых агроландшафтов, оптимизации их биопродуктивности.

8. Контроль загрязнения придорожных сельхозземель тяжелыми металлами, содержащимися в отработавших газах автомобильных двигателей внутреннего сгорания, позволяет разработать рекомендации по посадке культур на исследуемых территориях. Сельскохозяйственные растения имеют определенный коэффициент биологического поглощения тяжелых металлов из почв и характер накопления каждого элемента в растении имеет свои специфические черты, используя результаты контроля при разработке плана севооборота возможно получение чистой растениеводческой продукции. А такие растения, как салат зеленый, многолетние злаковые травы (овсяница, мятлик, тимофеевка) могут быть использованы для очистки почвы от повышенного количества тяжелых металлов.

9. Разработанный метод позволяет контролировать и прогнозировать степень загрязнения сельскохозяйственных земель токсичными веществами, содержащимися в выбросах отработавших газов автомобильных двигателей. В ходе контроля сельхозугодий Брянской области выявлено повышенное содержание меди (до 11,3 мг/кг) и никеля в пахотном слое почвы ( до 9,8 мг/кг) при ПДК меди = Змг/кг и ПДК никеля = 4. При удаленности участка поля на 5 км от источника выброса содержание меди и никеля в почвах близко к ПДК. Выявлен участок со сверхнормативным загрязнением свинцом сельхозугодий (9,2 мг/кг) при ПДК = 6 мг/кг. Содержание кадмия, цинка, ртути на придорожных сельскохозяйственных землях соответствует нормам ПДК.

Ю.Контроль загрязнения сельскохозяйственных почв Брянской области, расположенных вдоль автотрассы, свинцом, медью, никелем необходимо производить два раза в год: в апреле - мае перед началом посевных работ и в сентябре по окончании уборочных работ. В случае выявления сильного загрязнения почв (значительного превышения ПДК), возможен контроль сельхозугодий в июле, а также контроль культурных растений, произрастающих на загрязненных территориях, на содержание в них тяжелых металлов. Контроль загрязнения придорожных сельскохозяйственных почв кадмием, цинком и никелем, содержание которых не превышает ПДК, производится раз в год перед началом посевных работ. В случае выявления участка с содержанием кадмия, цинка, никеля выше ПДК, производят вторичный отбор проб в конце вегетационного периода.

1. Автомобили мира - Москва: Вече, 2001 - 208с., илл.

2. Аксенов И.Я., Аксенов В.И. Транспорт и охрана окружающей среды -Москва: Транспорт, 1986— 175с.

3. Акимова Т.А., Хаскин В.В., Экология, Юнити,1998.

4. Александров В.Ю., Кузубова Е.П., Яблокова Е.П. Экологические проблемы автомобильного транспорта. Новосибирск, 1995. — 113 с.

5. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях, JL, 1987.

6. Алексеев В.П. Очерки экологии человека. -М.: Наука, 1993. 191с.

7. Альбом сооружений на автомобильных дорогах для защиты окружающей среды от транспортных загрязнений, Балашиха: Союздорнии, 1996. 49с.

8. Amiran D. Н. К. Land transformation in Israel // Land Transformation in Agriculture. SCOPE 32. - Chichester: John Wiley and Sons, 1987. - P. 291318.

9. Амосова Я.М., Орлов Д.С., Садовникова JI.K. Охрана почв от химического загрязнения. М.: Изд. Московского университета, 1989.

10. Ардский Ю.М. и др. Экологические проблемы: что происходит, кто виноват и что делать? М.:МНЭПУ,1997. - 330с.

11. Бабков В.Ф., Ландшафтное проектирование автомобильных дорог, 2-е издание, переработанное и дополненное, Москва, Транспорт, 1980.

12. Банников А.Г. Основы экологии и охрана окружающей среды, 3 изд. М.: Колос, 1996.-486с.

13. Бейлин В.И., Малов Р.В., Тагиев Р., Выброс канцерогенных веществ двигателями и методы его уменьшения, Автомобильный транспорт, 1977.

14. Бикбулатов И.Х., Еришко В.М., Зейферт Д.В., Иванов П.П. Программа мониторинга и оценки окружающей среды США. Уфа, 1996. - 146с.

15. Биохимические основы экологического нормирования. М.: наука, 1993. -307с.

16. Боровских Ю.И., Буравлев Ю.В., Морозов К.А., Устройство автомобилей, Москва, изд. В.Ш., 1988 288с.

17. Bormann F.N. The effects of air pollution on the New England landscape // Ambio, 1982/ Vol. 11 №6. P. 338 346.

18. Большаков A.H., Крутько B.H., Пуцилло E.B. Оценка и управление рисками влияния окружающей среды на здоровье человека. М.: Эдиториал УРСС, 1999. 256с.

19. Буке И.И., Фомин С.А., Экологическая экспертиза и оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС), Москва, МНЕПУД997 -96с.

20. Вайчис М.В., Онюнас В.М., Славене Л.В. Влияние локального загрязнения атмосферы на лесные почвы и растительность // Почвоведение, 1988. № 11, с. 98-107.

21. Вальков В.Ф., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Почвоведение. М: ИКЦ «МарТ», Ростов н/Д : Издательский центр «МарТ»,2004. 496с.

22. Вальков В.Ф. Почвенная экология сельскохозяйственных растений. М.: Агропромиздат, 1986. -208с.

23. Васильева В.Д. экологические последствия антропогенных изменений почв. М: ВИНИТИ, 1990.- 155с.

24. Влияние сельскохозяйственной техники на почву // научные труды. Почвенный институт им. В.В.Докучаева, 1981,- 128с.

25. Воробейчик Е.Л., Садыков О.Ф., Фарафонтов М.Г., Экологическое нормирование техногенных загрязнений наземных экосистем (локальный уровень), Екатеринбург, УИФ «Наука», 1994.

26. Воронцов А.И., Щетинский Е.А., Никодимов И.Д. Охрана природы. М.: Агропромиздат, 1989. 303с.

27. Вронский В.А., Прикладная экология, учебное пособие, Ростов на Дону, изд. Феникс, 1996 512с.

28. Ганжара Н.Ф. Почвоведение. М.: Агроконсалт,2001. 392с.

29. Гильденскиольд Р.С., Недогибченко М.К., Пинагин М.А., Фельдман Ю.Г., Санитарная охрана атмосферного воздуха городов, Москва, Медицина, 1996.

30. Голубев. И.В., Новиков Ю.В., Окружающая среда и транспорт, Москва, Транспорт, 1987.

31. Грачева Н.М. Влияние антропогенного загрязнения на лесорастительные свойства дерново подзолистых почв, М.: МСХАД992. -160с.

32. Гришина JI.A. Влияние атмосферного загрязнения на свойства почв. М: изд. Московского университета, 1990. 205с.

33. Данилов Данильян В.И. и др. Окружающая среда между прошлым и будущим: мир и Россия: опыт эколого-экономического анализа. М., 1994. -133с.

34. Данилов Данильян В.И., Лосев К.С. экологический взрыв и устойчивое развитие. М.: Прогресс - Традиция, 2000. - 416с.

35. Дмитриевский А.В., Автомобильные бензиновые двигатели, Москва, «Астрель», 2003.

36. Дьяконов А.Б., Экологическая безопасность транспортных потоков, Москва, Транспорт, 1989.

37. Евгеньев И.Е., Каримов Б.Б., Автомобильные дороги в окружающей среде, Москва, ООО «Трансдорнаука»,1997.

38. Еремкин А.И., Квашнин И.М., Юнкеров Ю.И., Нормирование выбросов, загрязняющих веществ в атмосферу, Москва, Издательство Ассоциации строительных вузов, 2000.

39. Задворный В.Л., Сурис А.А., Современные направления деятельности по охране окружающей среды на автомобильном транспорте, Москва, ЦБНТИ Минавтотранса РФ, 1990.

40. Звонов В.А., Образование загрязнений в процессах сгорания, Луганск, Изд. Восточноукраинского Государственного Университета, 1998.

41. Зырин Н.Г., Садовникова JI.K. Химия тяжелых металлов, мышьяка и молибдена в почвах. М., 1986.

42. Иванов В.Н., Сторчевус В.К. ,«Экология и автомобилизация, Киев Будивэльнык, 1990- 128с.

43. Ильин В.Н. Мониторинг тяжелых металлов применительно к крупным промышленным городам // Агрохимия, 1997. № 4, с. 81 86.

44. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва растение. Новосибирск: Наука, 1991,- 149с.

45. Ильин В.Б. Оценка буферности почв по отношению к тяжелым металлам// Агрохимия, 1995.№ 10. с. 109.

46. Израэль Ю.А., Экология и контроль состояния природной среды, Москва, гидрометеоиздат,1984.

47. Казеев К.Ш., Колесников С.И., Вальков В.Ф. Биологическая диагностика и индикация почв: методология и методы исследований. Ростов н/Д: Изд-во Рост, ун-та, 2003. 204с.

48. Кавтарадзе Д.Н., Николаева Н.Ф., Поршнева Е.Б., Фролова Н.Б., Автомобильные дороги в экосистемах (проблемы взаимодействия), Москва, Че Ро, 1999.

49. Касьяненко А.А. Контроль качества окружающей среды. М.: Изд-во РУДН, 1992. - 136с.

50. Кахнович З.Н. Анализ суспендированного растительного материала на содержание тяжелых металлов методом электротермической атомно -абсорбционной спектрометрии // Агрохимия, 1998. № 1, с. 78 83.

51. Кахнович З.Н., Орлова Л.П. Электротермический атомно — абсорбционный анализ суспензий золы растений на содержание тяжелых металлов // Почвоведение, 1997. № 9.

52. Кахнович З.Н., Лернер Л.А., Большаков В.А. Электротермический атомно абсорбционный анализ почв при введении проб в амортизатор в виде суспензий. М.: Информагротех,1996. - 26с.

53. Ковда В.А. Почвенный покров, его улучшение, использование и охрана. М.: Наука, 1981. 182с.

54. Ковда В.А. Основы учения о почвах. М.: Наука,1973. Кн 1 -448с., кн. 2 -468с.

55. Ковда В.А. Проблемы охраны, использования и рекультивации черноземов. М.: наука, 1989.

56. Ковда В.А., Пачепский Я.В. Почвенные ресурсы, их использование и восстановление. Пущино, 1989.

57. Колесников С.И., Казеев К.Ш., Вальков В.Ф. Экологические последствия загрязнения почв тяжелыми металлами. Ростов н/ Д: Изд-во СКНЦ ВШ,2000.- 232с.

58. Козлов Ю.С., Экологическая безопасность автомобильного транспорта, Рандеву AM,2000- 176с.

59. Koji Tsunokawa, Christopher Hoban. Roads and the Environment. 1997. P. 83,108.

60. Кононова М.М. Органическое вещество почвы. М.: Изд-во АН СССР, 1963.-314с.

61. Корчагин В.А., Филоненко Ю.Я., Экологические аспекты автомобильного транспорта, учебное пособие, Москва, изд-во МНЭПУ, 1997-100с.

62. Красилов В.А. Охрана природы: Принципы, проблемы, приоритеты. М., 1992.- 177с.

63. Криволуцкий Д.А. Почвенная фауна в экологическом контроле. М.: Наука, 1994. 270с.

64. Лиханов В.А., Сайкин A.M., Снижение токсичности автотракторных дизелей, Москва, Агропромиздат, 1991-208с.

65. Лозановская И.Н. и др., Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении, Москва, Высшая школа, 1998 287с.

66. Лосев К.с., Горшков В.Г., Кондратьев К.С. и др. Проблемы экологии России. М.: ВИНИТИ, 1993. 350с.

67. Луканин В.Н., Буслаев А.П., Трофименко Ю.В. Автотранспортные потоки и окружающая среда. М: ИНФРА М, 1998.-408с.

68. Луканин В.Н., Трофименко Ю.В., Промышленно-транспортная экология, учебник для ВУЗов, Москва, изд. В.Ш.,2001 296с.

69. Материалы второй научно — практической конференции Майкопского государственного технологического института // Экология и сельское хозяйство. МГТИ, 1997. 154с.

70. Марчук Г.И., Кондратьев К.Я. Приоритеты глобальной экологии. — М.: Наука, 1992. 263с.

71. Мацкерле Ю., Современный экономичный автомобиль, Москва, Машиностроение, 1987 320с.

72. Mauch W. Kumulieter Energieaufwand von Lastkrafltwagen // ATZ, 1994,№2, s. 116-124.

73. Медоуз Д.Х., Медоух Д.Л., Рандерс И, За пределами роста, Москва, Прогресс, 1994.

74. Mei N., Xu В., Fang Y. // J. East China Norm. Univ. Nat. Sci. 1990.№ 1. c. 73 78.

75. Международная конференция по оценкам углекислого газа и других тепличных газов, доклады конференции, 1986 331с.

76. Методика определения массы выбросов загрязняющих веществ автотранспортными средствами в атмосферный воздух, Москва, НИИАТ,1993.

77. Методика определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений, Москва, Экономика, 1997.

78. Методика проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу на предприятиях железнодорожного транспорта (расчетным методом) // авт. коллектив Донченко В.В., Манусаджянц Ж.Г., Самойлов Л.Г. и др. М:, 1992. 158с.

79. Методика проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для авторемонтных предприятий (расчетным методом). М., 1998.-68с.

80. Методическое пособие по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух. Санкт — Петербург: НИИ Атмосфера, 2002. -128 с.

81. Методические рекомендации по озеленению автомобильных дорог: О ДМ 218.011 -98, М.: 1998.-52с.

82. Методические указания по проведению комплексного мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения. М., 2003

83. Методические указания по рентгенофлуоресцентному определению валовых форм тяжелых металлов в почвах, осадках вод и сапропелей. М., 1993.- 18с.

84. Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства (ЦИНАО). М., 1989. 58с.

85. Мосина Л.В., Потапова С.А. Почвенно биологический комплекс как основа агроэкосистемы, М.: изд-во МСХА. 1997. - 80с.

86. Мотузова Г.В. Принципы и методы почвенно химического мониторинга. М.: изд-е Московского университета, 1988.

87. Немчинов М.В., Шабуров С.С., Пашкин В.К. и др., Экологические проблемы строительства и эксплуатации автомобильных дорог, в 2-х частях/ под ред. М.В.Немчинова, Москва Иркутск, 1997.

88. Новиков Ю.В. Охрана окружающей среды. М.: высшая школа, 1987. -287с.

89. Образование и разложение загрязняющих веществ в пламени, пер. с англ / ред. Н.А. Чигир, Москва, Машиностроение, 1981.

90. Орлин А.С., Круглов М.Г., Двигатели внутреннего сгорания. Устройства и работа поршневых и комбинированных двигателей, Москва, Машиностроение, 1980.

91. Орлин А.С., Круглов М.Г., Двигатели внутреннего сгорания. Системы поршневых и комбинированных двигателей, Москва, Машиностроение, 1985.

92. О влиянии окиси углерода на организм человека, «Автомобильная промышленность США», 1973.

93. О состоянии окружающей природной среды по Брянской области в 2003 году, под ред. Балясникова В.Ф.- Брянск -2004. 323 с.

94. Охрана окружающей среды, под ред. С.В. Белова, Москва, Высшая Школа, 1991.

95. Оуэн О.С. Охрана природных рескрсов. М.: Колос, 1977. 416с.

96. Павлова Е.А., Бурляев Ю.В., Экология транспорта, Москва, Транспорт , 1998-232с.

97. Пачепский Я.А. Влияние состава почвенных растворов и обменных катионов на водоудерживание и влагопроводность почв // Почвоведение, 1989, №3, с. 110 116.

98. Potts P. J.,Webb P.C., Watson J.S. Energy dispersive X-ray fluorescence analysis of silicate rocks: comparision with wavelengthdispersive performance //Analyst, 1985. V. 110.№5. P. 507 -513.

99. Протасова H.A. Тяжелые металлы в черноземах и культурных растениях Воронежской области // Агрохимия, 2005. №2, с. 80 86.

100. Протасова Н.А., Щербаков А.П. Микроэлементы в черноземах и серых лесных почвах Центрального Черноземья. Воронеж: Воронежский гос. ун-т, 2003.-368с.

101. Протасов В.Ф., Молчанов А.В., Экология, здоровье и природопользование в России, Москва, Финансы и статистика, 1995 -393с.

102. Пуховский А.В. Рентгенофлуоресцентное определение тяжелых металлов и мышьяка в стандартных почвенных образцах // Агрохимия, 1997. № 11, с. 71-77.

103. ЮЗ.Рентгенофлуоресцентный энергодисперсионный метод анализа почв в целях контроля их уровня загрязненности: методические рекомендации / составители Большаков В.А., Сорокин С.Е., Свищев J1.E. М.: ВАСХНИЛ, 1982.-48с.

104. Ридкевич В.А. Экология. М.: Высшая школа, 1998. 94с.

105. Рафиков С.А. Экологическая обстановка в регионе: Методы оценки и управления. СПб. ун-та экономики и финансов, 1992.- 127с.

106. Реуцэ А., Кырстя И. Борьба с загрязнением почвы. М.: Агропромиздат, 1987.

107. Richards J. F., Olson J.S., Kotty R.M. Development of a database for carbon dioxid releases resulting from conversion of land to agricultural uses. Oak Ridge, Tennessee: Oak Ridge Ass.Univ., 1983.

108. Рыбальский Н.Г. и др., Экология и безопасность, справочник, 1 часть, Москва, ВНИИПИ, 1993 472с.

109. Ю9.Реймерс Н.Ф., Экология (теория, законы, правила, принципы, гипотезы), Москва, Россия молодая, 1994-367с.

110. ПО.Самкова В.А., Трутченков А.С. Экологический бумеранг. М.: Ариант, 1995.-424с.

111. Спинов А.Р., Система впрыска бензиновых двигателей, Москва, машиностроение, 1995 112с.

112. Ставничий Ю.А., Рябиков Н.А., Влияние автомобильного транспорта на городскую среду, Строитель, 1975.

113. Серов Г.П., Экологическая безопасность населения и территорий Российской Федерации (Правовые основы, экологическое страхование и экологический аудит) Москва, издательский центр Аккил, 1998.

114. Seiffert U, Walzer P. The Future for Automative Technology. London: Frances Pinter, 1984.

115. Szabolcs I. Ekologikal Impakt of Acidification: Proc. Joint Symposium " Environmental Threats to Forest and other Natural Ecosystems", Budapest, 1989.

116. Стадницкий Г.В., Родионов А.И., Экология, СПб, Химия, 1997 240с.

117. Самойлов Н.П. и др., Токсичность автотракторных двигателей и способы ее снижения, Казань, изд-во КГУ,1997 170с.

118. Сельскохозяйственная биотехнология / Шевелуха B.C., Калашникова Е.А. М.: Высшая школа, 1998. с. 350- 376.

119. Сергейчик С. А., Сергейчик А. А., Сидорович Е.А. Методы фотоконтроля загрязнения природной среды, Минск, 1991.

120. Thomas G.W. New dimensions for world agricultural devtlopment // Desert Development Digest. 1989. -№1.- P. 1-5.

121. Трофименко Ю.В., Биологические методы снижения загрязнений придорожной полосы, Москва, 2001.

122. Тюрин И.В. Органическое вещество почв и его роль в плодородии. М., 1965.-319с.

123. Тяжелые металлы в системе почва растение - удобрение . М., 1997. -289с.

124. Факторович А.А., Постников Г.И., Защита городов от транспортного шума, Киев, Строитель, 1982 44с.

125. Феленберг Г., Загрязнение природной среды. Введение вэкологическую химию, Москва, Мир, 1997 232с.

126. Шеин Е.В., Карпачевский JT.O. Толковый словарь по физике почв. М.: ГЕОС, 2003. 126с.

127. Флуоресцентные методы контроля физиологических состояний зеленых насаждений / Кренделева Т.Е., Венедиктов П.С. и др. // Экология большого города, М.: Прима-Пресс, 1997.

128. Фортескью Дж. Геохимия окружающей среды, М.: Мысль, 1985.

129. Хазиев Ф.Х. Ферментная активность почв. М., 1976. 180с. 130.Чешев А.С., Вальков В.Ф. Основы землепользования иземлеустройства. Ростов н/Дону: МарТ, 2002. 544с.

130. Шаприцкий В.И. Разработка нормативов ПДВ для защиты атмосферы: справочник. М.: Металлургия, 1990. — 416с.

131. Шилин Б.В., Молодчинин Ш.а. Контроль состояния окружающей . среды тепловой аэросъемкой. М.: Недра, 1994. - 64 с.

132. Щеткина В.А., Богомазов В.А., Влияние технико-эксплуатационных показателей электромобилей на эффективность их использования, Автомобильная промышленность, 1990.

133. Экология и рекультивация техногенных ландшафтов / отв. редактор курачев В.М. Новосибирск: наука, 1992. 304с.

134. Экологические проблемы эрозии почв и русловых процессов / под ред. Р.С.Чалова. М.: изд-во МГУ, 1992. 198с.

135. Экология, учебное пособие, Москва, Знание, 1997-288с.

136. Экология и природоохранная деятельность на транспорте. ^ Тематический сборник нормативно-справочных материалов, Москва,

137. Министерство транспорта РФ, 1993 201с.

138. Экологический мониторинг: методическое пособие/ Снакин В.В.,• Малярова М.А., Гурова Т.Ф. М.: РЭФИА, 1996. 92с.

139. Экологическая экспертиза: обзорная информация, Москва, ВИНИТИ, 1992 80с.

140. Яншин A.JL, Мелуа А.И. Уроки экологических просчетов, М.: Мысль, 1991.-430с.

141. Ястржембский А.С., Техническая термодинамика, Москва, Госэнергоиздат, 1960 495с.