автореферат диссертации по строительству, 05.23.19, диссертация на тему:Разработка и обоснование технологий обеспечения экологической безопасности городского хозяйства при рекультивации урбанизированных территорий

005010378

КОЛОДНИЦКАЯ НАТАЛЬЯ ВЛАДИМИРОВНА

РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА ПРИ РЕКУЛЬТИВАЦИИ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ

05.23.19 Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

9 0 с В 1^2

Волгоград-2012

005010378

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном

образовательном учреждении высшего профессионального образования «Волгоградский государственный технический университет»

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор,

заслуженный эколог РФ

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

кандидат технических наук

Ведущая организация

ЖЕЛТОБРЮХОВ ВЛАДИМИР ФЕДОРОВИЧ

СИДЕЛЬНИКОВА ОЛЬГА ПЕТРОВНА

ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурностроительный университет»

ВИННИКОВ АЛЕКСАНДР ЛУКЬЯНОВИЧ ОАО «Волгоградский завод железобетонных изделий №1»

ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет»

Защита диссертации состоится 24 февраля 2012 г. в 10ш часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.026.05 при ФГБОУ ВПО ((Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет» по адресу: 400074, г. Волгоград, ул. Академическая, 1, ауд. 203, корп. Б.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет»

Автореферат разослан 23 января 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Юрьев Ю.Ю.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Процесс урбанизации неизбежно сопровождается преобразованием природных ландшафтов. Почвенный покров в городах на значительной части территории имеет твердое покрытие и, вследствие роста промышленных, гражданских объектов строительства, увеличения интенсивности транспортного движения, на нем формируются опасные дорожные загрязнения. Механизированная уборка городских проездов является одной из актуальных и сложных задач охраны окружающей среды. Почвы городских территорий, не занятые дорожным покрытием, распределены дискретно и также испытывают негативное воздействие со стороны промышленных предприятий, автотранспорта. Необходимы мероприятия по санитарно-экологической очистке городских территорий, их рекультивации и благоустройству, которые позволят создать экологически безопасные условия жизнедеятельности населения.

Исследования выполнялись в соответствии с Генеральным планом Волгограда, утвержденным решением Волгоградской городской Думы №47/1112 от 29.06.2007 года “Основные положения о территориальном планировании Волгограда”.

Цель работы. Обеспечение экологической безопасности городского хозяйства при рекультивации урбанизированных территорий, нарушенных вследствие хозяйственной деятельности человека.

В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи;

- оценка степени загрязнения городских территорий вследствие воздействия на них автотранспорта и промышленных предприятий: ВОАО “Химпром”, ОАО “Фирма ЖБИ-6”; ЗАО “Волгоградский завод ЖБИ-2”, ОАО “ВгАЗ-СУАЛ”, др.;

- разработка средства (препарата) для восстановления территорий, загрязненных в процессе функционирования инженерных систем городов;

- исследование взаимодействия компонентов препарата при

рекультивации загрязненных почв;

- разработка технологии по защите городских территорий от дорожных загрязнений с применением нового препарата и получением на их основе субстрата;

- проведение экспериментальных исследований на основе разработанных технологий по рекультивации городских территорий для подтверждения возможности их применения в городском хозяйстве;

- определение эколого-экономических эффектов от реализации разработанных технологий по ликвидации и предотвращению загрязнения городских территорий.

Основная идея работы состояла в разработке технологий для повышения уровня экологической безопасности городских территорий.

Методы исследования включали: аналитическое обобщение известных научных и технических результатов; лабораторные и натурные исследования; обработку результатов, полученных экспериментальным путем, методами математической статистики и корреляционного анализа с применением ПЭВМ; оценку риска для здоровья населения, обусловленного загрязнением атмосферного воздуха.

Достоверность научных положений, выводов и практических рекомендации обоснована результатами лабораторных исследований, полученных в аккредитованных лабораториях, с использованием аттестованных методик; подтверждена патентной чистотой разработанного технического решения; методами математической статистики с применением ПЭВМ и лицензированных программ: “Microsoft Excel”, “PTC Mathcad 14.0”, “Curve Expert 1.4”.

Научная новизна работы состоит в том, что:

- впервые разработано средство (препарат) на основе глауконитсодержащего вещества для рекультивации городских территорий, загрязненных хлорсодержащими органическими соединениями;

- разработана технологическая схема взаимодействия компонентов нового препарата при восстановлении нарушенных урбанизированных территорий;

- на основании результатов экспериментальных исследований и аналитических данных получена функция прогнозирования процесса восстановления городских территорий при заданных параметрах: г, с0 б ;

- впервые разработана технология по защите городских территорий от образующегося на них дорожного смета с применением нового препарата;

- установлены оптимальные значения по получению субстрата, рекомендованного к применению при создании рекреационных объектов в условиях городского хозяйства, на основе дорожного смета и препарата.

Практическое значение работы заключается в том, что:

- разработан препарат для рекультивации городских почв (положительное решение о выдаче патента на изобретение РФ от 24.06.2011 г. на основе заявки на изобретение РФ № 2010122336 от 01.06.2010 г.), используемый ООО “ЭкоТ еплоХим”;

- получена функция прогнозирования и моделирования процесса восстановления загрязненных территорий для усовершенствования системы экологического мониторинга природоохранными службами;

- разработана технология по защите урбанизированных территорий от опасных дорожных загрязнений, внедряемая МУП “ДРСУ № 1” г. Волгограда;

- получен субстрат на основе дорожного смета и разработанного препарата, рекомендованный для применения ООО Компания “Волгостройуниверсалэко” при благоустройстве нарушенных территорий города и создании рекреационных объектов.

Реализация результатов работы. Технические решения на основе разработанного препарата по восстановлению нарушенных урбанизированных территорий внедрены МУП “ДРСУ № 1” г. Волгограда, ООО Компанией “Волгостройуниверсалэко” и ООО “ЭкоТеплоХим”.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

- технология рекультивации почв урбанизированных территорий, загрязненных хлорорганическими соединениями, с применением разработанного препарата на основе глауконитсодержащего вещества;

- технология предотвращения вторичного загрязнения компонентов окружающей среды дорожным сметом на основе разработанного препарата и обеспечения экологической безопасности городских территорий.

Апробация работы. Научные положения, результаты исследований по теме диссертации и практические рекомендации докладывались на международных научно-практических конференциях: “Экология и ресурсо- и энергосберегающие технологии на предприятиях народного хозяйства” (Пенза, 2008 г.), “Экологические проблемы природных и урбанизированных

территорий” (Астрахань, 2009, 2011 г. г.); на всероссийских научнотехнических конференциях: “Нанотехнологии и наноматериалы: современное состояние и перспективы развития в условиях Волгоградской области” (Волгоград, 2009, 2010 г. г.), “Приоритетные направления развития науки и технологий” (Тула, 2010 год); на ежегодных региональных конференциях молодых исследователей Волгоградской области при ФГБОУ ВПО “Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет” (Волгоград, 2006-2009 г. г.). Приняла участие в конкурсе по присуждению премий Волгоградской области в сфере науки и техники (Волгоград, 2011 г.).

Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликованы научные работы - 22, в том числе 4 статьи - в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных ВАК РФ, 1 публикация заявки на изобретение РФ от 10.12.2011 г., Бюл. № 34 и 1 учебнометодическое пособие. В автореферате представлено 7 научных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Общий объем работы составляет 172 страницы, в том числе: 128 страниц — основной текст, содержащий 23 таблицы на 23 страницах, 20 рисунков на 20 страницах; список

литературы из 164 наименований на 21 странице, 23 приложения на 23 страницах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель, задачи, основная идея работы, определены методы исследования, научная новизна и практическая значимость, представлены сведения об апробации и практическом внедрении результатов проведенных исследований.

Первая глава посвящена изучению современных российских и зарубежных достижений в выбранном направлении исследований.

Рост числа автотранспортных средств на дорогах города способствует увеличению количества формирующихся на них опасных дорожных загрязнений, исследованию которым посвящены научные работы З И. Александровской, Е.М. Букреева; М.Б. Мануйлова, В.М. Московкина и др.

Исследованию экологического состояния городских почв, преобразованных вследствие деятельности промышленных предприятий, посвящены научные труды Ю.А. Израэля, А.И. Перельмана, В.Б. Ильина,

В.Б. Сочава, Я.М. Аммосовой и других ученых. На январь 2011 г. площадь нарушенных земель в РФ, относящихся к промышленному, транспортному использованию, превысила 1,5 млн. га.

Соблюдение принципов устойчивого развития природно-технических систем, развиваемых Ильичевым В.А., Кочуровым Б.И., Щербина Е.0. и др., позволит обеспечить экологическую безопасность городских территорий.

Вопросами рекультивации деградированных почв занимаются российские высококвалифицированные специалисты: Л.В. Моторина, В.А. Овчинников; Д.Ю. Ступин, др., ученые зарубежных стран: V. Lehmann; S. Elorriaga и другие.

Известны многочисленные изобретения в области восстановления почв, загрязненных тяжелыми металлами, нефтепродуктами, являющиеся не единственными чужеродными веществами для объектов окружающей среды.

Так, в России концентрации хлорированных углеводородов, полихлорированных бифенилов в почвах промышленных регионов в 20-30 раз превышают уровни национальных стандартов, представляющие опасность для окружающей экосистемы. Способы обезвреживания территорий, загрязненных хлорсодержащими органическими соединениями, недостаточно широко распространены.

В условиях городского хозяйства почвы урбанизированных территорий помимо воздействия на них инженерных систем, технических средств, подвергаются вторичному загрязнению вследствие несанкционированного размещения на них дорожного смета, так как технологий по рациональному его использованию в городском хозяйстве не существует. Летняя уборка городских дорог выполняется согласно нормативному документу “Инструкция по организации и технологии механизированной уборки населенных мест”.

' Исходя из вышесказанного, необходимо разрабатывать технологии, которые позволили бы восстановить почвы, загрязненные хлорсодержащими органическими соединениями и предотвратить процесс вторичного загрязнения территорий города дорожным сметой, что позволит повысить уровень экологической безопасности урбанизированных территорий.

Во второй главе представлены стандартные методы исследования, в соответствии с которыми выполнялась диссертационная работа.

Для оценки физико-химических свойств почвы и количественного содержания в ней хлорорганических соединений применялись методы химического анализа: гравиметрический, газохроматографический.

Рекультивация почв осуществлялась способом усиленного восстановления. Сущность применяемого метода заключается в подаче питательных веществ, стимуляторов роста живых организмов, воды для создания благоприятной среды микроорганизмам.

Экспериментальные исследования по выращиванию технических культур на восстановленных почвах и субстрате, полученном на основе дорожного смета, обработанного новым препаратом, включая контрольные опытные

образцы, выполнялись с соблюдением требований методики полевого опыта (Б.А. Доспехов, 1985 г.). Результаты, полученные в ходе проведения экспериментальных исследований, обработаны методами математической статистики, корреляционного и регрессионного яняттта

Третья глава посвящена оценке степени загрязнепия городских территорий в районах размещения химической, строительной и др. отраслей промышленности.

Почвенный покров в городе на большей части территории имеет твердое покрытие с образующимися на нем, в процессе функционирования технических средств, дорожными загрязнениями. Дорожный смет в летний период имеет следующий химический состав, (%): вода — 0,9, органические вещества - 3,6, Si02 - 77,5, (Л1203+ Fe2 03) - 10,1, Fe,03 - 3,7, СаО - 3,1, MgO - 1,1.

Источниками образования дорожных загрязнений являются продукты разрушения дорожных покрытий при грузоперевозках; частицы, образующиеся при истирании автомобильных шин о поверхности дорог; частицы почвенного происхождения, переносимые автотранспортными потоками из зон с грунтовыми дорогами, строительных площадок. В 2011 году, согласно данным муниципального контракта “Содержание улично-дорожной сети г. Волгограда”, количество вывезенного дорожного смета составило более 11 250 тонн.

Наибольшую опасность для жителей городов в составе смета представляет мелкодисперсная пыль, способная подниматься в воздух и длительное время находиться во взвешенном состоянии. Запыленность атмосферного воздуха зависит от засоренности дорожного покрытия (табл. 1).

Таблица 1 Зависимость запыленности воздуха от засоренности городских проездов

Засоренность дорожного покрытия, г/м2 Число пылевых частиц размером <50 мкм в 1 мл воздуха

6-20 470-800

21-40 850-1289

41-68 1304-1639

Фракционный состав пыли в атмосферном воздухе над дорожным покрытием, определяемый на высоте 0,5; 0,7 и 1,5 м (на уровне дыхания человека), представлен в таблице 2.

Таблица 2 - Содержание пылевых частиц по фракциям в воздухе над дорожным покрытием

Высота отбора проб от поверхности покрытия, м Процентное содержание пыли с размером фракции, мкм

1-5 5-10 10-15 15-20 20-30 30-40 40-50

0,5 - 1,2 5,2 17,4 43,2 23,4 6,0

0,7 0,3 4,0 27,4 39,4 16,3 11,3 1,0

1,5 35,6 34,9 17,0 10,1 2,2 0,2 -

Анализ запыленности воздуха над дорожным покрытием показывает, что в зоне дыхания преобладают частицы размером <20 мкм, являющиеся наиболее опасными для здоровья человека.

Среднесуточные концентрации пыли в атмосферном воздухе вблизи автомагистралей г. Волгограда свидетельствуют о наличии или отсутствии неканцерогенного риска для населения города. Полученные значения коэффициентов опасности, в ряде случаях, превышают безопасный уровень (рис. 1).

Районы г. Волгограда

| ■ » 2008 г._ ■ 2009 г._- А "2010 г. |

Рис. 1. Результаты оценки коэффициентов опасности для населения г. Волгограда в зависимости от концентраций пыли в атмосферном воздухе вблизи автомагистралей (20082010 г. г.)

С пылью в воздух попадает основная масса микроорганизмов. Патогенные бактерии и пыль, находясь в атмосферном воздухе во взвешенном состоянии, образуют систему бактериальных аэрозолей, способствующих распространению инфекционных заболеваний в условиях городского хозяйства.

Таким образом, своевременно не удаленные с дорог загрязнения под действием ветра и движущегося транспорта могут переходить в воздух,

загрязнять почву, оказывая отрицательное влияние на их экологическое состояние. В 2011 году размер вреда, причиненного почвам от 11 250 тонн дорожных загрязнений в местах их несанкционированного размещения г. Волгограда, составил 90 млн. рублей. На урбанизированных территориях практически отсутствуют естественные зональные почвы, формируются почвогрунты.

Экологическое состояние городских территорий в зонах расположения промышленных предприятий зачастую оценивается как неблагоприятное. Так, в южной части г. Волгограда размещены предприятия химической (ВОАО “Химпром”), строительной (ОАО “Фирма ЖБИ-б”, ООО “Стройдеталь”) и др. отраслей промышленности, оказывающие негативное комплексное воздействие на почвогрунты, тем самым, затрудняя процесс их рекультивации.

Опасными для окружающей среды являются обнаруженные в почвах токсичные хлорсодержащие органические соединения.

В 2010 году в результате химического анализа проб почвы на границе санитарно-защитной зоны с северо-восточной стороны ВОАО “Химпром” были обнаружены концентрации хлорорганических соединений, (мг/кг): хлороформ (трихлорметан) - 0,15; тетрахлорэтан - 0,1; дихлорэтан - ОД; хлорметил - 0,2. Источником их образования является производство хлорированных углеводородов химического предприятия. Размер вреда, причиненного почвам, вследствие их загрязнения хлорорганическими соединениями на площади 10,56 га составил 87,12 млн. рублей.

В результате выполненной оценки экологического состояния городских территорий выявлены источники их непосредственного загрязнения промышленные предприятия, автотранспортные средства. Г ородские территории подвергаются и вторичному загрязнению со стороны

образующегося на них же дорожного смета.

Для обеспечения экологической безопасности городского хозяйства необходимо не только ликвидировать токсичные соединения, но и предотвращать негативные воздействия на окружающую среду.

В четвертой главе рассмотрен процесс рекультивации городских почв, искусственно загрязненных хлорсодержащими органическими соединениями с использованием полученного автором нового препарата (средства).

Препарат содержит глауконитсодержащее вещество, (масс. %) - 65-70, биологически активный ил - 3-5, янтарную кислоту - 0,01-0,05,

азотсодержащий биогенный элемент - 0,01-0,50, культуральную жидкость штамма бактерий Bacillus subtilis БАГ-65 - 15-20, кубовый остаток химического производства (тетрахлорэтан - 0,27-0,38, трихлорэтилен - 0,14-0,16, хлороформ

- 0,39-0,42, дихлорэтан - 0,24-0,36, метиленхлорид - 0,12-0,50, хлорметил -

0,56-0,68) и воду - 1,95-17,26.

Технология приготовления, применения препарата следующая.

Тонкоразмолотое глауконитсодержащее вещество смешивают с биологически активным илом. Для активации жизнедеятельности бактериальной микрофлоры готовят растворы янтарной кислоты и азотсодержащего биогенного элемента в виде мочевины. Приготовленные растворы сливают в смесь из активного ила и глауконита. В эту смесь вводят культуральную жидкость штамма бактерий Bacillus subtilis БАГ-65 и кубовый остаток химического производства. Полученную смесь активно перемешивают в течение 20...25 мин до получения гомогенной пастообразной массы. При смешивании добавляют воду. Разработанный препарат наносится на рекультивируемую поверхность машинным способом. Для равномерного распределения биопрепарата верхний слой почвы на глубину до 0,25...0,30 м перепахивают роторными или дисковыми плугами (ПДН-5-35 и др.).

Проанализировав результаты экспериментальных исследований по рекультивации городских почв, мы воспользовались программным пакетом Curve Expert 1.4 и установили, что, полученные данные лучше всего аппроксимировать экспоненциальной зависимостью. В программе были определены коэффициенты (С0, к ) для каждого хлорорганического соединения, а также соответствующие коэффициенты корреляции — а и величины, характеризующие отклонение от экспериментальных данных - S.

Для уточнения коэффициентов воспользовались программой РТС МаЛсас! 14.0. Так как параметры регрессии входят в искомую зависимость нелинейным образом, то необходимо воспользоваться функцией genflí (X, У, Е). Нами были найдены следующие коэффициенты для искомых зависимостей: для хлорметила- С,(г) = 6,731-е"0 021', (1)

для хлороформа - С2 (г) = 6,503 - е~°-035 г, (2)

для дихлорэтана - с3 (г) = 3,289 • е~°-°3 г, (3)

для тетрахлорэтана - С4(г) = 1,865 • <г°'СШг. (4)

Коэффициенты корреляции - Д, 2Д4 = 0,99 достаточно близки к единице,

что подтверждает оптимальность полученного решения для функции и параметров. Отклонение от экспериментальных данных ^1,2,з,4 =0,073;0д11;0,089;0,116, соответственно. Близость аппроксимирующих

функций к экспериментальным данным представлена на рисунке 2.

с

I а і

Рис. 2. Функции, аппроксимирующие данные загрязнений почвы хлорсодержащими органическими соединениями.

Дискретно представлены экспериментальные данные содержания следующих хлорорганических соединений: хлорметил, ♦ ♦ ♦ - хлороформ, □□□ - дихлорэтан, АЛА -тегграхлорэтан

Эффективность извлечения хлорорганических соединений из почвы в

течение 3 месяцев достигает значений от 89,7 до 97,6 %.

Отличие полученных аппроксимирующих функций заключается в

значении их коэффициентов, которые, в свою очередь, зависят от физико-

химических свойств анализируемых соединений. Одним из параметров, отличающих хлорорганические соединения друг от друга, является растворимость, выбранная нами для построения зависимости коэффициентов от нее. Получена линейная зависимость вида у(х) = ах + Ь коэффициента к от растворимости в воде каждого соединения 5, а коэффициента С0 от начальной концентрации со. Коэффициенты а и Ь найдены по формулам метода наименьших квадратов в РТС МаШса<114.0, используя функции:

а := ¡¡оре(Х, У) и Ь := ¡Шегсер^Х, У) (5)

В результате, мы получили функцию прогнозирования и моделирования процесса рекультивации городских почв на основе разработанных технологий при заданных параметрах (т, с0, я):

С(т,с0,ж) = (0,965-с0 - 0,036) ■е'(0'037'°'0га’,к. (6)

Нами разработана технологическая схема взаимодействия компонентов препарата при рекультивации загрязненных почв, которая подтверждает результаты экспериментальных исследований эффективного их восстановления до уровня, позволяющего развивать на них зеленое строительство (рис. 3).

Глауконигсодержа- Азотсодержа- Биологи- Хлороргани- Штамм

шее вещество щей биогенный чески Янтарная ческие бактерий Вода

(металлы и их элемент активный ил кислота соединения Bacillus

окислы) (мочевина) subtilis

V

зс

П7

Micrococcus

Bacillus

Nitrosomonas

Nitrobacter

Штамм

Bacillus subtilis Pseudomonas Arthobacter

•сзпакв

уреаза

ыонооксигеназа,

гаггритоксидаза

СО (Ш 2)2 + 2Я,0 = (ЛИ 4)2СО (ЛИ ,)гСО , = 2ЛН , + СО , + Н sO

ЛИ, +0, +НАД*Н2 -> N11 fill+llfi+1ІАД*; NHfiH+O, -+no; +H20+H*

NO~ + H20 -> NO~ +2#+ + 2e~

¿Образовавшиеся

** І ингредиенты

дегалогеназа

1,1,2,2-тетрахлоретан; трнхлорэтилен; хлороформ; Йихлорэтан;

метиленхлорид;

хлорметил

-неорганические солн (хлориды металлов);

- сырой протеин; -жиры,

-влага;

- витамины;

- углекислый газ; • микроэлементы;

Рис. 3. Технологическая схема взаимодействия компонентов в препарате (средстве) и при

рекультивации почв

Проведены экспериментальные исследования по выращиванию технической культуры на контрольном участке и рекультивируемом препаратом по способу усиленного восстановления, где результаты роста исследуемой культуры выше на 20,1 - 41,4 % по сравнению с контрольным образцом.

Согласно полученным результатам, усовершенствован процесс рекультивации городских почв на основе нового препарата. Ожидаемый эколого-экономический эффект от реализации разработанной технологии по восстановлению загрязненных почв при затратах 3 млн. рублей составит 84,12 млн. рублей.

Пятая глава посвящена исследованию технологии по защите городских территорий от дорожных загрязнений с применением биопрепаратов и получению на их основе субстрата, рекомендованного к использованию при технической рекультивации нарушенных территорий города.

Технология летней уборки городских проездов включает подметание, поливку (обеспыливание) и мойку проезжих частей улиц и тротуаров. Для детоксикации дорожного смета рекомендуем при подметании и мойке улиц города использовать водный раствор с добавлением дезинфицирующего препарата “Бионаг”, положительный эффект которого научно обоснован и подтвержден исследованиями сотрудников Института эколого-технологических проблем. Таким образом, первым этапом в процессе утилизации дорожных загрязнений является этап обезвреживания дорожного смета. Сбор, транспортировка и несанкционированное размещение дорожного смета на урбанизированных территориях осложняет проблему обеспечения экологической безопасности городского хозяйства. В связи с этим, вторым технологическим этапом по переработке дорожного смета является технология вторичной обработки дорожных загрязнений разработанным препаратом на мобильной установке (рис. 4). Третий этап основан на применении полученного субстрата при осуществлении технической рекультивации и зеленого строительства на урбанизированных территориях.

самосвалы

шнековый '— шнековый

транспортер

смеситель

перемешивающий

транспортер

Рис. 4. Схема технологического процесса вторичной обработки дорожного смета разработанным препаратом

Результаты роста технической культуры на субстратах с различными соотношениями слагающих его компонентов представлены на рис. 5.

Рис. 5. Результаты роста технической культуры через 27 суток после посадки.

Условными обозначениями р1. представлен номер культуры, е1-е7 - номера опытных образцов, где рі.еі- контроль (дорожный смет); р1.е2; р 1 еЗ; р1.е4 - дорожный смет + препарат с хлорорганическими соединениями; рі е5; р1 еб; р1.е7 - дорожный смет + препарат без хлорорганических соединений.

Соотношения 1:0,2 (дорожный смет:препарат) и другие представлены в кг

В ходе экспериментальных исследований было выявлено оптимальное соотношение - 1:0,15 (опытный образец № рІ.еЗ) применяемых компонентов по получению субстрата, рекомендованного к применению для благоустройства нарушенных городских территорий с созданием на них рекреационных объектов. Полученные показатели роста исследуемой культуры на опытном образце под № р1 еЗ по сравнению с другими - выше на 5,2 - 94,8 %.

ш

-5 - *-6 - ~-7 -1'8- -9—1©-“ Щ -:Й -20'-*»'--22“ -26—27

------р1.е1 - усредненные значения роста культуры (контроль) - ■ - р1.е2 -усредненные значения роста культуры (1:0,2)

—*— р1.еЗ - усредненные значения роста культуры (1:0,15) —• — р1.е4 - усредненные значения роста культуры (1:0,1)

—Ж — р1.е5 - усредненные значения роста ку/ыуры (1:0,2) - р1.е6- усредненные значения роста культуры (1:0,15)

— - р1.е7 - усредненные значения роста культуры (1:0,1)

Ожидаемый эколого-экономический эффект от реализации разработанной технологии по защите урбанизированной территории от дорожного смета при затратах 15 млн. рублей, составит 75 млн. рублей, тем самым, предотвратив вторичное загрязнение почв в местах их несанкционированного размещения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе представлены технологии рекультивации загрязненных городских территорий. Практическая реализация предлагаемых технологических решений позволит обеспечить защиту населения от негативных воздействий со стороны технических средств, эксплуатируемых и вновь возводимых объектов городского хозяйства и создать благоприятные условия их жизнедеятельности.

В ходе проведения теоретических и экспериментальных исследований были получены результаты, на основании которых сделаны следующие выводы по работе:

1. Проведена оценка степени загрязнения городских территорий, которая показала, что на дорогах г. Волгограда в 2011 году образовалось 11 250 тонн дорожного смета, размер вреда, причиненного почвам вследствие несанкционированного его размещения на них, составил 90 млн. рублей. Результаты химического анализа проб почвы в южной части города свидетельствуют о содержании в ней хлорорганических соединений: хлорметил, хлороформ, дихлорэтан, тетрахлорэтан. В 2010 году размер вреда, причиненного почвам, в результате их химического загрязнения составил 87,12 млн. рублей.

2. Разработано средство (препарат) на основе глауконитсодержащего вещества для рекультивации загрязненных городских территорий (положительное решение о выдаче патента на изобретение РФ от 24.06.2011 г. на основе заявки на изобретение РФ № 2010122336 от 01.06.2010 г.).

3. По результатам исследования взаимодействия компонентов препарата была разработана технологическая схема, свидетельствующая о согласованном

действии составляющих препарата и усиленном восстановлении почв, загрязненных хлорорганическими соединениями.

4. В результате математического анализа полученных данных экспериментальных исследований по рекультивации почв, загрязненных хлорорганическими соединениями на основе разработанного препарата, получена функция прогнозирования и моделирования процесса восстановления городских территорий.

5. Разработана технология по защите городских территорий от дорожных загрязнений с применением биопрепаратов. Конечным результатом технологического решения является полученный субстрат, рекомендованный к использованию при создании рекреационных объектов города.

6. Результаты экспериментальных исследований, полученные на основе применения разработанных технологий по рекультивации городских территорий, подтвердили их практическую значимость для городского хозяйства. Результаты роста технической культуры на городской почве, обработанной биопрепаратом, превышают значения с контрольного участка на 20,1 - 41,4 %. Результаты роста исследуемых культур на опытных образцах с выявленным оптимальным соотношением компонентов (1:0,15) выше на 2,4 -94,8 % по сравнению с результатами других образцов.

7. Технологии обеспечения экологической безопасности городского хозяйства при рекультивации городских территорий внедрены предприятиями МУЛ “ДРСУ № 1” г. Волгограда, ООО Компания “Волгостройуниверсалэко” и ООО “ЭкоТеплоХим”.

8. Реализация разработанных технологий по восстановлению нарушенных почв и предотвращению вторичного загрязнения территорий дорожным сметой позволит получить суммарный эколого-экономический эффект в размере 159,12 млн. рублей.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

С0 - коэффициент, характеризующий начальную концентрацию хлорсодержащего органического соединения в почве;

к - коэффициент, характеризующий темп рекультивации почвы;

X, Y - набор экспериментальных данных (время и концентрации, соответственно);

g - вектор начальных приближений для искомых параметров.

г - время снижения концентрации хлорорганического соединения (сутки);

С (мг/кг) - искомое значение концентрации соединения. а := siope(X, Y) - угловой коэффициент; b := interceptQi, Y) - коэффициент пересечения с осью у. с0 (мг/кг) - начальная концентрация хлорорганического соединения в почве;

s (г/мл) - значение растворимости в воде анализируемого соединения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ОТРАЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ:

Публикации в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных ВАК РФ

1. Колодницкая, Н.В. Технология утилизации загрязнений придорожных территорий с элементами благоустройства городского ландшафта [Текст] / В.Ф. Желтобрюхов, Н.В. Колодницкая, Г.К. Лобачева // Экология урбанизированных территорий. -М.: ИД “Камертон”, 2011. №4. С. 52-59.

2. Колодницкая, Н.В. Инженерно-организационные мероприятия по

обеспечению экологической безопасности в условиях городского хозяйства [Текст] / В.Ф. Желтобрюхов, Н.В. Колодницкая, Г.К. Лобачева, И.Ж. Гучанова // Ползуновский вестник. - Барнаул: АлтГТУ им. И.И. Ползунова, 2011. № 4-2.

С. 26-29. ’

3. Колодницкая, Н.В. Оценка состояния окружающей среды

урбанизированной территории и обеспечение экологически безопасных условий проживания населения [Текст] / В.Ф. Желтобрюхов, Н.В. Колодницкая, Г К. Лобачева // Социология города. - Волгоград: ВолгГАСУ, 2011. № 3. С. 2236. ’ ’

4. Колодницкая, Н.В. Новая технология биологической очистки загрязнённой почвы - усиленное биовосстановление на месте (in situ) препаратом на основе природного сорбента [Текст] / Г.К. Лобачева, Н.В. Колодницкая // Труды Кубанского гос. аграр. ун-та. - Краснодар, 2010. Вып. 6 (27). С. 190-194.

Патенты

5. Колодницкая, Н.В. заявка на изобретение № 2010122336 от 01.06.2010 г., решение о выдаче патента на изобретение от 24.06.2011 г., опубл. заявки 10.12.2011 г., Бюл. № 34. Препарат для биологической очистки почвы, загрязненной хлорорганическими веществами, свойственные выбросам химического предприятия / Г.К. Лобачева, Н.В. Колодницкая, В.М. Осипов, А.М. Салдаев.

Отраслевые издания и материалы конференций

6. Колодницкая, Н.В. Технология применения придорожных загрязнений для засыпки овражно-балочных систем с использованием биопрепарата [Текст] / Н.В. Колодницкая, В М. Осипов // Экология России и сопредельных территорий: матер. 15-ой междунар. экологической студенческой конф. (МЭСК-2011) / Новосибирский гос. ун-т. Новосибирск, 2011. С. 231-232.

7. Колодницкая, Н.В. Обеспечение условий экологической безопасности

селитебных территорий [Электронный ресурс] / В.Ф. Желтобрюхов, Н.В. Колодницкая, Г.К. Лобачева, BJVÎ. Осипов // Экология: синтез

естественнонаучного, технического и гуманитарного знания: матер. 2-ой всерос. науч.-практ. форума (6-11 октября 2011 г., г. Саратов) / Саратовский гос. техн. ун-т. Саратов, 2011. С. 108-110.

КОЛОДНИЦКАЯ НАТАЛЬЯ ВЛАДИМИРОВНА

РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА ПРИ РЕКУЛЬТИВАЦИИ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ

05.23.19 Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 20.01.2012 г. Формат 60*84/16.

Бумага офсетная. Гарнитура Таймс. Уел. печ. л. 1Д Тираж 100 экз. Заказ №73 .

Отпечатано в издательстве Волгоградского государственного университета. 400062 Волгоград, просп. Университетский, 100.

E-mail: izvolgu@volsu.ru

61 12-5/1852

ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА ПРИ РЕКУЛЬТИВАЦИИ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ

Специальность 05.23.19 Экологическая безопасность строительства и

городского хозяйства

Научный руководитель: д-р техн. наук, профессор ЖЕЛТОБРЮХОВ В.Ф.

УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

КОЛОДНИЦКАЯ НАТАЛЬЯ ВЛАДИМИРОВНА

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата технических наук

ВОЛГОГРАД-2012

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ 6

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИИ 11

1.1. Степень изученности дорожных загрязнений, формирующихся в условиях городского хозяйства 11

1.2. Анализ проблемы деградации и загрязнения городских почв 12

1.3. Анализ разработанных технологических решений по восстановлению урбанизированных территорий 17

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ 24

2.1. Методы эмпирического исследования 24

2.1.1. Натурные методы исследования 24

2.1.2. Лабораторные методы исследования 28

2.2. Методы расчетного обоснования и математического анализа результатов исследований 31

ГЛАВА 3. ОЦЕНКА СТЕПЕНИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ (НА ПРИМЕРЕ Г. ВОЛГОГРАДА) 46

3.1. Характеристика дорожного смета и его влияние на экологическую и санитарно-гигиеническую составляющую города 46

3.2. Оценка экологического состояния почв в южной части города Волгограда 56

3.3. Результаты исчисления размера вреда, причиненного городским почвам, и принципы обеспечения устойчивого развития городского хозяйства 59

ГЛАВА 4. ТЕХНОЛОГИЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА ПРИ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ПОЧВ ГОРОДА НА ОСНОВЕ РАЗРАБОТАННОГО ПРЕПАРАТА 64

4.1. Характеристика препарата (средства) для усиленного восстановления почв, загрязненных хлорсодержащими органическими соединениями 64

4.2. Технология приготовления и применения препарата (средства) в условиях городского хозяйства 75

4.3. Процесс рекультивации городских почв с применением разработанного препарата и обоснование результатов исследований 77

ГЛАВА 5. ТЕХНОЛОГИЯ ПО ЗАЩИТЕ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ ОТ ДОРОЖНОГО СМЕТА ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА 92

5.1. Организация и технология механизированной уборки городских улиц и дорог г. Волгограда в летний период 92

5.2. Технология предотвращения вторичного загрязнения компонентов окружающей среды дорожным сметом 113

5.3. Научное обоснование технологии по защите урбанизированных территорий от дорожного смета 120

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 127

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 129 ПРИЛОЖЕНИЕ 1.1.

Классификация нарушенных земель по направлениям рекультивации в зависимости от видов последующего использования 150

ПРИЛОЖЕНИЕ 2.1.

Оборудование, необходимое для определения влажности почвы 151 ПРИЛОЖЕНИЕ 2.2.

Оборудование и приборы, применяемые при приготовлении водной вытяжки и измерении рН почвы 152

ПРИЛОЖЕНИЕ 2.3.

Значения критерия Фишера (Б-критерия) для уровня значимости р=0,05 153

ПРИЛОЖЕНИЕ 4.1.

Заявка на изобретение Российской Федерации 154

ПРИЛОЖЕНИЕ 4.2.

Карта-схема размещения основных месторождений и перспективных участков глауконитовых руд и песков 155

ПРИЛОЖЕНИЕ 4.3.

Региональная структура южной сырьевой базы глауконита России по состоянию на 01.01.2007 г. 156

ПРИЛОЖЕНИЕ 4.4.

Региональная структура сырьевой базы глауконита России по состоянию на 01.01.2007 г. 157

ПРИЛОЖЕНИЕ 4.5.

Содержание основных компонентов в глауконитсодержащем веществе 158

ПРИЛОЖЕНИЕ 4.6.

Содержание сопутствующих компонентов в глауконитсодержащем веществе 159

ПРИЛОЖЕНИЕ 4.7.

Области применения глауконита 160

ПРИЛОЖЕНИЕ 5.1.

Способы транспортирования дорожного смета в бункер 161

ПРИЛОЖЕНИЕ 5.2.

Подметально-уборочная машина КО - 309 162

ПРИЛОЖЕНИЕ 5.3.

Подметально-уборочная машина ПУ - 53А 163

ПРИЛОЖЕНИЕ 5.4.

Кинематическая схема автогрейдера 164

ПРИЛОЖЕНИЕ 5.5.

Технология мойки и поливки проезжих частей городских улиц и дорог 165

ПРИЛОЖЕНИЕ 5.6.

Схема водяной системы поливочно-моечной машины КО-002 166

ПРИЛОЖЕНИЕ 5.7.

Свидетельство о государственной регистрации "Препарата антимикробного "Биопаг" 167

ПРИЛОЖЕНИЕ 5.8.

Конструкция спортивных газонов 168

ПРИЛОЖЕНИЕ 5.9.

Технология устройства спортивных газонов 169

ПРИЛОЖЕНИЕ 5.10.

Данные статистической обработки результатов экспериментальных исследований по выращиванию полевицы побегоносной 170

ПРИЛОЖЕНИЕ 5.11.

Рост полевицы побегоносной на субстратах, приготовленных на основе дорожного смета и разработанного препарата 171

ПРИЛОЖЕНИЕ 5.12.

Данные статистической обработки результатов экспериментальных исследований по выращиванию овсяницы луговой 172

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Процесс урбанизации неизбежно сопровождается преобразованием природных ландшафтов. Почвенный покров в городах на значительной части территории имеет твердое покрытие и, вследствие роста промышленных, гражданских объектов строительства, увеличения интенсивности транспортного движения, на нем формируются опасные дорожные загрязнения. Механизированная уборка городских проездов является одной из актуальных и сложных задач охраны окружающей среды. Почвы городских территорий, не занятые дорожным покрытием, распределены дискретно и также испытывают негативное воздействие со стороны промышленных предприятий, автотранспорта. Необходимы мероприятия по санитарно-экологической очистке городских территорий, их рекультивации и благоустройству, которые позволят создать экологически безопасные условия жизнедеятельности населения.

Исследования выполнялись в соответствии с Генеральным планом Волгограда, утвержденным решением Волгоградской городской Думы №47/1112 от 29.06.2007 года "Основные положения о территориальном планировании Волгограда" [104].

Цель работы. Обеспечение экологической безопасности городского хозяйства при рекультивации урбанизированных территорий, нарушенных вследствие хозяйственной деятельности человека.

В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи:

- оценка степени загрязнения городских территорий вследствие воздействия на них автотранспорта и промышленных предприятий: ВОАО "Химпром", ОАО "Фирма ЖБИ-6"; ЗАО "Волгоградский завод ЖБИ-2", ОАО "ВгАЗ-СУАЛ", др.;

- разработка средства (препарата) для восстановления территорий, загрязненных в процессе функционирования инженерных систем городов;

исследование взаимодействия компонентов препарата при рекультивации загрязненных почв;

- разработка технологии по защите городских территорий от дорожных загрязнений с применением нового препарата и получением на их основе субстрата;

проведение экспериментальных исследований на основе разработанных технологий по рекультивации городских территорий для подтверждения возможности их применения в городском хозяйстве;

- определение эколого-экономических эффектов от реализации разработанных технологий по ликвидации и предотвращению загрязнения городских территорий.

Основная идея работы состояла в разработке технологий для повышения уровня экологической безопасности городских территорий.

Методы исследования включали; аналитическое обобщение известных научных и технических результатов; лабораторные и натурные исследования; обработку результатов, полученных экспериментальным путем, методами математической статистики и корреляционного анализа с применением ПЭВМ; оценку риска для здоровья населения, обусловленного загрязнением атмосферного воздуха.

Достоверность научных положений, выводов и практических рекомендаций обоснована результатами лабораторных исследований, полученных в аккредитованных лабораториях, с использованием аттестованных методик; подтверждена патентной чистотой разработанного технического решения; методами математической статистики с применением ПЭВМ и лицензированных программ: "Microsoft Excel", "РТС Mathcad 14.0", "Curve Expert 1.4".

Научная новизна работы состоит в том, что:

впервые разработано средство (препарат) на основе глауконитсодержащего вещества для рекультивации городских территорий, загрязненных хлорсодержащими органическими соединениями;

- разработана технологическая схема взаимодействия компонентов нового препарата при восстановлении нарушенных урбанизированных территорий;

- на основании результатов экспериментальных исследований и аналитических данных получена функция прогнозирования процесса восстановления городских территорий при заданных параметрах: т, с0 б ;

- впервые разработана технология по защите городских территорий от образующегося на них дорожного смета с применением нового препарата;

- установлены оптимальные значения по получению субстрата, рекомендованного к применению при создании рекреационных объектов в условиях городского хозяйства, на основе дорожного смета и препарата.

Практическое значение работы заключается в том, что:

- разработан препарат для рекультивации городских почв (положительное решение о выдаче патента на изобретение РФ от 24.06.2011 г. на основе заявки на изобретение РФ № 2010122336 от 01.06.2010 г.), используемый ООО "ЭкоТеплоХим";

- получена функция прогнозирования и моделирования процесса восстановления загрязненных территорий для усовершенствования системы экологического мониторинга природоохранными службами;

- разработана технология по защите урбанизированных территорий от опасных дорожных загрязнений, внедряемая МУП "ДРСУ № 1" г. Волгограда;

- получен субстрат на основе дорожного смета и разработанного препарата, рекомендованный для применения ООО Компания "Волгостройуниверсалэко" при благоустройстве нарушенных территорий города и создании рекреационных объектов.

Реализация результатов работы. Технические решения на основе разработанного препарата по восстановлению нарушенных урбанизированных территорий внедрены МУП "ДРСУ № 1" г. Волгограда, ООО Компания "Волгостройуниверсалэко" и ООО "ЭкоТеплоХим".

Основные научные положения, выносимые на защиту:

- технология рекультивации почв урбанизированных территорий, загрязненных хлорорганическими соединениями, с применением разработанного препарата на основе глауконитсодержащего вещества;

- технология предотвращения вторичного загрязнения компонентов окружающей среды дорожным сметом на основе разработанного препарата и обеспечения экологической безопасности городских территорий.

Апробация работы. Научные положения, результаты исследований по теме диссертации и практические рекомендации докладывались на международных научно-практических конференциях: "Экология и ресурсо- и энергосберегающие технологии на предприятиях народного хозяйства" (Пенза, 2008 г.), "Проблемы мелиорации земель и воспроизводства почвенного плодородия" (Краснодар, 2009 г.), "Экологические проблемы природных и урбанизированных территорий" (Астрахань, 2009, 2011 г. г.), на XIX Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Волгоград, 2011 г.); на всероссийских научно-технических конференциях: "Нанотехнологии и наноматериалы: современное состояние и перспективы развития в условиях Волгоградской области" (Волгоград, 2009, 2010 г. г.), "Приоритетные направления развития науки и технологий" (Тула, 2010 г.); на ежегодных региональных конференциях молодых исследователей Волгоградской области при ФГБОУ ВПО "Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет", при ФГБОУ ВПО "Волгоградский государственный педагогический университет" (Волгоград, 2006-2009 г. г.), на 48-ой научной конференции Волгоградского государственного технического университета.

Приняла участие в конкурсе по присуждению премий Волгоградской области в сфере науки и техники с работой " Оценка состояния окружающей среды урбанизированных территорий и технические решения их восстановления" (Волгоград, 2011 г.), в конкурсе грантов для молодых ученых с проектом "Разработка технологий мелиорации и рекультивации

загрязненных земель урбанизированных территорий" (Волгоград, 2010 г.). За научную работу "Применение препарата для биологической очистки почвы на основе природного сорбента глауконита", представленную на Всероссийский смотр-конкурс научно-технического творчества студентов высших учебных заведений "Эврика-2009", была награждена дипломом III степени (Новочеркасск, 2009 г.).

Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликованы научные работы - 22, в том числе 4 статьи - в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных ВАК РФ, 1 публикация заявки на изобретение РФ от 10.12.2011 г., Бюл. № 34 и 1 учебно-методическое пособие.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Общий объем работы составляет 172 страницы, в том числе: 128 страниц - основной текст, содержащий 23 таблицы на 23 страницах, 20 рисунков на 20 страницах; список литературы из 164 наименований на 21 странице, 23 приложения на 23 страницах.

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Степень изученности дорожных загрязнений, формирующихся в условиях городского хозяйства

В настоящее время более трети всего мирового населения проживает в городах. Стремительные темпы урбанизации составляют одну из основных характерных черт современной эпохи. Однако рост городского населения оказался настолько стремительным, что окружающая среда многих промышленных центров уже не в состоянии удовлетворить многие потребности современного человека [100].

Таким образом, научно-технический прогресс и связанный с ним процесс урбанизации обостряют проблему обеспечения экологической безопасности городского хозяйства [53].

В связи с этим все более актуальными становятся вопросы поддержания окружающей среды в городах на уровне, соответствующем современным экологическим, санитарно-гигиеническим требованиям [12].

Среди работ, выполняемых в городах в целях улучшения охраны окружающей среды, уборка городских дорог занимает важное место [6].

В процессе функционирования автотранспортных средств на урбанизированных территориях за бездождевые периоды времени, или за интервалы между снеготаяниями, происходит процесс формирования загрязняющих веществ, получивших название "дорожный смет" [52, 90, 92].

М.Б. Мануйловым (Национальный технический университет "ХПИ" г. Харьков), В.М. Московкиным (Харьковский национальный университет им. В.Н. Каразина), A.B. Мартыновым (Институт микробиологии и иммунологии им. И.И. Мечникова АМН Украины, г. Харьков), H.H. Куковицким (Национальный технический университет "ХПИ" г. Харьков) исследованы основные пути влияния дорожных загрязнений на экологическую и эпидемиологическую ситуации в Украине.

Основная цель, которую перед собой ставили авторы, состояла в создании систематизированной базы знаний о дорожных загрязнениях, формирующихся на урбанизированных территориях, и их влиянии на различные процессы, происходящие в условиях городского хозяйства.

Исследования Академии коммунального хозяйства им. К.Д. Памфилова, в частности, З.И. Александровской, Е.М. Букреева, Я.В. Медведева, H.H. Юскевич посвящены анализу физико-химических свойств дорожных загрязнений, образующихся в летний период времени.

В.Н. Луканиным, Ю.В. Трофименко (Московский государственный автомобильно-дорожный институт (технического университета)) разработаны теоретические основы физико-химических процессов, происходящих при воздействии объектов транспорта и промышленности на окружающую среду, выявлены источники образования пылевых загрязнений на автомагистралях и придорожных территориях, проанализированы пути распространения и трансформации промышленно-транспортных загрязнений в условиях городского хозяйства и их влияние на компоненты биосферы [83].

Проблема образования дорожного смета на урбанизированных территориях является новой, малоизученной как российскими, так и зарубежными научными деятелями, но актуальной как для данной отрасли знания, так и для науки в целом.

1.2. Анализ проблемы деградации и загрязнения городских

почв

Городская территория, как правило, плотно застраивается промышленными, хозяйственными и разнообразными жилыми зданиями. Почвенный покров городских экосистем характеризуется разнообразием - от насыпных грунтов до окультуренных ландшафтов, но в целом преобладают деградированные почвы [70].

В городах практически отсутствуют естественные зональные почвы, здесь формируется искусственный почвенный покров, который правильнее называть почвогрунтом (или техноземом) [46]. От зональных почв

почвогрунты отличаются тем, что их ненарушенный профиль сохраняется лишь локально. Повсеместно наблюдается механическое нарушение почвенного профиля и захоронение в нем бытового и строительно