Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Анализ техногенного воздействия АЗС, источников и факторов его формирования, роль загрязнения поверхностного стока в загрязнении геологической среды 10
Глава II. Методическое обоснование экспериментального изучения загрязнения поверхностного стока на территории АЗС. Критерии и методы оценки загрязнения поверхностного стока 27
Глава III. Результаты экспериментального изучения загрязнения поверхностного стока на территории АЗС в 1999-2001 годах 44
Глава IV. Исследование основных закономерностей формирования загрязнения поверхностного стока на территории АЗС 62
Глава V. Научно-практические предложения по использованию экспериментально полученных данных об уровне загрязнения поверхностного стока при проектировании, строительстве и эксплуатации АЗС 69
Глава VI. Предлагаемые методы инженерной защиты геологической среды от загрязнения поверхностным стоком 79
Глава VII. Методика геологического мониторинга в районе АЗС, обеспечивающая защиту почвогрунтов и грунтовых вод от загрязнения поверхностным стоком 85
Выводы 91
Приложения 111
- Анализ техногенного воздействия АЗС, источников и факторов его формирования, роль загрязнения поверхностного стока в загрязнении геологической среды
- Методическое обоснование экспериментального изучения загрязнения поверхностного стока на территории АЗС. Критерии и методы оценки загрязнения поверхностного стока
- Результаты экспериментального изучения загрязнения поверхностного стока на территории АЗС в 1999-2001 годах
- Исследование основных закономерностей формирования загрязнения поверхностного стока на территории АЗС
Введение к работе
Актуальность проблемы воздействия автозаправочных станций на окружающую среду, в том числе проблемы загрязнения поверхностного стока, связана с распространенностью данного источника техногенного загрязнения на территории городов и городских агломераций.
Развитие сети АЗС в последнее десятилетие значительно возросло в связи с резким увеличением автомобильного парка. Согласно данным официальной статистики автомобилизация в различных регионах России выросла в 3—4 раза. Если в 1992-1993 годах в Москве действовало немногим более 200 АЗС, то к 1998 году - 600, а уже к 2003 году их количество достигло 750.
Как показывает анализ литературных источников, проблема воздействия АЗС на окружающую среду, несмотря на ее актуальность, остается малоизученной как в целом, так и по отдельным факторам. Анализ отечественных публикаций по экологическим проблемам АЗС за последние 10 лет выявил лишь единичные работы, причем постановочного, либо обзорного характера (работы В.Н. Бондарь /19/, Л.В. Власова /27/, СР. Борисова /20/, И. Потравного и С. Подгузафарова /122/, Е.Л.Беляевой /17/, Н.Д. Антиповой /8/, В.И. Бухтиярова /24/, А.П.Нечаева /106/, М.Н.Филатовой /158/, А.В. Балакина /10/, В.Б. Мещерякова /94/). Практически отсутствуют публикации по результатам экспериментальных исследований в области оценки воздействия АЗС на окружающую среду.
До последнего времени наиболее актуальной и соответственно
изучаемой проблемой техногенного воздействия АЗС являлась проблема
загрязнения атмосферного воздуха в увязке с размерами санитарно-
\ защитных зон (СЗЗ). Однако, в результате проводимых общегородских
мероприятий согласно Постановлению Правительства Москвы № 663 -ПП
от 20.08.2002 г. "О снижении выбросов моторного топлива в атмосферу" и применения на автозаправочных станциях и комплексах систем "закольцовки"1 и "улавливания" выбросов топливных резервуаров и ТРК2 наблюдается поэтапное снижение эмиссии паров нефтепродуктов в атмосферу.
Следующей по значимости проблемой техногенного воздействия АЗС, причем менее изученной, является проблема загрязнения поверхностного стока. Она трудно решается техническими средствами и мало разработана в методическом отношении. С проблемой загрязнения вод поверхностного стока неразрывно связана проблема загрязнения геологической среды и подземных вод. В системе техногенного воздействия АЗС на окружающую среду поверхностный сток играет интегрирующую роль: с одной стороны, роль среды-"аккумулятора" загрязняющих веществ (ЗВ), поступающих из атмосферы и в результате проливов нефтепродуктов, с другой — роль "проводника" ЗВ в геологическую среду и подземные воды.
Во многом из-за отсутствия экспериментальных научных данных об уровне загрязнения вод поверхностного стока в настоящее время нет единого мнения о необходимости их локальной очистки перед сбросом в ливневую канализацию. На сегодняшний день в нормативно-методической литературе по проектированию разделов "Охрана окружающей среды" и по разработке проектов очистных сооружений поверхностного стока отсутствуют установленные (удельные) показатели загрязнения поверхностного стока с территории АЗС, что не позволяет адекватно рассчитывать вынос ЗВ (реальный или задерживаемый очистными сооружениями). Цель работы: экспериментальное изучение техногенного воздействия
1 системы "закольцовки" - системы паровозврата - системы рекуперации выбросов - мероприятие, обеспечивающее возврат паров нефтепродуктов по обратному шлангу в цистерны бензовоза при сливе топлива. 1 ТРК - топливораздаточиые колонки на АЗС
современных АЗС, в частности загрязнения вод поверхностного стока, и разработка на основе полученных экспериментальных данных научно-обоснованных предложений и рекомендаций для учета этого фактора на протяжении полного жизненного цикла АЗС: при их размещении, проектировании, строительстве, эксплуатации и выводе с территории. В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
Проведение натурных исследований покомпонентного состава и уровня загрязнения поверхностного стока с территории АЗС, выявление приоритетных ЗВ, в том числе по составу углеводородного загрязнения.
Определение средних и максимальных уровней загрязнения поверхностного стока АЗС, оценка взаимосвязи с факторами его формирования: производительностью, сроком эксплуатации, загрязнением воздушного бассейна, климатическими условиями (сезонностью, осадками).
Сравнительный анализ уровня загрязнения поверхностного стока АЗС и других городских территорий, оценка необходимости локальной очистки перед сбросом в городские водосточные сети.
Разработка предложений по использованию экспериментально полученных показателей загрязнения вод поверхностного стока в инженерных расчетах при проектировании, строительстве и эксплуатации АЗС.
На основе расчета валового (годового и секундного) выноса ЗВ разработка предложений по лимитам техногенного воздействия АЗС, в частности — по показателям ПДС3.
Разработка практических предложений и рекомендаций по учету загрязнения поверхностного стока при проектировании, строительстве и эксплуатации АЗС на основе методов снижения уровня загрязнения и инженерной защиты геологической среды.
1 ПДС - показатели предельно допустимого стока с территории (т/год, г/сек)
Объекты исследования
Современные многофункциональные автозаправочные комплексы различной производительности, в основном, компании "British Petroleum", эксплуатирующиеся в Москве в границах промплощадок и СЗЗ (50-100 м от границы промплощадки).
Предмет исследования
Изучение уровня и покомпонентного состава загрязнения поверхностного стока, оценка взаимосвязи с факторами, определяющими условия его формирования: производительностью, сроком эксплуатации, климатическими условиями (сезонность, количество осадков), с уровнем загрязнения воздушного бассейна. Сравнительный анализ загрязнения поверхностного стока АЗС с уровнем загрязнения других городских территорий. Методы инженерной защиты геологической среды, в том числе локальная очистка вод поверхностного стока АЗС, методы локализации загрязнения почвогрунтов и грунтовых вод, методы геоэкологического мониторинга и санации почвогрунтов и грунтовых вод.
Методика исследования
Методика исследования базируется на анализе практики проектирования, строительства и эксплуатации современных АЗС, на изучении литературных источников по исследуемой проблеме, на проведении собственных натурных исследований вод поверхностного стока с последующей статистической обработкой экспериментальных данных, на теоретическом обобщении экспериментальных материалов с разработкой научно-обоснованных предложений и рекомендаций.
Использованы методы математического (расчетного) моделирования выноса загрязняющих веществ с территории АЗС.
В соответствии с разработанной в диссертации методикой изучения загрязнения вод поверхностного стока АЗС лабораторные исследования
отбираемых проб выполнялись Аккредитованной испытательной лабораторией ЦГСЭН Московской области при участии автора.
Научная новизна работы состоит в том, что в ней впервые проблема загрязнения поверхностного стока с территории АЗС изучена экспериментально: определены уровни и приоритетные компоненты загрязнения, установлены основные закономерности загрязнения, в том числе сезонные изменения уровня. В контексте полученных данных, разработаны научно-методические и практические рекомендации для учета при проектировании, строительстве и эксплуатации АЗС. Проанализированы и систематизированы методы снижения уровня загрязнения поверхностного стока АЗС и методы инженерной защиты геологической среды, даны рекомендации по их практическому использованию, в частности — по применению локальной очистки поверхностного стока, по очистке грунтов и подземных вод от загрязнения нефтепродуктами. Предложено использование методов гидроизоляции площадки или устройство экранов из синтетических материалов для локализации нефтепродуктового загрязнения. Разработана методика геоэкологического мониторинга с использованием методов санации почвогрунтов и грунтовых вод. Обоснованы лимиты техногенного воздействия АЗС в части загрязнения поверхностного стока (ПДС), рекомендованные для включения в нормативные документы.
>
На защиту выносятся:
Результаты системного анализа техногенного воздействия современных АЗС на окружающую среду в виде многофакторной модели (блок-схемы) его формирования.
Результаты натурных исследований вод поверхностного стока АЗС, включающие анализ экспериментальных данных, оценку покомпонентного состава сточных вод, показатели среднего и максимального уровня загрязнения.
Оценка взаимосвязи загрязнения поверхностного стока с производительностью, сроком эксплуатации АЗС, загрязнением воздуха и климатическими факторами (сезонностью и осадками).
Результаты сравнительного анализа уровня загрязнения вод поверхностного стока АЗС с уровнем загрязнения сточных вод других городских территорий: селитебных зон, магистралей, транспортных предприятий.
Результаты расчета выноса загрязняющих веществ с территорий современных АЗС, предложения по лимитам техногенного воздействия
(ПДС).
6. Научно-методические и практические рекомендации для
проектирования на АЗС комплексной инженерной защиты почвогрунтов и
грунтовых вод от загрязнения поверхностным стоком, включая
применение методов гидроизоляции площадки АЗС или устройства
гидроизолирующих экранов на пути возможного распространения шлейфа
загрязнения на основе синтетических материалов.
7. Методика геоэкологического мониторинга с использованием
методов инженерной и биологической санации грунтов и грунтовых вод.
Практическая значимость
Экспериментально установлены средние и максимальные уровни загрязнения поверхностного стока АЗС, рекомендованные для использования в нормативных расчетных методах определения уровня загрязнения поверхностного стока, при оценке воздействия на окружающую среду и проектировании очистных сооружений. Определены лимиты техногенного воздействия АЗС в части поверхностного стока (ПДС), предложенные для включения в нормативные документы по проектированию и эксплуатации АЗС.
Разработаны практические предложения и рекомендации по учету проблемы загрязнения вод поверхностного стока при проектировании, строительстве, эксплуатации и выводе АЗС, в частности при принятии решений по локальной очистке сточных вод, нормировании техногенного воздействия, по использованию методов инженерной защиты геологической среды и подземных вод в районе АЗС, включая геоэкологический мониторинг с применением санации почвогрунтов и грунтовых вод.
Внедрение
Результаты исследования внедрены при выполнении работ по подготовке исходно-разрешительной документации (ИРД) на строительство и вывод ряда АЗС в г. Москве в составе объектов инфраструктуры 3-го Транспортного кольца, при разработке ИРД на площадки досмотра въезжающего в Москву автотранспорта, в практику ведомственного (производственного) экологического контроля, осуществляемого на 13 МАЗК "ВР" "Институтом геобиосферных исследований" РАЕН (ИГБИ РАЕН) в 2000-2003 гг.
Результаты диссертации опубликованы в 3-х печатных работах, апробированы при разработке раздела «Оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС) размещения МАЗК ВР на 64 км Дмитровского шоссе у поворота на спортивный парк «Волен» ИГБИ РАЕН, 2003 г.
Анализ техногенного воздействия АЗС, источников и факторов его формирования, роль загрязнения поверхностного стока в загрязнении геологической среды
Актуальность исследования проблемы техногенного воздействия автозаправочных станций и комплексов на окружающую среду связана с распространенностью данного вида производственно-коммунальных объектов.
Из анализа размещения АЗС, который мы сделали с помощью современной карты Москвы, следует, что в настоящее время автозаправочные станции и комплексы размещаются не только в периферийной, но и в срединной, а так же плотно застроенной центральной части города. Согласно вышеупомянотому ППМ №663-П от 20.08.2002 «О снижении выбросов моторного топлива в атмосферу» только в ЦАО насчитывается 67 АЗС. Автозаправочные станции и комплексы сегодня можно увидеть не только в производственно-коммунальных зонах, но и на селитебных территориях, вблизи ценных природных территорий и водоохранных зон.
Если десять лет назад АЗС, расположенных вблизи жилой застройки было относительно немного (см. карты Москвы за соответствующий период времени), то за последние годы по мере развития сети АЗС весьма значительная их часть находится на небольшом расстоянии до жилья. Расстояния от границ участков АЗС до жилой застройки в некоторых случаях меньше 50 метров, (АЗС № 009 ЗАО «ТрансАЗС» у пересечения ул. Красносельская и ул. Ольховская, АЗС № 7 ОАО ФПК «Кедр-М» по проспекту Мира вл. 94, АЗС № 015 ОАО "МТК" во 2-м Зачатьевском переулке, МАЗК ВР «Можайская» по Можайскому шоссе 43/1, МАЗК ВР
«Бутово» по ул. Старобитцевская вл. 2, МАЗК ВР «Каширская» -Каширское шоссе, 163/13). Автозаправочная станция № 335 ЗАО «Дана петролеум» по Трифоновской ул. 36/38 - расположена непосредственно на границе с территорией больницы, а от АЗС № 006 ОАО «МТК» (ул, Красина, вл. 15 стр. 10) расстояние до ближайшего жилого дома около 25м.
В мировой практике имеется значительный опыт эксплуатации встроенных автозаправочных станций, например, АЗС в составе жилого дома в Лондоне (см. рисунок в приложении). В Москве встроенная АЗС расположена под административным зданием компании «ЛукОйл» на проспекте академика Сахарова.
Автозаправочные станции и комплексы зачастую граничат с природоохранными зонами - территориями Природного комплекса г. Москвы (ПК), — утвержденными Постановлениями правительства Москвы. Например, в непосредственной близости от озелененных рекреационных территорий расположены: МАЗК ВР "Владимирская" (ш. Энтузиастов, вл. 56а), МАЗК ВР "Люблинская" (Люблинская), МАЗК ВР "Юго-Западная" (проспект Вернадского вл. 86), МАЗК на границе водоохранной зоны «Строгино» (ул. Маршала Кутукова).
Из-за дефицита свободных участков на территории г. Москвы при разработке «Городской программы размещения комплексов для обслуживания большегрузного транспорта, включающих АЗС и мойки», выполненной ГлавАПУ Москомархитектуры, земельные участки иногда отводились на особо охраняемых природных территориях — Лосиный остров, Измайловский лесопарк, Бутаковский залив, долина реки Сходни на Волоколамском шоссе.
Известно, что наряду с размещением (новым строительством) и реконструкцией АЗС, в последние годы в Москве активно проходят процессы вывода АЗС с последующим использованием освобождаемой территории по другому назначению. Автор диссертации непосредственно принимал участие в оформлении исходно-разрешительной документации по выводу АЗС (на Звенигородском шоссе, 2-й улице Машиностроения, Беговой улице) в связи со строительством 3-го Транспортного кольца в Москве. Аналогичные примеры отмечаются по всему городу, причем вывод АЗС зачастую связан с выводом автотранспортных предприятий из центра города.
По литературным данным московский рынок продажи топлива составляет 12-15% от топливного рынка России, при этом емкость топливного рынка Московского региона — Москва и Московская область — 1500 АЗС, из них 750-800 в Москве.) /80, 20/
Процессы развития сети АЗС, аналогичные Московским, происходят и в других регионах России. По действующим градостроительным нормам (СНиП 2.07.01-89 "Градостроительство: Планировка и застройка городских и сельских поселений. - М., 1994." и МГСН 1.01.99 "Нормы и правила проектирования планировки и застройки Москвы"), на каждые 1200 автомобилей (общего парка) в городах необходима 1 топливно-раздаточная колонка (ТРК).
За пределами городов, согласно действующим нормативным требованиям к обустройству дорог (СНиП 2.05.02-85 «Автомобильные дороги»), расстояния между АЗС в зависимости от их мощности и производительности не должны превышать 20-60 км. На практике зачастую они оказываются значительно меньше. Так, на примере Московской агломерации, фактические расстояния между АЗС на ряде участков 30 километровой зоны от МКАД составляют от 500 до 1000 метров в одном направлении движения. Особенно высокая плотность сети АЗС наблюдается вдоль Ярославского, Ленинградского, Рублевского, Можайского шоссе.
По действующим нормам размеры земельных участков для АЗС следующие: на 2 ТРК требуется участок площадью 0,1 га, 5 ТРК - 0,2 га, 7 TPK - 0,3 га (реальные же размеры участков гораздо больше). Исходя из средних размеров участков1 АЗС в Москве должны занимать не менее 150 га городских земель. На рис. 1 и 2. представлены фотографии - общий вид территории, градостроительные условия размещения современных АЗС и фрагменты, показывающие их оборудование.
Вследствие распространенности АЗС в городах, а так же их повсеместного приближения к жилой застройке, территориям лечебных учреждений, рекреационным и природоохранным зонам, автозаправочные комплексы стали восприниматься населением весьма негативно, как наиболее неблагополучные в экологическом отношении объекты производственно-коммунальной инфраструктуры городов. Известно, что среди жалоб жителей, поступивших в течение последних трех лет в Москомприроду (ныне Департамент природопользования и охраны окружающей среды Правительства Москвы), жалобы на экологическое воздействие АЗС и протесты против их размещения составляют около 30% от общего количества обращений населения.
Приведенный анализ подтверждает, что в настоящее время АЗС и МАЗК (многофункциональные автозаправочные комплексы) являются наиболее массовым источником техногенного воздействия на окружающую среду, и учет их экологического воздействия, а также экологических требований при размещении, строительстве (реконструкции), эксплуатации, выводе с городских территорий являются актуальной научно-практической задачей.
Методическое обоснование экспериментального изучения загрязнения поверхностного стока на территории АЗС. Критерии и методы оценки загрязнения поверхностного стока
Методика данной диссертации базируется на комплексном системном подходе к изучению проблемы загрязнения вод поверхностного стока с территории АЗС, на изучении практического опыта и литературных источников в области геоэкологии и смежных областях знания (геологии, градостроительстве, гигиене, водоотведении и охране окружающей среды, в области проектирования, строительства и эксплуатации АЗС), а также на натурных (экспериментальных) исследованиях вод поверхностного стока, на использовании методов математической статистики и математического (расчетного) моделирования.
В рамках выполняемой экспериментальной части работы пробы вод поверхностного стока, отобранные автором при натурных исследованиях, изучались в лабораторных условиях в Аккредитованной испытательной лаборатории Центра Госсанэпиднадзора Московской области и других лабораториях, имеющих соответствующие разрешения. Все лабораторные исследования выполнялись в соответствии с действующими нормативно-методическими документами.
С точки зрения методики работы было важно, что, выбрав среди комплекса факторов техногенного воздействия АЗС для исследования один, наименее изученный - загрязнение поверхностного стока, нужно было исследовать его не изолированно, а системно, во взаимосвязи с другими факторами: загрязнением атмосферного воздуха и геологической среды. В работе изучалось влияние факторов формирования уровня загрязнения поверхностного стока, таких как мощность (производительность), природно-климатические условия (осадки), уровень загрязнения атмосферного воздуха, объем поверхностного стока. Рассматривались также геоэкологические последствия загрязнения вод поверхностного стока - в частности загрязнения зоны аэрации почвогрунтов и подземных вод.
Границы исследования не включали вопросы инфильтрации загрязняющих веществ в грунтовую толщу, а также вопросы физико-химических превращений загрязнителей и самоочищения почвогрунтов и подземных вод. Эти вопросы рассмотрены в данной работе лишь в общем виде, исходя из практических задач, связанных с разработкой мероприятий, предлагаемых для инженерной защиты геологической среды от загрязнения водами поверхностного стока и методики геоэкологического мониторинга. В общем виде в работе рассматривались также вопросы очистки поверхностного стока.
Исследование закономерностей формирования загрязнения исходило из предположения, что между уровнем загрязнения вод поверхностного стока и мощностью (производительностью) АЗС, сроком эксплуатации, уровнем загрязнения атмосферного воздуха и природно-климатическими факторами (сезонность и количество осадков) существует взаимосвязь.
Объектами исследования явились современные АЗС, расположенные в Москве и в Московской области, главным образом, это многофункциональные автозаправочные комплексы консорциума «ВР», где автор на протяжении ряда лет (с 1998 по 2003 г.) участвовал в работах по экологическому контролю за загрязнением поверхностного стока и атмосферного воздуха. В результате был накоплен экспериментальный материал, который использован как база для теоретического обобщения по тематике диссертации. Следует сказать, что выбор в качестве объектов изучения высокотехнологичных многофункциональных автозаправочных комплексов консорциума «ВР» представляется правомерным, поскольку в настоящее время в Москве и Московской области технологические и экологические требования к проектированию, строительству и эксплуатации АЗС жестко регламентированы, вплоть до выбора оборудования и технологических требований его применения. /125, 63, 34, 35, 20, 155, 70/. Процесс инновации регулируется как действующими нормативными документами, так и контролирующими органами — Госсанэпиднадзором, Госкомэкологией, Госэкспертизой, Госгортехнадзором и другими организациями, а также деятельностью Московской топливной ассоциации.
За последние 5 лет на строящихся и реконструируемых АЗС различных субъектов топливного рынка, расположенных в Москве и Московской области применяются аналогичные технологии и оборудование. В результате технологический уровень в значительной мере выровнялся и постепенно приближается к мировому - в частности к уровню объектов, выбранных для исследования, т.е. «ВР».
Поскольку выводы работы должны были быть ориентированы на современные процессы проектирования, строительства, поэтому изучение проблемы лежало полностью в области современных технологий АЗС, заложенных в т.ч. и в вышеперечисленные нормативные и инструктивно-методические документы /125, 34, 35, 155/.
Для исследования выбраны наиболее распространенные (часто встречающиеся) в городских условиях виды АЗС — автозаправочные станции либо обслуживающие исключительно легковой автотранспорт, либо с небольшой долей грузового автотранспорта.
Последнее обусловлено тем, что на практике возможность заправки грузовых автомобилей на общей сети АЗС прямо определяет экономический фактор - грузовой автотранспорт, как правило, за наличный расчет не заправляется, это сводит до минимума долю грузового автотранспорта даже на АЗС, расположенных на «вылетных» магистралях и на МКАД /МАЗК «Жулебино», МАЗК «Зеленоградская»/.
Нужно заметить, что в Москве АЗС, обслуживающие грузовой автотранспорт и автобусы, в основном находятся на территории соответствующих автотранспортных предприятий, как правило, расположенных вне жилых территорий - в коммунальных зонах города. Критерии при оценке техногенного воздействия таких АЗС и экологические требования, вытекающие из условий размещения, в этих случаях несколько иные, что побудило исключить группу АЗС для грузового автотранспорта из рассмотрения в данной работе.
Из 13 МАЗК «ВР», взятых в данной работе в качестве объектов исследования, 8 обслуживают исключительно легковой автотранспорт (МАЗК «Марьина Роща», МАЗК «Можайская», МАЗК «Строгино», МАЗК «Ивановская», МАЗК «Владимирская», МАЗК «Теплый Стан», МАЗК «Профсоюзная», МАЗК «Щелковская»), 5 — легковой с определенной долей грузового транспорта (МАЗК «Северянин», МАЗК «Каширская», МАЗК «Зеленоградская», МАЗК «Жулебино», МАЗК «Бибирево»). При этом доля грузового автотранспорта во всех случаях не превышает 3% по объему реализации топлива. Аналогичная тенденция имеет место и на АЗС других субъектов топливного рынка, расположенных в городских условиях, когда доля грузовых автомобилей пренебрежимо мала.
Результаты экспериментального изучения загрязнения поверхностного стока на территории АЗС в 1999-2001 годах
Покомпонентные исследования загрязнения поверхностного стока. Как уже было указано выше, исследования загрязнения поверхностного стока при участии автора проводились в 1998-2003 гг. в рамках программ ведомственного экологического контроля, осуществлявшегося ИГБИ РАЕН на 13 многофункциональных автозаправочных комплексах (МАЗК) «ВР», отличающихся производительностью, сроком эксплуатации, количеством ТРК, уровнем загрязнения воздушного бассейна (выбросов в атмосферу). За этот период был собран значительный экспериментальный материал, обобщение которого приводится далее.
Покомпонентный состав загрязнения поверхностного стока на всех обследуемых объектах изучен в соответствии с утвержденным перечнем ГУЛ "Мосводосток" (Перечень дан в приложении 9). Загрязнение вод поверхностного стока изучено на МАЗК «Владимирская» дифференцированно по составу углеводородного загрязнения.
Некоторые результаты исследования покомпонентного состава загрязнения вод поверхностного стока, полученные в 2000 году по 3 автозаправочным комплексам» отличающимся по производительности (мощности): МАЗК «Строгино» - производительность минимальная, МАЗК «Зеленоградская» - средняя, МАЗК «Северянин» - максимальная, соответственно представлены в таблицах 4, 5, 6. В таблицах 7,8 -результаты полученные на 13 МАЗК в 2001 году в апреле-мае и августе-сентябре. Из полученных в теплый период 2000 года результатов покомпонентного исследования загрязнения поверхностного стока следует, что на территории всех объектов уровни загрязнения поверхностного стока превышают значения ПДК по многим компонентам и показателям загрязнения- Превышение нормативов по БПК 5 составило в среднем от 1,3 до 10,2 раз, по ХПК от 1,3 до 3,5 раз, по железу общему -от 3 до 23 раз. По приоритетным компонентам загрязнения превышение составило: нефтепродукты - от 9 до 220 раз, взвешенные вещества - от 1,1 до 12 раз.
По свинцу во всех исследованиях уровень загрязнения оказался на порядок ниже, чем значения ПДК, По хрому загрязнение не обнаружено. По сухому остатку, РН и СПАВ загрязнение ниже, или незначительно превышает ПДК По оценке суммарного загрязнения поверхностного стока (SCi/ПДКі), определяемого простой суммой от деления концентраций загрязняющих веществ Сі на соответствующие значения ПДКі по всем исследованиям уровень загрязнения значительно больше 1, таким образом, нормативные требования по оценке многокомпонентного загрязнения также многократно превышены В таблицах 9, 10 приводятся результаты исследований загрязнения вод поверхностного стока нефтепродуктами и взвешенными веществами, полученные для МАЗК «ВР» в холодные периоды года при положительных температурах и снеготаянии (декабрь 2001 г. и начало апреля 2002 г.) Средние значения содержания загрязняющих веществ по исследованиям на 13 МАЗК, выполненным в декабре 2001 года: НП - 7,26 мг/л, по ВВ - 30,55 мг/л, по исследованиям, выполненным в апреле: НП -13,67 мг/л, по ВВ -42,35 мг/л.
В ходе лабораторных исследований было установлено, что нефтепродукты, содержащиеся в составе вод поверхностного стока ЛЗС находятся в основном в растворенном состоянии и лишь частично - в эмульгированном состоянии. Это подтверждает данные о физико-химическом составе углеаодородного тагрязнения поверхностного стока других территорий /4, 74, 57/.
В работе В.Б. Гольдберга с соавторами «Техногенное загрязнение природных вод углеводородами и его экологические последствия» /46/ говорится о значительном увеличении скорости инфильтрации водорастворенных углеводородов, и приводятся сравнительные характеристики водорастворенных и неводорастворенньтх углеводородов.
Растворенное состояние НП говорит о более высокой его опасности при попадании в почвогрунты и грунтовые воды, ибо значительно увеличивает возможность и скорость миграции загрязняющих веществ в геологической среде.
Так, в работе Ж. Фрида «Загрязнение подземных вод» говорится о том, что наиболее опасными и частыми формами загрязнения подземных вод нефтепродуктами являются легкие компоненты, смешивающиеся с водой, играющие роль своеобразных «трассеров», по-видимому, к таким формам загрязнения относится поверхностный сток АЗС,
Аналогичные суждения о сравнительно большей опасности для геологической среды и подземных вод водорастворимых углеродов имеются в работах В.А, Мироненко и Н.С. Петрова /96/, М. Данка /55/, Т. Уолдена /156/, КН. Егорова и Ю.К. Шипулина /61/ и других.
Исследование покомпонентного состава углеводородного загрязнения Общий физико-химический анализ нефтепродуктов в составе поверхностного стока не входил в задачи исследований, однако, с точки зрения экологической оценки опасности углеводородного загрязнения поверхностного стока было решено изучить его покомпонентный состав с помощью метода хроматомаспектрии, требующего использования уникального оборудования и методик, которыми располагают лишь некоторые крупные исследовательские центры страны. Поэтому пробы поверхностного стока, отобранные на МАЗК «Владимирская» были переданы в Институт экологии человека и гигиены окружающей среды им. Сысина. Хроматомаспектрометрическое исследование проб, выполненное к.х.нм с.н.с- Растянниковым Е.Г. с помощью хроматомаспектрометра LKB-2091 (Швеция) по авторской методике, показало на многокомпонентный состав углеводородного загрязнения, в котором было идентифицировано 29 веществ, из них углеводороды нормальные и изоструктурные - 7, ароматические — 22, включая высокоопасные вещества: бензол, толуол, ксилол, этилбензол.
Результаты хроматомоспектрометрического исследования пробы вод поверхностного стока, отобранной на МАЗК «Владимирская» в 2003 году представлены в таблице 11. Из сравнения со значениями ПДК соответствующих загрязняющих веществ в составе углеводородного загрязнения следует вывод о том, что оценка опасности загрязнения вод поверхностного стока при дифференцированной оценке выше, чем по суммарному загрязнению- Причем если загрязнение по бензолу и толуолу оценивается ниже, чем оценка суммарного загрязнения, то ПДК содержания ксилола в силу их жесткости превышена в 236 раз, этилбензола в 700 раз. При недифференцированной оценке нефтепродуктового загрязнения (бензин нефтяной) уровень загрязнения составил 160 ПДК» что очевидно значительно ниже.
Исследование основных закономерностей формирования загрязнения поверхностного стока на территории АЗС
При исследовании закономерностей формирования загрязнения поверхностного стока оценивалось влияние на его уровень следующих факторов: производительности, срока эксплуатации, выбросов в атмосферу, расчетного объема сточных вод. Все исходные данные для анализа приняты в соответствии с таблицей I (глава 2).
Оценка проводилась аналитически, путем совместного анализа (группировки) исследуемых факторов. Таким образом, устанавливалось наличие парных зависимостей.
Так при совместном рассмотрении показателей производительности АЗС и среднегодового уровня загрязнения (см. таблицу 12) видно, что прямой связи между этими факторами нет. Более того, на МАЗК «Северянин», имеющем наиболее высокую производительность (по 2000 авт./сут.), средний уровень загрязнения поверхностного стока оказался ближе к минимальным значениям — 7,19 мг/л, а по взвешенным веществам не вышел за пределы средних значений (42,54 мг/л)- На самой малопроизводительной станции — МАЗК «Строгино» (380 авт./сут,) — средний за год уровень загрязнения поверхностного стока нефтепродуктами оказался значительно выше среднего (13,36 мг/л), а по взвешенным веществам - на уровне максимальных значений (47,18 мг/л).
Аналогичные выводы можно было сделать, рассматривая совместно данные по срокам эксплуатации — МАЗК «Северянин» имеет максимальный срок эксплуатации, МАЗК «Строгино» - на 2 года меньше. Таким образом, прямой зависимости между уровнем загрязнения поверхностного стока АЗС и производительностью, а также сроком эксплуатации не было обнаружено даже в ходе годового эксперимента, т.е. при достаточно обширном экспериментальном материале.
В таблице 14 приводится совместный анализ показателей загрязнения сточных вод по нефтепродуктам и взвешенным веществам с величинами расчетного стока с территории. Для анализа приняты показатели расчетного стока с территории (г/сек) по данным таблицы 1, Анализ взаимосвязи расчетных величин стока, учитывающий соотношение площадей с различными покрытиями на площадке, представлялся методически более правильным, нежели исследование взаимосвязи между уровнем загрязнения и площадью АЗС.
Однако и в этой системе прямой взаимосвязи не обнаружено При анализе влияния различных факторов формирования уровня загрязнения, в годовом разрезе учитывалось влияние осадков.
Данные по осадкам, выпадавшим в течение 2001 года в помесячном и подекадном разрезе были получены в Московском центре по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (ГУ «Московский ЦГМС-Р») (см. приложение №8)- По полученным данным о подекадном количестве осадков нами была сделана выборка по количеству осадков, выпавших в течение декады, предшествующей дате отбора проб, включая саму дату отбора. Составлена аналитическая таблица 15 Анализ связи уровня загрязнения вод поверхностного стока с территории АЗС с месячным и декадным количествами осадков не дал положительного результата. По-видимому, это объяснимо.
Многие исследователи говорят о том, что взаимосвязи в системе формирования поверхностного стока в зависимости от осадков исследовать весьма сложно. В работе А.И. Волохова и И".И. Лешанского /166/ указано на чрезвычайно высокую изменчивость его формирования. Именно эти факторы определяют, по их мнению, особую сложность изучения его состава. Авторы /166/ утверждают, что выявление детальных закономерностей формирования поверхностного стока в зависимости от климатических факторов связано с постановкой широкомасштабных многолетних стационарных наблюдений даже для одной площадки. Они обращают внимание так же на то, что на практике для проведения расчетов и обоснования природоохранных мероприятий и сооружений параметры характеризующие взаимосвязи климатических факторов и показателей загрязнения стоков не применяются, а в действующих нормативно-методических документах для проектирования они не получили какого-либо отражения.
Установленное в работе изменение относительного содержания загрязняющих веществ по сезонам года закономерно и подтверждает многочисленные литературные данные /4,57,98,99,33/: содержание нефтепродуктов и взвешенных веществ максимально в весенний период -при снеготаянии.
Снижение концентраций загрязняющих веществ к осени может быть связано как с режимом осадков, так и с пониженными температурами воздуха, при которых растворимость нефтепродуктов снижается.
Таким образом, следует признать, что для современных АЗС ни один из рассмотренных факторов не показал статистически значимой взаимосвязи с уровнем загрязнения. Практическим выводом по результатам анализа зависимости уровня загрязнения поверхностного стока от производительности, сроков эксплуатации, выбросов в атмосферу, осадков (в месячном и декадном разрезе), является то, что на данном этапе оценку уровня загрязнения можно не дифференцировать в зависимости от этих факторов.
