道路交通环境保护

第十章道路交通环境保护 基本概念道路交通环境生态环境保护水土保持道路交通水污染道路交通噪声污染道路交通大气污染 1 环境的定义 环境 是指影响人类生存和发展的各种夭然的和经过人工改造的自然因素的总和 包括大气 水 海洋 土地 矿藏 森林 草原 野生生物 自然遗迹 人文遗迹 自然保护区 风景名胜区 城市和乡村等 环境是以人类为主体的外部世界 即人类赖以生存和发展的物质条件的整体 包括自然环境和社会环境 环境与发展是当今世界普遍关注的重大问题 人类经过漫长的奋斗历程 特别是从产业革命以来 在改造自然和发展经济方面做出了巨大的成就 但与此同时 由于工业化过程中的处置失当 尤其是不合理地利用自然资源 造成了全球性的环境污染和生态破坏 对人类的生存和发展构成了现实威胁 保护生态环境 实现可持续发展 已成为全世界紧迫而艰巨的任务 10 1道路交通环境破坏与污染 10 1 1基本概念 环境的分类 1 按照环境要素的形成 可以把环境分成自然环境和社会环境两大类 2 按照自然环境的不同要素 可以把环境分为 大气环境水环境 包括海洋环境 湖泊环境 水域环境等 土壤环境生物环境 如森林环境 草原 地质环境 10 1道路交通环境破坏与污染 自然资源的定义广义的自然资源是指在一定的时空条件下 能够产生经济价值 提高人类当前和未来福利水准的自然环境因素的总称 1972年联合国环境规划署 狭义的自然资源是指自然界中可以直接被人类在生产和生活中利用的自然物 10 1道路交通环境破坏与污染 10 1 1基本概念 10 1 2自然资源的另一种分类 可再生资源 可再生资源又称可更新资源 是指那些被人类开发利用后 能够依靠生态系统自身在运行中的再生能力得到恢复或再生的资源 如水资源 生物资源等 不可再生资源 不可再生资源又称不可更新资源 一般是指那些在人类开发利用后 储量会逐渐减少以至枯竭 而不能再生的资源 如矿产资源等 恒定资源 恒定资源是指那些被利用后 在可以预计的时间内不会导致其储量的减少 也不会导致其枯竭的资源 如太阳能 潮汐能等 对于环境科学而言 恒定资源是组成环境的要素 但不是环境法规定的要保护的环境对象 10 1道路交通环境破坏与污染 7 http www eku cc xzy sctx 121283 htm 土地是不可再生资源 河南农业大学太阳能 10 1道路交通环境破坏与污染 10 1 3当前人类面临的环境问题 全球气候变暖臭氧层的耗损与破坏生物多样性减少酸雨蔓延森林锐减土地荒漠化大气污染淡水资源枯竭与污染海洋污染危险性废物 10 1道路交通环境破坏与污染 10 1 4道路交通环境定义 道路交通环境是与道路交通活动相关的影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总和 是作用于道路交通参与者的所有外界影响与力量的总和 包括道路状况 交通设施 地物地貌 气象条件 以及其他交通参与者的交通活动等 并以资源破坏型环境要素构成道路交通环境的主体 10 1道路交通环境破坏与污染 10 1 5道路交通的环境影响主要划分为两大类 1 对社会环境的影响主要包括社会的结合力 服务设施的可利用性 人口迁移和重新安置 就业 收人及商业活动 居住条件 地区发展和经济增长 资源的利用等 2 对自然环境的影响主要包括环境设计 美学和道路的历史价值 陆地生态系统 水中生态系统 大气质量 噪声 振动等 道路交通的发展 通常表现为有利的社会影响和不利的环境影响 10 1道路交通环境破坏与污染 10 1 6道路交通环境问题 道路交通环境问题包括环境污染及资源破坏两方面 10 1道路交通环境破坏与污染 10 1 6 1道路交通环境污染 道路交通环境污染是指与道路交通相关的人为活动向环境排放的某种物质或能量 使环境质量恶化的现象 道路交通环境污染主要有多个方面 汽车排放的一氧化碳 二氧化氮等有害气体对大气环境的污染 是城市大气污染的主要来源 交通噪声对声环境的污染 是人类所受到声环境影响方面的最大噪声源 道路沿线服务设施的固体垃圾 污水及路面径流对地表水环境及土壤环境的污染 交通带来的地面震动 10 1道路交通环境破坏与污染 10 1 6道路交通环境问题 10 1 6 2道路交通资源破坏 道路交通资源破坏是指与道路交通相关的人为活动使自然资源遭受损失 道路建设对自然资源的破坏包括 土地占用植被破坏水土流失和动植物影响等 10 1道路交通环境破坏与污染 10 1 6道路交通环境问题 10 1 6 3道路交通环境保护任务 1 道路环境保护任务包括两个方面 合理地利用自然资源 防止生态破坏 防治环境污染 2 道路环境保护的任务就是 运用现代环境科学理论和方法 合理开发利用自然资源 防止对土地 森林 草原 矿产 自然遗迹 人文遗迹 自然保护区和风景名胜区等自然资源的破坏 保护自然资源 防止滥伐森林 破坏草原 破坏野生生物和水土流失等对生态的破坏 减少和消除有害物质或能量进人环境 防止废气 废水 废渣 粉尘 垃圾 噪声和振动等对环境的污染 保护和改善环境质量 保护人类的身心健康 促进道路建设与环境协调的可持续发展 10 1道路交通环境破坏与污染 10 1 6道路交通环境问题 10 2道路交通噪声的污染与控制 10 2 1噪声的含义 计量与指标噪声 通常指一切频率混杂 呆板 凌乱 对人们的生活 工作 学习和健康有妨碍的声音 亦即凡人们所不需要 令人厌烦的声音 统称噪声 道路交通噪声 即指由道路交通而产生的这种令人厌烦的声音 城市环境噪声的50 70 来自道路交通噪声 交通噪声对人们的影响程度与声强 频率 持续时间和变化幅度有关 1 声压与声压级声压 表示声音强弱的物理量 常用单位为帕 Pa 声压级 L 是声音强度相对大小的指标 其定义为2倍待测声压的有效值Pe与用作比较的标准声压Po的比值的常用对数 标准声压常为20 Pa故20 Pa是可听阈的最低限 其对应的声压级Lp 0 dB 痛阈的声压级Lp 120 dB 界于可听阈与痛阈之间的声音是人的可听声 10 2道路交通噪声的污染与控制 10 2 1噪声的含义 计量与指标 2 频率与频谱频率 声音是由声源振动而产生 通过媒介而传播的 每秒钟媒介质点振动的次数即为声波的频率 单位为HZ 声的频谱 不同的声音 其含有的频率成分及各个频率上的能量分布是不同的 这种频率成分与能量分布的关系称为声的频谱 频谱图 声音的特性常用频谱来描述 各个频率或各个频段上的声能量分布绘成的图形 称为频谱图 10 2道路交通噪声的污染与控制 10 2 1噪声的含义 计量与指标 3 响度与响度级响度 N 是指声音 响 的程度 单位为Sone 响度级 LN 是以频率为1000Hz的纯音的声压级为其响度级 即对于l000Hz的纯音 它的响度级就是这个声音的声压级 响度级的单位为Phon 规定响度级为40Phon时 响度为1Sone 响度级 LN 与响度 N 的关系为 10 2道路交通噪声的污染与控制 10 2 1噪声的含义 计量与指标 10 2 2道路交通噪声的评价指标 道路交通噪声为一种非稳态随机噪声 常用的评价指标如下 1 A计权声级一般计权网络有A B C三级 用计权网络测得的结果叫计权声级 因A声级和人耳对声音的主观听觉灵敏度相对而言比较接近 故当前交通工程中采用的是A计权声级 记为dB A 10 2道路交通噪声的污染与控制 2 等效声级由于交通噪声是随时变化的 不能用某一时间的某一测定值来表示其声级 为了综合评价一段时间的交通噪声的大小 以被测时段内能量平均值来表示该时段的等能量声级 又称等效声级 记为Leq 即是用一个在相同时间内声能与之相等的连续稳定A声级来表示该时段内不稳定噪声的声级 10 2道路交通噪声的污染与控制 10 2 2道路交通噪声的评价指标 3 统计声级通过噪声测定来分析评价噪声质量 一般是取统计声级 用累加统计分布值L10 L50 L90来表示 1 L10指所测数据有10 超过的声级 也就是有90 的交通噪声比该值低 可用以表示所测时段的噪声峰值 2 L50指所测数据有50 超过的声级 也就是有50 的噪声比之低 可用以表示所测时间段的噪声平均值 3 L90指所测数据有90 超过声级 也就是有10 的噪声比之低 可用以表示所测时段的本底噪声 10 2道路交通噪声的污染与控制 10 2 2道路交通噪声的评价指标 10 2 3道路交通躁声的来源 特性及其危害 1 道路交通噪声的来源汽车噪声源大致可分为喇叭声和与发动机转速有关的声源及与车速有关的声源 与发动机转速有关的噪声源主要有进气噪声 排气噪声 冷却系风扇噪声和发动机表面辐射噪声 用发动机带动旋转的各种发动机附件 如空气压缩机 发电机等 的噪声 与车速有关的噪声 包括传动噪声 变速器 传动轴等 轮胎与路面摩擦噪声 车体产生的空气动力噪声等 10 2道路交通噪声的污染与控制 2 道路交通噪声的特性道路交通噪声的源头具有流动性 有以下特点 1 道路交通噪声的分布与道路网的分布一致 其影响范围主要是道路两侧一定范围内的居民及其建筑物等 2 道路交通噪声与道路的坡度 路面粗糙度 路段位置等有关 道路坡度越大 发动机负荷越大 噪声越高 越接近交叉口处噪声越高 路面粗糙度大的噪声大 10 2道路交通噪声的污染与控制 10 2 3道路交通躁声的来源 特性及其危害 3 道路交通噪声与道路交通状况有着密切的关系 1 车流量与噪声的关系其总的趋势是随车流量的增加噪声增大 2 车流量的增加对本底噪声和平均噪声影响虽大 而对噪声峰值的影响却很小 当车流量增加到2000辆 h以后 噪声峰值基本不再增加 3 噪声峰值主要决定于载重车的数量 重型车车辆所占的比例越大 噪声越高 4 交通噪声的时间分布规律与交通流量的时间分布很接近 5 加速行驶频繁的地段比匀速行驶的地段噪声高 10 2道路交通噪声的污染与控制 10 2 3道路交通躁声的来源 特性及其危害 3 交通噪声的危害1 听觉疲劳或听力损伤 2 严重干扰人们的生活 3 对人体生理影响 4 对心理的影响 10 2道路交通噪声的污染与控制 10 2 3道路交通躁声的来源 特性及其危害 10 2 4道路交通噪声的控制措施 为使道路交通噪声受到控制 首先必须制定环境噪声法规和噪声标准 1 保护听力 最高噪声级不超过75 90dB A 2 安宁的工作和学习 噪声级在55 70dB A 3 为休息和睡眠噪声级在35 50dB A 且以低值为理想值 高值绝不能超过 10 2道路交通噪声的污染与控制 控制噪声的措施 应包括声源 传递途径和接受者三个方面 1 控制噪声源2 改善运行状况3 调整路网规划与城市规划 合理布置路网4 设置防声屏障以限制噪声的传播5 道路绿化 10 2道路交通噪声的污染与控制 10 2 4道路交通噪声的控制措施 10 3道路交通排放的污染物及其防治 汽车排放的主要污染物成分 形成及真危害性汽车污染物按其形态可分为固体物 粉尘 烟尘 液体 水滴 及气体 废气 道路交通对大气的污染是指交通运输中 车辆排出的烟 尘和有害气体 其数量 浓度和持续时间都超过大气的自然净化能力和允许标准 使人们和生物等蒙受其害 在我国不同地区的监测中 发现环境空气的污染物中 车辆排放量占有较严重的分担率 如 CO 65 80 NOx 50 60 THC 80 90 显然车辆排放物将成为我国环境空气的主要污染源之一 汽车废气却是一种排放部位低 不易扩散的流动源 是大气被污染的重要源头 其影响面最宽 危害最大 10 3 1汽车排放的主要污染物成分 形成及其危害性 10 3道路交通排放的污染物及其防治 欧洲航天局公布的卫星图像显示 北京汽车废气污染居世界之最 该市已成为世界上最大的汽车废气污染沉积中心 10 3道路交通排放的污染物及其防治 1 一氧化碳是一种无色 无味 无臭的窒息性气体 主要由汽车发动机的燃料燃烧不完全而产生 常在空档行驶 经常刹车 起动 减速和加速时 排出量较大 这种废气成分是汽车排放物中含量较高的一种 2 碳氢化合物 HC 简称烃 包括烷烃 烯烃和芳烃 产生于燃烧完全的汽油及汽油燃烧时裂化 在汽车减速时产生的量最多 10 3道路交通排放的污染物及其防治 3 氮氧化合物 NO 汽油在高温燃烧的过程中产生 NO到大气中后 部分一氧化氮 NO 与空气中的氧结合 生成二氧化氮 这是一种红棕色 有毒的恶臭气体 被汽车废气污染的大气同时存在着一氧化氮和二氧化氮 主要产生于汽车发动机高速运转时 速度越高 则产生量越多 污染越严重 三种主要污染物排出量同车速有关系 10 3道路交通排放的污染物及其防治 4 二氧化硫5 铅化合物6 3 4 苯并芘7 悬浮颗粒物 TSP 8 光化学烟雾 10 3道路交通排放的污染物及其防治 10 3 1污染物的运动与扩散 机动车排出的污染物输送开并扩散开来 主要靠大气的风和湍流作用 还与地形 地物有关 风主要只能使污染物向水平方向扩散 风越大 稀释越快 污染物浓度越低 但风速过大 污染物又反而会下沉 湍流 又叫 乱流 是大气中气流的方向和速度经常变化所呈现的极不规则的运动气流 它可使污染物向上 下 左 右扩散 湍流强度越大 越有利于扩散 在逆温时 大气中的污染物就容易积聚于接近地面 甚至无法扩散 使地面污染物浓度超过平时浓度的几倍甚至几十倍 10 3道路交通排放的污染物及其防治 10 3 3控制汽车排放污染物的措施 1 严格执行有关法规 加强环境监测对道路而言 须以路中心线两侧各200m的狭长地带作为监测范围 2 改进机动车设备 控制排污量使汽油在免爆中燃烧完全 能避免或减少气体的遗漏 强制性规定加装净化装置 减少或改变排污的成分与数量 10 3道路交通排放的污染物及其防治 3 改进能源从发展看 要研究元公害汽车和高效交通系统 4 合理地布置路网与调整交通流 综合治理交通注意加强交通管理 调整理交通流 使道路上的车流有适当的流量和速度 尽可能地匀速 畅通 从而减少因高速 减速 刹车 起动等带来的污染 5 绿化考虑到实际的地形与气象条件 于道路两侧适当范围内进行绿化 是净化道路交通环境的既经济又有效的措施 并尽可能与降噪声措施一起考虑 10 3道路交通排放的污染物及其防治 10 3 3控制汽车排放污染物的措施 10 3道路交通排放的污染物及其防治 10 4道路交通振动的防治 10 4 1道路交通振动的产生及其危害道路交通振动 由于载货机动车运行而使地面发生振动 称为道路交通振动 原因 道路交通振动是由于地面不平 机动车冲击地面而发生 沿地面有衰减地传递 对人体的危害程度主要是 降低舒适性 增加疲劳感 降低工作效率 影响健康和降低身体素质等 10 4道路交通振动的防治 10 4道路交通振动的防治 10 4 2道路交通振动量测的标准与防治措施 建设柔性路面提高车辆质量保证建筑物与道路的距离挖防震沟 10 4道路交通振动的防治 10 5道路交通的生态环境保护 10 5 1生态系统的概念生态系统是生命系统与环境系统在特定空间的组合 按照人为干预的程度划分 生态系统分为自然生态系统 半自然生态系统及人工生态系统三类 生态系统的组成 10 5道路交通的生态环境保护 10 5道路交通的生态环境保护 环境 资源及生态系统的关系 10 5道路交通的生态环境保护 生态平衡在生态系统内 生物与环境 生物与生物之间长期相互作用 最终会形成一种相对和谐 稳定的状态 这就是生态平衡 事实上 任何生态系统都处在不断运动和变化之中 系统内部存在着普遍的进化 适应 制约和反馈进程 所以 平衡是相对的 10 5道路交通的生态环境保护 生态环境保护 生态破坏生态破坏即生态系统的破坏 主要指人为因素使生态系统的结构与功能失调 10 5道路交通的生态环境保护 10 5 2道路交通与生物多样性保护 生物多样性是指生物遗传的多样性 生物种的多样性和生态系统的多样性 我国重点保护的生物 珍贵稀有生物是生物保护的重点 珍贵稀有生物是指对经济 科学 文化等方面具有重要意义而现存数量稀少或分布范围相当有限的生物 包括珍贵稀有植物和珍贵稀有动物 10 5道路交通的生态环境保护 10 5 3道路交通对野生动植物的影响 1 阻隔作用对地面的动物来讲 道路是一道屏障 起着分离与阻隔作用 使动物活动范围受到限制 使生态环境岛屿化 生存在其中的生物变得脆弱 并有可能发生种内分化 因此 道路阻隔效应对动物的潜在影响是巨大的 2 接近效应道路交通使许多原先人类难以到达或难以进入的地区变得可达或易于进入 这对野生动植物构成巨大威胁 10 5道路交通的生态环境保护 3 生态环境破坏道路建设过程中产生大量的水土流失 这些流失的土壤将在下游的地表水体 如河流 湖泊 中沉淀 沉积物将覆盖水生生物的产卵和繁殖场所 因道路建设而使河流改道或水文条件发生变化 使生物的生存环境变化 有可能导致一些生物的消失 道路施工中大量的弃渣对生长在道路两侧的动植物的活动场所产生影响 10 5道路交通的生态环境保护 10 5 3道路交通对野生动植物的影响 4 污染作用道路交通排放的废气 交通噪音 振动和路面径流污染物等对动植物生存环境的污染 降低了动植物的生存环境质量 5 交通事故野生动物穿越道路时因与快速行驶的车辆相撞引起死亡 10 5道路交通的生态环境保护 10 5 3道路交通对野生动植物的影响 6 对地表植物的直接破坏作用道路工程永久性征用土地 使道路沿线的地表植被遭受损失或损坏 施工期临时用地 包括施工便道 拌和场 施工营地和预制场等 因施工作业的影响 这些土地的地表植被遭受损失 取 弃土石方作业 使原有地表植被遭到破坏 施工期由于筑路材料运输 机械碾压及施工人员践踏 在施工作业区周围土地的部分植被被破坏 10 5道路交通的生态环境保护 10 5 3道路交通对野生动植物的影响 10 5 4道路建设中动植物保护措施 对于普通道路 两侧无隔离栅 动物穿越道路时与行驶车辆相撞是造成动物伤害的主要原因 因此考虑设置动物标志 减速行驶 设置灯光反射装置 设置保护栅等 对于高速道路主要采取设置动物通道 用隧道 桥梁取代大开挖或高路基 植树造林 10 5道路交通的生态环境保护 道路工程对地表的破坏 土壤侵蚀土壤侵蚀是指地球陆面上的土壤 岩屑受水力 风力 冻融和重力等作用 发生磨损 结构破坏 分散 移动和沉积等的过程与后果 目前 世界上多采用土壤侵蚀 Soilerosion 这一术语 水土流失是我国对土壤侵蚀笼统的习惯叫法 10 5道路交通的生态环境