К автомобильному транспорту сегодня предъявляется комплекс высо­ких, разнообразных и противоречивых требований. С одной стороны — объективная необходимость увеличения масштабов и качества транспортных услуг, а с другой — неизбежные негативные воздействия на социальную и природную среду, а именно: загрязнение окружающей среды вредными выбросами, увеличение числа ДТП, увеличение транспортных коммуникаций, ограничивающих жизненно-важное пространство человека.

В мире широко проводятся поиски альтернативных решений, позволяющих скомпенсировать негативные последствия автомобилизации, однако из-за сложности экологических проблем до сих пор ни в одной стране еще не найдены эффективные и одновременно экономически оправданные способы управления развитием транспортных систем.

В городских условиях эксплуатации при средней интенсивности движения водитель на 1 км пути принимает до 25 мотивированных решений, преимущественно связанных с безопасностью дорожного движения. В связи с этим надежность работы водителя, т. е. правильность принятия им решении в конкретной дорожной обстановке, зависит от его психофизиологических характеристик, его состояния и взаимодействия с окружающей средой.

Согласно официальной статистике, около 75% ДТП связано с неправильными действиями водителя. Большинство исследователей отмечает косвенное влияние среды движения на активную безопасность дорожного движения. Влияние же загрязнения атмосферного воздуха вредными выбросами автотранспорта на безопасность дорожного движения изучено и освещается и в отечественной и в зарубежной литературе еще в меньшей степени. Частично это связано со сложностью методологического подхода к решению проблемы, содержащей медицинский (биологический), технический и юридический аспекты. Существует распространенное мнение, что среда движения, воздействуя на психофизиологическое состояние и работоспособность водителя, тем самым оказывает важное влияние и на активную безопасность дорожного движения. Исходя из упомянутых предпосылок были сформулированы цель и задача исследования, о котором пойдет речь ниже.

Цель нашей работы заключалась в изучении влияния среды движения на безопасность дорожного движения и в разработке практических рекомендаций по снижению ДТП на автомобильном транспорте.

В задачу настоящей работы входило: исследование влияния эксплуатационных факторов (режим и организация дорожного движения, техническое состояние транспортных средств и квалификация водителя) на экологические характеристики движения; определение общих законо­мерностей и корреляционных связей между уровнем загрязнения окру­жающей среды, эксплуатационными факторами и загрязнением среды при­менительно к рабочему месту водителя; изучение весомости фактора за­грязнения среды движения в дорожно-транспрртных происшествиях; раз­работка практических рекомендаций по улучшению качества среды дви­жения как фактора снижения ДТП. В качестве объекта исследования была выбрана подсистема "водитель—среда движения". В процессе экспериментов проанализированы четыре наиболее типичные дорожно-транспортные ситуации: движение автомобилей в центральной части города по 4—6-полосным улицам с расстоянием между светофорами 260 м; движение смешанного транспортного потока по 4—6-полосным улицам в районах, близких к центральным, со средними расстояниями между светофорами 450 м; движение смешанного потока по 6—8-полосным магистралям со средними расстояниями между светофорами 850 м. Подобная классификация позволила получить количественные характеристики режимов движения автомобилей в реальных условиях эксплуатации.

Продолжительность наиболее характерных режимов работы автомо­билей и автобусов в условиях Москвы в зависимости от общего баланса вре­мени пребывания на линии представлена в табл. 1.

Таблица 1

Анализ структуры режимов движения в Москве показал, что в общем балансе времени пребывания автомобиля на линии значительно представлены нетяговые режимы. Плотность движения транспортных средств в Москве на сегодня сравнительно невелика по сравнению с крупнейшими городами мира. Полученные результаты подтверждают необходимость уже сейчас совершенствовать на принципиально новой основе организацию дорожного движения и управления транспортными потоками в крупных городах пашей страны. Относительно невысокий уровень автомобилизации в нашей стране компенсируют эффективной работой общественного транспорта, имеющего ряд существенных бесспорных преимуществ и удовлетворяющего в достаточной мере основные потребности народного хозяйства и общества в транспортных услугах.

Преобладание нетяговых режимов движения в общем балансе времени работы автомобиля на линии (табл. 1) неблагоприятно и с точки зрения токсичности отработавших газов.

Оптимальная организация транспортного процесса способствует тому, что уменьшается продолжительность работы автомобиля на режимах ускорения и замедления, а также работа двигателя на холостом ходу, т. е. на наиболее токсичных режимах двигателя.

Между концентрацией СО в атмосферном воздухе и интенсивностью движения автомобилей существует корреляционная связь. Повышение интенсивности движения с 600 до 1200 авт/ч увеличивает расход топлива до 3,5% и содержание СО с 2 мг/м³ до 5,85 мг/м³, т. е. практически в 3 раза.

                      Скорость движения, км/ч

Рис. 1. Влияние установившейся скорости движения на выброс вредных веществ: 1—Р мм. рт. ст.;  2—g CO, г/км;  3—g Oх,г/км;  4-g CH; 5—расход топлива, л/100 км.

Концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе зависит прежде всего от типа и грузоподъемности (массы) автомобиля, геометрических  параметров транспортной магистрали, режима движения и технического состояния транс­портных средств, коэффициента турбулентной диффузии. Формирование однородности транспортных потоков, правильное планирование и регулирование дорожного движения приводят к сокращению числа и продолжительности остановок транспортных средств. Подобные организационные мероприятия уменьшают продолжительность работы автомобиля на токсичных режимах.

Одним из эффективных путей улучшения качества атмосферного воздуха в центральной части города является обеспечение равномерного дви­жения автомобилей. Влияние установившейся скорости движения на выброс основных вредных веществ автомобилем средней грузоподъемности с карбюраторным двигателем показано на рис. 1. В городских же условиях эксплуатации, для которых характерны невысокие скорости движения, выброс СО в 1,46—2,2 раза и СН в 2,1—2,3 раза выше по сравнению со свободным движением.

В этом случае важную роль приобретают вопросы организации дорожного движения. Влияние средств регулирования дорожного движения на выброс вредных веществ легковым автомобилем среднего класса с кар­бюраторным двигателем показано в табл. 2. Результаты, приведенные в ней, получены путем натурного моделирования объекта исследования.

 Таблица 2

Максимальную концентрацию СО в крупных городах вблизи транспортных магистралей в рабочие дни недели отмечают дважды — в утреннее и вечернее время, а в выходные и праздничные дни — только в вечернее время, что в достаточной степени согласуется с интенсивностью движения транспортных средств.

Опасность загрязнения воздушного бассейна городов вредными выбросами (независимо от удельного их веса) автомобилей заключается в том, что эти выбросы концентрируются непосредственно в зоне движения транспортных средств и пешеходов, на прилегающих к магистралям тротуарах и перекрестках, т.е. в зоне, являющейся для определенной категории трудящихся рабочим местом.

На центральных улицах больших городов и в местах пересечений транспортных магистралей зарегистрированы пиковые значения концентрации СО, превышающие предельно допустимые концентрации (ПДК) в 5—10 и больше раз. До настоящего времени не существует единых международных стандартов на выброс вредных веществ автомобилями и на качество атмосферного воздуха. Принятые в различных странах санитарные нормы значительно отличаются друг от друга, что объясняется национальными, региональными и социально-экономическими условиями. Дальнейшее загрязнение воздушного бассейна городов становится опасным для здоровья людей и превратилось в одну из наиболее острых социальных проблем современности.

Согласно статистике концентрация СО в атмосферном воздухе в различных странах варьируется в широких пределах и зависит от плотности движения транспортных потоков и региональных метеорологических условий. Иногда в течение кратковременных периодов концентрация СО достигает 250—500 мг/м³. Обычный максимальный уровень загрязнения атмосферного воздуха в крупных городах составляет 25—125 мг/м³. Средняя же величина СО в атмосферном воздухе крупных городов значительно ниже и колеблется от едва обнаруживаемых концентраций до величин порядка 15—20 мг/м³.

Среднегодовая концентрация СО в атмосферном воздухе наиболее за- грязненных городов США, например Чикаго и Нью-Йорка, в 1966 г. со­ставляла 15,4 и 3,5 мг/м³ соответственно. В течение последних 10 лет этот показатель остается практически на одном уровне.

Согласно литературным данным, опубликованным советскими гигиенистами, содержание СО на магистралях с интенсивным движением в Москве более чем в 3 раза больше, чем ее концентрации в промышленных зонах города (70 и 21 мг/м³ соответственно).

В 1963 г. средняя концентрация СО на улицах Москвы колебалась от 4,3 до 12 мг/м³ (Соколовский М. С). По данным В. В. Васильевой, в Москве на постоянных рабочих местах регулировщиков уличного движения кон­центрация СО равнялась 15—16 мг/м³. Аналогичные результаты характерны и для Ленинграда. Как видно, уровень загрязнения воздушного бассейна наших городов существенно ниже, чем за рубежом. С одной стороны, это объясняется меньшей концентрацией автомобильного парка, а с другой — государственной политикой в вопросах развития автомобилизации, т. е. преобладанием развития общественного транспорта.

Американские физиологи Гендерсон и Хаггард установили влияние со­держания СО в воздухе на организм человека в зависимости от времени, в течение которого человек подвергался вредному воздействию.

Максимально допустимое содержание СО в воздухе для лиц, подвер­гающихся его воздействию в течение 8 ч в сутки, составляет 0,01% по объему.

Токсическое действие СО связано с большим влиянием на гемоглобин. При вдыхании этого газа вытесняется кислород из крови и вступает в со­единение с гемоглобином, вследствие чего у человека вначале появляется головная боль, а при сильных отравлениях наступают более тяжелые по­следствия. Слабые концентрации СО, действующие на организм в течение длительного периода, представляют большую опасность, чем сильные концентрации в течение короткого периода. Подобная закономерность в полной мере относится к водителю, пребывающему длительное время в. загрязненной среде (кабине). Без заметных последствий для своего здоровья человек может продолжительное время вдыхать воздух, содержащий не более 0,005% (по объему) СО.

При совместном действии СО и углекислого газа (СО2) токсичность смеси газов значительно повышается. Еще в 1929 г. Декарт вывел соотно­шение, по которому им были рассчитаны закономерности действия СО на организм человека в зависимости от концентраций СО2 (рис. 2).

Рис.2. Кривые токсичности СО в зависимости от концентрации СО2:

1 - наступление смерти через 1 ч; 2 - наступление смерти через 2 ч;

3 - наступление смерти через 4 ч; 4 - тошнота через 4 ч; 5 - возможное появление тошноты.

Им предложен коэффициент токсичности, рассчитываемый с учетом содержания СО2 в воздухе:

К = (%CO * %CO2 / %O2) * 500.

Когда К равно или меньше 1, опасность отравления исключена.

Для определения суммарной токсичности ОГ вводят условный фактор токсичности Т относительно СО. Для расчетов принимают ТСО = 1;ТСН = 0,66 ТСО; ТNO2 = 10 ТСО; Tсажи = 20 ТСО. Суммарный выброс вредных компонентов ОГ определяют по формуле

STсм =  SCO + 0.66 SCH + 10 SNOx + 20 Sсажи

По зарубежным данным у 26—30% водителей транспортных средств, совершивших ДТП с тяжелыми последствиями, обнаружено содержание карбоксигемоглобина (НвСО) свыше 20-25%.

Анкетирование 8000 водителей, проведенное под руководством проф. А. И. Вайсмана, показало, что 60% опрошенных водителей отмечают не­благоприятное влияние окружающей среды на ухудшение самочувствия при управлении автомобилем.

Загрязнение кабины водителя вредными веществами имеет два источника: от двигателя автомобиля и через воздушный поток из окружающей среды. Рост интенсивности движения и снижение скоростей движения ведут к нарастающему загрязнению кабины.

Содержание вредных веществ в воздушном пространстве кабин новых автомобилей и автобусов на стоянке при работе двигателя на холостом ходу и при движении приведено в табл. 3.

Таблица 3

В кабине новых автомобилей, за исключением газобаллонного автобу­са ЛиАЗ-677Г, содержание СО, отвечает санитарным нормам. Статисти­ческая обработка экспериментальных материалов показала, что удельный вес- вредных веществ, поступающих от двигателя автомобиля, составляет 60—65% общего баланса загрязнения кабины. Опыты, проведенные проф. А. И. Вайсманом на двигателе с различными регулировками, косвенно подтверждают полученные закономерности. В частности, им было отмече-. но, что при неотрегулированном двигателе содержание СО в кабине до­стигало 144 мг/м³, а с отрегулированным — 84 мг/м³. Уменьшилось также и содержание ароматических углеводородов с 27,1 до 14,7 мг/м³. Экспериментальные исследования позволили установить зависимость между уровнем загрязнения кабины и окружающей средой (рис. 3). Содержание СО зависит от типа автомобиля, режима работы, технического состояния и других факторов. Поступление в кабину воздуха с отработавшими и картерными газами происходит через различные неплотности изоляции кабины от моторного отсека. В случае повышенного износа двигателя и нарушения герметичности кабины со стороны моторного отсека содержание

         0          5         10         15       20

Содержание СО в атмосферном воздухе,мг/м

Рис. 3. Зависимость между концентрацией СО в атмосферном воздухе и в кабине автомобиля.

СО и СН в кабине водителя на уровне дыхательных органов повышается в 2—3 раза.

На стоянке автомобиля, т. е. при отсутствии естественной вентиляции кабины, содержание концентрации СО увеличивается в 1,5—2,0 раза. Работа двигателя на холостом ходу, движение автомобиля на небольших скоростях или накатом связаны с увеличением содержания СО в ОГ в 2,0—2,5 раза. Частично эти режимы неблагоприятны и с точки зрения загрязнения кабины водителя.

По данным американской медицинской ассоциации, в крови горожан обнаружено содержание НвСО от 1,5 до 5,0%. Содержание в крови водителя уже 10—12% НвСО увеличивает время реакции с 1,5 до 1,85 с в условиях экстренного торможения. Время сложной реакции водителя при его пребывании в течение 8 ч в кабине с содержанием СО 40—45 мг/м³, (типичная концентрация в эксплуатации автомобилей) увеличивается на 25—35%. Средняя продолжительность переключения передачи грузового автомобиля средней грузоподъемности увеличивается с 1,6 до 1,95 с. Вероятность увеличения ДТП при загрязнении среды движения связана не с острым отравлением окисью углерода, а с нарушением точности выполнения приемов управления автомобилем в результате действия малых концентраций на организм.

Зависимости суммарной токсичности автомобиля, коэффициента без­опасности дорожного движения и скорости движения представлено на рис. 4.

Рис.4.Типичное изменение суммарной токсичности автомобиля, коэффициента безопасности движения и средней скорости на перегоне: 1 - изменение скорости движения на перегоне,км/ч; 2 - коэффициент безопасности дорожного движения ;3 - суммарная токсичность автомобиля.

На рисунке видно, что опасные условия эксплуатации (Кб < 0,4) неблагоприятны и с точки зрения загрязнения окружающей среды.

Проведенная работа показала, что ; среда движения оказывает заметное влияние на эффективность управления транспортным средством. При анализе ДТП в практике судебно-медицинской экспертизы целесообразно учитывать фактор загрязнения среды. Это позволит объективно ответить на вопрос, мог или не мог водитель обнаружить препятствие в критической ситуации. Для объективного установления степени виновности водителя в ДТП необходимо наряду с анализом крови на содержание алкоголя проводить экспертизы и на содержание в крови водителя карбокси-гемоглобина, являющегося токсичным компонентом. Органам ГАИ следует осуществлять периодическую проверку кабин водителей ДТП на содержание СО и по результатам испытаний решать вопрос о пригодности транспортных средств к эксплуатации. Эта мера в наши дни становится все более необходимой в общем комплексе профилактики дорожно-транспортных происшествий.