РАСЧЕТ КОНЦЕНТРАЦИИ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ АВТОМОБИЛЬНЫМ ТРАНСПОРТОМ НА ТЕРРИТОРИИ Г. ВОРОНЕЖА

CALCULATION OF CONCENTRATION OF EMISSIONS OF THE POLLUTING SUBSTANCES BY THE MOTOR TRANSPORT IN AREAS VORONEZH

Ключевые слова: автотранспортное средство (АТС), атмосферный воздух (АВ), загрязняющие вещества (ЗВ), интенсивность движения, окружающая среда (ОС), отработавшие газы (ОГ), транспортный поток.

Keywords: vehicle (automatic telephone exchange), atmospheric air (AA), polluting substances (PS), intensity of the movement, environment (E), fulfilled gases (FG), transport stream.

Рассмотрена методика определения концентрации выбросов ЗВ автомобильным транспортом в процессе его эксплуатации в районах г. Воронежа. Рассмотрены мероприятия, позволяющие улучшить экологическую ситуацию в городе.

The technique of determination of concentration of emissions of ZV by the motor transport in the course of its operation in districts of Voronezh is considered. The actions allowing to improve an ecological situation in the city are considered.

Значительный вклад в загрязнение атмосферного воздуха вносит автотранспорт. Уже сегодня общий выброс ЗВ автотранспортом в атмосферу, в среднем по стране составляет 67 %, а в ряде регионов Российской Федерации на его долю приходится более 80 % всех выбросов [2, с. 36; 4, с. 108]. Поэтому оценка качества АВ является необходимой составляющей для контроля загрязнения ОС.

Особенностью нормирования качества АВ является зависимость воздействия загрязняющих веществ, присутствующих в воздухе, на здоровье населения от значения их концентраций.

Актуальность данной темы обусловлена возрастающим количеством автомобильного транспорта и решением проблемы его воздействия на качество городской среды и здоровье населения.

Предметом изучения являлась доля концентрации примесей в атмосферном воздухе и сравнение её с предельно допустимыми значениями. Объектом исследования являлись выбросы различных загрязняющих веществ: оксидов углерода (СО), оксидов азота (NOx), диоксида серы (SO2), углеводородов (в пересчете на гексан) (СХНУ) и твердых частиц (Тв.ч.).

Цель работы - изучение влияние автотранспорта (АТ) на экологическое состояние окружающей среды г. Воронежа.

Задачи исследования:!) определение приведенной интенсивности АТС; 2) определение массы выбросов ЗВ; 3) расчет концентрации выбросов ЗВ; 4) сравнение полученных значений с нормами ПДК; 5) проанализировать результаты и предложить мероприятия, позволяющие снизить воздействие автотранспорта на ОС.

Рассмотрим каждый из этапов исследования подробнее.

На первом этапе путем хронометражных наблюдений на основных пересечениях каждого из районов Воронежа определяем фактическую интенсивность АТС каждой группы в течение одного часа по всем направлениям движения; далее при помощи коэффициентов приведения Knpi определяем приведенную интенсивность, авт./ч [1, с. 65; 3, с. 17]:

где Gi - интенсивность движения АТС /-го типа, авт./ч; Knpi - коэффициенты привидения для /-й группы автомобилей; п - число исследуемых типов транспортных средств.

Затем, согласно [5, с. 33], переходим к расчету приведенной массы выбросов ЗВ автотранспортным потоком М, г/ч, по формуле:

где Mykj - удельный выброс /-го токсичного компонента АТС к-ой группы, для городских условий эксплуатации, г/ч, (табл. 1); к - количество групп автомобилей; Gk - приведенная интенсивность движения, авт./ч; kv - поправочный коэффициент, учитывающий среднюю скорость движения транспортного потока (V, км/ч) на участке автомагистрали (табл. 1).

Таблица 1 - Удельные значения приведенного пробегового выброса _/-го загрязняющего вещества различными типами АТС_

Наименование группы АТС

Удельный выброс АТС, г/час

СО

СхНу

NOx

SO2

Тв.ч.

Легковые автомобили

210

15

3

0,6

-

Грузовые бензиновые автомобили

1104

177,6

12

1,68

-

Грузовые дизельные автомобили

171

18

48,6

4,5

4,2

Автобусы бензиновые

966

158,4

9,6

1,8

-

Автобусы дизельные

222

24,6

42

5,4

5,4

ваемых ЗВ в зависимости от скорости движения

Параметр

Скорость движения (V, км/ч)

10

15

20

25

30

35

40

45

50

60

75

80

100

kVi

1,35

1,28

1,2

1,1

1,0

0,88

0,75

0,63

0,5

0,3

0,45

0,5

0,65

На третьем этапе, на основании 4, с. 108; 5, с. 33], разработана новая методика определения концентрации выбросов ЗВ над автомагистралью от движущегося транспортного потока по модели гауссовского распределения, г/м3:

где о - стандартное отклонение гауссовского рассеяния в вертикальном направлении над автомагистралью, м (табл. 3); U - скорость ветра над автомагистралью, м/с; h - средняя высота источника выбросов ОГ (выхлопной трубы легкового автомобиля), м (h = 0,3 м).

При вычислении концентрации ЗВ использовались коэффициенты гауссовского отклонения при дневной солнечной погоде и на 10 м расстояния удаленности от дороги, скорость ветра 3 м/с.

В ходе расчета были установлены следующие уровни концентрации: 1) более 18 мг/м3 - очень высокий; 2) 12-18 мг/м3 - высокий; 3) 6-12 мг/м3 - средний; 4) 0-6 мг/м3 - низкий.

Таблица 3 - Стандартное отклонение гауссовского рассеяния а над автомагистралью в за- _висимости от удаления от полосы движения АТ_

Время суток

Удаление от дороги, м

10

20

40

60

80

Днем солнечная радиация: сильная

слабая(облачно)

  • 2,0
  • 1,0
  • 4.0
  • 2.0
  • 6,0
  • 4,0
  • 8,0
  • 6,0
  • 12,0
  • 8,0

Ночью:

облачно

ясно

0,3

од

  • 0,6
  • 0,2
  • 1,0
  • 0,4
  • 1,8
  • 0,8
  • 2,5
  • 1,0

В результате расчета концентрации массы выбросов загрязняющих веществ установили, что наиболее неблагоприятная экологическая ситуация складывается в Железнодорожном районе, на котором суммарная среднесуточная концентрация рассматриваемых ЗВ составляет 18,3 мг/м3, в Советском районе - 14,3 мг/м3, в Коминтерновском - 10,5 мг/м3, в Центральном - 10,4 мг/м3, в Ленинском - 10,04 мг/м3, а в Левобережном - 4,7 мг/м3 (рис. 1).

Суммарные данные расчета концентрации ЗВ по всем районам и сравнение их с нормами ПДК представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Суммарные данные концентрации ЗВ

ЗВ

Нормы ПДКсс, мг/м3

Класс опасности вещества

Расчётные значения суммарной среднесуточной концентрации ЗВ, мг/м3

со

3

4

59

сн

300

4

8

N02

0,04

2

1,5

S02

0,05

3

0,2

Тв.ч

0,05

4

0,06

Сравнивая полученные расчетные значения с нормами ПДК, определили, что концентрация оксидов углерода превышает почти в 20 раз, оксидов азота в 37,5 раз, диоксида серы - в 4 раза, твердых частиц. - на 0,01 мг/м3.

На заключительном этапе проанализировали результаты вычислений по данной методике и рассмотрели мероприятия, позволяющие снизить воздействие автотранспорта на ОС. К таким мероприятиям относятся:

• совершенствование конструкций автомобиля, создание новых типов силовых установок, применение новых типов топлива и поддержание технического состояния автомобиля;

Уровень концентрации выбросов ЗВ автомобильным транспортом на территории г. Воронежа

Рисунок 1 - Уровень концентрации выбросов ЗВ автомобильным транспортом на территории г. Воронежа

  • • разработка алгоритмов и технических средств мониторинга окружающей среды на транспортных объектах и прилегающих к ним территориях, методов управления транспортными потоками для увеличения пропускной способности дорожной и уличнодорожной сети в крупных городах;
  • • разработка ресурсосберегающих технологий защиты окружающей среды от транспортных загрязнений;
  • • рациональная организация перевозок и движения (совершенствование дорог, выбора парка подвижного состава и его структуры, оптимальная маршрутизация автомобильных перевозок, организация и регулирование дорожного движения и рациональное управление автомобилем);
  • • совершенствование системы управления природоохранной деятельностью на транспорте;
  • • ограничение распространения загрязнения от источника к человеку;
  • • увеличение темпов и объемов работ по озеленению и благоустройству города.

Данная методика позволяет объективно оценить концентрацию выбросов от движущегося транспортного потока и проанализировать полученные результаты, сравнив их с нормами ПДК.

Библиографический список

  • 1. Waizman G. Micro-simulation model for assessing the risk of vehicle-pedestrian road accidents / G. Waizman, S. Shoval, I. Benenson // Journal of intelligent transportation systems. - 2015. - № 19. - P. 63-77.
  • 2. Кораблев, P. А. Оптимизация управления экологической деятельностью на предприятиях автомобильного транспорта [Текст] / Р. А. Кораблев, Н. И. Бойко, В. П. Белокуров, А. С. Хромых // Экология и промышленность России. - 2014. - № 9. - С. 36-38.
  • 3. О ДМ 218.2.032-2013. Методические рекомендации по учету движения транспортных средств на автомобильных дорогах. - М.: Федеральное Дорожное Агентство (Росавтодор), 2013. - 33 с.
  • 4. Кораблев, Р. А. Мероприятия по снижению автотранспортной нагрузки на окружающую среду г. Воронежа [Текст] / Р. А. Кораблев, Е. В. Тарасова, О. А. Зеликова, Е. В. Кирюшина // Альтернативные источники энергии на автомобильном транспорте: проблемы и перспективы рационального использования: материалы международной научно-практической конференции. - Воронеж: ВГЛТА, 2014. - С. 107-110.
  • 5. Методика проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для автотранспортных предприятий (расчётным методом). - М.:НИИАТ, 1998. - 44 с.

О Кораблев Р.А., Тарасова Е.В., Белокуров В.П., Мещеряков П.В., 2015

DOI 10.12737/14027

УДК 656.13

Косяков С.А.

студент 4 курса направления «Технология транспортных процессов» Дальневосточного федерального университета, РФ Хегай В.Д.

студентка 4 курса направления «Технология транспортных процессов» Дальневосточного федерального университета, РФ Поготовкина Н.С. доцент кафедры Транспортных машин и транспортно-технологических процессов Дальневосточного федерального университета, РФ

Kosiakov S.A.

4th year student of the direction "Technology of transport processes", Far Eastern federal university, Russian Federation Khegay V.D. 4th year student of the direction "Technology of transport processes", Far Eastern federal university, Russian Federation Pogotovkina N.S. assistant professor Department of Transport machinery and transport technological processes, Far Eastern federal university, Russian Federation

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >