Научно-методические основы оценки воздействия автотранспорта на атмосферный воздух

При соблюдении европейских стандартов качества, соответствующих Евро-2, в 2006 году максимальные приземные концентрации диоксида азота могли бы быть в 4-5 раз ниже относительно реальных концентраций 2006 года и составлять: 0,5 ПДК м.р. и 0,4 ПДК м.р. на расстоянии 50 м и 100 м от Невского проспекта; 0,9 ПДК м.р. и 0,7 ПДК м.р. на расстоянии 50 м и 100 м от Московского проспекта.

Модельные расчеты загрязнения атмосферы позволяют сделать вывод, что выполнение в настоящее время требований к выбросам автомобильной техникой, выпускаемой в обращение на территории Российской Федерации является актуальным и своевременным.

Описана методика проведения натурных обследований состава и интенсивности автотранспортных потоков и расчета выбросов автотранспорта вблизи регулируемого перекрестка.

Выброс i-го загрязняющего вещества (ЗВ) в зоне перекрестка при запрещающем сигнале светофора М_п определяется по формуле:

М_п1 = (M'_{п1, k} G_k,n), г/мин (4)

где P (мин) - продолжительность действия запрещающего сигнала светофора (включая желтый цвет);

N_ц - количество циклов действия запрещающего сигнала светофора за 20-минутный период времени;

N_гр - количество групп автомобилей;

где M'_{п1, k} (г/мин) - удельный выброс i-го ЗВ автомобилями, k-й группы, находящихся в "очереди" у запрещающего сигнала светофора;

G_k,n - количество автомобилей k группы, находящихся в "очереди" в зоне перекрестка в конце n-го цикла запрещающего сигнала светофора.

Усредненные значения удельных выбросов (г/мин) учитывают режимы движения автомобилей в районе пересечения перекрестка (торможение, холостой ход, разгон).

Далее приводится подробный алгоритм по применению разработанной методики расчета выбросов автотранспорта вблизи регулируемого перекрестка и оценки их воздействия на атмосферный воздух. Показано, что с учетом модельных расчетов загрязнения атмосферного воздуха можно определить значения приземных максимальных концентраций ЗВ при различных сценариях движения автотранспорта вблизи регулируемого перекрестка. По сценарию, описывающему дневное время суток (12-16 ч.) с интенсивностью движения автотранспортных потоков на пересекающихся магистралях от 700 до 2000 авт/час, при скорости движения в среднем равной 40 км/час, и наличием очереди АТС перед перекрестком в ожидании разрешающего сигнала светофора, концентрации оксида углерода составляют: в 100 м от перекрестка - менее 1 ПДК и концентрации диоксида азота: в 100 м от перекрестка - 2,2 ПДК, в 200 м - 1,2 ПДК, в 300 м - 0,9 ПДК.

В главе пять разработана методология оценки эффективности технических и организационно-градостроительных мероприятий по снижению воздействия автотранспорта на атмосферный воздух, которая включает:

- анализ существующих уровней загрязнения атмосферного воздуха различными примесями,

- разработку комплекса мероприятий по снижению выбросов разных категорий автотранспорта,

- разработку вариантов градостроительных решений,

- проведение сводных (комплексных) расчетов загрязнения атмосферного воздуха как вблизи отдельных автомагистралей и перекрестков, так и по городу в целом;

- анализ результатов расчетов загрязнения атмосферного воздуха с точки зрения соответствия гигиеническим критериям качества атмосферного воздуха,

- оценку достаточности мер по снижению воздействия автотранспорта на основе анализа расчетов загрязнения атмосферного воздуха с точки зрения соответствия гигиеническим критериям качества атмосферного воздуха.

Обосновано применение данной методологии на конкретных примерах.

Мероприятия по снижению вклада автотранспорта в загрязнение атмосферного воздуха можно разделить на 3 основные группы: технические, способствующие уменьшению выбросов каждого отдельного автомобиля; организационно-технические; планировочно-градостроительные.

Мероприятия первой группы касаются технических вопросов развития автомобилестроения в стране. Эффект от мероприятий этой группы будет проявляться по мере увеличения доли усовершенствованных автомобилей в автопарке городов. Дизелизация грузового и автобусного парка городов может уменьшить загрязнение воздуха оксидом углерода и углеводородами, но без существенного изменения остаются выбросы оксидов азота и возрастут выбросы сажи и канцерогенных веществ (в том числе бенз(а)пирена).

Отмечается, что ввод в действие в апреле в 2006 г. специального технического регламента “О требованиях к выбросам автомобильной техникой, выпускаемой в обращение на территории Российской Федерации, вредных загрязняющих веществ” уже имеет положительные последствия.

Однако в Российской Федерации, в отличие от многих развитых стран, не приняты государственные программы расширения использования на автомобильном транспорте альтернативных источников энергии: компримированного и сжиженного метана, биогаза, биодизеля, водорода и т. п. Отсутствует законодательное и налоговое подкрепление перевода транспорта на перспективные виды топлива.

К мероприятиям второй группы относятся: организационно-технические мероприятия, которые включают проведение комплекса мер, обеспечивающих выполнение предписаний государственных и отраслевых стандартов (со 100% контролем токсичности автотранспорта) и т.д. Введение требований "Евро-2" применительно к автомобилям, поступающим на внутренний российский рынок, со всей остротой поставило проблему повышения эффективности государственного контроля за выбросами автомобилей, находящихся в эксплуатации.

В целом реализация всего комплекса мер данной группы по предварительным оценками может обеспечить снижение загрязнения воздуха автотранспортом примерно на 60%, в том числе по оксиду углерода - на 75%, углеводородам - на 50-60%, оксидам азота - на 40-50%.

Мероприятия третьей группы включают: выбор оптимальных градостроительных решений, связанных со строительством подземных переходов, транспортных развязок, определением архитектурно-планировочных характеристик строящихся и реконструируемых автомагистралей и т.д.

Эффект от третьей группы мероприятий наиболее реален в локальном масштабе (в районах отдельных автомагистралей и зон их пересечения) и зависит от обоснованности проектных решений и их реализации. При этом следует учитывать, что снижение загрязнения воздуха в одной локальной зоне может привести к повышению загрязнения воздуха в другой близко расположенной городской зоне.

Описанные выше мероприятия носят общий характер. Для каждого города следует разрабатывать свой комплекс мероприятий, который, в первую очередь, основывается на существующем уровне загрязнении атмосферы и, следовательно, необходимом уровне его снижения, во-вторых, следует учитывать структуру автомобильного парка городов, вида используемого топлива и многие другие факторы. Примеры таких мероприятий, а также оценка их эффективности даны ниже.

Представлены меры по снижению выбросов автотранспорта, реализуемые в странах ЕС, основными из которых являются усовершенствование технических характеристик единичного транспортного средства в соответствии с законодательными нормативами. Меры по снижению выбросов от автомобилей были включены в соответствующее европейское законодательство с 70-х годов. Чтобы соответствовать этим требованиям производители автомашин совершенствовали технологии двигателей и внедряли системы снижения выбросов. В результате сегодняшние автомобили на порядок чище, чем автомобили два десятилетия назад в отношении обычных загрязнителей (CO, NOx, ЛОС).

Текущее законодательство "Euro-4" ввело дополнительное сокращение 57% для СО и 47% для C_xH_y и NO_x. Такие сокращения приведут выбросы от автомобилей 2005 года к 1/5 уровня 1995 года. Это достигается путем использования трехступенчатых каталитических систем с замкнутым контуром и дополнительных мер, таких как установка окислительных прекатализаторов, использование бортовых диагностических систем. В декабре 2005 года был объявлен очередной нормативный этап - "Euro-5", который имеет цель дополнительное 25% сокращение выбросов NOx и C_xH_y для бензиновых машин по сравнению с "Euro-4".

Говориться о применении комплексных (сводных) расчётов в РФ для оценки эффективности технических мер по уменьшению выбросов автотранспорта в городах РФ (Санкт-Петербург, Архангельск, Астрахань, Сыктывкар, Череповец, Кириши, Губкин).

Эти города характеризуются различной структурой, интенсивностью автотранспортных потоков (табл.5), плотностью улично-дорожной сети и метеорологическими условиями для рассеивания выбросов. Выбросы автотранспорта находятся в диапазоне от 2 тыс.т/год в городах с численностью населения от 55 тыс.человек (г. Кириши, г. Губкин) до 239 тыс.т/год с численностью 4,8 млн.человек (Санкт-Петербург).

Таблица 5. Основные характеристики автотранспортных потоков на автомагистралях ряда городов России

Примечание:

Л (%) - доля легковых автомобилей в процентах от общего числа автомобилей; Г(%) - доля грузовых автомобилей в процентах от общего числа автомобилей; Гд/Г(%) - доля грузовых автомобилей с дизельными двигателями в процентах от общего числа грузовых автомобилей; А (%) - доля автобусов в процентах от общего числа автомобилей; Ад/А (%) - доля автобусов с дизельными двигателями в процентах от числа автобусов.

Были проведены расчеты и построены поля максимальных приземных концентраций по основным веществам, присутствующим в выбросах автотранспорта: оксидам азота, оксиду углерода, углеводородам, саже. Анализ результатов расчетов показал, что выбросы оксида азота, углеводородов, сажи не создают зон с повышенным загрязнением атмосферного воздуха. Были проведены сравнения расчетных концентраций с измеренными на постах наблюдений за загрязнением атмосферного воздуха Росгидромета в исследуемых городах (табл. 6).

Как видно из таблицы 6 максимальные концентрации диоксида азота и оксида углерода, измеренные на постах сопоставимы с расчетными. Наибольшие, как расчетные, так и измеренные концентрации диоксида азота - в Санкт-Петербурге. Наименьшие - в Сыктывкаре и Киришах, именно в этих городах и наименьшая средняя интенсивность движения (табл. 5). Наибольшие расчетные и измеренные концентрации оксида углерода в Череповце.

Таблица 6. Максимальные концентрации диоксида азота и оксида углерода в долях ПДК в 2006 г.

Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что выбросы автотранспорта создают повышенное загрязнение городского воздуха при котором величины концентраций часто превышают ПДК. В связи с этим требуются специальные мероприятия для снижения автомобильных выбросов, разработка и реализация комплексных целевых программ по борьбе с загрязнением воздуха автотранспортом. В таблице 7 представлены диапазоны сокращения удельных выбросов диоксида азота и оксида углерода при выполнении европейских требований, отвечающих экологическим уровням «Евро-1» и «Евро-2», выраженные в процентном отношении к уровню «Евро-0». Выполнении европейских требований, отвечающих «Евро-2», удельные выбросы диоксида азота по отношению к «Евро-0» сокращаются в среднем на 75 - 77%, выбросы оксида углерода - на 89 - 90%.

Таблица 7. Диапазоны сокращения удельных выбросов диоксида азота и оксида углерода при выполнении европейских требований

Для оценки влияния улучшенных экологических характеристик автотранспорта на качество атмосферного воздуха был проведен сравнительный анализ полей максимальных концентраций диоксида азота и оксида углерода, создаваемых выбросами автотранспортных средств, с двигателями, отвечающими требованиям «Евро-0», «Евро-1»и «Евро-2».

Для этого были использованы следующие величины: М_s - суммарный выброс загрязняющего вещества на автомагистралях, нормированный на площадь города (г/с•км²) с учетом уровня экологичности автотранспортных средств («Евро-0», «Евро-1» и «Евро-2»); М_L - суммарный выброс загрязняющего вещества на автомагистралях, нормированный на общую протяженность обследованных автомагистралей (г/с•км) («Евро-0», «Евро-1» и «Евро-2»); зоны потенциального загрязнения, отнесенные к площади города, со значениями максимальных концентраций, превышающими 1 ПДК и 5 ПДК, которые применяются для оценки ЗА автотранспортом (таблица 8).

Таблица 8. Характеристики выбросов загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу от автотранспорта и зоны потенциального загрязнения атмосферного воздуха в ряде городов России

Выполнение всеми категориями автотранспортных средств европейских требований, соответствующих экологическому уровню «Евро-1», достаточно для соблюдения гигиенических критериев качества атмосферного воздуха по оксиду углерода во всех исследуемых городах, кроме г. Архангелька, где значительный вклад в концентрацию выбрасываемых загрязняющих веществ вносит грузовой автотранспорт и автобусы. Однако выполнения экологического уровня «Евро-1» недостаточно для соблюдения во всех исследуемых городах гигиенических критериев качества атмосферного воздуха по диоксиду азота.

Выполнение европейских требований «Евро-2» при существующей интенсивности движения автотранспортных потоков является достаточным для соблюдения гигиенических критериев качества атмосферного воздуха по диоксиду азота и оксиду углерода в городах с численностью населения менее 500 человек и с незначительным вкладом грузового автотранспорта и автобусов. В мегаполисах и городах с преобладающим вкладом грузового автотранспорта и автобусов выполнение европейских требований «Евро-2» является недостаточным для соблюдения гигиенических критериев качества атмосферного воздуха по диоксиду азота.

При условии выполнения европейских требований «Евро-3» значения выбросов диоксида азота и оксида углерода в 3-3,5 раза меньше относительно значений выбросов этих же веществ с учетом выполнения всеми категориями автотранспорта экологического уровня «Евро-2,» при этом зоны локального загрязнения атмосферного воздуха г.Санкт-Петербург диоксидом азота с концентрацией более 1 ПДКм.р. практически отсутствуют по всей территории города, занятой автомагистралями (рис. 6).

В связи с этим, улучшение экологических характеристик всех категорий автотранспортных средств в соответствии с современными европейскими нормами (от «Евро-3» до «Евро-4»), как при существующей, так и при постоянно увеличивающейся интенсивности автотранспортного движения, является актуальным и своевременным.

Проведена оценка эффективности организационно-градостроительных мероприятий на примере Санкт-Петербурга и Архангельска. С помощью расчётных методов моделирования показано, что обновление автотранспортного парка и введение в эксплуатацию кольцевой автодороги Санкт-Петербурга существенно улучшает качество атмосферного воздуха в городе, значительно уменьшает площадь загрязнения всеми примесями, присутствующими в выбросах автотранспорта, в том числе и диоксидом азота. Расширение дорожного полотна на одном из проспектов г. Архангельска, а также замена регулируемого перекрестка на транспортную развязку в двух уровнях по одному сценарию и замена регулируемого перекрестка на кольцевую развязку в одном уровне по второму сценарию в г. Архангельске позволит снизить максимальные приземные концентрации диоксида азота и оксида углерода по сравнению существующим положением.

Рис. 3. Поле максимальных приземных концентраций диоксида азота при выполнении всеми категориями автотранспорта г.Санкт-Петербурга европейских требований, отвечающих «Евро-0»

Рис. 4. Поле максимальных приземных концентраций диоксида азота при выполнении всеми категориями автотранспорта г. Санкт-Петербурга европейских требований, отвечающих «Евро-1»

Рис. 5. Поле максимальных приземных концентраций диоксида азота при выполнении всеми категориями автотранспорта г. Санкт-Петербурга европейских требований, отвечающих «Евро-2»

Рис. 6. Поле максимальных приземных концентраций диоксида азота при выполнении всеми категориями автотранспорта г. Санкт-Петербурга европейских требований, отвечающих «Евро-3»

Делается вывод, что решение задач развития городов, их инфраструктуры, невозможно без оценок экологических последствий реализации тех или иных проектов на качество атмосферного воздуха. При прогнозе последствий изменений всего города как сложной системы, отдельных подсистем города (транспортной, энергетической, коммунальной, производственной и т.д.), его территорий и пр. комплексным расчётам загрязнения атмосферного воздуха практически нет альтернативы.

Основные результаты диссертационной работы

1. Дана характеристика автотранспорта, как источника загрязнения атмосферного воздуха, показаны значения автомобильных выбросов и тенденции их изменения. Вклад автотранспорта в выбросы на Европейской территории России в 2007 г. составил более 60%, имеет устойчивую тенденцию к увеличению, а на Азиатской территории изменяется менее значительно. Неблагоприятное влияние загрязнения атмосферного воздуха на здоровье населения можно оценить по увеличению общей заболеваемости и острых инфекций верхних дыхательных путей.

2. Описаны современные подходы к расчету выбросов агрязняющих веществ от автотранспорта и методам оценок загрязнения атмосферного воздуха выбросами автотранспорта. Для расчета годовых выбросов ЗВ в Европейском союзе действует единый подход, который развивается под руководством Европейского Агентства по Окружающей Среде. Он предусматривает расчет выбросов ЗВ по 12-16 категорий автомашин. В РФ оцениваются выбросы ЗВ: СО; C_xH_y; NO_x; сажа; SO₂; РЬ. Основных категорий автотранспортных средств. Делается вывод о необходимости разработки методики для РФ, позволяющей оценивать годовые выбросы ЗВ как юридических, так и физических лиц, при минимальной исходной информации с учетом региональных особенностей.

3. Проанализирована структура и возраст основных категорий автотранспорта в регионах РФ. В среднем по РФ основной вклад в суммарное количество автотранспорта вносят легковые автомобили (79%). Вклад грузовых автомобилей составляет 18%, из которых 58% - грузовые автомобили с бензиновым типом двигателя. Вклад автобусов в среднем составляет 3%, из которых 78% - автобусы с бензиновым типом двигателя. Количество легковых автомобилей с возрастом старше 10 лет в среднем по РФ составляет 54% от общего количества легковых автомобилей, количество легковых автомобилей с возрастом от 10 до 5 лет составляет 27%, количество легковых автомобилей с возрастом меньше 5 лет - 18%. Количество грузовых автомобилей с возрастом старше 10 лет в среднем по Российской Федерации составляет 64% от общего количества грузовых автомобилей, количество грузовых автомобилей с возрастом от 10 до 5 лет составляет 23%, количество грузовых автомобилей с возрастом меньше 5 лет - 12%. Количество автобусов с возрастом старше 10 лет в среднем по Российской Федерации составляет 47% от общего количества автобусов, количество автобусов с возрастом от 10 до 5 лет составляет 28%, количество автобусов с возрастом меньше 5 лет - 24%.

4. Разработана методика расчета годовых выбросов ЗВ от автотранспорта с учетом региональных особенностей. Проведена ее апробация по данным о структуре и возрасте автопарков в 83-х регионах РФ. Суммарный выброс основных загрязняющих веществ за 2005 год в целом по стране составил около 15 млн. тонн, из которых около 10 млн. тонн - оксида углерода; 3,1 млн. тонн - оксидов азота - в пересчете NO₂; около 1,6 млн.тонн - летучих органических соединений; 170 тыс. тонн - диоксида серы и 50 тыс. тонн - твердых частиц в пересчете на углерод (сажа). Наибольшие выбросы загрязняющих веществ от автотранспорта отмечены в Москве (1233,0 тыс. т), Московской области (797,1 тыс. т), Краснодарском крае (623,5 тыс. т), Санкт-Петербурге (500,9 тыс. т), Ростовской области (473,5 тыс. т), Свердловской области (434,0 тыс. т), республике Башкортостан (406,3 тыс. т), Самарской области (362,7 тыс. т), Нижегородской области (358,3 тыс. т), Ставропольском крае (356,3 тыс. т), Челябинской области (337,9 тыс. т), Иркутской области (336,4 тыс. т) и Новосибирской области (308,2 тыс. т).

5. Обоснована с учетом теоретических и экспериментальных исследований возможность использования методики расчета загрязнения атмосферного воздуха "ОНД-86" для оценки загрязнения атмосферного воздуха выбросами автотранспорта. Коэффициент корреляции между расчетными и инструментальными значениями концентраций диоксида азота составил R=0,69 - 0,72. Для принятия управленческих решений по снижению выбросов автотранспорта необходимо опираться не только на нормативные критерии качества воздуха, но и методы оценок загрязнения атмосферы, имеющие статус нормативных. Для оценки загрязнения атмосферного воздуха выбросами автотранспорта рекомендуется использовать математическую модель, лежащую в основе единственного утвержденного общероссийского документа по расчету рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе "ОНД-86".

6. Усовершенствована методика обследования структуры и интенсивности атранспортного потока и расчета выбросов вредных (загрязняющих) веществ на городских автомагистралях Санкт-Петербурга. Расчеты выбросов предлагается выполнять по 7-ми ЗВ: оксид углерода, оксиды азота, углеводороды; сажа; диоксид серы; формальдегид; бенз(а)пирен для 8-ми категорий автотранспортных средств (АТС): легковые автомобили «отечественные» и «зарубежные; микроавтобусы; автобусы бензиновые; автобусы дизельные; грузовые бензиновые свыше 3,5 т; грузовые дизельные до 12 т; грузовые дизельные свыше 12 т. Предлагается перейти к региональному подходу к оценке выбросов автотранспорта, движущегося по автомагистралям.

7. Показано, что наиболее реальным способом получения достоверной информации об общегородском загрязнении атмосферного воздуха являются сводные расчеты загрязнения атмосферы от всей совокупности промышленных, транспортных предприятий и объектов и автотранспорта, движущегося по городским автомагистралям. Сводные расчёты с использованием данных о характеристиках выбросов вредных (загрязняющих) веществ от всех объектов, расположенных на территории города, позволяют реализовать системный и комплексный подход к охране атмосферного воздуха, необходимость которого устанавливается статьёй 3 "Закона об охране атмосферного воздуха" в качестве одного из основных принципов государственного управления в области охраны атмосферного воздуха.

8. Проведен анализ влияния выбросов автотранспорта на уровень загрязнения атмосферного воздуха вблизи отдельных автомагистралей г. Санкт-Петербурга за 1996, 2001 и 2006 годы. В 2001 году, по сравнению с 1996 годом, в связи с увеличением автотранспортных потоков, концентрации диоксида азота вблизи магистралей увеличились в 1,2-1,4 раза и составили более 7 ПДК_мр В 2006 году значение концентрации диоксида азота, равное 1 ПДК м.р., достигается на расстоянии 400- 500 м от автомагистралей при интенсивности движения около 4000 авт/час.

9. Разработана методика расчета выбросов автотранспорта вблизи регулируемого перекрестка и оценки их воздействия на атмосферный воздух. Представлены сценария распределения автотранспортных потоков и алгоритм расчетов выбросов и концентраций вредных (загрязняющих) веществ вблизи перекрестка, а также результаты расчетов. По сценарию, описывающему дневное время суток (12-16 ч.) с интенсивностью движения автотранспортных потоков на пересекающихся магистралях от 700 до 2000 авт/час, при скорости движения в среднем равной 40 км/час, и наличием очереди АТС перед перекрестком в ожидании разрешающего сигнала светофора, концентрации оксида углерода составляют: в 100 м от перекрестка - менее 1 ПДК и концентрации диоксида азота: в 100 м от перекрестка - 2,2 ПДК, в 200 м - 1,2 ПДК, в 300 м - 0,9 ПДК.

10. Проведены натурные обследования состава и интенсивности автотранспортных потоков в ряде городов РФ. С использованием полученных данных о выбросах автотранспорта на городских магистралях проведены расчеты территориального распределения концентраций вредных веществ в городах РФ. Проанализированы поля расчетных максимальных концентраций примесей в городах с различной средней интенсивностью движения транспорта: Санкт-Петербург (около 3000 авт./час), Архангельск (около 1300 авт/час), Астрахань (2250 авт/час), Сыктывкар (1100 авт/час), Череповец (1700 авт/час), Кириши (800 авт/час), Губкин (около 400 авт/час).. На основе анализа результатов расчетов загрязнения воздуха, создаваемого автотранспортом, установлено: во всех исследуемых городах загрязнение воздуха диоксидом азота и оксидом углерода весьма значительно (от 1.5 ПДК_мр по диоксиду азота вблизи автомагистралей в Киришах до 10 ПДК вблизи автомагистралей Санкт-Петербурга, от 2-х ПДК_мр по оксиду углерода в Киришах до 4-7 ПДК_мр в Астрахани), выбросы других веществ не создают повышенное загрязнение атмосферного воздуха.

11. Представлен "Комплекс мер по снижению по снижению вклада автотранспорта в загрязнение атмосферного воздуха ". Все мероприятия предлагается разделить на 3 основные группы: технические, способствующие уменьшению выбросов каждого отдельного автомобиля; организационно-технические; планировочно-градостроительные. Описаны меры по снижению выбросов автотранспорта в странах ЕС, основными из которых являются усовершенствование технических характеристик единичного транспортного средства в соответствии с законодательными нормативами. Текущее законодательство "Euro-4" ввело дополнительное сокращение 57% для СО и 47% для C_xH_y и NO_x. Такие сокращения приведут выбросы от автомобилей 2005 года к 1/5 уровня 1995 года. Это достигается путем использования трехступенчатых каталитических систем с замкнутым контуром и дополнительных мер, таких как установка окислительных прекатализаторов, использование бортовых диагностических систем. В декабре 2005 года был объявлен очередной нормативный этап - "Euro-5", который имеет цель дополнительное 25% сокращение выбросов NOx и C_xH_y для бензиновых машин по сравнению с "Euro-4".

12. Разработана методология оценки эффективности технических и организационно-градострительных мероприятий по снижению воздействия автотранспорта на атмосферный воздух, которая включает:

- анализ существующих уровней загрязнения атмосферного воздуха различными примесями,

- разработку комплекса мероприятий по снижению выбросов разных категорий автотранспорта,

- разработку вариантов градостроительных решений,

- проведение сводных (комплексных) расчетов загрязнения атмосферного воздуха как вблизи отдельных автомагистралей и перекрестков, так и по городу в целом;

- анализ результатов расчетов загрязнения атмосферного воздуха с точки зрения соответствия гигиеническим критериям качества атмосферного воздуха,

- оценку достаточности мер по снижению воздействия автотранспорта на основе анализа расчетов загрязнения атмосферного воздуха с точки зрения соответствия гигиеническим критериям качества атмосферного воздуха.

Обосновано применение данной методологии на конкретных примерах.

13. Проведен анализ эффективности организационно-технических мероприятий по снижению выбросов автотранспорта с целью достижения нормативов качества атмосферного воздуха в ряде городов России (Санкт-Петербург, Архангельск, Астрахань, Сыктывкар, Череповец, Кириши, Губкин). Выполнение всеми категориями автотранспортных средств европейских требований, соответствующих экологическому уровню «Евро-1», достаточно для соблюдения гигиенических критериев качества атмосферного воздуха по оксиду углерода во всех исследуемых городах, кроме г. Архангелька, где значительный вклад в концентрацию выбрасываемых загрязняющих веществ вносит грузовой автотранспорт и автобусы. Однако выполнения экологического уровня «Евро-1» недостаточно для соблюдения во всех исследуемых городах гигиенических критериев качества атмосферного воздуха по диоксиду азота.

Выполнение европейских требований «Евро-2» при существующей интенсивности движения автотранспортных потоков является достаточным для соблюдения гигиенических критериев качества атмосферного воздуха по диоксиду азота и оксиду углерода в городах с численностью населения менее 500 человек и с незначительным вкладом грузового автотранспорта и автобусов. В мегаполисах и городах с преобладающим вкладом грузового автотранспорта и автобусов выполнение европейских требований «Евро-2» является недостаточным для соблюдения гигиенических критериев качества атмосферного воздуха по диоксиду азота. В связи с этим, улучшение экологических характеристик всех категорий автотранспортных средств в соответствии с современными европейскими нормами (от «Евро-3» до «Евро-4»), как при существующей, так и при постоянно увеличивающейся интенсивности автотранспортного движения, является актуальным и своевременным.

14. Проведена оценка эффективности организационно-градостроительных мероприятий на примере Санкт-Петербурга и Архангельска. С помощью расчётных методов моделирования показано, что обновление автотранспортного парка и введение в эксплуатацию кольцевой автодороги Санкт-Петербурга существенное улучшает качество атмосферного воздуха в городе, значительно уменьшилась площадь загрязнения диоксидом азота в целом по городу. Расширение дорожного полотна на одном из проспектов г. Архангельска, а также замена регулируемого перекрестка на транспортную развязку в двух уровнях по одному сценарию и замена регулируемого перекрестка на кольцевую развязку в одном уровне по второму сценарию в г.Архангельске позволит снизить максимальные приземные концентрации диоксида азота и оксида углерода по сравнению существующим положением.

15. Разработанная с участием автора диссертации методология оценки эффективности организационно-технических мероприятий по снижению вклада автотранспорта в загрязнение атмосферного использовалась при разработке разделов сводных томов «Охрана атмосферы и нормативы ПДВ» для городов: Астрахань, Архангельск, Сыктывкар, Череповец, Санкт-Петербург и др., а также программы приоритетного финансирования Правительством Санкт-Петербурга по строительству и реконструкции объектов улично-дорожной сети Санкт-Петербурга на 2004-2008 годы.

Основные публикации, отражающие содержание диссертации

1. К вопросу о введении в действие на территории РФ международных экологических стандартов «Евро-3» с точки зрения качества атмосферного воздуха (на примере г. Санкт-Петербург)). Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. № 1. М., 2007. с. 28-42 (Полуэктова М.М., Хватов В.Ф.).

2. Нормирование выбросов автотранспорта. ч. 1 Экология производства, М., № 8, 2008 с. 64-69. (Буренин Н.С., Миляев В.Б.).

3. Нормирование выбросов автотранспорта. ч. 2 Экология производства, М., № 9, 2008 с. 41-43. (Буренин Н.С., Миляев В.Б.).

4. Влияние технических нормативов выбросов автотранспорта на качество атмосферного воздуха. Двигателестроение. СПб № 1 январь-март, 2008 с. 41-45. (Хватов В.Ф.).

5. Анализ влияния некоторых параметров ГВС, выбрасываемой из ИЗА, на результаты определения нормативов ПДВ и их контроля. Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. М., № 4, 2008 с. 36-42. (Канчан Я.С.).

6. К вопросу об учёте точности измерений при контроле нормативов предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. М., № 7, 2008 с. 32-35. (Канчан Я.С.).

7. К вопросу о расчетах загрязнения атмосферного воздуха выбросами автотранспорта. Экология урбанизированных территорий, М. № 3, 2008. с. 103-109. (Полуэктова М.М.).

8. Тенденции и перспективы развития комплексных (сводных) расчетов показателей воздействия выбросов загрязняющих веществ, характеризующих воздействие на качество атмосферного воздуха. Проблемы региональной экологии, М. № 6, 2008 г. с. 127-131. (Канчан Я.С.).

9. Зона влияния выбросов городского транспорта. Экология урбанизированных территорий, М. № 4, 2008 г. с. 30-33.

10. Об использовании комплексных (сводных) расчетов показателей воздействия выбросов загрязняющих веществ при управлении качеством атмосферного воздуха. Юг России: экология, развитие. Махачкала, № 1, 2009 г. с. 6-13. (Канчан Я.С.).

11. Пути решения экологических проблем автотранспорта. Научное, учеб.-методическое справочное пособие. - СПб.: Гуманистика, 2006, - 650 с. (Потапов А.И. Хватов В.Ф., Николаев С.Н., и др.).

12. Ежегодник выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух городов и регионов Российской Федерации за 2006 год. (Миляева В.Б. и др). СПб.: НИИ Атмосфера, 2008. 319 с.

13. Методическое пособие по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух. СПб., 2005.

14. Методика определения выбросов автотранспорта для проведения сводных расчётов загрязнения атмосферы городов, - СПб., 1999.

15. Методика определения выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух от автотранспортных потоков, движущихся по автомагистралям Санкт-Петербурга, - СПб., 2005.

16. Методика расчета выбросов автотранспорта вблизи регулируемого перекрестка и оценки их воздействия на атмосферный воздух Санкт-Петербурга, - СПб., 2006.

17. Методика по проведению сводных расчётов на основе компьютерного банка данных о выбросах вредных (загрязняющих) веществ «Системы Эколог-город Санкт-Петербург» - СПб., 2006.

18. Города и области с максимальными выбросами вредных веществ - В Ежегодниках состояния загрязнения воздуха и выбросов вредных веществ в атмосферу городов и промышленных центров Советского Союза за 1988 г. -1992 г. том «Выбросы вредных веществ» под редакцией д.ф.-м.н. Берлянда М.Е.- Л., ГГО им.А.И.Воейкова, 1989- 1993 гг. (Николаев В.Д., Панфилова Г.А., Хука А.М. и др.)

19. Анализ полей концентраций двуокиси азота для Ленинграда с помощью метода разложения по естественным ортогональным функциям. - Сб.трудов конференции молодых ученых и специалистов Главной геофизической обсерватории им. А.И. Воейкова. - Л., ГГО, 1990 - с.56-61. (Веретина М.Ф., Климанова Е.Л.

20. К оценке воздействия автотранспорта на атмосферу г.Санкт-Петербурга. - С.-Пб. Вопросы охраны атмосферы от загрязнений. Информационный бюллетень. - № 1. 1994. - с.32 - 41. (Буренин Н.С.).

21. Анализ состояния вопроса о выбросах и загрязнении воздуха автотранспортом в городах РФ. С.-Пб. - Вопросы охраны атмосферы от загрязнений. Информационный бюллетень. - № 1, 1995 - с. 56-66. (Буренин Н.С., Хватов В.Ф).

22. Прогноз высоких уровней загрязнения воздуха, создаваемого выбросами автотранспорта. - С.-Пб., Вопросы охраны атмосферы от загрязнений. Информационный бюллетень № 1, 1995 - с. 80-88. (Ивлева Т.П., Сонькин Л.Р.).

23. Метод прогноза загрязнения воздуха в районе отдельных автомагистралей. С.-Пб. Вопросы охраны атмосферы от загрязнений. Информационный бюллетень. № 26 - 1996 - с. 22-28. (Сонькин Л.Р.).

24. Методы прогноза загрязнения воздуха автотранспортом. Труды ГГО, СПб, 1998- вып. 547-с. 88-99.

25. Загрязнение воздуха выбросами автотранспорта в Санкт-Петербурге. Сборник трудов НИИ Атмосфера. СПб, 1999. (Буренин Н.С., Волкодаева М.В., Николаев С.Н., Хватов В.Ф.).

26. Прогнозирование загрязнения воздуха в транспортных коридорах отработавшими газами автотранспорта. 2-я международная Евроазиатская конференция по транспорту. СПб,12-15.09.2000 г. Пути решения экологических проблем транспортных коридоров. СПб, 2000. с.253-266. (Потапов А.И., Николаев С.Н., Хватов В.Ф., Кудрявцева Н.В.).

27. Оценка качества атмосферного воздуха при реализации европейских требований на ограничение выбросов автотранспорта (на примере отдельных автомагистралей г. Санкт-Петербурга). // Информационный бюллетень № 1 (31): «Вопросы охраны атмосферы от загрязнения», НПК «Атмосфера», - СПб, 2005. (Полуэктова М.М.).

28. Определение зоны распространения загрязняющих веществ, поступающих в приземный слой атмосферы с выбросами городского автотранспорта (на примере отдельных городов России) // Информационный бюллетень №2 (32): «Вопросы охраны атмосферы от загрязнения», НПК «Атмосфера», - СПб, 2005. (Полуэктова М.М.).

29. Вклады различных категорий автотранспорта в уровень загрязнения атмосферного воздуха вблизи автомагистралей г. Санкт-Петербурга в 1993 г. и в 2003 г. // Науч. труды международной научно-технической конференции «Улучшение эксплуатационных показателей двигателей, тракторов и автомобилей» 22-24 марта 2005г., - СПб.: СПбГАУ, 2005. (Волкодаева М.В., Полуэктова М.М.).

30. Влияние улучшенных экологических характеристик автотранспорта на уровень загрязнения атмосферного воздуха Санкт-Петербурга. Международная конференция «Приборостроение в экологии и безопасности человека» 31.01-02.02.2007 г. СПб, 2007, с. 70-72. (Полуэктова М.М., Хватов В.Ф.).

31. Анализ влияния выбросов автотранспорта на уровень загрязнения атмосферного воздуха вблизи Московского и Невского проспектов г. Санкт-Петербурга в 1996-2006 гг. // Информационный бюллетень № 2 (32): «Вопросы охраны атмосферы от загрязнения», НПК «Атмосфера», - СПб, 2007, с. 22-33. (Полуэктова М.М., Хватов В.Ф.).

32. Реализация европейских требований на ограничение выбросов автотранспорта и качество атмосферного воздуха (на примере ряда городов России). Проблемы охраны атмосферного воздуха: Сборник трудов к 15-летию НИИ Атмосфера. СПб.: НИИ Атмосфера, 2007. с. 133-143. (Волкодаева М.В., Полуэктова М.М.).

33. Использование результатов расчетов рассеивания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе города для оценки качества атмосферного воздуха.// Охрана окружающей среды и экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 2006 году.,- СПб.Комитет по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности Санкт-Петербурга, 2007. с. 214-220. (Шпакова Е.Н.).

34. О применении в воздухоохранной деятельности сводных расчетов, использующих данные о выбросах загрязняющих веществ в атмосферу. Сборник трудов к 15-летию НИИ Атмосфера. СПб.: НИИ Атмосфера, 2007. с. 43-55. (Волкодаева М.В., Канчан Я.С.).

35. О некоторых аспектах контроля параметров источников загрязнения атмосферы при экологическом контроле. Сборник трудов НИИ Атмосфера. СПб.: НИИ Атмосфера, 2008. с.140-161. (Звягина Н.Н., Канчан Я.С., Прокофьев М.Ю.).

36. К вопросу о разделении на "инструментальные" и "расчётные" методов определения параметров источников загрязнения атмосферы. Сборник трудов НИИ Атмосфера. СПб.: НИИ Атмосфера, 2008. с. 162-177. (Волкодаева М.В., Звягина Н.Н., Канчан Я.С.).

37. Оценка суммарных годовых выбросов автотранспорта в федеральных округах Российской Федерации Сборник трудов НИИ Атмосфера. СПб.: НИИ Атмосфера, 2008. с. 196-213. (Полуэктова М.М., Столярова С.А.).

38. Использование геоинформационных систем (ГИС) для получения информации о расположении источников загрязнения атмосферы на топографической основе города. Сборник трудов НИИ Атмосфера. СПб.: НИИ Атмосфера, 2008. с. 214-225. (Полуэктова М.М., Левкин А.В.).

39. Использование результатов расчетов рассеивания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе города для оценки качества атмосферного воздуха.// Охрана окружающей среды и экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 2007 году.,- СПб. Комитет по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности Санкт-Петербурга, 2008. с. 214-220. (Шпакова М.В.).

40. Обзор экологических программ в городах и регионах Российской Федерации. Сборник трудов НИИ Атмосфера. СПб.: НИИ Атмосфера, 2009. с. 149-156. (Головина Н.М., Канчан Я.С.).

41. О возможной аппроксимации схемы расчёта параметров С_М, х_М, u_М одиночного точечного источника загрязнения атмосферы. Сборник трудов НИИ Атмосфера. СПб.: НИИ Атмосфера, 2009. с. 179-185. (Канчан Я.С.).

42. Геоинформационные системы (ГИС) и их практическое применение при проведении расчетов загрязнения атмосферного воздуха. Сборник трудов НИИ Атмосфера. СПб.: НИИ Атмосфера, 2009. с. 169-178. (Левкин А.В., Полуэктова М.М.).

43. Токсичность отработавших газов и способы её снижения у современных автомобилей. Сборник трудов НИИ Атмосфера. СПб.: НИИ Атмосфера, 2009. с. 226-233. (Хватов В.Ф., Федцов Д.В., Исмалов Э.Н.).

Размещено на Allbest.ru