Анализ загрязнения атмосферного воздуха выбросами автотранспортных средств в условиях сложившейся градостроительной ситуации в центральной части Санкт-Петербурга
Анализ влияния автотранспортных средств на состояние атмосферного воздуха в условиях застройки центральной части города на территории Центрального района Санкт-Петербурга. Расчет массовых выбросов оксида углерода и оксидов азота от автотранспорта.
| Рубрика | Экология и охрана природы |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.05.2018 |
| Размер файла | 487,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Выпуск 4 (23), июль - август 2014
http://naukovedenie.ru publishing@naukovedenie.ru
Размещено на http://www.allbest.ru/
1
http://naukovedenie.ru 08TVN414
Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Выпуск 4 (23), июль - август 2014
http://naukovedenie.ru publishing@naukovedenie.ru
1
http://naukovedenie.ru 08TVN414
ФГБОУ ВПО «Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I»
Анализ загрязнения атмосферного воздуха выбросами автотранспортных средств в условиях сложившейся градостроительной ситуации в центральной части Санкт-Петербурга
Горшкова Ирина Анатольевна
Кандидат технических наук, доцент
Макарова Ольга Юрьевна
Кандидат технических наук, доцент
Аннотация
выброс атмосферный воздух автотранспорт
В работе проведен анализ влияния автотранспортных средств на состояние атмосферного воздуха в условиях застройки центральной части города на территории Центрального района Санкт-Петербурга.
Для этого экспериментальным путем определен количественный состав автотранспортных средств, проезжающих по Невскому и Литейному проспектам; рассчитаны массовые выбросы оксида углерода (II), оксидов азота в пересчете на оксид азота (IV), оксида серы (IV), сажи и углеводородов для различных типов автотранспорта и периодов времени; построены карты рассеивания загрязняющих веществ на Невском и Литейном проспектах и проведен их анализ.
Установлено, что на центральных автомагистралях Санкт-Петербурга сложилась катастрофическая ситуация, обусловленная колоссальным количеством проходящих по ним автотранспортных средств. Массовый выброс загрязняющих веществ, характеризующий данные передвижные источники, составляет порядка тысячи тонн в год. Концентрации загрязняющих веществ превышают нормативы среднесуточных и среднегодовых предельно допустимых концентраций для исследованных веществ. По оксидам азота в пересчете на оксид азота (ІV) наблюдается превышение предельно допустимой концентрации в несколько раз. Сложившаяся ситуация является абсолютно недопустимой и требует проведения мероприятий по повышению качества атмосферного воздуха.
Ключевые слова: городская застройка; автотранспортные средства; легковой автотранспорт; грузовой автотранспорт; автобусы; атмосферный воздух; массовый выброс; загрязняющие вещества; состав автотранспорта; рассеивание загрязняющих веществ; концентрация загрязнителей.
Abstract
Analysis of atmospheric air pollution by emissions from motor vehicles under the conditions of a town-planning situation in the Central part of Saint-Petersburg
In work the analysis of influence of motor transport on the state of atmospheric air in the development of the Central part of the city on the territory of the Central district of St. Petersburg.
For this experimentally determined quantitative composition of vehicles passing along Nevsky and Liteiny Avenue; calculation of the mass emissions of carbon oxide (II), oxides of nitrogen in recalculation to nitrogen oxide (IV), sulphur oxide (IV), soot and hydrocarbons for different vehicle types and periods of time; maps of pollutant dispersion on Nevsky and Liteiny and their analysis.
It is established that on the Central streets of St. Petersburg catastrophic situation, because of the vast amount of vehicles. Mass emissions of pollutants that characterize these mobile sources, is about a thousand tons per year. Concentrations of pollutants exceeds the average daily and average annual norms of maximum permissible concentrations of the substances under study. For oxides of nitrogen in recalculation to nitrogen oxide (IV) there is an excess of maximum permissible concentration several times. This situation is totally unacceptable and requires measures to improve air quality.
Keywords: urban planning; motor vehicles; cars; trucks; buses; atmospheric air; mass ejection; contaminants; the combination of vehicles; the spreading of contaminants; concentration of pollutants.
Основная часть
Усиливающееся негативное воздействие автотранспорта на окружающую среду является одной из актуальных проблем современного общества, требующей самого быстрого решения.
Автомобильный транспорт представляет собой один из основных источников загрязнения воздушной среды. Потребляя атмосферный кислород, он выбрасывает в воздушную среду продукты окисления топлива, ухудшая качество атмосферного воздуха.
Кроме продуктов полного и неполного окисления топлива, состоящих из оксида углерода II, оксида углерода IV, оксида серы IV, оксидов азота, углеводородов, сажи, в выбросах автотранспорта содержатся пары топлива, продукты износа шин и тормозных накладок [1]. По данным [2,3], в «усредненном» автомобильном выбросе содержится, примерно, 400 мг/м3 парафиновых, 120 мг/м3 ацетиленовых, 300 мг/м3 олефиновых и 200 мг/м3 ароматических углеводородов. Ароматические углеводороды содержат в большом количестве очень токсичные полициклические соединения [4]. Выбросы автомобильных двигателей, работающих на этилированном бензине, являются основным источником диоксинов и свинца [5].
Интенсивное функционирование транспортных и промышленных объектов обеспечивает поступление в атмосферный воздух такого количества токсичных веществ, которое не может быть разбавлено естественным путем до допустимого уровня концентраций. Вследствие этого происходит накопление токсичных веществ в атмосферном воздухе. Наличие городской застройки препятствует быстрому рассеиванию загрязнений в воздухе и, тем самым, усугубляет ситуацию.
Улично-дорожная сеть связывает в единую транспортную структуру жилые, промышленные, административные районы и служит для движения городского транспорта и пешеходов, а также для размещения зданий и других элементов оборудования и благоустройства. Улицу образует все, что расположено между границами застройки, - проезжая часть, тротуары, полосы зеленых насаждений и т.д. Каждая городская улица представляет собой неорганизованный линейный источник выбросов отработавших газов автомобилей [6].
Уровень загазованности воздушной среды в районе автомагистралей и территорий, находящихся рядом, зависит от интенсивности движения автомобилей, ширины и рельефа улицы, скорости ветра, доли грузового транспорта и автобусов в общем потоке и других факторов. Какими бы ни были эти факторы, загазованность воздуха в городской черте существует постоянно и оказывает резко негативное воздействие на каждого жителя города [7,8].
В районах со сложившейся переуплотненной застройкой, которой характеризуется центр Санкт-Петербурга, экологическая ситуация еще более усложняется.
Для определения влияния автотранспортных средств на состояние атмосферного воздуха в условиях плотной исторической застройки был выбран Центральный район СанктПетербурга. На его территории:
• экспериментальным путем был определен количественный состав автотранспортных средств, проезжающих по основным магистралям Центрального района Санкт-Петербурга - Невскому и Литейному проспектам [9];
• для данного состава автотранспортных средств по методике [10] рассчитаны массы выбросов загрязняющих веществ, характерных для отработавших газов автотранспортных средств (оксид углерода (II), оксиды азота в пересчете на оксид азота (IV), оксид серы (IV), сажа и углеводороды) за различные периоды времени;
• с помощью унифицированной программы «УПРЗА-Эколог» построены карты рассеивания перечисленных загрязнений в атмосферном воздухе Центрального района.
Результаты подсчета автотранспортных средств свидетельствуют о том, что в общей сумме преобладают легковые автомашины, примерно, 7-10 млн. ед. за год, что составляет около 90%. Из легковых автомобилей 75-80 % приходится на машины с объемом двигателя 1,3-1,8 л. Количество малолитражек с объемом двигателя менее 1,3 л, проходящих по основным магистралям Центрального района, незначительно и сопоставимо с количеством мощных автомобилей с объемом двигателя 1,8-3,5 л.
К грузовым автомобилям, имеющим право проезжать в центре города, относятся грузовики небольших габаритов с грузоподъемностью 2 - 3 тонн, развозящие товарную продукцию, а также автомобили с грузоподъемностью до 2 тонн - Газели. Их количество меньше числа легковых автомобилей на 1-1,5 порядка.
Среди автобусов, проезжающих по улицам Центрального района, преобладают автобусы типа «ЛИАЗ» с длиной корпуса 7,5 - 9,5 м и микроавтобусы с длиной корпуса менее 5 метров.
При анализе распределения числа автотранспортных средств по сезонам года можно отметить следующее. На ряде участков исследуемых магистралей количество легкового автотранспорта максимально в весенний и осенний периоды (рисунок 1), на остальных участках - в летний период (рисунок 2).
Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Выпуск 4 (23), июль - август 2014
http://naukovedenie.ru publishing@naukovedenie.ru
Размещено на http://www.allbest.ru/
1
http://naukovedenie.ru 08TVN414
Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Выпуск 4 (23), июль - август 2014
http://naukovedenie.ru publishing@naukovedenie.ru
1
http://naukovedenie.ru 08TVN414
Рис. 1 Распределение количества автотранспортных средств, проезжающих на участке Невского проспекта в течение суток, по сезонам года
Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Выпуск 4 (23), июль - август 2014
http://naukovedenie.ru publishing@naukovedenie.ru
Размещено на http://www.allbest.ru/
1
http://naukovedenie.ru 08TVN414
Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Выпуск 4 (23), июль - август 2014
http://naukovedenie.ru publishing@naukovedenie.ru
1
http://naukovedenie.ru 08TVN414
Рис. 2 Распределение количества автотранспортных средств, проезжающих на участке
Литейного проспекта в течение суток, по сезонам года
В зимний период количество легкового автотранспорта на всех участках минимально, причем разница не превышает 60%.
В отношении грузового автотранспорта проследить какую-либо зависимость невозможно.
Количество автобусов, практически, на всех участках максимально в летний период, минимально весной и осенью.
Если сравнить структуру автотранспортного потока на Невском проспекте и структуру потока на Литейном, то можно сказать, что она примерно, одинаковая: 88-90% - легковые автомобили; 6-8% -грузовой автотранспорт; 4 % - автобусы.
В таблице 1 представлены результаты расчета массовых выбросов загрязняющих веществ различными типами автотранспортных средств за год.
Таблица 1
Массовые выбросы загрязняющих веществ автотранспортными средствами на Невском и Литейном проспектах
|
Вещество |
Массовый выброс, т/год |
|||||
|
Легковые а/м |
Грузовые а/м |
Автобусы |
Всего |
|||
оксид углерода(II) |
Невский проспект |
600,5 |
74,1 |
66,7 |
741,3 |
|
|
углеводороды |
105,1 |
9,7 |
6,0 |
120,8 |
||
|
оксид азота (IV) |
47,9 |
5,1 |
10,9 |
63,9 |
||
|
сажа |
- |
0,1 |
0,6 |
0,7 |
||
|
оксид серы (IV) |
3,0 |
0,7 |
0,2 |
3,9 |
||
|
Итого: |
756,5 |
89,7 |
84,4 |
930,6 |
||
оксид углерода(II) |
Литейный проспект |
230,8 |
35,1 |
26,3 |
292,2 |
|
|
углеводороды |
48,8 |
5,7 |
2,3 |
56,8 |
||
|
оксид азота (IV) |
20,2 |
2,8 |
5,4 |
28,4 |
||
|
сажа |
- |
0,1 |
0,3 |
0,4 |
||
|
оксид серы (IV) |
1,4 |
0,5 |
0,1 |
2,0 |
||
|
Итого: |
301,2 |
44,2 |
34,4 |
379,8 |
Полученные авторами результаты свидетельствуют о том, что годовая суммарная величина массы выбросов загрязняющих веществ, выделяемых автотранспортными средствами на двух магистралях Центрального района, составляет около 1310 т, из них 1033 т оксида углерода (ІІ), 177 т углеводородов, 92 т оксидов азота, 1,2 т сажи, 5,9 т оксида серы (ІV). Основным источником загрязнения оксидом углерода (ІІ), углеводородами, оксидами азота и оксидом серы (ІV) является легковой автотранспорт. Источниками сажи являются грузовые автомашины и автобусы, причем массовый выброс сажи автобусов в несколько раз превышает этот показатель у грузовиков. При допуске того, что, примерно, половина автомобилей оснащена действующими каталитическими нейтрализаторами, в воздушную среду попадает около 700 т загрязняющих веществ. Выброс такой массы загрязнений в течение года в атмосферный воздух только на двух автомагистралях является абсолютно недопустимым и требует разработки и внедрения конкретных мероприятий для его устранения. Распределение массы выбросов загрязняющих веществ по сезонам года пропорционально соотношению количества автотранспортных средств для данных временных периодов.
На рисунках 3-5 приведены карты рассеивания оксида углерода II, оксида азота IV и оксида серы IV, обладающих эффектом суммации, и предельных углеводородов.
Рис. 3 Карта рассеивания оксида углерода (ІІ) на Невском и Литейном проспектах
Рис. 4 Карта рассеивания загрязняющих веществ, обладающих эффектом суммации (оксид азота (ІV) оксид серы (ІV)), на Невском и Литейном проспектах
Рис. 5 Карта рассеивания предельных углеводородов на Невском и Литейном проспектах
Анализ рассеивания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе позволяет утверждать, что в зоне жилой застройки, которая в этом районе города максимально приближена к автомагистралям, концентрации рассматриваемых загрязнений находятся на уровне десятых долей максимально разовой предельно допустимой концентрации (ПДКм.р.) и выше. На отдельных участках Невского проспекта наблюдается превышение ПДКм.р. оксидов азота более чем в два раза.
Таким образом, на центральных автомагистралях Санкт-Петербурга сложилась катастрофическая ситуация, обусловленная колоссальным количеством проходящих по ним автотранспортных средств. Массовый выброс загрязняющих веществ, характеризующий данные передвижные источники, составляет порядка тысячи тонн в год. Концентрации загрязняющих веществ находятся на уровне десятых долей ПДКм.р. По оксидам азота в пересчете на оксид азота (ІV) наблюдается превышение ПДКм.р. в несколько раз.
В то же время для атмосферного воздуха населенных мест установлены следующие экологические стандарты на содержание оксидов азота: для оксида азота (ІV) максимальная разовая предельно допустимая концентрация составляет 0,2 мг/м3, а среднесуточная предельно допустимая концентрация (ПДКс.с.) - 0,04 мг/м3; для оксида азота (ІI) ПДКм.р = 0,4 мг/м3, ПДКс.с = 0,06 мг/м3. Так как ПДКм.р. превышает ПДКс.с. в 2- 7 раз, то можно заключить, что состояние воздуха приземной зоны на территории Невского и Литейного проспектов не отвечает гигиеническим нормативам и представляет опасность для жителей города.
Сложившаяся ситуация является абсолютно недопустимой и требует проведения мероприятий по повышению качества атмосферного воздуха. К подобным мероприятиям можно отнести совершенствование систем питания автомобилей, зажигания двигателей внутреннего сгорания, повышение качества моторных топлив, отказ от использования присадок в бензине, снижение содержания в дизельном топливе серы и ароматических углеводородов, использование рециркуляции и нейтрализации отработавших газов и др. Наиболее легко осуществимыми мероприятиями являются: рациональная организация транспортных потоков, ограничение доступа автомобилей в центральные районы города и организация перехватывающих парковок.
Литература
1. Леванчук А.В. Загрязнение окружающей среды продуктами эксплуатационного износа автомобильных дорог//Интернет-журнал «Науковедение», 2014 №1 (20) [Электронный ресурс]. М.: Науковедение, 2014. Режим доступа: http://naukovedenie.ru/ PDF/102TVN114.pdf, свободный. Загл. с экрана. Яз. рус., англ.
2. Другов Ю.С. Газохроматографический анализ загрязненного воздуха: Практическое руководство / Ю.С.Другов, А.А. Родин. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. 528 с.
3. Марков В.А., Баширов Р.М., Габитов И.И. Токсичность отработавших газов дизелей. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 2002. 376 с., ил.
4. Луканин В.Н., Трофименко Ю.В. Промышленно-транспортная экология. М.: Высшая школа, 2003. 273 с.
5. Карминский В.Д., Колесников В.И., Жданов Ю.А., Гарин В.М. Экологические проблемы и энергосбережение: Учебное пособие для вузов / Под ред. В.Д.Карминского. М.: Маршрут, 2004. 592 с.
6. Леванчук А.В., Копытенкова О.И., Башкетова Н.С. Количественная характеристика уровня загрязнения окружающей среды автомобильнодорожным комплексом // «Приоритеты профилактического здравоохранения в устойчивом развитии общества: состояние и пути решения проблем». Материалы пленума научного совета по экологии человека и гигиене окружающей среды РФ. М: 2013. 209. 211 с.
7. Леванчук А.В., Мингулова И.Р., Копытенкова О.И. Методические подходы к количественной оценке взвешенных веществ, поступающих в окружающую среду при эксплуатации транспортно-дорожного комплекса.//Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития. Сборник научных трудов SWorld. 2012. Т.1. №3.
8. Копытенкова О.И., Леванчук А.В., Мингулова И.Р., Гигиеническая характеристика химического загрязнения окружающей среды в процессе эксплуатации транспортно-дорожного комплекса. // Профилактическая и клиническая медицина. 2012. №3. с. 87.
9. Горшкова И.А., Макарова О.Ю. Оценка выбросов загрязняющих веществ автотранспортными средствами на участке автомагистрали // Периодический закон Д.И. Менделеева в современных трудах ученых транспортных вузов. Сборник научных трудов. СПб: ПГУПС, 2009. с. 44-45.
10. Горшкова И.А., Панин А.В. Анализ выбросов автотранспортных средств на участке автомагистрали. / Методические указания. СПб:ПГУПС. 2008. 26 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Антропогенные источники загрязнения атмосферного воздуха. Мероприятия по охране атмосферного воздуха от передвижных и стационарных источников загрязнения. Совершенствование системы эксплуатации и экологического контроля автотранспортных средств.
реферат [81,8 K], добавлен 07.10.2011Получение данных для расчета загрязнения атмосферного воздуха на исследуемом участке автомобильной магистрали. Оценка интенсивности движения автотранспорта. Расчет уровня загрязнения отработанными газами автотранспорта по концентрации оксида углерода.
практическая работа [493,7 K], добавлен 11.04.2016История развития проблемы загрязнения окружающей среды автотранспортом в мире, России и Республике Башкортостан. Анализ данных инструментальных замеров атмосферного воздуха в салонах АТС в период с 2008 г. по 2010 г. на содержание вредных веществ.
дипломная работа [706,2 K], добавлен 22.07.2012Загрязнение, охрана и методы определения загрязнений воздуха. Характеристика предприятия и источников загрязнения атмосферного воздуха. Методика определения выбросов вредных веществ в атмосферу. Расчет платежей за загрязнение атмосферного воздуха.
курсовая работа [422,1 K], добавлен 02.07.2015Проведение наблюдений за загрязнением атмосферного воздуха на маршрутных и передвижных постах. Оценка негативных последствий загрязнения окружающей среды выбросами автотранспорта. Проведение наблюдений за химическим составом атмосферных осадков.
курсовая работа [159,7 K], добавлен 18.02.2015Связь онкологической заболеваемости населения с качеством атмосферного воздуха на примере города Перми. Составление карты загрязнения атмосферного воздуха по соответствующим индексам. Анализ картографических результатов распределения заболеваний.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 10.06.2009Система наблюдения за состоянием атмосферного воздуха на примере Торжокского района. Природно-географические условия исследуемой территории, характеристика ее загрязненности. Воздействие объектов промышленно-производственного комплекса и автотранспорта.
курсовая работа [56,5 K], добавлен 12.05.2015Загрязнения атмосферного воздуха промышленными выбросами. Основные источники искусственных аэрозольных загрязнений воздуха. Влияние атмосферных загрязнений на окружающую среду и здоровье населения. Мониторинг атмосферного аэрозоля промышленного города.
реферат [1,1 M], добавлен 07.12.2010Организация статистического учета состояния атмосферного воздуха на территории Республики Беларусь. Оценка показателей природоохранной деятельности, направленной на снижение уровня загрязнения атмосферного воздуха в областях Республики Беларусь.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 16.05.2017Источники выбросов в атмосферу. Нормирование качества атмосферного воздуха. Определение предотвращенного экологического ущерба. Расчет загрязнения атмосферы от организованного высокого источника выбросов (плавильный агрегат литейного производства).
курсовая работа [633,1 K], добавлен 17.03.2011Состояние атмосферного воздуха в городе Омске. Меры по предотвращению загрязнения воздуха Омского ТЭЦ-5. Снижение выбросов окислов азота и диоксида серы. Технологии очистки дымовых газов от золы. Сокращение выбросов в населенные пункты парниковых газов.
курсовая работа [359,0 K], добавлен 08.05.2014- Разработка проекта предельно-допустимых выбросов в атмосферу для стационарного источника загрязнения
Расчет выбросов оксидов азота, оксидов серы, оксида углерода и твердых загрязняющих веществ. Организация санитарно-защитной зоны. Разработка мероприятий по снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Определение графика контроля за выбросами.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 02.05.2012 Классификация и виды ущерба от загрязнения окружающей среды. Экономическая оценка ущерба от загрязнения атмосферного воздуха и водоемов физическими факторами, а также земель и воздушной среды выбросами автотранспортных средств по методике Балацкого.
презентация [290,9 K], добавлен 02.02.2016Формула оценки концентрации окиси углерода. Особенности определения коэффициента токсичности автомобилей. Исследование и расчет уровня загрязнения воздуха окисью углерода на магистральной улице с многоэтажной застройкой с двух сторон и уклоном 2°.
лабораторная работа [375,4 K], добавлен 26.10.2013Параметры источников выброса загрязняющих веществ. Степень влияния загрязнения атмосферного воздуха на населенные пункты в зоне влияния производства. Предложения по разработке нормативов ПДВ в атмосферу. Определение ущерба от загрязнения атмосферы.
дипломная работа [109,1 K], добавлен 05.11.2011Основные направления охраны атмосферного воздуха в РК. Принципы охраны атмосферного воздуха. Государственный учет и контроль за охраной атмосферного воздуха в Республике Казахстан. Основные пути решения проблемы загрязнения атмосферы.
курсовая работа [24,6 K], добавлен 14.04.2007Понятие и способы охраны атмосферного воздуха. Экологические требования для источников загрязнения атмосферы, установленные нормативы и плата. Правовая охрана озонового слоя. Ответственность за нарушение законодательства об охране атмосферного воздуха.
реферат [22,7 K], добавлен 25.01.2011Анализ промышленной площадки и источников выбросов вредных веществ в атмосферу. Определение годовых выбросов вредных веществ по каждому источнику. Характеристика источников шумового загрязнения атмосферного воздуха. Мероприятия по охране атмосферы.
курсовая работа [572,2 K], добавлен 28.07.2013Задачи мониторинга атмосферного воздуха, его основные методы. Критерии санитарно-гигиенической оценки состояния воздуха. Система государственного мониторинга состояния и загрязнения атмосферного воздуха в России, ее проблемы и пути дальнейшего развития.
реферат [487,3 K], добавлен 15.08.2015Загрязнение атмосферного воздуха в г. Уфа, его источники и характеристика выбросов. Мониторинг атмосферного воздуха. Влияние направления и скорости ветра, вертикального распределения температур воздуха (инверсии) на содержание примесей в воздухе.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 18.02.2012
