авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 ||

Методика оценки экстремального загрязнения воздуха в окрестности автомагистрали

-- [ Страница 3 ] --

Удельный выброс i-ого загрязняющего вещества (г/с) движущимся автотранспортным потоком на соответствующем участке автомагистрали с фиксированной протяженностью L (км) определяется по формуле:

, (5)

где Мnк,i (г/км) - удельный выброс i-го вредного вещества автомобилями k-ой группы для городских условий эксплуатации, определяемый по табл.3;

k - количество групп автомобилей;

Gk (1/час) - фактическая наибольшая интенсивность движения, т.е. количество автомобилей каждой из k групп, проходящих через фиксированное сечение выбранного участка автомагистрали в единицу времени в обоих направлениях по всем полосам движения;

1/3600 - коэффициент пересчета часов в секунды;

L (км) - протяженность автомагистрали (участка автомагистрали).

rV k,i - поправочный коэффициент, учитывающий среднюю скорость движения транспортного потока (vk, км/час) на выбранной автомагистрали определяемый по табл. 4.

Таблица 4

Значения коэффициентов rV k,i, учитывающих изменения количества

выбрасываемых вредных веществ в зависимости от скорости движения АТС


Скорость движения V, км/ч
V 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 60 70 80 100 110 120
rvk,1 1,4 1.35 1.30 1,20 1,10 1,00 0,90 0,75 0,65 0,50 0,30 0,40 0,50 0,65 0,75 0,95
rvk,1 (NOх) 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,2 1,5

Для выполнения перспективных прогнозов ОС, связанных с экстремальным загрязнением атмосферы вблизи автомагистрали, необходимо учитывать внедрение на автомобильном транспорте природоохранных технологий, перспектива внедрения которых в РФ анализируется в этой связи. В табл. 5 представлены сводные результаты проведенных перспективных оценок в связи с ожидаемым, по Постановлению № 609 Правительства РФ, обновлением парка ТС в Санкт-Петербурге.

Таблица 5

Значения коэффициентов вероятного сокращения выбросов вредных

веществ автотранспортными средствами к 2014/2015 и 2018/2020 годам

от существовавшего уровня

Ингредиент Тип двигателя транспортного средства Расчетный год
2014/2015 2018/2020
Оксид углерода СО Дизельный 0,25 0,05
Бензиновый 0,1 0,03
Сумма окислов азота, приведенных к NO2 Дизельный 0,6 0,2
Бензиновый 0,12 0,06
Сумма углеводородов СН Дизельный 0,3 0,1
Бензиновый 0,2 0,1
Сажа Дизельный 0,05 0,03
Соединения свинца Бензиновый 0 0
Формальдегид Дизельный 0,4 0,2
Бензиновый 0,3 0,2
Бенз(а)пирен Дизельный 0,05 0,03
Бензиновый 0,1 0,05
Диоксид серы SO2 Дизельный 0,2 0,02
Бензиновый 0,1 0,01

Базовые (исходные) значения коэффициентов для СО, СН (аналогично, - для формальдегида и бенз(а)пирена), NO2 (как для NOх ) и сажи (как для частиц) определялись, в среднем для парка ТС, по отношению уровней EВРО-III (2014/2015 года) и EВРО-IV / EВРО-V (2018/2020 года) к EВРО-0 (Правила ЕЭК ООН 15-04, директива ЕС 88/77, ОСТ 37.001.054-86, ОСТ 37.001.234-86). Коррекция базовых значений коэффициентов осуществлялась с учетом Постановления Правительства РФ № 609 от 12 октября 2005 г. и в предположении сохранения наблюдаемой тенденции роста численности иномарок по отношению к численности отечественных автомобилей.

В качестве критерия качества атмосферного воздуха принимается значение предельно-допустимой концентрации (ПДКМР) соответствующего опасного вещества в атмосферном воздухе, утвержденного Министерством здравоохранения. При этом для каждого j-го вещества, выбрасываемого ТС, назначается требование выполнения соотношения:

, (6)

где Cj – расчетная концентрация вредного вещества в приземном слое воздуха на уровне дыхания человека в окрестности автомагистрали, где расположены жилые застройки. На топологическую карту города в окрестности исследуемого участка автомагистрали наносятся изолинии значений превышения ПДКМР. Превышение ПДКМР квалифицировалось как медленная ЧС.

3. Закономерности изменения превышения концентраций вредных веществ, выделяемых с ОГ автотранспорта, над ПДКМР вблизи жилых застроек на уровне дыхания человека при НС, на примере кольцевой автомобильной дороги (КАД) Санкт-Петербурга.

В качестве дорожного объекта исследования была выбрана самая крупная, и одновременно, мощная по интенсивности транспортных потоков в Санкт-Петербурге «кольцевая автомобильная дорога» (КАД) вокруг города (рис. 1). Рассматриваются параметры 11 характерных участков на южном, восточном и северном направлениях, необходимых для учета в модели. В качестве сценария виртуальной НС реализуется один из наиболее вероятных неблагоприятных исходов воздействия ТС на воздушную среду, а именно: «сочетание» реально регистрируемых максимальных интенсивностей движения ТС в «часы пик» с реально повторяемыми в регионе С.-Петербурга в течение календарного года, так называемых в гидрометеорологии, «нормально неблагоприятных метеорологических условий».

С введением КАД Санкт-Петербург оказался в «автомобильной экологической блокаде», которая при неблагоприятных транспортно-метеорологических условиях может привести к опасному загрязнению ОГ ТС воздушной среды примыкающих районов. Оценке опасности таких неблагоприятных ситуаций и была посвящена демонстрационная экспериментально-расчетная часть диссертационного исследования.

Экспериментальная часть исследования на КАД проводилась в марте-июне 2011 года на 11 перегонах. Южный участок КАД: от Московского шоссе до Софийской ул.; от Софийской ул. до пр. Обуховской обороны; Большой Обуховский мост - от пр. Обуховской обороны до Октябрьской наб.; от Октябрьской наб. до Мурманского шоссе. Восточный участок КАД: от Мурманского шоссе до Косыгина пр.); от пр. Косыгина до Шафировского пр.; от Шафировского пр. до Токсовского шоссе; от Токсовского шоссе до пр. Культуры. Северный участок КАД: от пр. Культуры до пр. Энгельса; от пр. Энгельса до Выборгского шоссе; от Выборгского шоссе до Приморского шоссе.

 Схема КАД вокруг Санкт-Петербурга -14

Рис. 1. Схема КАД вокруг Санкт-Петербурга

По результатам исследования интенсивности движения и структуры транспортного потока на КАД Санкт-Петербурга в период марта-июня 2011 сделаны следующие выводы.

Средняя интенсивность движения автотранспортного потока на Южных участках КАД в «часы пик» изменялась в диапазоне 3900-4500 авт/час. При этом максимальное значение интенсивности достигало 4500 авт/час на участке КАД от пр. Обуховской обороны до Октябрьской наб. – Большой Обуховский мост. На Восточных участках, – в диапазоне 3300-3700 авт/час. На Северных участках, – 1400-3200 авт/час. При этом минимальное значение интенсивности характерно для участка КАД от Выборгского шоссе до Приморского шоссе, – 1375 авт/час.

Основная роль в создании НС на КАД принадлежит легковым ТС, доля которых в общем потоке ТС изменялась в диапазоне 57-65 %. А в среднем составляла 61 %. Максимальная доля легкового автотранспорта была зафиксирована на Южном участке КАД (от Московского шоссе до Софийской ул.) и составляла 65 %, а минимальная доля (56,8 %) – на Восточном участке КАД (от Мурманское шоссе до пр. Косыгина).

Вклад грузового автотранспорта в общую интенсивность движения автотранспортных потоков в 2011 году составлял в среднем 38%. Максимальная доля грузового автотранспорта была зафиксирована на Северном участке КАД (от пр. Культуры до пр. Энгельса) 42 %, а минимальная доля (34 %) – на Южном участке КАД (от Московского шоссе до Софийской ул.). Дизельный грузовой автотранспорт составлял по отдельным участкам от 56 до 68 % от общего числа грузового автотранспорта.

Доля автобусов в общем потоке АТС в 2011 году не превышала 1,2 %. При этом максимальная доля автобусов (1,83 %) была зафиксирована на   Южном участке КАД (от Октябрьской наб. до Мурманского шоссе), а минимальная (0,48%) – на Восточном участке КАД (от Токсовского шоссе до пр. Культуры). Дизельные автобусы составляли, в среднем, около 45% от общего числа автобусов.

На рис. 2, в качестве примера, представлены результаты расчетов по разработанной методике мак­симальных приземных концентраций диоксида азота, отнесённые к максимальной разовой ПДКМР, равной 0,2 мг/м3, в расчётных точках вблизи характерных участков КАД. Признаками нормальной ситуации, в отличие от опасной, является соблюдение санитарных гигиенических критериев качества атмосферного воздуха в районе ближайшей жилой застройки, то есть, если значения расчетных максимально-разовых концентраций загрязняющих веществ не превышают значения ПДКМР.

Рис. 2. Карта загрязнения атмосферы NО2 в окрестности КАД Санкт-Петербурга

Общие выводы по диссертации

1. В последние годы в крупных городах России наблюдается резкое увеличение количества ТС. При этом реальное состояние улично-дорожной сети, техническое состояние ТС и качество используемого топлива не претерпело адекватных этим темпам прироста ТС положительных изменений.

Данные обстоятельства привели сегодня к проблеме опасного загрязнения вредными веществами ОГ ТС атмосферного воздуха городов РФ (превышение ПДКМР при неблагоприятных метеорологических условиях в десятки раз) и, как следствие, – нарастающему ухудшению состояния здоровья городского населения, прежде всего, групп повышенного риска.

2. В связи с этими опасными фактами, в системе государственного контроля безопасности ТС в последние годы произошли серьезные позитивные изменения.

Постановлением Правительства РФ № 609 от 12 октября 2005 года принят спе­циальный технический регламент «О требованиях к выбросам вредных (загрязняющих) веществ колес­ных транспортных средств, выпускаемых в обраще­ние на территории Российской Федерации». Данным Постановлением определен порядок и сроки поэтапного введения требований ЕЭК ООН по нарастающему уровню в период с 2006 года (Евро-2) до 2014 года (Евро-5).

3. Не смотря на регистрируемые в последние годы тенденции существенного сближения структуры и технического состояния ТС в Санкт-Петербурге с городами стран ЕС, при неблагоприятных метеорологических условиях и интенсивностях движения ТС, характерных для «часов пик», в районе ближайших к КАД жилых застроек вероятно существенное (до 2-3 и более раз) превышение концентраций диоксида азота NО2 относительно ПДКМР; менее существенное (до 2 раз) по оксиду углерода и саже.

Загрязнение атмосферы вблизи КАД оксидом азота NO, сернистым ангидридом SO2, формальдегидом, легкими углеводородами (в пересчете на бензин), углеводородами (в пересчете на керосин – дизельные двигатели), бенз(а)пиреном С20Н12 не превышает ПДКМР;

5. При этом следует особо отметить, что, не смотря на имеющее место незначительное загрязнение воздуха бенз(а)пиреном С20Н12 (до 0,05 ПДКМР, в отдельных очагах до 0,1 ПДКМР) в жилых кварталах, примыкающих к КАД, нужно принимать во внимание тот факт, что, согласно данным ВОЗ, опасным следует рассматривать и любое превышение по данному канцерогенному и мутагенному веществу над фоновым природным уровнем;

6. В виду достаточно большого периода времени регистрации таких опасных ситуаций на КАД (в настоящее время продолжительность «часов пик» занимает значительную часть суток – с 8-9 часов до 11-12 часов утром и с 14-15 часов до 19-20 часов вечером), который существенно (от 24 до 30 раз) превышает период предельно допустимого времени воздействия (20 минут),

такие ситуации сверхнормативного, по санитарным гигиеническим параметрам качества воздушной среды, загрязнения атмосферы для Санкт-Петербурга следует признать опасными ситуациями, как для самих водителей (участников дорожного движения), так и для населения, проживающего в районах, примыкающих к КАД.

7. Оценки вероятного неблагополучия проживания населения вблизи КАД Санкт-Петербурга были выполнены для, так называемых, нормально неблагоприятных, достаточно часто регистрируемых, метеорологических условий. При вероятных аномальных состояниях атмосферы, существенно затрудняющих протекание естественных физических процессов конвективного газообмена и усугубления химических процессов опасного атмосферного метаболизма вредных веществ, например, – образования фотооксидантов (смога), – такие ситуации следует рассматривать как особо опасные.

8. При разработке мероприятий по ослаблению воздействия НС, связанных с эксплуатацией ТС в Санкт-Петербурге, предложено учитывать две группы факторов и условий, определяющих экстремальное загрязнение атмосферы.

Факторы и условия, формирующие состав и объемы вредных выбросов ТС в атмосферу: структура ТС (типаж по грузоподъемности) в транспортном потоке и применяемое топливо; дорожные условия, определяющие режим (интенсивность) движения ТС на автомагистрали; техническое состояние транспортных средств, определяющее экологичес­кие характеристики их выбросов.

Факторы, влияющие на условия распространения автотранспортных приме­сей в атмосфере: придорожная застройка; зеленые насаждения; микроклиматические условия (скорость ветра, распределение температуры, осадки и т. п.); рельеф местности и вид «подстилающей поверхности» (водная гладь, травяной покров и т. п.).

При этом в качестве доминирующих мероприятий по ослаблению НС эксплуатации ТС применять: ужесточение региональных стандартов на выбросы транспортными средствами с ОГ опасных веществ; более строгие стандарты на качество моторно­го топлива; повышение энергетической эффективности двигателей транспортных средств; изменение структуры парка транспортных средств, в частности, уменьшение их грузоподъемности, и расхода топлива, на котором работает двигатель ТС; совершен­ствование организации управления движением транспортных средств; диагностику, улучшение технического обслуживания и контроля ТС в эксплуатации.

III. ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

В изданиях, рекомендованных ВАК

1. Лукьянов, С.В. Оценка загрязнения воздушной среды в окрестности автомагистрали при неблагоприятных метеоусловиях / С. В. Лукьянов // Современные проблемы науки и образования. – 2012. – № 3 (41).

2. Результаты апробирования методики экспериментально-расчетного исследования воздействия автотранспорта на примере кольцевой автомагистрали Санкт-Петербурга / В.Н. Ложкин, Н.С. Буренин, С.В. Лукьянов, О.В. Ложкина // Вестник гражданских инженеров. – 2011. – № 4(29). – С. 117-122.

в других изданиях

3. Лукьянов С.В. Методика диагностирования эколого-экономических показателей автотранспорта применительно к условиям эксплуатации / С.В. Лукьянов, В.Н. Ложкин, Д.А. Лакеев, // Вопросы охраны атмосферы от загрязнения : информационный бюллетень. – СПб. – 2011. – № 1-2 (43-44). – С. 23-40.

4. Лукьянов С.В. О связи состава рабочей смеси и отработавших газов с организацией процесса газообмена в автомобильных силовых установках / С.В. Лукьянов, В.Н. Ложкин, Д.А. Лакеев // Вопросы охраны атмосферы от загрязнения : информационный бюллетень. – СПб. – 2011. – № 1-2 (43-44). – С. 41-52.

5. Лукьянов С.В. О связи процесса сгорания с образованием вредных веществ в двигателях автомобилей / С.В. Лукьянов, В.Н. Ложкин, Д.А. Лакеев // Вопросы охраны атмосферы от загрязнения : информационный бюллетень. – СПб. – 2011. - № 1-2 (43-44). – С. 68-81.

6. Лукьянов С.В. Экспериментально-аналитические исследования загрязнения атмосферы вблизи КАД Санкт-Петербурга / С.В. Лукьянов, В.Н. Ложкин, О.В. Ложкина // Технико-технологические проблемы сервиса. – 2012. – № 2 (20). – С. 7-15.

7. Применение экспертных диагностических исследований для выявления технических причин аварийных режимов работы топливно-каталитических систем автотранспорта / В.Н. Ложкин, А.Г. Башкардин, Д.А. Лакеев, С.В. Лукьянов, А.А. Сергеев // Вопросы охраны атмосферы от загрязнения : информационный бюллетень. – СПб. – 2011. - № 1-2 (43-44). – С. 82-101.

8. Стандартизованные методы и технические средства контроля экологических показателей конструктивной безопасности автотранспорта / В.Н. Ложкин, Д.А. Лакеев, С.В. Лукьянов, А.А. Сергеев // Вопросы охраны атмосферы от загрязнения : информационный бюллетень. – СПб. – 2011. - № 1-2 (43-44). – С. 102-148.

Подписано в печать 11.04.2012. Формат 6084 1/16 Печать офсетная. Объем 1 п.л. Тираж 100 экз. Отпечатано в Санкт-Петербургском государственном архитектурно-строительном университете 190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., д. 4


Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.