Научно-методические основы оценки воздействия автотранспорта на атмосферный воздух

Волкодаева, Марина Владимировна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Научно-методические основы оценки воздействия автотранспорта на атмосферный воздух
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Научно-методические основы оценки воздействия автотранспорта на атмосферный воздух"

На правах рукописи

Волкодаева Марина Владимировна ¿у*~ -

НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОЦЕНКИ ВОЗДЕЙСТВИЯ АВТОТРАНСПОРТА НА АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ

Специальность 25.00.36. Геоэкология по техническим наукам

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

003472861

Санкт-Петербург - 2009

003472861

Работа выполнена на кафедре "Приборы контроля и системы экологической безопасности" Северо-Западного государственного заочного технического университета (СЗТУ).

Научный консультант

доктор технических наук, профессор,

Заслуженный деятель науки Потапов Анатолий Иванович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор,

Заслуженный эколог РФ Рогалев Виктор Антонович

доктор географических наук, профессор

Мазуров Геннадий Иванович

доктор технических наук, профессор

Воронцов Александр Михайлович

Ведущая организация

Институт проблем транспорта им.Н.С.Соломенко РАН

Защита состоится 23 июня 2009 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.244.01 при Северо-Западном государственном заочном техническом университете по адресу: 191186, г.Санкт-Петербург, ул.Миллионная, 5,301 ауд.

С диссертационной работой можно ознакомиться в библиотеке Северо-Западного государственного заочного технического университета.

Автореферат разослан 22 мая 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Иванова И. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Быстрый рост численности автомобильного парка усиливает сопутствующие автомобилизации негативные процессы, особенно остро проявляющиеся в крупных городах. Во многих городах России выбросы автотранспорта преобладают над выбросами стационарных источников, к таким городам относятся, в первую очередь: Москва, Санкт-Петербург, Екатеринбург, Омск, Ростов-на-Дону и др. Опасность автотранспорта, как источника загрязнения атмосферы усугубляется еще и тем, что вредные вещества поступают в воздух практически в зоне дыхания человека. Поэтому автомобильный транспорт следует отнести к наиболее опасным источникам загрязнения, для оценки воздействия которого на атмосферный воздух необходим научно обоснованный подход.

Требования к качеству атмосферного воздуха отличаются от экологических требований ко многим другим компонентам среды обитания тем, что для большинства жителей городов выполнение этих требования в индивидуальном порядке практически невозможно. Атмосферный воздух, как никакой другой компонент среды обитания, требует управления действиями по его охране на уровне городов и других населенных пунктов. Охрана атмосферного воздуха является основной целью Федерального Закона "Об охране атмосферного воздуха" (№ 96-ФЗ). В статье 3 Закона говорится о необходимости системного и комплексного подхода, как одного из основных принципов государственного управления в области охраны атмосферного воздуха.

Данная работа посвящена проблемам оценки выбросов и загрязнения атмосферного воздуха выбросами автотранспорта и возможным путям ее решения. В работе проанализировано состояние загрязнения воздуха в различных городах РФ; разработаны методы оценки выбросов автотранспорта, как суммарных годовых, так и максимальных; предложена методология оценки эффективности мероприятий по снижению выбросов автотранспорта для улучшения качества атмосферного воздуха.

В диссертации представлено обобщение выполненных автором в 1987-2008 гг. исследований в области создания научно-методических основ оценки воздействия автотранспорта на атмосферный воздух.

Цель работы

Повышение качества атмосферного воздуха путем выбора наиболее эффективных мероприятий на основе методологии и методов оценки воздействия автотранспорта на атмосферный воздух.

Задачи исследований:

- разработка научно-методических основ оценки воздействия автотранспорта на атмосферный воздух;

разработка метода расчета годовых выбросов вредных (загрязняющих) веществ (ЗВ) от автотранспорта для регионов РФ;

- совершенствование метода обследования автотранспортных потоков (АТП) и проведение натурных и статистических исследований АТП в городах РФ с различной интенсивностью движения;

- разработка метода расчета максимальных выбросов ЗВ от АТП вблизи регулируемых перекрестков и оценки их воздействия на атмосферный воздух;

- разработка метода расчета максимальных выбросов ЗВ от АТП на городских автомагистралях городов;

- выбор и обоснование метода расчета загрязнения атмосферного воздуха выбросами автотранспорта;

- расчет и анализ загрязнения атмосферного воздуха как вблизи отдельных автомагистралей и перекрестков, так и в целом по городам с различной интенсивностью движения АТП, расположенным в разных климатических зонах;

- разработка методологии оценки эффективности мероприятий по снижению вклада автотранспорта в загрязнение атмосферного воздуха и обоснование применения данной методологии на конкретных примерах;

- анализ эффективности мероприятий по снижению выбросов автотранспорта с целью достижения нормативов качества атмосферного воздуха.

Объекты, предметы и методы исследования

Объектами исследования являются выбросы различных категорий автотранспорта. Предметом исследования являются зависимости формирования приземных максимальных концентраций примесей в атмосферном воздухе от особенностей АТП в городах Российской Федерации. Основными методами исследования являются экспериментальные исследования и численное моделирование загрязнения атмосферного воздуха с использованием геоинформационных систем (ГИС).

Нормативно-информационная база

Законодательные нормативные акты Российской Федерации, международные нормативные акты, стандарты качества атмосферного воздуха населенных мест, отчеты о выполнении научно-исследовательских и изыскательских работ, периодические издания, книги, статьи отечественных и зарубежных авторов, диссертации, материалы научных конференций и др.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1 Разработан метод расчета годовых выбросов ЗВ в атмосферный воздух от автотранспорта с учетом возрастной структуры автотранспорта регионов, среднегодовых пробегов различных категорий автотранспортных средств, площадей территорий, плотности населения и дорог с твердым покрытием.

2 Разработан метод расчета максимальных выбросов ЗВ от АТП на городских автомагистралях и перекрестках с учетом экологической классификации автомобильной техники в зависимости от уровня выбросов ЗВ.

3 Проведены расчетные оценки и анализ полей максимальных концентраций примесей в городах РФ, расположенных в различных климатических зонах, с различной интенсивностью движения автотранспорта: Санкт-Петербург, Архангельск, Астрахань, Сыктывкар, Череповец (Вологодская обл.), Кириши (Ленинградская обл.), Губкин (Белгородская обл.).

4 Разработана методология оценки эффективности мероприятий по снижению вклада автотранспорта в загрязнение атмосферного воздуха.

5 Проведен анализ эффективности технических и организационно-градостроительных мероприятий с целью достижения нормативов качества атмосферного воздуха гг.Санкт-Петербург и Архангельск.

Практическая ценность и внедрение результатов работы

Методология оценки эффективности мероприятий по снижению выбросов автотранспорта - необходимый инструмент для принятия управленческих решений с целью улучшения качества атмосферного воздуха, позволяющая спрогнозировать результаты тех или иных мероприятий и выбрать из них наиболее оптимальный.

Результаты выполненных исследований представляют интерес для природоохранных органов; органов государственной власти; органов местного самоуправления; проектных организаций, разрабатывающих проекты транспортной инфраструктуры и генеральных планов развития городов; фирм, занимающихся оценкой воздействия хозяйственной деятельности на атмосферный воздух и экологическим мониторингом.

Результаты научных исследований послужили основой для разработки методических документов по охране атмосферного воздуха, в том числе "Методического пособия по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух", рекомендованному Управлением государственного экологического контроля Ростехнадзора к применению на территории РФ. Ряд методик ("Методика определения выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух от автотранспортных потоков, движущихся по автомагистралям Санкт-Петербурга", "Методика расчета выбросов автотранспорта вблизи регулируемого перекрестка и оценки их воздействия на атмосферный воздух Санкт-Петербурга", "Методика по проведению сводных расчётов на основе компьютерного банка данных о выбросах вредных (загрязняющих) веществ «Системы Эколог-город Санкт-Петербург»") утверждены распоряжением Комитета по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности Санкт-Петербурга.

Расчеты выбросов и полей приземных максимальных концентраций примесей послужили основанием для разработки комплекса мер по борьбе с загрязнением воздуха автотранспортом в гг. Санкт-Петербург, Сыктывкар, Астрахань, Архангельск и др., а также программы приоритетного финансирования Правительства Санкт-Петербурга по строительству и реконструкции объектов улично-дорожной сети Санкт-Петербурга на 2004-

2008 годы. Результаты работы использовались в сводных томах «Охрана атмосферы и предельно допустимые выбросы (ПДВ)» для вышеперечисленных городов.

Результаты исследований внедрены в практику атмосфероохранной деятельности и учебный процесс, что подтверждается соответствующими актами.

Достоверность результатов и выводов диссертации

Достоверность полученных результатов подтверждается корректным выбором методов исследований и полнотой используемого фактического материала (данные наблюдений стационарных постов Государственной службы наблюдений за состоянием окружающей среды; данные экспедиционных измерений концентраций примесей вблизи отдельных автомагистралей и перекрестков; данные расчетных концентраций примесей, полученные на основе реальных обследований параметров АТП в городах РФ; статистическая информация о: автомобильных парках, площадях территорий, плотности населения и дорог с твердым покрытием всех регионов Российской Федерации), а также высокими коэффициентами корреляции между расчетными и инструментальными значениями концентраций ЗВ.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Метод расчета годовых выбросов ЗВ в атмосферный воздух от автотранспорта с учетом возрастной структуры автомобильных парков регионов; среднегодовых пробегов различных категорий автотранспортных средств (АТС); площади территорий; плотности населения и дорог с твердым покрытием;

2. Метод расчета максимальных выбросов ЗВ в атмосферный воздух от АТП на городских автомагистралях и перекрестках с учетом экологической классификации автомобильной техники в зависимости от уровня выбросов ЗВ.

3. Обоснование использования математической модели по расчету концентраций в атмосферном воздуха вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий, для оценки загрязнения воздушного бассейна выбросами автотранспорта.

4.3ависимости формирования уровней загрязнения атмосферного воздуха от экологической классификации АТС, интенсивности АТП, численности населения, площадей и географического расположения городов.

5. Комплексное решение проблемы оценки воздействия автотранспорта на загрязнение атмосферного воздуха.

Апробация работы

технической конференции "Улучшение эксплуатационных показателей двигателей, тракторов и автомобилей" (Санкт-Петербург, 22-24 марта 2005г.), семинаре "Современные проблемы нормирования выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в отраслях промышленности и транспорта" (Нижневартовск, декабрь, 2005 г.), Всероссийском семинаре «Реализация новых полномочий субъектов Российской Федерации в области охраны окружающей среды в связи с изменением федерального законодательства. Опыт Санкт-Петербурга» (Санкт-Петербург, 30-31 мая 2006 г.), Международной конференции "Приборостроение в экологии и безопасности человека»" (Санкт-Петербург, 31.01-02.02.2007 г.), Международной научно-практической конференции «Информационные технологии как основа управления в сфере рационального природопользования и охраны окружающей среды» (Санкт-Петербург, 29-30 ноября 2007 г.), 11-й Всероссийской конференции "Нормативно-методическое, техническое и информационное обеспечение воздухоохранной деятельности "Атмосфера-2008" (Санкт-Петербург, февраль 2008 г.), II международном конгрессе "Безопасность на дорогах ради безопасности жизни" (Санкт-Петербург, сентябрь 2008 г.), семинаре-слушании «Гигиеническое, технологическое и экологическое нормирование выбросов в атмосферу: область применения, система контроля и этапы внедрения» (Евпатория, 29 сентября-03 октября 2008 г.), Втором Международном Невском конгрессе (Санкт-Петербург, декабрь 2008 г.).

Публикации и личный вклад автора

По теме диссертации опубликовано 47 научных работ, из них 2 монографии; в изданиях, включенных в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий - 10 статей.

Работа содержит результаты многолетних исследований, выполненных лично, при непосредственном участии или под руководством автора. Личное участие состоит в постановке и разработке основной темы диссертации, в разработке методов, рекомендаций, методологии, в проведении натурных обследований, в сборе и анализе статистических материалов.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы, включающего 241 наименований, 4 приложений. Основная часть диссертации изложена на 320 страницах машинописного текста, включая 76 рисунков, 89 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность работы, сформулированы цели и задачи исследования, анализируется предмет исследования, теоретическая значимость и прикладная ценность полученных результатов, а также основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе дается характеристика автотранспорта с точки зрения загрязнения атмосферного воздуха, анализируются выбросы и тенденции их изменения. Средний уровень автомобилизации в нашей стране в 2007 г. достиг 250 автомобилей на 1000 жителей, по легковым автомобилям - 207 ед. В крупных городах он значительно выше: в Москве - более 350 автомобилей, легковых - почти 300. Сравним эти показатели с данными ООН: в США - 800, Франции и Германии- 600, Великобритании- 550, Нидерландах - более 500, Республике Беларусь - 200.

Мировым парком автомобилей ежегодно выбрасывается в атмосферу свыше 300 млн. т ЗВ, в том числе: оксида углерода (СО) - 260 млн. т; летучих органических соединений (JIOC) - 40 млн.т; оксидов азота (NOx) -20 млн. т.

В 2006 г. выбросы ЗВ в атмосферный воздух от автотранспорта на территории Российской Федерации составили 15,4 млн.т. Несмотря на рост автомобильного парка и объемы грузоперевозок в 2006 г., впервые за последние 15 лет имело место абсолютное снижение массы выбросов ЗВ - на 1,7% по сравнению с предыдущим годом (рис.1). Это обусловлено постепенным обновлением и улучшением "экологической" структуры парка.

Динамика выбросов ЗВ от российского парка АТС

15 600

15 400

1- 15 200

о 15 000

а 14 800

и о 14 600

о.

10 2 14 400

m «0 14 200

га 14 000

13 800

13 600

13 400

15410

15J55_

32,55 '

29,74~

26,40

2002

2003

2004

2005

2006

-Выбросы ЗВ —о—Парк АТС

Рис. 1 Динамика выбросов ЗВ в атмосферу автотранспортом РФ

Во многих городах мира концентрации ЗВ в воздухе, создаваемые выбросами автотранспорта, превышают стандарты качества атмосферного воздуха. Одним из самых загрязненных городов мира признан Пекин, в атмосфере которого зафиксирована самая высокая концентрация диоксида азота и других вредных веществ. Самым чистым признан город Калгари в Канаде, на втором месте - Гонолулу, на третьем - Хельсинки.

К основным ЗВ в отработавших газах (ОГ) автомобилей относятся: оксид углерода (СО), углеводороды (СХНУ), оксиды азота (N0*) и сажевый аэрозоль.

Наибольшее количество вредных примесей в ОГ содержится при режимах холостого хода и полных нагрузок. Наибольшее количество выбро-

сов СО и СХНУ поступает в атмосферу при малых скоростях движения автомобиля. При достижении скорости 40 км/час выбросы углеводородов практически не меняются. Выбросы оксида углерода постепенно понижаются с увеличением скорости движения. Минимальное количество оксидов азота автомобиль выбрасывает при скорости 60 - 70 км/ч. Наименьшее количество оксида углерода, углеводородов и оксидов азота выбрасывается автомобилями при температуре окружающей среды 20 °С.

Длительное вдыхание загрязненного воздуха оказывает отрицательное воздействие на здоровье населения. Воздействие оксида углерода на центральную нервную систему проявляется в изменении цветовой чувствительности глаз - возрастает вероятность аварий. На организм человека диоксид азота действует как раздражитель (концентрация до 15 мг/м3) и может вызывать отёк лёгких при концентрациях 200 - 300 мг/м3. Токсичность газообразных низкомолекулярных углеводородов проявляется в наркотическом действии, вызывая состояние эйфории, что увеличивает вероятность ДТП. Полициклические ароматические углеводороды являются канцерогенами (вызывают рак лёгких), из которых наибольшей активностью обладает бенз(а)пи-рен. Оксиды серы при малом содержании (0,001%) вызывают раздражение дыхательных путей, при содержании 0,01% происходит отравление за несколько минут. Смесь диоксида серы и оксида углерода при длительном воздействии вызывает нарушение генетической функции организма.

В РФ используются следующие гигиенические нормативы содержания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе:

• предельно допустимая максимальная разовая концентрация загрязняющего вещества (ПДКМр) - концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест, не вызывающая при вдыхании в течение 20 минут рефлекторных реакций в организме человека;

■ предельно допустимая среднесуточная концентрация (ПДКСс) -концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест, которая не должна оказывать на организм человека прямого или косвенного воздействия при неограниченно долгом (годы) вдыхании;

■ ориентировочно безопасный уровень воздействия (ОБУВ) - срок действия которого установлен постановлением Главного государственного врача Российской Федерации.

Приводятся ПДК для атмосферного воздуха населённых мест для ЗВ, выбрасываемых автотранспортом. Также даны существующие и вступающие в силу стандарты качества атмосферного воздуха Европейского союза (ЕС). В европейских стандартах используется часовое осреднение концентраций, а не 20-ти минутное, как в России. Соответственно и модели расчета загрязнения атмосферного воздуха, используемые в ЕС, ориентированы на предсказание часовых концентраций. При расчете среднегодовых концентраций это не существенное различие, однако, при оценке высоких процентилей они могут быть несколько заниженными по сравнению с соответствующими результатами российских моделей.

Во второй главе анализируются современные подходы к расчету выбросов ЗВ от автотранспорта и методам оценок загрязнения атмосферного воздуха, описывается методика исследования.

Для расчета годовых выбросов ЗВ в Европейском союзе действует единый подход, который развивается под руководством Европейского Агентства по Окружающей Среде. Расчет выбросов проводится по 12 - 16 категориям АТС при трех видах движения: в городских условиях, в сельских районах и на автострадах. Методология включает расчет выбросов как основных ЗВ (СО, NOx, СН4, SOx), так и парниковых газов и тяжелых металлов (свинец, кадмий, медь, хром, никель, селен, цинк). Даются удельные коэффициенты выбросов для различных стран Европы, АТП по странам Европы, среднегодовые пробеги по каждой категории АТС.

В РФ используются различные методики для расчета выбросов автотранспорта, находящегося на территории предприятий, на автомагистралях и суммарных по городам (регионам).

Методика, разработанная Научно-исследовательским институтом автомобильного транспорта (НИИАТ) в 1993 г., предназначена для оценки годовых выбросов ЗВ: СО, СХНУ, NOx, С (сажа), S02, Pb (соединений свинца). Оцениваются выбросы ЗВ от легковых, грузовых автомобилей и автобусов при движении АТС по территории и вне населенных пунктов на основе пробеговых выбросов и суммарном пробеге. Приводятся пробего-вые выбросы ЗВ всеми группами АТс при различных режимах движения. Делается вывод, что данная методика не отражает изменений, прошедших в нашей стране в составе парков автомобилей.

К настоящему времени разработано большое число расчетных моделей, отличающихся друг от друга как подробностью описания загрязнения воздуха, так и объёмом используемой метеорологической, орографической и др. информации, а также параметрами источников выбросов ЗВ. Общим для всех этих моделей является то, что в качестве источников выбросов ЗВ, рассматриваются не отдельные автомобили с работающими двигателями (движущиеся или стоящие на месте), а совокупности автомобилей, движущихся или располагающихся на некоторой территории. Ни одна из моделей не рассматривает автомобиль как источник выброса с изменяющимся со временем положением на местности.

Для расчета загрязнения воздуха выбросами автотранспорта за рубежом используются различные версии гауссовских моделей: американские модели HIWAY-2, CALINE-4 (California Line Source Model), GM (General Motors), GFLSM (General Finite Line Source Model), финская модель - CAR-FMI (Contaninants in the Air from a Road, by the Finnish Meteorological Institute), шведский программный комплекс AIRVIRO; словацкая модель -AUTOMOD, венгерские модели - HNS-ROAD, HNS-ISAQ, эстонская -AEROPOL, польская - ЕК 100W и др. Гауссовский подход по сути является сугубо эмпирическим, что препятствует обобщению его результатов в целом ряде практически важных случаев. Также в этих моделях не учитывается зависимости диффузионных коэффициентов от высоты источника.

В работах, проводимых в нашей стране, большей частью избирался путь решения уравнения турбулентной диффузии с переменными коэффициентами. Такой подход является более универсальным, позволяющим исследовать задачи с источниками различного типа, разными метеорологическими характеристиками и граничными условиями. Важное достоинство этого подхода состоит в том, что уравнение турбулентной диффузии естественным образом увязывается с процессами, проходящими в атмосфере. Использование этой расчетной схемы позволяет учесть степень неблагоприятности местных климатических условий рассеивания атмосферных примесей, влияние рельефа местности и прилегающей застройки.

Для исследования распространения примесей от отдельной магистрали под руководством М.Е.Берлянда была разработана специальная модель. При расчете загрязнения воздуха выбросами автотранспорта отдельный участок автомагистрали стилизуется в виде узкой полосы шириной ¿о и длиной Ь.

В простейшем случае автомагистрали большой длины, ориентированной перпендикулярно направлению ветра (например, загородное шоссе), концентрация примеси q на расстоянии х от наветренного края магистрали выражается соотношением:

Здесь Мп - мощность выброса рассматриваемой примеси с единицы длины магистрали; г, - высота слоя осреднения концентрации = 2 м, Я = кх / (ид), где к, и щ - соответственно значения коэффициента турбулентности и скорости ветра на высоте ъ\ = 1 м над подстилающей поверхностью, с1и - ширина магистрали.

При ветре вдоль магистрали выражение для концентрации линейного источника длиной Ь в точке с координатами (х, у) в случае, когда х < Ь имеет вид:

при х > 740и;

где а = Лс/гл> Ь = тОЯ2и/г^, с= 1$ЗЛ112у/г^, а*=370/1и; <р0 - дисперсия колебаний направления ветра, координата х отсчитывается вдоль ветра от наветренного края источника, а и и х принимаются в м/с и м соответственно.

(1)

? =-— ^(а,Ь,с) при х < 740и;

я =-

В случае х > L концентрация находится как разность значений q, вычисленных по формулам (1) и (2) при значениях аргумента а, соответствующих х и х - L.

В России также был разработан экологический программный комплекс «ZONE». В него вошли: модель расчета концентраций примеси на заданной высоте по методике ЕРА-US (Агенство по охране окружающей среды США), модель расчета факела приземной концентрации примеси, стохастическая модель расчета концентрации примеси в трехмерной области с учетом застройки методом Монте-Карло - диффузии частиц, основанной на использовании лагранжевого подхода к описанию динамики атмосферной турбулентности.

Расчеты среднегодовых концентраций в нашей стране проводятся по «Методике расчета осредненных за длительный период концентраций выбрасываемых в атмосферу вредных веществ», разработанной ГГО им .А.И.Воейкова.

Показаны подход к выполнению исследования и характеристика использованного материала. Описываются существующие методы оценок характеристик атмосферного воздуха выбросами автотранспорта, к которым относятся: натурные измерения; моделирование в аэродинамических трубах; расчетные оценки. Каждый из этих методов обладает рядом как достоинств, так и недостатков.

Натурные измерения широко используются для диагноза влияния на качество атмосферного воздуха выбросов различных ЗВ и позволяют получать оценки значений изучаемых показателей загрязнения воздуха непосредственно в конкретных условиях рассматриваемой местности. Приводятся сведения о специальных наблюдениях за уровнем загрязнения атмосферного воздуха вблизи наиболее загруженных перекрестков и автомагистралей, которые были проведены в основном в Санкт-Петербурге и Архангельске. Максимальные приземные концентрации диоксида азота во всех точках измерения в г.Санкт-Петербурге достигали более 3 ПДК, оксида углерода - более 5 ПДК. Наибольшее значение концентрации по диоксиду азота вблизи перекрестков г.Архангельска составляло 1,1 ПДК, по оксиду азота - 2,5 ПДК, по оксида углероду достигало 6,6 ПДК.

Проанализированы зависимости значений концентраций оксида азота, диоксида азота, диоксида серы и оксида углерода, полученных в результате инструментальных измерений в районе перекрестков, от длины очереди автотранспорта, образующейся перед перекрестком в ожидании разрешающего сигнала светофора и от интенсивности движения на линейных участках автомагистралей. При длине очереди около 200 - 250 м концентрации оксида углерода в 50% случаев превышают 1 ПДК, достигая значений 2 - 2,5 ПДК. Концентрации диоксида азота и оксида углерода увеличиваются пропорционально интенсивности движения .

Натурные измерения позволяют создать базу для развития других методов и являются единственным средством их объективной верификации. Наиболее существенным недостатком является то, что натурные измерения

не позволяют дать прогноз изменения качества воздуха в результате воздействия на выбросы.

Методы моделирования загрязнения атмосферы в аэродинамических трубах обладают большей гибкостью по сравнению с натурными измерениями и могут быть использованы не только для диагноза состояния загрязнения атмосферы, но и для моделирования его изменения в результате изменения воздействий на воздушный бассейн, например в результате перепланировки территории. Основным недостатком этих методов являются трудности, связанные с применением результатов, полученных в аэродинамических трубах, для описания реальной атмосферы, ввиду невозможности всеобъемлющего моделирования сложных атмосферных процессов, в частности, атмосферной турбулентности в ограниченном пространстве аэродинамических труб. К сожалению, в нашей стране практически не поставлены работы по сертификации методов аэродинамического моделирования при оценках качества атмосферного воздуха, и нет нормативно защищенных методов этого типа.

Расчетные методы оценки показателей загрязнения атмосферы и их связей с совокупностями влияющих на них факторов получили наибольшее распространение в силу своей доступности, гибкости и универсальности.

Как уже говорилось выше, за рубежом применяются схемы расчета полей актуальных концентраций веществ, которые включают в себя многостороннее математическое моделирование гидротермодинамических процессов и процессов рассеивания примесей в пограничном слое атмосферы. Для того, чтобы можно было во всей полноте использовать возможные достоинства таких моделей (полноту и точность описания ситуации), в них нужно вводить в качестве исходной достаточно полную и точную информацию о состоянии погранслоя атмосферы. Регулярные наблюдения такого сорта ведутся буквально в считанных местах на территории РФ (Обнинск, Останкино). Типизация исходной информации, приводит к ее огрублению, т.е. делает бессмысленным применение сложной модели по сравнению с более простыми проверенными методами. Таким образом, использование моделей указанного типа нецелесообразно, т.к. предполагаемые достоинства невозможно использовать в силу недостаточности имеющихся метеонаблюдений и проверки моделей.

Оценка характеристик качества воздуха является одной из важных составных частей схемы установления нормативов предельно-допустимых выбросов ЗВ в атмосферу, т.к. именно по результатам сравнения таких оценок с критериями качества воздуха можно проверить соответствие нормируемых характеристик выбросов требованиям экологической допустимости их воздействия на окружающую среду. Для того, чтобы установленные нормативы выбросов имели статус обязательных к выполнению, в процессе их разработки должны быть использованы не только нормативные критерии качества воздуха, но и методы оценок загрязнения атмосферы, имеющие статус нормативных.

В РФ при нормировании выбросов загрязняющих веществ в атмосферу используется "Методика расчета концентраций в атмосферном воздуха вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий" ("ОНД-86") в сочетании с методами натурных измерений концентраций ЗВ.

В целях изучения закономерностей распространения примесей, проверки и уточнения формул для расчета рассеивания примесей от автомагистралей проводились специальные эксперименты. Автор принимала участие в ряде экспериментов (советско-американский «Автоэкс-88», «Авто-экс-89», комплексный Ленинградский эксперимент и др.), а также в обработке и анализе материалов, в том числе и других экспедиций.

В таблице 1 представлены нормированные на выброс максимальные значения концентраций оксида углерода в зависимости от расстояния до магистрали, полученные в результате численного эксперимента и экспедиционных наблюдений.

Таблица 1

Зависимость максимальных нормированных на выброс концен-

траций оксида углерода от расстояния до магистрали при направлении ветра вдоль магистрали скоростью до 1 м/с

Магистраль Расстояние (х)

5 10 20 40 60

Донецк - эксперимент 0,29 0,26 0,21 0,14 0,09

Мариуполь расчет 0,22 0,20 0,18 0,14 0,10

Донецк - эксперимент 0,17 0,15 0,12 0,08 0,05

Макеевка расчет 0,18 0,17 0,16 0,12 0,08

Как видно из таблицы 1, расчетные значения хорошо согласуются с экспериментом. Наибольшие значения концентраций соответствуют наименьшему расстоянию от магистрали. При численных экспериментах параметры автомагистралей, интенсивность движения и метеоусловия соответствовали натурным данным.

Также было отмечено удовлетворительное согласование расчетных концентраций диоксида азота и оксида углерода вблизи автомагистралей в г.Санкт-Петербурге и измеренных в ходе эксперимента, а также полученных в ходе инструментального мониторинга на автоматических станциях измерения загрязнения воздуха (АСИЗВ), предусматривающих непрерывный контроль за уровнем концентраций основных примесей в атмосферном воздухе. Коэффициент корреляции между рассчитанными и измеренными концентрациями составил Я= 0,69-0,72.

Таким образом, использование расчетной схемы "ОНД-86" позволяет проводить оценку влияния выбросов автотранспорта на загрязнение атмосферного воздуха с достаточно высокой степенью достоверности. В данной работе автор предлагает использовать данную математическую модель. Следует отметить, что именно эта модель лежит в основе единственного утвержденного документа по расчету рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе. Использование данной модели для оценки загрязнения воздуха выбросами автотранспорта позволит проводить совместные

расчеты влияния на качество приземного слоя воздуха выбросов автотранспорта и промышленности.

В соответствии с этой моделью уровень загрязнения воздуха выбросами ЗВ из непрерывно действующих источников определяется по наибольшему рассчитанному значению разовой приземной концентрации (См), которая устанавливается на некотором расстоянии (Хм) от места выброса при неблагоприятных метеорологических условиях, когда скорость ветра достигает опасного значения (Им) (для низких и холодных источников, какими моделируются автомагистрали, им составляет 0,5 - 1 м/с) и в приземном слое происходит интенсивный турбулентный обмен. Наибольшая суммарная концентрация вредной примеси С„ (мг/м3) от близко расположенных друг к другу на площадке одинаковых источников (например, при учете выбросов автотранспортных средств на отдельных участках автомагистралей) при АТяЮ определяется по формуле:

_ _ АМРт'т]

я"' , (3)

где ЛТ - разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Тг и температурой окружающего атмосферного воздуха Тв,;

А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы;

М-масса ЗВ, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени (г/с), в случае АТП - масса вещества, выбрасываемого группой автомобилей, образующих поток;

F- безразмерный коэффициент, учитывающий скорость гравитационного оседания твердых частиц (пыли) в атмосферном воздухе на подстилающую поверхность, при расчете рассеивания в атмосфере сажи при работе двигателей передвижных транспортных средств рекомендуется принимать значения параметра Р = 1;

пг' - безразмерный коэффициент, при расчете рассеивания в атмосфере сажи при работе двигателей передвижных транспортных средств рекомендуется принимать значения параметра равный 0,9;

г/ - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, в случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающим 50 м на 1 км, 7=1;

Н- высота источника выброса.

В третьей главе представлен метод расчета сумарных годовых выбросов автотранспорта. Предлагается рассчитывать выбросы ЗВ (БОг, N0^ ЛОС (летучие органические соединения), СО, С (сажа) от основных категорий автотранспорта (легковых, грузовых, автобусов) с учетом регионального распределения автомобильных парков по территории Российской Федерации, соответствующих значений пробеговых показателей выбросов ЗВ и значений среднегодовых пробегов основных категорий АТС (рис.2).

Протяженность дорог с твердым покрытием

Среднегодовые пробеги категорий АТС

Площадь территории города

Региональные удельные выбросы ЗВ

Оценка годовых выбросов ЗВ различных категорий АТС в отдельных городах

Рис. 2 Метод оценки годовых выбросов ЗВ от АТС в отдельных городах (регионах)

Показано, что 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.

Определены и представлены значения пробеговых выбросов /-го ЗВ для легковых, грузовых автомобилей и автобусов для каждого региона Российской Федерации, исходя из возрастной структуры автомобильного парка каждого региона и экологической классификации автомобильной техники в зависимости от уровня выбросов вредных (загрязняющих) веществ.

Определены среднегодовые пробеги легковых, грузовых автомобилей и автобусов с учетом РД 37.009.015-98, площадей территорий, густоты дорог с твердым покрытием, плотности населения. Для сравнительной оценки величин среднегодовых пробегов была использована информация о среднегодовом пробеге различных категорий АТС в странах ЕС.

Приведена оценка выбросов ЗВ автотранспорта в 83 регионах РФ. Значительный вклад выбросов от автотранспорта в валовые выбросы по региону отмечались в Москве, Краснодарском крае, Московской, Ростовской областях и др. Приоритетный список городов с наибольшими выбросами ЗВ от автотранспорта, превышающими 100 тыс.т/год, показан в таблице 2. Наибольшие вклады в суммарные годовые выбросы вносят Центральный ФО (27%) и Приволжский ФО (20%), наименьшие вклады -Уральский ФО (9%) и Дальневосточный ФО (5%). (рис.3). Выбросы ЗВ в атмосферный воздух от автотранспорта распределены следующим образом: оксид углерода - 67,2%, оксиды азота - 20,2%, летучие органические соединения - 11,1%, диоксид серы - 1,2%, твердые вещества - 0,3 % (рис.4). Проведено сравнение значений суммарных выбросов ЗВ автотранспорта, полученных различными методами.

Табли11а 2

Список городов с выбросами от автотранспорта _более 100 тыс.т/год_ _

N п/п Город Всего В том числе

оксид углерода оксиды азота ЛОС

1. Москва 1233,0 811,5 252,8 151,8

2. Санкт-Петербург 500,9 333,4 100,3 60,7

3. Екатеринбург 201,2 127,5 25,3 30,6

4. Волгоград 186,5 123,5 39,5 20,4

5. Уфа 146,7 96,8 30,0 17,7

6. Нижний Новгород 144,2 99,8 27,1 15,4

7. Омск 142,15 107,2 18,9 15,1

8. Самара 136,2 28,7 89,9 15,4

9. Ростов-на-Дону 119,8 80,3 24,2 13,5

10. Челябинск 119,7 79,7 24,8 13,4

И. Краснодар 113,1 79,0 20,3 12,6

12. Воронеж 102,4 73,7 16,8 11,1

13. Красноярск 102,0 67,6 21,0 11,9

Рис.3 Распределение суммарных Рис.4 Вклады основных ЗВ

годовых выбросов ЗВ автотранспорта в суммарные выбросы

по федеральным округам РФ от автотранспорта

В главе 4 разработан метод оценки загрязнения атмосферного воздуха выбросами автотранспорта, который включает:

- проведение натурных обследований состава, интенсивности, скорости АТП на отдельных автомагистралях,

- проведение натурных обследований состава, плотности, длины очереди АТП вблизи регулируемых перекрестков,

- определение качественного и количественного состава автомобильных выбросов,

- определение с помощью ГИС параметров источников выбросов,

- проведение модельных расчетов загрязнения атмосферного воздуха примесями, содержащимися в выбросах автотранспорта,

- анализ результатов расчетов загрязнения атмосферного воздуха с точки зрения соответствия гигиеническим критериям качества атмосферного воздуха с использованием ГИС.

Целью нормирования выбросов ЗВ от объектов, в соответствии с Законом "Об охране атмосферного воздуха", является обеспечение соблюдения критериев качества атмосферного воздуха, которые регламентируют предельно допустимое содержание в нем ЗВ для здоровья населения и основных составляющих экологической системы. При нормировании выбросов учитываются технические нормативы выбросов и фоновое загрязнение атмосферного воздуха. Нормативы предельно допустимых и временно согласованных выбросов (ПДВ (ВСВ) устанавливаются для каждого ЗВ и каждого источника выбросов, принадлежащих юридическим лицам.

Каким образом оценить воздействие на атмосферный воздух личного автотранспорта, количество которого ежегодно растет на всей территории РФ, выбросы которого вносят существенный вклад в фоновое загрязнение атмосферного воздуха? Как учесть вклад в общее загрязнение атмосферного воздуха выбросы транзитного автотранспорта? Подходы к оценке выбросов автотранспорта, движущегося по автомагистралям городов, в том числе и личного автотранспорта, предлагаются ниже.

Обосновывается и описывается метод обследования структуры и интенсивности АТП и расчета выбросов на городских автомагистралях различных городов. При расчетах загрязнения атмосферного воздуха необходим учет нестационарности (нестабильности во времени) мощностей выброса ЗВ в атмосферу, характерной практически для всех источников, в том числе и автотранспортных. Для учета эффектов нестационарности требуется проводить модельные расчеты с использованием мощностей и других параметров, соответствующих нормальным неблагоприятным условиям выброса ЗВ в атмосферу (ННУВ). Неблагоприятными метеорологическими условиями (НМУ) для автомагистралей являются ситуации «застоя», в тоже время расчеты по формулам "ОНД-86" предусматривают, что в приземном слое воздуха происходит интенсивный турбулентный обмен. Для наземного источника неблагоприятная стратификация является инверсионной, которая в большинстве случаев соответствует ночному времени. Однако, количество АТС днем значительно увеличивается, поэтому именно в дневное время суток могут наблюдаться наибольшие концентрации ЗВ. Следовательно, для расчета максимальных концентраций необходимо учитывать интенсивности движения АТП в дневные "часы пик".

Метод предусматривает подсчет количества проходящих АТС по шести категориям (легковые, грузовые карбюраторные с грузоподъемностью до 3 т, грузовые карбюраторные с грузоподьемностью более 3 т, автобусы карбюраторные, грузовые дизельные, автобусы дизельные) на автомагистралях в течение 20 мин. в периоды наибольшей интенсивности движения. Расчет выбросов в атмосферу выполняется по соответствующим удельным пробеговым выбросам по ЗВ: оксид углерода, оксиды азота, углеводороды, сажа, диоксид серы, формальдегид, бенз(а)пирен.

Осреднение расчетных концентраций за стандартный период т = 20 мин. обусловлено тем, что к этому же времени осреднения относятся максимальные разовые гигиенические нормативы качества атмосферно-

го воздуха населенных мест (ПДКмр., ОБУВ). Одинаковое время осреднения рассчитанных концентраций и ПДКМ.Р., ОБУВ обеспечивает возможность использования гигиенических ограничений на содержание ЗВ в атмосферном воздухе населенных мест.

Выброс ¡-того загрязняющего вещества (г/с) движущимся АТП на автомагистрали (или ее участке) с фиксированной протяженностью Ь (км) определяется по формуле:

Мпк_1 (г/км) - пробеговый выброс 1-го вредного вещества автомобилями к-й группы для городских условий эксплуатации; к - количество групп автомобилей;

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

гук ] - поправочный коэффициент, учитывающий среднюю скорость движения транспортного потока на выбранной автомагистрали (или ее участке).

Ь (км) - протяженность автомагистрали (или ее участка), из которого исключена протяженность очереди автомобилей перед запрещающем сигналом светофора и длина соответствующей зоны перекрестка.

Обосновывается использование сводных (комплексных) расчетов для оценки вкладов выбросов автотранспотрта в суммарное загрязнение атмосферного воздуха городов. Сводные расчёты с использованием данных о характеристиках выбросов ЗВ 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 охраны атмосферного воздуха.

При расчетах загрязнения атмосферы автомагистрали моделируются, как неорганизованные источники с высотой выброса 2 м и реальной шириной автомагистрали. Ширина, длина автомагистралей и координаты противоположных сторон, определяются из картографических материалов или ГИС. При таком подходе автомагистрали выступают, как источники выбросов с нестационарными по времени выбросами, а автомобили, движущиеся по этим магистралям, являются источниками выделения.

Анализируется влияния выбросов автотранспорта на уровень загрязнения атмосферного воздуха вблизи отдельных автомагистралей при использовании вышеописанного метода на примере Санкт-Петербурга. В табл. 3 представлены характеристики АТП на 2-х основных автомагистралях г. Санкт-Петербурга.

Таблица 3

Характеристики автотранспортного потока на автомагистралях г. Санкт-Петербурга )

№ п/п Наименование магистрали Характеристики автотранспортного потока Интенсивность движения авт/час

Легковые Грузовые Автобусы

Л(%) Г(%) Гд/Г (%) А (%) Ад/А, (%)

1996 год

1 Московский пр. 89,8 8,7 3,5 1,5 3,8 2871

2 Невский пр. 96,5 1,4 0,0 2,1 42,2 3357

2001 год

1 Московский пр. 89,3 9,5 2,2 1,2 14,1 3635

2 Невский пр. 94,7 4,5 1,7 0,8 0,0 3841

2006 год

1 Московский пр. 86,6 13,1 0,2 0,3 16,7 4229

2 Невский пр. 94,8 3,6 0,3 1,6 34,5 4113

' Примечание:

Л (%), Г (%), А (%) — процентное содержание легковых, грузовых автомобилей, автобусов в общем АТП;

Гд (%) — процентное содерэ/сание грузовых дизельных автомобилей от общего числа грузовых автомобилей в АТП;

Ад (%) — процентное содержание дизельных автобусов от общего числа автобусов в АТП.

Результаты расчетов показывают, что выбросы диоксида азота в 2001 г., по сравнению со значениями выбросов в 1996 г., увеличились в 1,3 раза на Московском проспекте, в 1,2 раза - на Невском проспекте вследствие увеличения интенсивности движения. В 2006 г., несмотря на продолжающееся увеличение интенсивности движения, выбросы диоксида азота сократились, благодаря улучшению экологических показателей некоторых категорий легковых автомобилей (рис.5). В 2001 г., по сравнению с 1996 г., концентрации диоксида азота вблизи магистралей увеличились в 1,2 -1,4 раза и составили более 7 ПДКмр. 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.

Была смоделирована ситуация, согласно которой всеми категориями автотранспорта, движущимися по Московскому и Невскому проспектам, соблюдаются европейские требования, соответствующие экологическому стандарту "Евро-2". Несмотря на увеличение интенсивности движения АПТ, значения выбросов диоксида азота могли бы быть в 2,9 раза ниже относительно реальных выбросов на Московском проспекте и в 5 раз ниже - на Невском проспекте. При этой ситуации 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.

Выброс N0,, г/с

О -1-НЯИЯМ--,-1 -

_Московский пр._ Невский пр.

| □ 1996 г. ■ 2001 г. □ 2006 г. |

Рис. 5 Суммарные выбросы диоксида азота (ИОг) на автомагистралях г. Санкт-Петербурга в 1996, 2001 и 2006 гг.

Описан метод проведения натурных обследований и расчета выбросов автотранспорта вблизи регулируемого перекрестка.

Выброс 1-го ЗВ в зоне перекрестка при запрещающем сигнале светофора Мп определяется по формуле:

где Р (мин) - продолжительность действия запрещающего сигнала светофора (включая желтый цвет), 1Чц - количество циклов действия запрещающего сигнала светофора за 20-минутный период времени, КГр-количество групп автомобилей,

где М'п!, к (г/мин) - удельный выброс 1-го ЗВ автомобилями, к-й группы, находящихся в "очереди" у запрещающего сигнала светофора, Ок,„ - количество автомобилей к группы, находящихся в "очереди" в зоне перекрестка в конце п-го цикла запрещающего сигнала светофора.

Усредненные значения удельных выбросов (г/мин) учитывают режимы движения автомобилей в районе пересечения перекрестка (торможение, холостой ход, разгон). Приводится подробный алгоритм 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 АПТ пересекающихся магистралях от 700 до 2000 авт/ч, при скорости движения в среднем равной 40 км/ч, и наличием очереди АТС перед перекрестком в ожидании разрешающего сигнала светофора, кон-

Кц Лс'р

г/мин

(5)

центрации 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 5 разработана методология оценки эффективности технических и организационно-градостроительных мероприятий по снижению воздействия автотранспорта на атмосферный воздух (рис.6), которая включает:

- анализ существующих уровней загрязнения атмосферного воздуха различными примесями,

- систематизацию комплекса мероприятий по снижению выбросов разных категорий автотранспорта,

- системный анализ 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 с использованием ГИС.

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-градостроитёльные.

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 техники, выпускаемой в обращение на территории Российской Федерации" уже имеет положительные последствия. Однако в РФ, в отличие от многих развитых стран 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 стан-

дартов (со 100% контролем токсичности автотранспорта) и т.д. 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. Даны примеры таких мероприятий, а также оценка их эффективности.

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 основных ЗВ (СО, NOx, JIOC). Текущее законодательство ("Euro-4") ввело дополнительное сокращение на 57% для СО и 47% для СХНУ и NOx. Такие сокращения приведут выбросы от автомобилей 2005 г. к 1/5 уровня 1995 г. 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%-е сокращение выбросов NOx и СХНУ для бензиновых машин по сравнению с "Euro-4".

Анализ существующих уровней загрязнения атмосферного воздуха различными примесями в конкретном городе по данным инструментального мониторинга

Город..

Проведение сводных (комплексных) расчетов загрязнения атмосферного воздуха вблизи отдельных автомагистралей п перекрестков и а целом по городу

Определение вкладов выбросов ЗВ автотранспорта в суммарное загрязнение атмосферного воздуха

Анализ результатов расчетов загрязнения атмосферного воздуха с точки зрения соответствия гигиеническим критериям качества атмосферного воздуха

А__V

>ПДК'„„

<пдк>«

Систематизация комплекса мероприятий по снижению выбросов ЗВ разных категорий автотранспорта

Соответствие гигиеническим критериям качества атмосферного воздуха

асУ

Системный анализ вариантов градостроительных решений

Проведение сводных (комплексных) расчетов на перспективу с учетом комплекса мероприятий

Оценка достаточности мер по снижению воздействия

автотранспорта на основе анализа результатов расчета загрязнения атмосферного воздуха с точки зрения соответствия гигиеническим критериям I качества атмосферного воздуха

Рис. 6 Методология оценки эффективности мероприятий по снижению вклада автотранспорта в загрязнение атмосферного воздуха

Говорится о применении комплексных (сводных) расчётов для оценки эффективности технических мер по уменьшению выбросов автотранспорта в городах РФ, расположенных в различных климатических зонах: Санкт-Петербург, Архангельск, Астрахань, Сыктывкар, Череповец (Вологодская обл.), Кириши (Ленинградская обл.), Губкин (Белгородская обл.). Эти города характеризуются различной структурой, интенсивностью АТП, плотностью улично-дорожной сети и метеорологическими условиями для рассеивания выбросов (табл.4, 5).

Таблица 4

Типы климата и условия рассевания примесей в атмосфере __ряда городов России__

№ н/п Название города Типы климата Условия для рассеивания примесей

1 Санкт-Петербург близкий к морскому с умеренно теплым ле-гом и довольно продолжительной умеренно колодной зимой благоприятные

2 Астрахань резко континентальный с жарким и сухим летом и малоснежной, иногда с большими морозами зимой неблагоприятные

3 Череповец умеренно-континентальный с холодной зиной и тёплым летом благоприятные

4 Сыктывкар умеренно-континентальный с продолжительной и довольно суровой зимой и коротким сравнительно теплым летом благоприятные

6 Архангельск субарктический, морской с продолжительной зимой и коротким прохладным летом благоприятные

6 Кириши переходный от континентального к морскому благоприятные

7 Губкин умеренно-континентальный, отличается довольно мягкой зимой со снегопадами и оттепелями и продолжительным летом неблагоприятные

Таблица 5

Основные характеристики автотранспортных потоков

на автомагистралях ряда городов России_

№ п/п Название города Характеристики АТП Средняя интенсивность движения (авт/ч) Максимальная интенсивность движения (авт/ч)

Л (%) Г (%) Гд/Г (%) А (%) Ад/А (%)

1 Санкт-Петербург 79 19 21 2 57 2800 8600

2 Астрахань 75 19 20 6 17 2250 4000

3 Череповец 78 16 16 6 73 1700 3700

4 Сыктывкар 74 18 11 8 34 1100 2400

6 Архангельск 70 19 11 11 22 1290 2340

6 Кириши 66 29 19 5 48 800 1400

7 Губкии 76 10 4 11 20 430 1300

Были проведены расчеты и построены поля максимальных приземных концентраций по основным ЗВ, присутствующим в выбросах автотранспорта. Анализ результатов расчетов показал, что выбросы оксида азота, углеводородов, диоксида серы, формальдегида, бенз(а)пирен, сажи не создают зон с повышенным загрязнением атмосферного воздуха. Во всех исследуемых городах загрязнение атмосферного воздуха диоксидом азота и оксидом углерода весьма значительно: от 1.5 ПДКмр по диоксиду азота вблизи автомагистралей в Киришах до 10 ПДК вблизи автомагистралей Санкт-Петербурга, от 2-х ПДКмр по оксиду углерода в Киришах до 4-7 ПДКМр в Астрахани. Проведено сравнение расчетных и измеренных концентраций (табл.6).

Таблица б

Максимальные концентрации диоксида азота и оксида углерода __в долях ПДК в 2006 г._

Город Диоксид азота Оксид углерода

расчет измерения расчет измерения

Санкт-Петербург 10-12 4-7 2,5-3,5 1,4-4,5

Череповец 7-12 5 3-7 4

Сыктывкар 2,5 0,7 2 1,6

Астрахань 5-7 1,7-2,7 4-7 1,4-1,8

Архангельск 3-8 3,2 2-5 1,6

Кириши 1,5 0,5 2 1,6

Как видно из таблицы 6, максимальные концентрации диоксида азота и оксида углерода, измеренные на постах Государственной службы наблюдений за состоянием окружающей среды, 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.

Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что выбросы автотранспорта создают повышенное загрязнение городского воздуха диоксидом азота и оксидом углерода, 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». При 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

Уровень эколо-гичности автотранспортных средств Сокращение удельных выбросов ЗВ по отношению к Евро-0, %

Диоксида азота (N02) Оксида углерода (СО)

м, мь м, Мь

Евро-1 18-36 17-27 66-74 65-71

Евро-2 69-85 68-81 85-92 89-90

Для оценки влияния улучшенных экологических характеристик автотранспорта на качество атмосферного воздуха исследуемых городов 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». Были использованы следующие величины: М5 - суммарный

выброс загрязняющего вещества на автомагистралях, нормированный на площадь города (г/с-км2) с учетом уровня экологичности автотранспортных средств, Мь - суммарный выброс загрязняющего вещества на автомагистралях, нормированный на общую протяженность обследованных автомагистралей (г/с-км), площади потенциального загрязнения со значениями максимальных концентраций, превышающими 1 ПДК и 5 ПДК, отнесенные к площади города (табл. 8).

Таблица 8

Характеристики выбросов загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу от автотранспорта и зоны потенциального загрязнения

атмосферного воздуха в ряде городов России

Название города Уровень экологичпо-сти АТС Среднее значение выброса ЗВ на единицу площади, М5 (г/с-км2) Среднее значепие выброса ЗВ па едипицу ДЛИНЫ, Мц (г/с-км) Зона с превышением ПДК, (% от площади города)

>1ПДК >5 ПДК

N02 СО N01 СО N0, СО N02 СО

Санкт-Петербург Евро-0 1,41 11,5 7 1,64 13,40 100,0 36,6 11,0 -

Евро-1 1,13 3,90 1,31 4,52 100,0 - 9,1 -

Евро-2 (с учетом Восточного полукольца КАД) 0,32 0,95 0,43 1,29 16,0

Архангельск Евро-0 2,04 24,2 0,81 9,63 100,0 100,0 26,1 7,0

Евро-1 1,61 7,13 0,64 2,83 100,0 15,7 17,4 -

Евро-2 0,55 3,57 0,15 0,98 21,7 - - -

Астрахань Евро-0 1,04 8,88 1,33 11,34 100,0 28,6 13,4 -

Евро-1 0,67 2,34 1,04 3,64 100,0 - 4,6 -

Евро-2 0,16 0,75 0,25 1,16 - - - -

Сыктывкар Евро-0 0,70 6,03 0,64 5,54 100,0 4,0 - -

Евро-1 0,56 2,11 0,51 1,93 100,0 - - -

Евро-2 0,14 0,62 0,13 0,57 - - - -

Череповец Евро-0 0,94 5,39 0,91 5,22 100,0 - - -

Евро-1 0,68 1,73 0,66 1,68 100,0 - - -

Евро-2 0,27 0,62 0,26 0,60 - - - -

Киришн Евро-0 0,51 4,87 0,63 6,02 100,0 - - -

Евро-1 0,42 1,64 0,51 2,03 92,4 - - -

Евро-2 0,16 0,51 0,20 0,63 - - - -

Губкин Евро-0 0,28 3,81 0,29 3,91 10,5 - - -

Евро-1 0,23 1,21 0,24 1,24 4,5 - - -

Евро-2 0,06 0,39 0,06 0,40 - - - -

Выполнение всеми категориями АТС 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 грузового автотранспорт и автобусов; недостаточно для соблюдения гигиенических критериев качества атмосферного воздуха по диоксиду азота во всех исследуемых городах.

Выполнение всеми категориями АТС европейских требований, соответствующих экологическому уровню «Евро-2» достаточно для соблюдения гигиенических критериев качества атмосферного воздуха по диоксиду азота и оксиду углерода в городах с численностью населения менее 500 тыс.человек и с незначительным вкладом грузового автотранспорта и автобусов; недостаточно для соблюдения гигиенических критериев качества атмосферного воздуха по диоксиду азота в мегаполисах и городах с преобладающим вкладом грузового автотранспорта и автобусов.

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.

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

С помощью модельных расчетов : обновление автотранспортного парка и введение в эксплуатацию кольцевой автодорога Санкт-Петербурга существенно улучшает качество атмосферного воздуха в городе; расширение дорожного полотна, замена регулируемых перекрестков на транспортные развязки в двух уровнях, замена регулируемого перекрестка на кольцевую развязку в одном уровне г.Архангельске позволит снизить максимальные приземные концентрации диоксида азота и оксида углерода по сравнению существующим положением.

Рис. 10 Комплексное решение проблемы оценки воздействия автотранспорта на загрязнение атмосферного воздуха

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.

Предлагается комплексное решение проблемы оценки воздействия автотранспорта на загрязнение атмосферного воздуха (рис. 10).

Основные результаты диссертационной работы

1. 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%.

2. Разработан и применен в 83-х регионах РФ метод расчета годовых выбросов ЗВ от автотранспорта с учетом региональных особенностей (возрастной структуры автомобильных парков регионов; среднегодовых пробегов различных категорий автотранспортных средств; площади территорий; плотности населения и дорог с твердым покрытием населения). 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).

3. Усовершенствован метод обследования структуры и интенсивности АТП и расчета выбросов вредных (загрязняющих) веществ на городских автомагистралях Санкт-Петербурга. Расчеты выбросов предлагается выполнять по 7 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.

4. Проведен сбор и обработка данных о параметрах АТП в городах: Санкт-Петербург (средняя интенсивность - около 3000 авт./ч), Архангельск (1300 авт/ч), Астрахань (2250 авт/ч), Сыктывкар (1100 авт/ч), Череповец (1700 авт/ч), Кириши (800 авт/ч), Губкин (около 400 авт/ч).

5. Обоснована возможность использования математической модели по расчету концентраций в атмосферном воздуха вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий, для оценки загрязнения воздушного бассейна выбросами. Коэффициент корреляции между расчетными и инструментальными значениями концентраций составил 11=0,69 - 0,72.

6. Показано, что наиболее реальным способом получения достоверной информации об общегородском загрязнении атмосферного воздуха, как на существующее положение так и на перспективу, являются сводные расчеты загрязнения атмосферы от всей совокупности промышленных, транспортных предприятий и автотранспорта, движущегося по городским автомагистралям.

6. Разработан метод расчета выбросов автотранспорта вблизи регулируемого перекрестка и оценки их воздействия на атмосферный воздух. Представлены сценарии распределения автотранспортных потоков и алгоритм расчетов выбросов и концентраций ЗВ вблизи перекрестков, а также результаты расчетов.

7. Проведены расчеты и анализ полей максимальных концентраций примесей в городах, расположенных в различных климатических зонах, с различной интенсивностью движения автотранспорта: Санкт-Петербург, Архангельск, Астрахань, Сыктывкар, Череповец (Вологодская обл.) Кириши (Ленинградская обл.), Губкин (Белгородская обл.). Установлено: во всех исследуемых городах загрязнение атмосферного воздуха диоксидом азота и оксидом углерода весьма значительно:

от 1.5 ПДКмр по диоксиду азота вблизи автомагистралей в Киришах до 10 ПДК вблизи автомагистралей Санкт-Петербурга,

от 2-х ПДКмр по оксиду углерода в Киришах до 4-7 ПДКмр в Астрахани.

Выбросы других ЗВ не создают повышенное загрязнение атмосферного воздуха во всех исследуемых городах.

8. Представлен "Комплекс мер по снижению по снижению вклада автотранспорта в загрязнение атмосферного воздуха ". Проанализированы меры по снижению выбросов автотранспорта, предпринимаемые в странах ЕС, основными из которых являются усовершенствование технических характеристик единичного АТС в соответствии с законодательными нормативами.

9. Разработана методология оценки эффективности технических и организационно-градостроительных мероприятий по снижению воздействия автотранспорта на атмосферный воздух. Для оценки загрязнения атмосферного воздуха по городу в целом вводятся критерии: площади потенциального загрязнения со значениями максимальных концентраций, превышающими 1 ПДК и 5 ПДК, отнесенные к площади города. Обосновано применение данной методологии на конкретных примерах.

10. Проведен анализ эффективности технических мероприятий по снижению выбросов автотранспорта с целью достижения нормативов качества атмосферного воздуха в городах: Санкт-Петербург, Архангельск, Астрахань, Сыктывкар, Череповец, Кириши, Губкин.

11.Сделаны выводы: выполнение всеми категориями АТС европейских требований, соответствующих экологическому уровню

«Ееро-1»

достаточно для соблюдения гигиенических критериев качества атмосферного воздуха по оксиду углерода во всех исследуемых городах, кроме г.Лрхангелька, где значительный вклад в концентрацию выбрасываемых загрязняющих веществ вносят грузовой автотранспорт и автобусы; недостаточно для соблюдения гигиенических критериев качества атмосферного воздуха по диоксиду азота во всех исследуемых городах;

«Евро-2»

достаточно 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;

недостаточно для соблюдения гигиенических критериев качества атмосферного воздуха по диоксиду азота в мегаполисах и городах с преобладающим вкладом грузового автотранспорта и автобусов. В связи с этим, улучшение экологических характеристик всех категорий АТС в соответствие с современными европейскими нормами («Евро-3» , «Евро-4»), как при существующей, так и при постоянно увеличивающейся интенсивности автотранспортного движения, является актуальным и своевременным.

12. Проведен анализ эффективности организационно-градостроительных мероприятий на примере Санкт-Петербурга и Архангельска. С помощью расчётных методов моделирования показано:

обновление автотранспортного парка и введение в эксплуатацию кольцевой автодороги Санкт-Петербурга существенное улучшает качество атмосферного воздуха в городе;

расширение дорожного полотна, замена регулируемого перекрестка на транспортную развязку в двух уровнях, замена регулируемого перекрестка на кольцевую развязку в одном уровне г.Архангельске позволит снизить максимальные приземные концентрации диоксида азота и оксида углерода по сравнению существующим положением.

Основные публикации, отражающие содержание диссертации

Публикации в изданиях, включенные в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий

1. Волкодаева М.В., Полуэктова М.М., Хватов В.Ф. 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

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

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

4. Волкодаева М.В., Хватов В.Ф. Влияние технических нормативов выбросов автотранспорта на качество атмосферного воздуха. // Двигате-лестроение. №1 январь-март. СПб., 2008. с.41-45.

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

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

7. Волкодаева М.В. К вопросу о расчетах загрязнения атмосферного воздуха выбросами автотранспорта. // Экология урбанизированных территорий. № 3, М., 2008. с.103-109.

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

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

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

Монографии

11. Потапов А.И., Волкодаева М.В., Хватов В.Ф. и др. Пути решения экологических проблем автотранспорта. СПб.: Гуманистика, 2006. - 650 с.

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

Статьи

13. Волкодаева М.В., Николаев В.Д., Панфилова Г.А. 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.

14. Веретина М.Ф., Волкодаева М.В., Климанова Е.Л. 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.

15. Волкодаева М.В., Буренин Н.С. К оценке воздействия автотранспорта на атмосферу г.Санкт-Петербурга. // Информационный бюллетень №1 : «Вопросы охраны атмосферы от загрязнения», НПК «Атмосфера». СПб, 1994. с.32 - 41.

16. Волкодаева М.В., Буренин Н.С., Хватов В.Ф. Анализ состояния вопроса о выбросах и загрязнении воздуха автотранспортом в городах РФ. // Информационный бюллетень № 1: «Вопросы охраны атмосферы от загрязнения», НПК «Атмосфера». СПб, 1995. с.56 - 66.

17. Волкодаева М.В., Ивлева Т.П., Сонькин Л.Р. Прогноз высоких уровней загрязнения воздуха, создаваемого выбросами автотранспорта. // Информационный бюллетень №1 : «Вопросы охраны атмосферы от загрязнения», НПК «Атмосфера». СПб, 1995. с.80 - 88.

18. Волкодаева М.В., Сонькин Л.Р. Метод прогноза загрязнения воздуха в районе отдельных автомагистралей. // Информационный бюллетень №2 : «Вопросы охраны атмосферы от загрязнения», НПК «Атмосфера». СПб, 1996. с.22 - 28.

19. Волкодаева М.В. Методы прогноза загрязнения воздуха автотранспортом. //Труды ГГО. СПб, 1998 - вып.547. с.88-99.

20. Буренин Н.С., Волкодаева М.В., Николаев С.Н., Хватов В.Ф. Загрязнение воздуха выбросами автотранспорта в Санкт-Петербурге. // Сборник трудов НИИ Атмосфера. СПб, 1999.-С.106-112.

21. Волкодаева М.В., Потапов А.И., Николаев С.Н., Хватов В.Ф., Кудрявцева Н.В. Прогнозирование загрязнения воздуха в транспортных коридорах отработавшими газами автотранспорта. // Сборник трудов 2-ой международной Евроазиатской конференции по транспорту "Пути решения экологических проблем транспортных коридоров",- СПб., 2000. с.253-266.

22. Волкодаева М.В., Полуэктова М.М. Оценка качества атмосферного воздуха при реализации европейских требований на ограничение выбросов автотранспорта (на примере отдельных автомагистралей г. Санкт-Петербурга). //Информационный бюллетень №1: «Вопросы охраны атмосферы от загрязнения», НПК «Атмосфера», - СПб, 2005.-С.121-132.

23. Волкодаева М.В., Полуэктова М.М. Определение зоны распространения загрязняющих веществ, поступающих в приземный слой атмосферы с выбросами городского автотранспорта (на примере отдельных городов России) // Информационный бюллетень №2: «Вопросы охраны атмосферы от загрязнения», НПК «Атмосфера», - СПб, 2005.-С.92-102.

24. Волкодаева М.В., Полуэктова М.М. 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» 2224 марта 2005г., - СПб.: СПбГАУ, 2005.-С.128-135.

25. Волкодаева М.В., Полуэктова М.М., Хватов В.Ф. Влияние улучшенных экологических характеристик автотранспорта на уровень загрязнения атмосферного воздуха Санкт-Петербурга. // Сборник трудов Международной конференции «Приборостроение в экологии и безопасности человека» 31.01-02.02.2007 г. СПб, 2007., с.70-72.

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

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

28. Волкодаева М.В., Шпакова E.H. 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.

29. Волкодаева М.В., Канчан Я.С. 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.

30. Волкодаева М.В., Звягина H.H., Канчан Я.С., Прокофьев М.Ю. О некоторых аспектах контроля параметров источников загрязнения атмосферы при экологическом контроле. //Сборник трудов НИИ Атмосфера. СПб.: НИИ Атмосфера, 2008. с.140-161.

31. Волкодаева М.В., Звягина H.H., Канчан Я.С 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.

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

42. Волкодаева М.В Полуэктова М.М., Левкин A.B. 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.

43. Волкодаева М.В., Шпакова E.H. 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.

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

45. Волкодаева М.В., Канчан Я.С. О возможной аппроксимации схемы расчёта параметров См, *м, "м одиночного точечного источника загрязнения атмосферы. // Сборник трудов НИИ Атмосфера. СПб.: НИИ Атмосфера, 2009. с.179-185.

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

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

Подписано в печать 15.05.09. Формат 60*84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Печ. л. 2,25. Тираж 100 экз. Заказ 27.

Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии Издательства СПбГЭТУ "ЛЭТИ"

Издательство СПбГЭТУ "ЛЭТИ" 197376, С.-Петербург, ул. Проф. Попова, 5

Содержание диссертации, доктора технических наук, Волкодаева, Марина Владимировна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 Атотранспорт, как источник загрязнения атмосферного воздуха.

1.1 Автомобильные выбросы и тенденция их изменения.

1.2 Состав выбросов вредных (загрязняющих) веществ в отработавших газах.

1.3 Реакция человеческого организма на загрязнение атмосферного воздуха выбросами автотранспорта.

1.4 Гигиенические критерии качества атмосферного воздуха, принятые в РФ и ЕС.

ГЛАВА 2 Современные подходы к расчету выбросов вредных загрязняющих веществ от автотранспорта и методам оценок загрязнения атмосферного воздуха выбросами автотранспорта. Методика исследования.

2.1 Методология расчетов выбросов в Евросоюзе.

2.2 Методология расчетов выбросов в РФ.

2.3 Математическое моделирование процессов рассеяния вредных (загрязняющих) веществ в атмосферном воздухе.

2.4 Подход к выполнению исследования. Характеристика использованного материала.

2.4.1 Существующие методы оценок характеристик атмосферного воздуха выбросами автотранспорта.

2.4.2 Характеристика использованного материала.

ГЛАВА 3 Методика расчета годовых выбросов автотранспорта в регионах РФ.

3.1 Анализ структуры и возраста основных категорий автотранспорта

3.2 Расчет суммарных годовых выбросов вредных (загрязняющих) веществ.

3.3 Определение среднегодовых пробегов различных категорий автотранспортных средств.

3.4 Оценка выбросов автотранспорта в различных регионах РФ.

ГЛАВА 4 Метод оценки загрязнения атмосферного воздуха выбросами автотранспорта.

4.1 Нормирование выбросов автотранспорта, расположенного на производственной площадке.

4.2 Метод обследовани структуры и интенсивности атранспортного потока и расчета выбросов на автомагистралях.

4.3 Сводные расчеты загрязнения атмосферного воздуха как инструмент оценки вкладов выбросов автотранспотрта в загрязнение атмосферного воздуха.

4.4 Анализ влияния выбросов автотранспорта на уровень загрязнения атмосферного воздуха вблизи отдельных автомагистралей.

4.5 Метод расчета выбросов автотранспорта вблизи регулируемого перекрестка и оценки их воздействия на атмосферный воздух.

ГЛАВА 5 Методология оценки эффективности мероприятий по снижению вклада автотранспорта в загрязнение атмосферного воздуха.

5.1 Комплекс мер по снижению выбросов автотранспорта.

5.2 Технические меры по снижению выбросов автотранспорта в странах ЕС.

5.3 Организационно-технические и планировочно-градостроительные меры по снижению выбросов автотранспорта в странах ЕС.

5.4 Применения комплексных (сводных) расчётов в РФ для оценки эффективности технических мер по уменьшению выбросов автотранспорта в городах РФ.

5.5 Применения комплексных (сводных) расчётов загрязнения атмосферы для оценки эффективности организационно-градостроительных мероприятий.

5.6 Методология оценки эффективности мероприятий по снижению вклада автотранспорта в загрязнение атмосферного воздуха.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Научно-методические основы оценки воздействия автотранспорта на атмосферный воздух"

Актуальность темы

Экологическая оценка условий жизнедеятельности людей становится всё более востребованной и распространяется на всё более широкий круг компонентов среды обитания. При выборе людьми места проживания и работы, продуктов питания, одежды, бытовых приборов и т.д. всё большую, а, иногда, и определяющую роль играют экологические требования. Требования к качеству атмосферного воздуха отличаются от экологических требований ко многим другим компонентам среды обитания тем, что для большинства жителей городов выполнение этих требования в индивидуальном порядке практически невозможно. Действительно, отдельный человек может купить продукты, воду, одежду и бытовые приборы, удовлетворяющие определённым гигиеническим стандартам, но, вряд ли, в быту могут получить широкое распространение противогазы и маски, обеспечивающие необходимую чистоту вдыхаемого воздуха. Использование бытовых воздухоочистителей связано с ощутимыми расходами на их приобретение, установку и эксплуатацию и сопряжено с рядом побочных эффектов, которые, часто, могут вызвать сомнения в целесообразности их применения.

Атмосферный воздух, как никакой другой компонент среды обитания, требует управления действиями по его охране на уровне городов и других населенных пунктов (далее, городов). В больших городах к числу основных источников загрязнения атмосферного воздуха относится автотранспорт. Отходящие газы двигателей содержат сложную смесь из более двухсот компонентов, среди которых немало канцерогенов. Вредные вещества поступают в воздух практически в зоне дыхания человека. Поэтому автомобильный транспорт следует отнести к наиболее опасным источникам загрязнения атмосферного воздуха, для оценки выбросов которого и воздействия на атмосферный воздух необходим научно обоснованный подход.

Охрана атмосферного воздуха является основной целью Федерального Закона "Об охране атмосферного воздуха" (№ 96-ФЗ от 04 мая 1999 г.). Закон направлен на решение таких задач как сохранение чистоты и улучшение состояния загрязнения атмосферного воздуха, предотвращение и снижение вредных воздействий на атмосферу, вызывающих неблагоприятные последствия на здоровье людей, растительный и животный мир. В статье 3 ФЗ № 96-ФЗ говориться о необходимости системного и комплексного подхода, как одного из основных принципов государственного управления в области охраны атмосферного воздуха.

Данная работа посвящена проблемам оценки выбросов и загрязнения атмосферного воздуха выбросами автотранспорта и возможным путям ее решения. В работе проанализировано состояние загрязнения воздуха в различных городах, разработаны методы оценки выбросов автотранспорта, как суммарных годовых, так и максимальных; предложена методология оценки эффективности мероприятий по снижению выбросов автотранспорта для улучшения качества атмосферного воздуха.

В диссертации представлено обобщение выполненных автором в 19872008 годах исследований в области создания научно-методических основ оценки воздействия автотранспорта на атмосферный воздух.

Быстрый рост численности автомобильного парка усиливает сопутствующие автомобилизации негативные процессы, особенно остро проявляющиеся в крупных городах. Средний уровень автомобилизации в стране на конец 2007 г. достиг 250 автомобилей на 1000 жителей, по легковым автомобилям - 207 ед. на 1000 жителей. В крупных и крупнейших городах России он значительно выше: в Москве на 1000 жителей приходится более 350 автомобилей, в том числе легковых — почти 300. Сравним эти показатели с данными ООН: США - 800 машин на тысячу жителей, Франция и Германия — 600, Великобритания - 550, Нидерланды - более 500, Белоруссия - 200 [71, 106, 107].

Мировым парком автомобилей ежегодно выбрасывается в атмосферу свыше 300 млн. тонн загрязняющих веществ, в том числе: оксида углерода — 260 млн. т, летучих органических соединений - 40 млн.т, оксидов азота — 20 млн. т [107].

Во многих городах России выбросы автотранспорта преобладают над выбросами стационарных источников. Так, например, в Москве в 2007 году автотранспортом было выброшено 1073 тыс. т вредных веществ. Вклад автотранспорта в суммарные выбросы составил 92,5%, в том числе: оксида углерода - 93,6%, оксидов азота - 85%, углеводородов - 89,8%. К крупным городам с определяющим вкладом выбросов автотранспорта относятся в первую очередь: Санкт-Петербург, Екатеринбург, Омск, Ростов-на-Дону. Особо следует сказать о курортных городах, таких как Сочи, Кисловодск, где автотранспорт является основным источником загрязнения воздуха. Выбросы автотранспорта в этих городах составляют более 95 % от суммарных выбросов [90].

Во многих городах, как нашей страны, так и мира концентрации вредных веществ в воздухе, создаваемые выбросами автотранспорта, превышают стандарты качества атмосферного воздуха. В связи с этим проблема снижения негативного воздействия автотранспорта на здоровье людей, воздушный и водный бассейны, растительный и животный мир, почвы весьма актуальна.

Уровень загрязнения воздуха вредными примесями зависит не только от количества выбросов вредных веществ, но и от условий рассеивания примесей в атмосфере.

Полное решение проблемы уменьшения загрязнения воздуха автотранспортом зависит, в первую очередь, от технических мероприятий, касающихся повышения экологичности каждого автомобиля и уменьшения токсичности автомобильных выбросов. Это - долгосрочная программа, требующая больших материальных затрат и времени. Определить целесообразность и достаточность тех или иных технических и организационных мероприятий по снижению выбросов автотранспорта позволяют модельные расчеты загрязнения атмосферного воздуха с учетом информации о существующих уровнях загрязнения воздуха в городах и мероприятий по снижению выбросов автотранспорта. Однако в первую очередь необходимо оценить сами выбросы вредных загрязняющих веществ автотранспорта.

Обзор экологических программ, принятых в регионах и в крупных городах РФ, показал, что в рассмотренных программах, не нашли отражение задачи проведения сводных (комплексных) расчетов загрязнения атмосферного воздуха для прогноза результатов реализации определённых сценариев управляющих воздействий [60].

Разработка методологии оценки выбросов и загрязнения атмосферного воздуха, создаваемого автотранспортом в настоящее время является актуальной задачей.

Цель работы

Задачи исследований:

- разработка научно-методических основ оценки воздействия автотранспорта на атмосферный воздух;

- разработка метода расчета годовых выбросов вредных (загрязняющих) веществ (ЗВ) от автотранспорта для регионов РФ;

- разработка метода расчета максимальных выбросов ЗВ от АТП на городских автомагистралях городов;

- выбор и обоснование метода расчета загрязнения атмосферного воздуха выбросами автотранспорта;

- расчет и анализ загрязнения- атмосферного воздуха как вблизи отдельных автомагистралей и перекрестков, так и в целом по городам с различной интенсивностью движения АТП, расположенным в разных климатических зонах;

Объекты, предметы и методы исследования

Нормативно-информационная база

Законодательные нормативные акты Российской Федерации, международные нормативные акты, стандарты, качества атмосферного воздуха населенных мест, отчеты о выполнении научно-исследовательских и изыскательских работ, периодические издания, книги, статьи отечественных и зарубежных авторов, диссертации, материалы научных конференций и др.

Научная новизна работы заключается в следующем:

Практическая ценность и внедрение результатов работы

Результаты выполненных исследований представляют интерес для природоохранных органов; органов государственной власти; органов местного самоуправления; проектных организаций, разрабатывающих проекты транспортной инфраструктуры и генеральных планов развития городов; фирм, занимающихся оценкой воздействия хозяйственной деятельности , на атмосферный воздух и экологическим.мониторингом.

Результаты научных исследований послужили основой для разработки методических документов по охране атмосферного воздуха, в том числе "Методического пособия по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух"- рекомендованному Управлением государственного экологического контроля Ростехнадзора к применению на территории РФ. Ряд методик ("Методика определения выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух от автотранспортных потоков, движущихся по автомагистралям Санкт-Петербурга", "Методика расчета выбросов автотранспорта вблизи регулируемого перекрестка и; оценки их воздействия на атмосферный воздух Санкт-Петербурга", "Методика по проведению сводных расчётов на основе компьютерного банка данных о выбросах вредных (загрязняющих). веществ «Системы^ Эколог-город Санкт-Петербург»") утверждены распоряжением Комитеташоуприродопользованию, охране окружающей среды и обеспечению; экологическою безопасности . Санкт-Петербурга.

Расчеты выбросов и полей приземных максимальных концентраций примесей, послужили основанием для разработки комплекса мер по борьбе с загрязнением воздуха, автотранспортом* в гг. Санкт-Петербург, Сыктывкар, Астрахань, Архангельск и др., а также программы приоритетного финансирования. Правительства Санкт-Петербурга . по строительству и реконструкции. объектов; улично-дорожной сети Санкт-Петербурга на 20042008 годы. Результаты работы использовались в сводных томах «Охрана атмосферы и-предельно допустимые выбросы (ПДВ)» для вышеперечисленных городов.

Достоверность результатов и выводов диссертации

Достоверность полученных результатов подтверждается корректным выбором методов исследований и. полнотой используемого фактического материала (данные наблюдений стационарных постов Государственной-службы наблюдений за состоянием окружающей среды; данные экспедиционных измерений концентраций примесей вблизи отдельных автомагистралей и перекрестков; данные расчетных концентраций примесей, полученные на основе реальных обследований параметров АТП в городах РФ; статистическая информация о: автомобильных парках, площадях территорий, плотности населения и дорог с твердым покрытием всех регионов Российской Федерации), а также высокими коэффициентами корреляции между расчетными и инструментальными значениями концентраций ЗВ.

Основные положения, выносимые на защиту:

1 Метод расчета годовых выбросов ЗВ в атмосферный воздух от автотранспорта с учетом возрастной структуры автомобильных парков регионов; среднегодовых пробегов различных категорий автотранспортных средств (АТС); площади территорий; плотности населения и дорог с твердым покрытием;

2 Метод расчета максимальных выбросов ЗВ в атмосферный воздух от АТП на городских автомагистралях и перекрестках с учетом экологической классификации автомобильной техники в зависимости от уровня выбросов ЗВ.

3 Обоснование использования математической модели по расчету концентраций в атмосферном воздуха вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий, для оценки загрязнения воздушного бассейна выбросами автотранспорта.

4 Зависимости формирования уровней загрязнения атмосферного воздуха от экологической классификации АТС, интенсивности АТП, численности населения, площадей и географического расположения городов.

5 Комплексное решение проблемы оценки воздействия автотранспорта на загрязнение атмосферного воздуха.

Апробация работы

Основные результаты диссертации докладывались на всероссийских и международных конференциях, семинарах, симпозиумах в 2000-2008 гг.: Третьей Международной Евроазиатской конференции по транспорту, (Санкт-Петербург, 12-15 сентября 2003 г.), Международной научно-технической конференции "Улучшение эксплуатационных показателей двигателей, тракторов и автомобилей" (Санкт-Петербург, 22-24 марта 2005г.), семинаре "Современные проблемы нормирования выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в отраслях промышленности и транспорта" (Нижневартовск, декабрь, 2005 г.), Всероссийском семинаре «Реализация новых полномочий субъектов Российской Федерации в области охраны окружающей среды в связи с изменением федерального законодательства. Опыт Санкт-Петербурга» (Санкт-Петербург, 30-31 мая 2006 г.), Международной конференции "Приборостроение в экологии и безопасности человека»" (Санкт-Петербург, 31.01-02.02.2007 г.), Международной научно-практической конференции «Информационные технологии как основа управления в сфере рационального природопользования и охраны окружающей среды» (Санкт-Петербург, 29-30 ноября 2007 г.), 11-й Всероссийской конференции "Нормативно-методическое, техническое и информационное обеспечение воздухоохранной деятельности "Атмосфера-2008" (Санкт-Петербург, февраль 2008 г.), II международном конгрессе "Безопасность на дорогах ради безопасности жизни" (Санкт

Петербург, сентябрь 2008 г.), семинаре-слушании «Гигиеническое, технологическое и экологическое нормирование выбросов в атмосферу: область применения, система контроля и этапы внедрения» (Евпатория, 29 сентября-03 октября 2008 г.), Втором Международном Невском конгрессе (Санкт-Петербург, декабрь 2008 г.).

Публикации и личный вклад автора

По теме диссертации опубликовано 47 научных работ, из них 2 монографии; в изданиях, включенных в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий — 10 статей.

Структура и объем работы

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Волкодаева, Марина Владимировна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные выводы и результаты диссертации состоят в следующем:

1 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%.

2 Разработан и применен в 83-х регионах РФ метод расчета годовых выбросов ЗВ от автотранспорта с учетом региональных особенностей (возрастной структуры автомобильных парков регионов, среднегодовых пробегов различных категорий автотранспортных средств, площади территорий, плотности населения и дорог с твердым покрытием населения). 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).

3 Усовершенствован метод обследования структуры и интенсивности АТП и расчета выбросов вредных (загрязняющих) веществ на городских автомагистралях Санкт-Петербурга. Расчеты выбросов предлагается выполнять по 7 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.

4 Проведен сбор и обработка данных о параметрах АТП в городах: Санкт-Петербург (средняя интенсивность - около 3000 авт./ч), Архангельск (1300 авт/ч), Астрахань (2250 авт/ч), Сыктывкар (1100 авт/ч), Череповец (1700 авт/ч), Кириши (800 авт/ч), Губкин (около 400 авт/ч).

5 Обоснована возможность использования математической модели по расчету концентраций в атмосферном воздуха вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий, для оценки загрязнения воздушного бассейна выбросами. Коэффициент корреляции между расчетными и инструментальными значениями концентраций составил R-0,69 - 0,72.

6 Показано, что наиболее реальным способом получения достоверной информации об общегородском загрязнении атмосферного воздуха, как на существующее положение так и на перспективу, являются сводные расчеты загрязнения атмосферы от всей совокупности промышленных, транспортных предприятий и автотранспорта, движущегося по городским автомагистралям.

6 Разработан метод расчета выбросов автотранспорта вблизи регулируемого перекрестка и оценки их воздействия на атмосферный воздух. Представлены сценарии распределения автотранспортных потоков и алгоритм расчетов выбросов и концентраций ЗВ вблизи перекрестков, а также результаты расчетов.

7 Проведены расчеты и анализ полей максимальных концентраций примесей в городах, расположенных в различных климатических зонах, с различной интенсивностью движения автотранспорта: Санкт-Петербург,

Архангельск, Астрахань, Сыктывкар, Череповец (Вологодская обл.) Кириши (Ленинградская обл.), Губкин (Белгородская обл.). Установлено: во всех исследуемых городах загрязнение атмосферного воздуха диоксидом азота и оксидом углерода весьма значительно: от 1.5 ПДКмр по диоксиду азота вблизи автомагистралей в Киришах до 10 ПДК вблизи автомагистралей Санкт-Петербурга, от 2-х ПДКмр по оксиду углерода в Киришах до 4-7 ПДКмр в Астрахани.

Выбросы других ЗВ не создают повышенное загрязнение атмосферного воздуха во всех исследуемых городах.

8 Представлен "Комплекс мер по снижению по снижению вклада автотранспорта в загрязнение атмосферного воздуха ". Проанализированы меры по снижению выбросов автотранспорта, предпринимаемые в странах ЕС, основными из которых являются усовершенствование технических характеристик единичного АТС в соответствии с законодательными нормативами.

9 Разработана методология оценки эффективности технических и организационно-градостроительных мероприятий по снижению воздействия автотранспорта на атмосферный воздух. Для оценки загрязнения атмосферного воздуха по городу в целом вводятся критерии: площади потенциального загрязнения со значениями максимальных концентраций, превышающими 1 ПДК и 5 ПДК, отнесенные к площади города. Обосновано применение данной методологии на конкретных примерах.

10 Проведен анализ эффективности технических мероприятий по снижению выбросов автотранспорта с целью достижения нормативов качества атмосферного воздуха в городах: Санкт-Петербург, Архангельск, Астрахань, Сыктывкар, Череповец, Кириши, Губкин.

11 Сделаны выводы: выполнение всеми категориями АТС европейских требований, соответствующих экологическому уровню

Евро-1» достаточно для соблюдения гигиенических критериев качества атмосферного воздуха по оксиду углерода во всех исследуемых городах, кроме г,Архангельска, где значительный вклад в концентрацию выбрасываемых загрязняющих веществ вносят грузовой автотранспорт и автобусы; недостаточно для соблюдения гигиенических критериев качества атмосферного воздуха по диоксиду азота во всех исследуемых городах;

Евро-2» достаточно для соблюдения гигиенических критериев качества атмосферного воздуха по диоксиду азота и оксиду углерода в городах с численностью населения менее 500 тыс.человек и с незначительным вкладом грузового автотранспорта и автобусов; недостаточно для соблюдения гигиенических критериев качества атмосферного воздуха по диоксиду азота в мегаполисах и городах с преобладающим вкладом грузового автотранспорта и автобусов.

В связи с этим, улучшение экологических характеристик всех категорий АТС в соответствие с современными европейскими нормами {«Евро-3» , «Евро-4»), как при существующей, так и при постоянно увеличивающейся интенсивности автотранспортного движения, является актуальным и своевременным.

12 Проведен анализ эффективности организационно-градостроительных мероприятий на примере Санкт-Петербурга и Архангельска. С помощью расчётных методов моделирования показано: обновление автотранспортного парка и введение в эксплуатацию кольцевой автодороги Санкт-Петербурга существенное улучшает качество атмосферного воздуха в городе; расширение дорожного полотна, замена регулируемого перекрестка на транспортную развязку в двух уровнях, замена регулируемого перекрестка на кольцевую развязку в одном уровне г.Архангельске позволит снизить максимальные приземные концентрации диоксида азота и оксида углерода по сравнению существующим положением.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора технических наук, Волкодаева, Марина Владимировна, Санкт-Петербург

1. Автомобильный справочник. Первое издание. Перевод с английского. Издат-во «За рулём», М., 2000.-896 с.

2. Автомобильный рынок России — 2004. Изд-во "Семь верст", Тольятти,2005. -257 с.

3. Автомобильный рынок России — 2005. Изд-во "Семь верст", Тольятти,2006. -512 с.

4. Автомобильный рынок России — 2006. Изд-во "Семь верст", Тольятти,2007. -319 с.

5. Автомобильный рынок России — 2007. Изд-во "Семь верст", Тольятти,2008. -304 с.

6. Автотранспортное загрязнение придорожных территорий // В.П. Подольский, В.Г. Артюхов, B.C. Турбин, А.Н. Канищев. — Воронеж: Изд-во Воронеж, гос. ун-та, 1999.-261 с.

7. Автотранспортный комплекс и экологическая безопасность: Моск. гор. науч.-практ. конф. // Правительство Москвы, Упр. ГИБДД ГУВД Москвы и др.; Редкол.: В.Б. Зотов и др. Прима-ресс. М.-С. 1999.-306 с.

8. Батько Б.М. Соискателю ученой степени: Практические рекомендации (от диссертации до диссертационного дела). — 5-е изд., переработанное, дополненное. СПб.: МОП АНО «НТЦ им. Л.Т.Тучкова», 2008. - 351 с.

9. Берлянд М.Е. Современные проблемы атмосферной диффузии и загрязнения атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат. 1975.-448 с.

10. Берлянд М.Е. Прогноз и регулирование загрязнения атмосферы. -Л.:Гирометеоиздат, 1985.-272 с.

11. Берлянд М.Е., Генихович Е.Л., Оникул Р.И. Моделирование загрязнения атмосферы выбросами из низких и холодных источников. Метеорология и гидрология. 1990. - № 5, -С.5-16.

12. Безуглая Э.Ю. Мониторинг состояния загрязнения атмосферы в городах Л.: Гидрометеоиздат, 1986.-200 с.

13. Безуглая Э.Ю., Расторгуева Г.П., Смирнова И.В. Чем дышит промышленный город.- Л.: Гидрометеоиздат. 1991.-255 с.

14. Безуглая Э.Ю., Смирнова И.В. Воздух городов и его изменение. Спб, 2008.-253 с.

15. Боева М.А., Квасинкова Е.В., Ставров О.А. Стукин Е.Д. Расчет и прогнозирование выбросов специфических вредных веществ автотранспортом. Тр.ин-та геофиз. - 1989 - № 73 -С.67-72.

16. Бочкарева Т.В. Экологический "джин" урбанизации. М.: Мысль, 1988.270 с.

17. Бубник И., Хесек Ф. Метод краткосрочного прогноза загрязнения атомсферы в ЧССР. Сб.докладов на международном совещании ВМО PA-VI. — 1984 -С.96-101.

18. Беккер А.А., Агаев Т.Б. Охрана и контроль загрязнения природной среды. Л.: Гидрометеоиздат., 1989.-286 с.

19. Буренин Н.С. Некоторые результаты наблюдений за загрязнением воздуха на автомагистралях. Тр.ГГО, 1974, вып. 14 -С.136-147.

20. Буренин Н.С. Загрязнение атмосферного воздуха выхлопными газами автомобилей. Труды ГГО, 1975, вып.325 - С.135-144.

21. Буренин Н.С. Влияние микроклимата на загрязнение атмосферы автотранспортом. Труды ГТО, 1985 - вып.495. JL, -С.54-60.

22. Буренин Н.С. и др. Экспериментальные исследования загрязнения воздуха промышленными и транспортными выбросами. В сб. международной конференции ВМО по моделированию загрязнения атмосферы и его применениям. М., Гидрометеоиздат, 1986. -С.83-84.

23. Буренин Н.С., Иванченко И.С., Максимов В.И., Салкина Т.И., Цыро С.Г., Яновский И. С. Некоторые результаты изучения распространения выбросов автотранспорта в натуральных условиях в модельной застройке. Труды ГГО, - 1989 - вып.521 -С.152-158.

24. Буренин Н.С., Горяинов А.Н., Николаев В.Д. Экомобиль: мечта или реальность? СПб. ДНТП, 1992. -56 с.

25. Буренин Н.С., Волкодаева М.В. К оценке воздействия автотранспорта на атмосферу г.Санкт-Петербурга. СПб. Вопросы охраны атмосферы от загрязнений. Информационный бюллетень. - № 1. 1994 -С.32-41.

26. Буренин Н.С., Потапов А.И., Хватов В.Ф. Экологическая безопасность автотранспорта в Санкт-Петребурге. СПб, Из-во Международного фонда истории науки. 1994. 48 с.

27. Буренин Н.С., Волкодаева М.В., Хватов В.Ф. Анализ состояния вопроса о выбросах и загрязнении воздуха автотранспортом в городах РФ. СПб. -Вопросы охраны атмосферы от загрязнений. Информационный бюллетень. № 1, 1995 -С.56-66.

28. Буренин Н.С., Волкодаева М.В., Николаев С.Н., Хватов В.Ф. Загрязнение воздуха выбросами автотранспорта в Санкт-Петербурге. Сборник трудов НИИ Атмосфера. СПб, 1999,-С.106-113

29. Буренин Н.С., Канчан, Я.С., Двинянина О.В. О возможности использования сводных расчетов загрязнения атмосферы города прирешении задач, связанных с управлением качеством атмосферного воздуха. Сборник трудов НИИ Атмосфера, Спб, 1999 г. С.93-105.

30. Буренин Н.С., Волкодаева М.В., Миляев В.Б. Нормирование выбросов автотранспорта. ч.1 Экология производства, М., № 8, 2008 С.64-69.

31. Буренин Н.С., Волкодаева М.В., Миляев В.Б. Нормирование выбросов автотранспорта. ч.2 Экология производства, М., № 9, 2008 С.41-43.

32. Васильев В.А., Мазуров Г.И., Тортунаков Е.С. Экологический менежмент и устойчивое развитие. Менежмент XXI века. Управление развитием, СПб,., РГПУ им.А.И.Герцена, 2005. -232с.

33. Волкодаева М.В., Ивлева Т.П., Сонькин Л.Р. Прогноз высоких уровней загрязнения воздуха, создаваемого выбросами автотранспорта. С.-Пб., Вопросы охраны атмосферы от загрязнений. Информационный бюллетень № 1, 1995 - С.80-88.

34. Волкодаева М.В., Сонькин Л.Р. Метод прогноза загрязнения воздуха в районе отдельных автомагистралей. С.-Пб. Вопросы охраны атмосферы от загрязнений. Информационный.бюллетень. № 26 1996 - С.22-28.

35. Волкодаева М.В. Методы прогноза загрязнения воздуха автотранспортом. Труды ГГО, СПб, 1998- вып.547 С.88-99.

36. Волкодаева М.В. Диссертация «Анализ и прогноз загрязнения воздуха выбросами автотранспорта» // СПб., 1999. -136 с.

37. Волкодаева М.В., Канчан Я.С. 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.

38. Волкодаева М.В., Звягина Н.Н., Канчан Я.С. 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.

39. Волкодаева М.В., Полуэктова М.М., Столярова С.А. Оценка суммарных годовых выбросов автотранспорта в федеральных округах Российской Федерации Сборник трудов НИИ Атмосфера. СПб.: НИИ Атмосфера, 2008 С.196-213.

40. Волкодаева М.В., Хватов В.Ф. Влияние технических нормативов выбросов автотранспорта на качество атмосферного воздуха. Двигателестроение. СПб №1 январь-март, 2008 -С.41-45.

41. Волкодаева М.В., Канчан Я.С. 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.

42. Волкодаева М.В., Канчан Я.С. 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.

43. Волкодаева М.В., Полуэктова М.М. К вопросу о расчетах загрязнения атмосферного воздуха выбросами автотранспорта. Экология урбанизированных территорий, М. №3, 2008 -С. 103-109.

44. Волкодаева М.В. Зона влияния выбросов городского транспорта. Экология урбанизированных территорий, М. №4, 2008 г. -С.30-33.

45. Волкодаева М.В., Канчан Я.С. 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.

46. Волкодаева М.В., Головина Н.М., Канчан Я.С. Обзор экологических программ в городах и регионах Российской Федерации. Сборник трудов НИИ Атмосфера. СПб.: НИИ Атмосфера, 2009 -С.149-156.

47. Волкодаева М.В., Канчан Я.С. О возможной аппроксимации схемы расчёта параметров См, ^м одиночного точечного источника загрязнения атмосферы. Сборник трудов НИИ Атмосфера. СПб.: НИИ Атмосфера, 2009-С. 179-185. . .

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

49. Волкодаева М.В., .Хватов В.Ф., Федцов Д.В., Исмалов Э.Н. Токсичность отработавших газов и способы её снижения у современных автомобилей. Сборник трудов НИИ Атмосфера. СПб.: НИИ Атмосфера, 2009 -С.226-233.

50. Гаврилов А.С. Экологический программный комплекс для персональных ЭВМ. Теоретические основы и руководство пользователя ЭПК «ZONE»// СПб.: Гидрометеоиздат. 1992. -166с.

51. Газ в моторах. Использование природного газа в качестве моторного , топлива: Материалы I Моск. междунар. конф., Москва, 22-23 июля 1996г. М.: ВИНИТИ, 1996. -297с.

52. Генихович E.JI. и др., Оперативная модель расчета концентраций, осредненных за длительный период, Тр. ГГО, вып. 549, -С. 11-31

53. Генихович E.JI. К вопросу о применимости гауссовской модели для расчета загрязнения воздуха // Труды ГГО.- 1982, вып. 450 С.35-42.

54. Государственный доклад "О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2006 году". М. 2007. 76 с.

55. Государственный доклад "О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2007 году" М. 2008. 84 с.

56. ГОСТ 17.2.1.04-77. Охрана природы. Атмосфера. Источники и метеорологические факторы загрязнения, промышленные выбросы. Основные термины и определения. М., Из-во стандартов, 1977. 77 с.

57. ГОСТ 17.2.3.02-78. Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями. М., Из-во стандартов, 1979. — 18 с.

58. ГОСТ 17.2.1.03-84 "Охрана природы. Атмосфера. Термины и определения контроля загрязнения". 1985. 25 с.

59. ГОСТ 8.207-76. Прямые измерения с многократными наблюдениями Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения. М.1976, (переиздание -1985 г.). М., Из-во стандартов, 1977. 16 с.

60. ГОСТ Р 52438-2005. Географические информационные системы. Термины и определения. М., Из-во стандартинформ, 2006. 16 с.

61. ГОСТ 21667-76. Картография. Термины и определения. {Изменение № 2 принято Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии.и сертификации (протокол № 19 от 24.05.2001)}. — 40 с.

62. ГОСТ Р 52293-2004. Геоинформационное картографирование. Карты электронные топографические. Общие требования. М., 2005. 11 с.

63. Гронскёй К.Е., Грам Ф. Модель диффузии для задач регионального загрязнения воздуха. Сб.докладов на международном совещании ВМО PA-VI. - 1984 г.,-С.49-59.

64. Денисов В.Н., Рогалев В.А. Проблемы экологизации автомобильного транспорта. СПб., 2005. 312 с.

65. Денисов, В.Н., Цыплакова Е.Г. Загрязнение выбросами автотранспорта воздушной среды крупных городов России в условиях плотной жилойзастройки. Тезисы доклада межд. науч.-практ. Конф. "Воздух-2001", СПб., 2001, С.39-41.

66. Дитце Г. Прогноз потенциала диффузии с помощью оперативных прогнозов метеорологических параметров. Сб.докладов на международном совещании ВМО PA-VI. - 1984 г., - С. 128-134.

67. Дмитриев М.Т., Китросский Н.А. Механизм фотохимического загрязнения атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, - С.295-309.

68. Донченко В.К. Система контроля состояния окружающей среды (СК СОС) для управления экологически безопасным развитием Санкт-Петербурга \\ Региональная экология. 1994. - No.2 - С.39-50.

69. Дудышев В.Д. Перспективные технические разработки и изобретения по экологическому усовершенствованию автотранспорта // Экология и промышленность России. 1998. - Дек. - С.4-9.

70. Евгеньев И.Е., Каримов Б.Б. Автомобильные дороги в окружающей среде. — М., Трансдорнаука, 1997. 286 с.

71. Ежегодники состояния загрязнения воздуха и выбросов вредных веществ в атмосферу городов и промышленных центров Российской Федерации (России). Том «Выбросы вредных веществ». 1999-2006. СПб.

72. Ежегодники состояния загрязнения воздуха городов и промышленных центров Российской Федерации (России). 1992 1995. С.-Петербург, -1996

73. Ежегодник выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух городов и регионов Российской Федерации за 2006 год. Под ред.Миляева В.Б., Волкодаевой М.В. СПб.: НИИ Атмосфера, 2008. -319с.

74. Ежегодник состояния загрязнения атмосферного воздуха на территории Северного УГМС за 2006 г. Архангельск. 2007. 54 с.

75. Ежегодник состояния загрязнения атмосферного воздуха на территории Северо-Заадного УГМС за 2006 г. СПб. 2007. 45 с.

76. Ежегодник состояния загрязнения атмосферного воздуха на территории Северо-Кавказского УГМС за 2006 г. Ростов-на-Дону. 2007. -52с.

77. Звонов В.А. Токсичность двигателей внутреннего сгорания. М.: Машиностроение. - 1973. - 200 с.

78. Жегалин О.Н., Лупачев П.Д. Снижение токсичности автомобильных двигателей. М.: Транспорт, - 1985. -120с.

79. Исидоров В.А. Органическая химия атмосферы. Л.: "Химия", 1985. -265с.

80. Климатические характеристики условий распространения примесей в атмосфере. Справочное пособие., Л.: Гидрометеоиздат. 1983. -328с.

81. Клюг В. Происхождение и типы эпизодов загрязнения воздуха и их прогноз. Сб.докладов на международном совещании ВМО PA-VI. 1984., -С.19-27.

82. Кудрин А.И., Экология Москвы. Гор.хоз-во Москвы. - !990. - № 12. -С.2-3.

83. Луканин В.Н., Трофименко Ю.В. Снижение экологических нагрузок на окружающую среду при работе автомобильного транспорта. М.: Итоги науки и техники. 1996. -339с.

84. Луканин В.Н., Трофименко Ю.В. Промышленно-транспортная экология: Учеб. для вузов/ Под ред. В.Н. Луканина.- М.: Высш. шк., 2001.-273с.

85. Малов Р.В., Ерехов В.И., Шетинина В.А. Беляев В.Б. Автомобильный транспорт и защита окружающей среды. М.: Транспорт. - 1982. -200с.

86. Матвеев JI.T. Особенности метеорологического режима большого города. Метеорология и гидрология. - 1979. - № 5, -С.22-27.

87. Материалы второго международного конгресса "Безопасность на дорогах ради безопасности жизни". СПб., 17 сентября 2008 г. 32 с.

88. Материалы "Невского международного экологического конгресса". СПб., 9 декабря 2008 г. 35 с.

89. Мазуров Г.И., Дурдыбаев Р.А. Развтие транспорта и возможные экологические последствия// Сборник докладов межрегиональной научно-практической конференции РАН. СПб., 2007, -С.265-269.

90. Мазуров Г.И., Дурдыбаев Д.А., Швец Д.О. Эколого-геологическая оценка природных и техногенных факторов дефмеции на примере Туркменистана. Вестник Воронежского Госуниверситета. Серия "Геоэкология" № 2. Воронеж, 2007, -С.207-213.

91. Ш.Мажиг И., Сонькин Л.Р., Цэрэндэлэг Ж. Прогнозирование загрязнения воздуха в городах в условиях резко континентального климата.-Метеорологические аспекты загрязнения атмосферы.-1988,-С. 115 -122.

92. Методика определения массы выбросов загрязняющих веществ автотранспортными средствами в атмосферный воздух, М., 1993. -21с.

93. Методическое Стратегия и политика в области уменьшения загрязнения воздуха. Записка секретариата пособие по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух. СПб., 2005. -212с.

94. Метеорология и атомная энергия / Пер. с англ., 1971. JL: Гидрометеоиздат. -648 с.

95. Методическое пособие по выполнению сводных расчетов загрязнения атмосферного воздуха выбросами промышленных предприятий и автотранспорта города (региона) и их применению при нормировании выбросов. СПб., 1999. 31 с.

96. Методика определения выбросов автотранспорта для проведения сводных расчётов загрязнения атмосферы городов. СПб., 1999. — 15 с.

97. Методика определения выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух от автотранспортных потоков, движущихся по автомагистралям Санкт-Петербурга, НИИ Атмосфера, СПб., 2005. -7 с.

98. Методика расчета выбросов автотранспорта вблизи регулируемого перекрестка и оценки их воздействия на атмосферный воздух Санкт-Петербурга, СПб., 2006. - 7 с.

99. Методика расчета осредненных за длительный период концентраций выбрасываемых в атмосферу вредных веществ (Дополнение к ОНД-86). — 17 с.

100. Методика по проведению сводных расчётов на основе компьютерного банка данных о выбросах вредных (загрязняющих) веществ «Системы Эколог-город Санкт-Петербург» СПб., 2006. - 6 с.

101. Общесоюзный нормативный документ Госкомгидромета СССР (ОНД-86). Методика расчета концентраций в атмосферном воздуха вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. JL, Гидрометеоиздат, 1987.-93 с.

102. Обзор «Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 1996 году» // под ред. А.С.Баева, Н.Д. Сорокина, СПб., 1997. - 400 с.

103. Обзоры «Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге» в 2001 году, 2005 году / под ред. Д.А. Голубева, Н.Д. Сорокина, СПб., 2002-2008 г.г.

104. Осипов Ю.С., Тихомирова JI.B. Воздух Москвы. Метеорология и гидрология. - 1993. - № 11. -С. 107-115.

105. Перечень и коды веществ, загрязняющих атмосферный воздух, СПб., 2005. -290 с.

106. Перечень и коды веществ, загрязняющих атмосферный воздух, СПб., 2008. -438 с.

107. Перечень методик выполнения измерений концентраций загрязняющих веществ в выбросах промышленных предприятий СПб., 2008. -61 с.

108. Перечень документов по расчету выделений (выбросов) загрязняющих веществ в атмосферный воздух, действующих в 2008 году. СПб., 2008. -15 с.

109. Сепеши Д. Прогностическая модель загрязнения воздуха от многих источников. Сб.докладов на международном совещании ВМО PA-VI. 1984., -С.28-30.

110. Положение о проведении социально-гигиенического мониторинга (утв. постановлением Правительства РФ № 60 от 2 февраля 2006 г.) -5с.

111. Постановление Правительства Российской Федерации от 31 декабря 2005 г. № 862. -1с.

112. Постановление Правительства Российской Федерации от 2 марта 2000 г. N 183 "О нормативах выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух и вредных физических воздействий на него". М., 2000. -4с.

113. Постановление Правительства России от 12.10.2005 г. № 609 «Об утверждении специального технического регламента «О требованиях к выбросам автомобильной техникой, выпускаемой в обращение на территории Российской Федерации". -18с.

114. Потапов А.И., Хватов В.Ф., Волкодаева М.В. и др. Пути решения экологических проблем автотранспорта, СПб., 2006. -568с.

115. Потапов А.И., Цыплакова Е.Г. Пути снижения экологической опасности автотранспорта при безгаражном хранении // Проблемы машиноведения и машиностроения: Межвуз. Сб. Вып. 19. Спб: СЗПИ, 2000, -С.69-84.

116. Рекомендации по качеству воздуха в Европе/ пер с англ. — М.: Изд-во "Весь Мир", 2004. -312с.зю

117. Рекомендации по составлению сводного тома "Охрана атмосферы и предельно допустимые выбросы (ПДВ)" города (населенного пункта) и его макет. М., 1985. -46с.

118. Распоряжение Правительства Российской Федерации №' 978-р от 16.07.2002г. "О Концепции развития автомобильной промышленности России". -12с.

119. РМГ 29-99. Рекомендации по межгосударственной стандартизации. Государственная система обеспечения единства измерений. Метрология. Основные термины и определения (взамен ГОСТ 16263-70). М. 2000 г. -140с.

120. Р 50.2.038-2004. Рекомендации по.метрологии. Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения прямые однократные. Оценивание ■ погрешностей и, неопределенности результата измерений. М., 2005. -17с.

121. Р 2.1.10.1920-04. «Руководство по оценке риска для здоровья населения при, воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду»-116 с. .

122. РД 5204.186-89. Руководство по контролю загрязнения атмосферы. М. - 1991. -327 с.

123. РД. 52.04.306-92. Руководство по прогнозу загрязнения воздуха. С.Петербург. - Гидрометеоиздат. - 1993. -104с.

124. Регулирование выбросов при неблагоприятных метеорологических условиях. РД.52.04.52-85:.- JL: Гидрометеоиздат, 1987. -52с.

125. РД 37.009.015-98 "Методическое руководство по определению стоимости автотранспортных средств с учетом естественного износа и технического состояния на момент предъявления" (с Изменениями №1, №2,№3). М., 2005.-104с.

126. Руководство по методологии и критериям моделирования и картирования критических нагрузок и уровней, влияния атмосферныхзагрязнений, а также рисков и трендов. 2004 (weww.icpmappmg.org).

127. Синявский В.В. Перспективы применения топливных элементов на автомобильном транспорте. Перспективы развития поршевых двигателей в XXI веке: Сборник науч. трудов. Моск. гос. автом.-дорож. инст-т, М.: Изд-во МАДИ, 2002. -112 с.

128. Сидоренко Г.И., Пинигин М.А. Гигиенические критерии максимально допустимой нагрузки. В кн.Всесторонний анализ окружающей природной среды. - JL: Гидрометеоиздат. - 1975, -С. 119-128.

129. Сонькин JI.P. Статистические и синоптические методы прогноза загрязнения воздуха в городах. Сб.докладов на международном совещании ВМО PA-VI. - 1984., -С.28-30.

130. Сонькин JI.P. Синоптико-статистический анализ и краткосрочный прогноз загрязнения атмосферы. JL, Гидрометеоиздат. 1991. -224с.

131. Сборник региональных нормативов на содержание токсичных веществ и дымность отработавших газов по группам автотранспорта, эксплуатаруемого в Санкт-Петербурге и Ленинградской области (СРН-А/Т-96). С.-Пб. - 1996. -12с.

132. Стратегия и политика в области уменьшения загрязнения воздуха. Записка секретариата ЕЭК OOH.20.II. 1985-2002. 88 с.

133. Сводный том "Охрана атмосферы и нормативы предельно допустимых выбросов (ПДВ)" для г.Сыктывкара. СПб, - 2002. -399с.

134. Сводный том "Охрана атмосферы и нормативы предельно допустимых выбросов (ПДВ)" для г.Астрахань. СПб, - 2004. -260с.

135. Сводный том "Охрана атмосферы и нормативы предельно допустимых выбросов (ПДВ)" для города Архангельска для нужд муниципального образования "Город Архангельск" СПб, 2008. -288с.

136. Сводный том "Охрана атмосферы и нормативы предельно допустимых выбросов (ПДВ)" для г.Череповец. -М., 2005. -310с.

137. Справочник по удельным показателям выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для некоторых производств- основных источников загрязнения атмосферы, СПб, 2005. -125с.

138. Справочное руководство по кадастрам атмосферных выбросов КОРИНЭЙР/ЕМЕП (Atmospheric Emission Inventory Guidebook CORINAIR/EMEP), 2006. -58 с.

139. Токсичность двигателей внутреннего сгорания и пути ее снижения. Доклады участников симпозиума. М., 1986, 408с.

140. Федеральный' закон от 27.12.2002 № 184-ФЗ «О техническом регулировании»; 26 с.

141. Федеральный закон "О запрете производства и оборота этилированного бензина в Российской Федерации", принятый Государственной думой 7 марта 2003г. и одобренный Советом Федерации 12 марта 2003г. -1 с.

142. Федеральный Закон "Об охране атмосферного воздуха", М., 1999. -36с.

143. Федеральный Закон "Об охране охране окружающей среды", — М., 2002. -43с.

144. Фельдман Ю.Г. Гигиеническая оценка автотранспорта, как источника загрязнения атмосферного воздуха. М., Медицина, - 1975. -159с.

145. Финзи Г., Тебальди Г. Математическая модель для прогноза и предупреждения о загрязнении воздуха в городской зоне. Сб. докладов на международном совещании ВМО PA-VI. - 1984., -С.31-39.

146. Франк-Каменецкий Д.А., Шпакова Е.Н. Использование модельных расчетов загрязнения атмосферного воздуха для поддержки принятияуправленческих решений в сфере городского планирования. Сборник трудов НИИ Атмосфера. СПб.: НИИ Атмосфера, 2009, С. 157-168.

147. Фролов Ю.Н. Защита окружающей среды в автотранспортном комплексе: Учеб. пособие. -М., 1997.-71 с.

148. Хватов В.Ф. Методы и средства контроля и диагностики вредных веществ в отработавших газах автотранспорта. Автореферат диссертации. -С.-Петербург, 1994. -43 с.

149. Шапорева Н.А. Краткосрочный прогноз загрязнения водуха в Свердловске с учетом содержания различных примесей. Сб.работ Гидрометеоцентра. - вып.2 (15). - Гидрометеорологические прогнозы и расчеты. - JI. - Гидрометеоиздат. - 1989, -С.38-44.

150. Шевчук И.А. и др. Из опыта прогнозирования загрязнения атмосферы в Новосибирске. Труды ЗапсибНИГМИ, - 1977. - Вып.27, -С. 125-129.

151. Что такое ArcGIS. Описание программных продуктов семейства ArcGIS. -45с.

152. Уорк К., Уорнер С. Загрязнение воздуха, источники и контроль. М: Мир, - 1980.-539с.

153. Aim Alvin. Two promising steps. Environ. Sci. and Technol. - 1989 - 23, N 8, - P.937.

154. Benson P., 1992. A review of the development and application of the CALINE3 and 4 models. Atmos.Environ.26B:3, -P.379-390.

155. Berlyand M.E., Burenin N.S., Genihovich E.L. Experimental investigation of atmospheric pollution due to motor vehicles.// Proc. Sov. American. Symp on mobile sourses of air pollution. V.l.St.Petersburg.- 1992. -P. 105-121.

156. Bremer Pia. Assessment of two method to predict S02 concentrations in the Helsinki area. Finnish meteorological institute. - Helsinki, - 1993. -43p.

157. Bretschneider Boris, Kurfurst Yiri. Air pollution control technology. -Amsterdam etc.: Elsevier, 1987 296 p. - Fundam.Aspects Pollut.contr. and Environ. Sci:, Vol. -8p.

158. Bridgman A, Davies T.D., Jickells T. Air pollution from the Krusne Hory region in the Czech Republic during the 1990 s\\ Problems of atmospheric boundary layer physics and air pollution. - 2002. -363 p. - P.230 - 252.

159. Chang T.Y., Rudy S.J., Kuntasal G., Gorse R.A. (Jr). Impact of methanol vehicses on ozone air quality. Atmos.Environ. - 1989 - 23. - N 8, - P. 16291644.

160. Chock D.P, 1978. A simple Line-Source Model for Dispersion Near Roadways, Atmos.Environ. 12, P.823-829.

161. Donchenko V.K Ecological problems of the Baltic Sea region \\ Role of regional planning for the transportation complex and sustainable development of Saint-Petersburg 2002. - 79, - P. 18-22.

162. Davis S.C. Policing the European environment. Chem and ind. - 1989 - N 4, -P.96-99.

163. Environmental perspective to year 2000 and beyond: a framework for world development. Dabholkar Uttam. - Environ. Comserv. - 1989. - 16 N 1, -P.49-53, 64.

164. Eskridge R. and Rao S., T. Turbulent Diffussion Behind Vehicles: Experimentally Determined- Turbulence Mixing Parameters. Atmos. Environ.20,1986, -P.851-860.

165. Eskridge R. and Catalano, J.,. ROADWAY A numerical model for predicting air pollutants near highways - user's guide. EPA-68-02-4106, U.S. Environmental Protection Agency, Research Triangle Park, North Carolina, 1987.-125p.

166. Europe's polluters will pay their way. New Sci. - 1989 - 122. - N 1678. -20p.

167. Florian Gyula. Gondolatok Budapest'Kozute, KozutTKezlek fejleszfeserol az 1995 evi vilagkia-elitas reflektor fenyeben. Varosikozlaked. -1991.-31.N 1,-P. 19-24.• 197. Geschaft mit dem Umweltschutz. Brennstoff Spiegel. - 1988, - N 2, -P.24-26.

168. Gualdi Roberto, Tamponi Matteo, Maugeri Maurizio, Amadeo Giacomino.La valutazione del miglioramento della quatita dell aria in seguito ai prowedimenti sulla circolazione stradale ii caso di Saronno. Acqua aria. -1991.-N8, -P.753-759.

169. Gram F., Gronskey K.E. Program «TFKJEMI» Modell-beregninger av fotolgemiske oksydanter I Grenland. Lielestrom. 1980. - (NILU TN 15/79). -P.47-53.

170. Kawashima Hironao, Fujii Haruki, Kitoh Kozo. Some structural aspects on the info-mobility related projects in Japan. SAE Techn.Pap.Ser. - 1991. - N 911676, -P.43-47.

171. Henensal P., Benoit O. Contribution des vehicules a moteur a la pollution atmospherique acide. Pollut.Atmos. 1990 - N 145, - P.263-272.

172. Keller M. Zur Okobilanz von bClein Elektrofahrzeugen - Bull. Schweiz.elektrotechn.Ver. - 1989. - 80, - N 16, - P.991-993.

173. Kono H. and Ito S., 1990. A micro-scale dispersion model for motor vehicle exhaust gas in urban areas OMG VOLUME-SOURCE model. Atmos.Environ. 24B:2, - P.243-251.

174. Kuhler M., Kraft J., Koch W., Windt H. Dispersion of car emissions in the vicinity of a highway. Environ.Meteorol.: Proc.Int.Synp. Wurzburg, 29 Sept.- 10 ct., 1987 Dordrecht etc., 1988, - P.39-47.

175. Kukkonen, J., Harkonen, J., Walden, J., Karppinen, A. and- Lusa, K.,. Evaluation of the, dispersion model CAR-FMI against data from a measurement campaign near a major road. // Atmospheric Environment. -2001.- Vol. 35/5, -P.949-960.

176. Lim Poh-Eng, Koh Hock-Lye. Diurnal models of traffic-generated CO for Panang, Malaysia: Pap. 4th Sept.Our Environ., Singapore, May 21-23, 1990.- 1991. 19, N 1-3, -P.373-382.

177. Luhar A. and Pati, R., 1989. A Genetal Finite Line Source Model for Vehicular Pollution Dispersion. Atmos.Environ. 23, -P.555-562.

178. Bruce James P. Man's impact on earth's atmosphere. Eff.changes stratosph. Ozone and global Clim.: Proc.Int.Conf.Health and Environ., June 16 20, -1986, - Vol.1. - Washington, D.C. 1986, -P.35-51.

179. Miles G.H., Jakeman A.J., Bai J. A metod for presiding the frequency distribution of air pollution from vehicle traffic, basic meteorology, and historical concentrations to assist urban planning. Enciron.Int. - 1991 - 17. -N 6, -P.575-580.

180. Nicolas Moussiopoulos, Erik Berge, Trond Bohler, Frank de Leeuw,Knut-Erik Gronskei, Sofia Mylona and Maria Tombrou (1996). Ambient Air Quality, Pollutant Dispersion and Transport Models. European Topic Centre on Air Quality. Report. -94 p.

181. Parker Brian. Motorisation of third-world cities any business of ours? -Town and country Plann. - 1992. - 61, N 78, -P.204-207.

182. Petersen W., 1980. User's guide for HIWAY2, a highway air pollution model. EPA-600/8-80-018, U.S. Environmental Protection Agency, Research Triangle Park, North Carolina, -69p.

183. Piwchera G. E. Possible migliorare la vita mille citta. Notiz.ENEA: Energ. e Innov. - 1988 - 33. N 5, -P.6-7.

184. Risutova Zuzana. Analytical model of air pollution due to motor car traffic. -Contrib.Geophys.Inst.Slov.Acad.Sci. 1991. - N 11, -P.99-107.

185. Springer K.J. Report EPA - 460/3 - 89 007, June, 1989, -P.96-156.

186. Quidort Michel. Transporte publics: tendances mondiales. Transp. urbains. -1991. - N 7, -P.13-18.

187. Reed L.H. California low-emission vehicle program: Forcing technology and dealing effictively with the uncertainties // Boston Coll. Environ. Aff. Law rev. — 1997. — Vol. 24, № 4, -P.695—793.

188. Rayner K.N. and Watson J.D., Operational predition of daytime mixed layer heights for dispersion modelling. Atmosph. Envir. 1991., v. 25a, N 8, -P. 1427-1436.

189. Review of National Strategies and policies for the abatement of air pollution. Economic commission for Europe. Eighth session, Geneva (20 23 November 1990). -88 p.

190. Journee sans voture dans plusieurs villes. Transp. Publ. 2000, № 989. -1 Юр.

191. Vlek S., Michon J. Why we should and how we could decrease the use of motor vehicles in the near future. IATSS Research. - 1992. - 15, N 2, -P.82-93.

192. Walsh Michael P. Moore Curtis A. Motor vehicle contribution to global and transported air polluton. Atmos.Ozone.Res. and Policy Implec.: - 1988. -Amsterdam, - 1989, -P.387-404.

193. Walter F., Dabberd Т., Walter G. Hoydysh. Street canyon dispersion: sensitivity to block shape and entrainment. Atmos., Envin. - vol 25A, N 7, -P.1143-1153, 1

194. Консультант Плюс технология 3000 (серия 3000) Consultant Регионы 703-3835240. http://worldgeo.ru/russia/lists/?id=22241. www.gks.ru/dbscripts/Cbsd/DBInet.cgi?pl=l334022

Информация о работе

Волкодаева, Марина Владимировна
доктора технических наук
Санкт-Петербург, 2009
ВАК 25.00.36

Диссертация

Научно-методические основы оценки воздействия автотранспорта на атмосферный воздух - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы