Снижение вредных воздействий автотранспорта на компоненты природной среды в условиях городской застройки

Хунас Каси

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Снижение вредных воздействий автотранспорта на компоненты природной среды в условиях городской застройки
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Снижение вредных воздействий автотранспорта на компоненты природной среды в условиях городской застройки"

На правах рукописи

ХУНАС КАСИ

СНИЖЕНИЕ ВРЕДНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ АВТОТРАНСПОРТА НА КОМПОНЕНТЫ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ В УСЛОВИЯХ ГОРОДСКОЙ ЗАСТРОЙКИ

Специальность 03.00.16-Экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2004

Работа выполнена на кафедре «Организации и технологии строительства объектов природообустройства» Московского государственного университета

природообустройства

Шутаьш руководитель: . доктор технических наук,

профессор Сметанин В.И.

Официальные оппоненты: - доктор технических наук,

профессор Дидманидзе О.Н.

- кандидат технических наук, доцент Лагутина Н.В.

Ведущее предприятие: Научно-исследовательский

и проектный институт «Генплан города Москвы»

Защита состоится « 15 » июня 2004г. в 1500 часов

на заседании диссертационного совета Д 220.045.01 в Московском государственном университете природообустройства по адресу: 127550, Москва, ул. Прянишникова, 19, аудитория 1/201.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета природообустройства.

Автореферат разослан О^ 2004г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Общая характеристика работы

Актуальность работы. В начале третьего тысячелетия экологические проблемы стали очевидными для общества и для каждого человека. Основной экологический «вызов» для России на ближайшие годы -постоянно растущее загрязнение воздуха автотранспортом в городах, где сейчас проживает более 70% россиян. Автомобиль играет огромную роль в жизни современного общества. Однако увеличение автомобильного парка порождает и экологические проблемы, ставит перед всемирным сообществом жизненно важный вопрос о путях дальнейшего развития автомобилестроения. Возникает дилемма: без автомобиля обойтись нельзя, а жизнь с автомобилем, работающим на традиционном виде топлива, ведет в экономический тупик.

Рост размеров городов и увеличение транспортной подвижности населения обусловливает развитие автомобильного транспорта. В свою очередь это ведет к дальнейшему росту парка транспортных средств, включая автобусные перевозки, рис.1.

Организация движения требуют дополнительного увеличения территории города и транспортных коммуникаций, размеры которых достигают 30-40% территории города. Однако темпы развития улично-дорожной сети

существенно отстают от темпов автомобилизации. Многие городские улицы, Р и с.1 Численность мирового парка

автомобилей (МЛН.ШТ.)

особенно в центральной части

городов, не соответствуют современным техническим нормативам, так как эта территория исторически застраивалась без учета транспортных потоков высокой плотности. Данное обстоятельство создает, как правило, особо неблагоприятные условия для движения транспортных средств, пешеходов и крайне усложняет задачи решения проблемы охраны окружающей среды и здоровья населения.

Поиск возможностей снижения массовых выбросов вредных веществ обуславливает необходимость детального изучения комплекса факторов, влияющих на экологические показатели

автобусов. РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ

библиотека СПггсрвгрг 05 ТОО А/«'

В процессе работы двигателей автотранспортных средств в атмосферный воздух выделяются такие газообразные вещества как оксид углерода (СО), диоксид серы (SO2) и оксиды азота (NOX), углеводороды, и твердые вещества в виде сажи (при работе на дизтопливе) и соединений свинца (при использовании этилированного бензина). Диоксид серы и оксиды азота трансформируются в атмосфере земли в кислотообразующие частицы. Эти частицы вступают в реакцию с атмосферной влагой, превращая ее в растворы кислот, которые понижают рН дождевых вод. Кислотные дожди являются одной из причин негативного воздействия на водные объекты, леса и растительность. Кроме того, кислотные дожди разрушают здания и памятники культуры, трубопроводы, понижают плодородие почв и часто попадают в водоносные слои почвы.

Количество вредных выбросов и соотношение концентраций различных токсичных веществ в отработавших газах маршрутных автобусов, в большой степени определяются режимами работы их двигателей в эксплуатационных условиях, то есть в условиях движения с реально существующими дорожными условиями, режимов работы двигателей с учетом используемых видов топлива.

Целью диссертационной работы является повышение экологической безопасности городских автобусных маршрутов путем определения и установления для них норм выбросов вредных веществ и рационального распределения имеющихся у автотранспортных предприятий разных классов автобусов по маршрутным линиям.

Объектом исследования являются городские маршрутные автобусы разного класса и объемы выбрасываемых ими в атмосферный воздух основных загрязняющих веществ.

Предметом исследования является характер изменения выбросов вредных веществ в атмосферный воздух и экологического ущерба в зависимости от класса маршрутного автобуса и вида используемого топлива.

Научная новизна заключается:

- в предложенном методическом подходе к определению экологической безопасности автобусного маршрута.

- в разработанной методике определения выбросов вредных веществ в атмосферный воздух, при движении городского пассажирского автобуса по заданной маршрутной линии с известными параметрами;

- в анализе характера изменения выбросов вредных веществ в атмосферный воздух при движении пропорционального количества особо-малых, малых и больших автобусов на заданном городском маршруте; при их работе на бензине, дизельном топливе и газе;

- в разработке алгоритма реализации разработанной методики и рационализации автобусных маршрутных линий;

- в совершенствовании методики определения размеров экологических выплат за загрязнение атмосферного воздуха городскими маршрутными автобусами.

Практическая ценность работы заключается в возможности применения разработанных методик в автотранспортных предприятиях, в управлениях городского пассажирского транспорта и в городских экологических инспекциях; что позволяет помаршрутно определить выбросы вредных веществ городскими автобусами в массовом и стоимостном выражении, и дает возможность прогнозировать экологический ущерб от эксплуатации имеющихся и перед приобретением новых автобусов.

Реализация результатов работы. Методический подход к определению выбросов вредных веществ от автобусов и основные результаты исследования приняты к использованию в Астраханском пассажирском автотранспортном предприятии №4 и в транспортной фирме «Гранат».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на VI Международной научно-технической конференции «Проблемы управления качеством городской среды» и результаты исследования доложены и обсуждены на кафедре технологии организации гидромелиоративных работ и на научно-технической конференции в Московском государственном университете природообустройства.

Публикации. По теме диссертации опубликовано три печатные работы.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Общий объем диссертации составляет 182 страницы, в том числе 19 таблиц, 25 рисунков, список литературы из 124 наименований и 14 приложений.

На защиту выносятся:

- методический подход к повышению экологической безопасности автобусного маршрута;

- методика определения выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух при движении пассажирского автобуса по заданному городскому маршруту;

- алгоритм реализации разработанной методики и рационализации автобусных маршрутных линий;

- методика определения размеров экологических выплат за выбрасываемые в атмосферный воздух загрязняющие вещества городскими автобусами при движении по заданному маршруту.

Основное содержание работы

Во введении обосновывается актуальность работы, приводится цель исследования, раскрывается научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе рассматривается необходимость автобусных перевозок в системе общего городского пассажирского транспорта; указывается влияние загрязнения атмосферного воздуха автотранспортом на окружающую среду и на здоровье человека, анализируется загрязнение воздушной среды в городе Астрахани; приводится обзор существующих методик расчета выбросов отработавших газов от автотранспорта, обосновывается выбор прикладной программы для расчета рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере.

Одной из актуальнейших экологических проблем города Астрахани является загрязнение воздуха выхлопными газами автотранспорта. Автотранспорт поставляет львиную долю от общих объемов загрязнения воздуха выхлопными газами - 70,5 процентов, их основные ингредиенты -диоксид азота, оксид углерода, углеводороды и соединения свинца, рис.2. Интенсивность выбросов растет главным образом из-за низкого технического состояния дорог и их перегруженности.

Автобусы занимают одно из ведущих мест в пассажирских перевозках. В городе Астрахани на долю городских автобусных перевозок приходится более 80% от общего объема перевозок пассажиров. Их вклад в загрязнение атмосферного воздуха составляет около половины выбрасываемых вредных веществ.

Рис. 2. Источники вредных выбросов в городе Астрахани

Для решения поставленной задачи необходимо, рис.3:

1. Провести анализ условий эксплуатации автобусных маршрутов.

2. Выявить основные факторы, определяющие сложность маршрута движения и влияющие на величину вредных выбросов.

3. Сформулировать методику определения количества выбросов вредных веществ в атмосферный воздух на городских автобусных маршрутах.

4. Провести расчеты выбросов вредных веществ от разных классов автобусов при их движении на определенном участке маршрутной линии.

5. Усовершенствовать методику определения размеров экологических выплат за загрязнение атмосферного воздуха городскими маршрутными автобусами.

6. Определить платежи за фактические выбросы вредных веществ на исследуемом участке маршрутных линий.

* Стационарные источники

* Автотранспорт

- б-

Рис. 3. Алгоритм исследования.

В настоящее время нормируются и учитываются следующие вредные вещества отработавших газов -СО, СпНт, N0,, сажа, диоксид серы и соединения свинца (ГОСТ17.2.2.03-87, ГОСТ21393-75, ОСТ 37.001234-81), табл.1.

Таблица 1

Нормируемые вредные вещества отработавших газов автотранспортных средств

Код вещества Наименование вещества ПЩра, ПДКср.сут ОБУВ Класс опасности Базовый норматив гяатыза! т вещества, руб./т

0184 Свинец и его соединения 0,001 0,0003 1 6833

0301 Азота диоксид 0,085 0,040 2 52,0

0328 Сажа 0,150- 0,150 3 41,0

0330 Серы диоксид 0,500 0,050 3 40,0

0337 Углерода оксид 5,000 3,000 4 0,60

2704 Бензин нефтяной 5,000 1,500 4 1,20

0410 Метан 50,00 . 0,05

2732 Керосин - - 1,200 - 2,50-

Отраслевые нормы на выброс автомобилями токсичных веществ с отработавшими газами в России в основном разрабатывались в 80-е годы, но по методам испытаний и анализу токсичных компонентов они практически соответствуют Правилам Европейской экономической комиссии ООН (ЕЭК ООН), табл. 2.

Таблица 2

Европейские и действующие в России допустимые нормы выбросов вредных веществ автомобилями с дизелями и полной массой более 3.5т, г/кВт*ч

Нормативный документ Год введения СО СрНщ N0, частицы

ОСТ 37.001.234-81 1982 9,5 3,4 18,35 _

Правила ЕЭК СОН Я-49-02 (Евро-1) 1993 4,5 1,12 8,0 0,36

11-49-03 (Евро-2) 1996 4,0 1,10 7,0 0,15

И-49-04 (Евро-3) 1999 2,0 0,50 4,5 0,10

Как видно из представленных данных, требования российских отраслевых стандартов значительно мягче требований даже Евро-1. Это обусловлено как техническим состоянием автотранспорта и моторостроения, так и отсутствием четкой долговременной государственной политики, направленной на контроль и снижение загрязнения атмосферного воздуха.

Загрязнение атмосферного воздуха в первую очередь влияет на сопротивляемость организма, результатом снижения которой становится повышенная заболеваемость, а также другие физиологические изменения организма. По сравнению с другими источниками химического загрязнения (пища,

питьевая вода) атмосферный воздух представляет особую опасность, поскольку на его пути нет химического заслона, подобного печени при проникновении загрязняющих веществ через желудочно-кишечный тракт.

Вредные вещества, входящие в состав отработавших газов двигателей автомобилей, вместе с атмосферными осадками попадают на землю и являются источниками вторичного загрязнения рек, водоемов, зеленых насаждений и почвы, попадая в конечном итоге в питьевую воду, сельскохозяйственные и пищевые продукты, табл.3.

Обычно дождевая вода представляет собой слабокислый раствор. Это происходит вследствие того, что природные вещества атмосферы, такие как диоксид углерода (СО2), или выбрасываемый автотранспортом оксид углерода (СО) вступают в реакцию с дождевой водой. При этом образуется слабая угольная кислота (СОг + Н2О -> Н2СОз). Тогда как в идеале рН дождевой воды равен 5,6...5,7; при этом показатель кислотности рН дождевой воды в одной местности может отличаться от показателя кислотности дождевой воды в другой. Это, прежде всего, зависит от состава газов, содержащихся в атмосфере той или иной местности, таких как диоксид серы и оксиды азота.

По мере накопления органических веществ, содержащих металлы, на дне водоемов из них в процессе анаэробного разложения начинают выщелачиваться токсичные металлы. Повышенная кислотность воды способствует более высокой растворимости таких опасных металлов, как алюминий, ртуть и свинец из донных отложений и почв.

Также, в недавнем прошлом значительным источником выброса соединений свинца были выхлопные газы от автомобилей. Но после того, как в Российской Федерации законом запретили использование этилированного бензина, то проблема загрязнения атмосферного воздуха соединениями свинца частично решена.

Различные почвенные загрязнения, большинство из которых антропогенного характера, можно разделить по источнику поступления этих загрязнений в почву: а/ С атмосферными осадками. Многие химические соединения, попадающие в атмосферу в результате работы предприятий и автотранспорта, затем растворяются в капельках атмосферной влаги и с осадками выпадают в почву. Это, в основном, газообразные вещества - оксиды серы, азота и др. Большинство из них не просто растворяются, а образуют химические соединения с водой, имеющие кислотный характер. Таким образом, часто образуются кислотные дожди. б/ Осаждающиеся в виде пыли и аэрозолей. Твёрдые и жидкие соединения при сухой погоде обычно оседают непосредственно в виде пыли и аэрозолей. Такие загрязнения можно наблюдать визуально, например, вдоль автомобильных дорог и вокруг котельных зимой: снег чернеет, покрываясь частицами сажи. Автомобили, особенно в городах и около дорог, вносят значительную лепту в пополнение почвенных загрязнений

в/При непосредственном поглощении почвой газообразных соединений. В

сухую погоду газы могут непосредственно поглощаться почвой, особенно в процессе влажной уборки городских территорий.

г/ С растительным опадом. Различные вредные соединения, в любом агрегатном состоянии, поглощаются листьями через устьица или оседают на поверхности. Затем, когда листья опадают, все эти соединения в конечном итоге поступают в почву.

Таблица 3

Негативное воздействие выхлопных газов автотранспорта на окружающую среду

Для определения выброса вредных веществ в атмосферный воздух существует ряд официальных методик. Среди них, заслуживает внимания метод, предложенный Госкомгидрометом. В основу методики заложен удельный выброс токсичного вещества на условный километр пробега. Однако данная методика недостаточно объективно оценивает фактический выброс вредных веществ, так как в ней не учитываются режимы движения автомобилей.

Согласно разработанной в НИИАТ методике, массовый выброс вредных веществ маршрутными городскими автобусами разного класса с определенным типом двигателя при движении по территории населенных пунктов рассчитывается в зависимости от пробега и с применением поправочных коэффициентов, учитывающих тип населенного пункта, вид перевозок и тип двигателя автобуса.

Существует также ряд других методик расчета выброса вредных веществ в атмосферу исходя из количества расходуемого топлива.

Расчет по приведенным методикам достаточно прост, однако невозможно определить территориально место и площадь, наиболее подверженные воздействию загрязняющих веществ, так как в расчете участвует суммарный пробег или суммарный расход топлива.

Во второй главе приведены перспективы развития рынка автобусов в России, и необходимость автомобильной промышленности, которая является ведущей отраслью мирового машиностроения, оказывающей значительное влияние на решение экономических, социальных, экологических и научно-технических проблем страны. Основной задачей отечественного автобусо-строения, при увеличении объемов выпуска и номенклатуры продукции, должен быть формироваться парк автобусов, количественно, экологически безопасно и качественно обеспечиваться в них потребность страны, рис.4.

70 -

«0

50---

• Импорт —Поставки из СНГ и Балтии -й-Поставки из России —Ж—Обем рынка России

Рис. 4 Объем рынка автобусов в России

Условия движения автобусов в городах характеризуются большим разнообразием факторов: длиной перегона, количеством полос движения, углами продольного и поперечного уклона дороги, состоянием дорожного покрытия, плотностью транспортного потока и т.д. В результате воздействия такого большого числа факторов работа двигателя автобуса характеризуется частой сменой скоростных и нагрузочных режимов, движение становится импульсивным, установившееся движение сменяется торможением, остановкой и последующим набором скорости. Время движения с постоянной скоростью, частота и длительность остановок зависят от количества технологических остановок, частоты перекрестков, условий и интенсивности движения автотранспорта, параметров светофорного регулирования и других факторов, характеризующих сложность автобусного маршрута и влияющих на режимы движения автобуса.

В работах Гарбера А и Иванова В.Н. отмечено, что при изменении режимов движения, происходит, и изменение состава рабочей смеси в двигателе, которая влияет на токсичность отработавших газов. При этом не существует такого состава смеси, который обеспечил бы одновременное снижение содержания в отработавших газах всех токсичных веществ.

В работах Максимова В.А. показано, что многомерный статистический анализ позволил установить, что наибольшее влияние на выброс оксида углерода оказывает удельная частота технологических остановок, светофоров, эксплуатационная скорость на маршруте и наполнение салона автобуса. На содержание углеводородов в отработавших газах влияет скорость движения автобуса. Аналогичное воздействие оказывают параметры маршрута движения на выброс оксидов азота.

Зависимость состава отработавших газов от режима движения автобуса представлены также в работах Якубовского Ю. Максимальный выброс оксида углерода в двигателях с искровым зажиганием происходит при работе на холостом ходу. А при ускоренном движении автобуса отработавшие газы характеризуются максимальным выбросом оксидов азота. В период замедления резко увеличивается содержание углеводородов. Таким образом, большую часть времени двигатель автобуса при движении по городскому маршруту работает в неблагоприятном с точки зрения воздействия на окружающую среду режиме.

Факторы, диктующие водителю автобуса выбор режима работы двигателя при движении по городскому маршруту, а следовательно, влияющие на состав и количество токсичных веществ в отработавших газах это: количество технологических остановок, количество светофоров, количество крутых поворотов на маршруте, степень загруженности трассы транспортными потоками и степень наполнения салона автобуса пассажирами.

Для определения условий эксплуатации на автобусных маршрутах было проведено детальное обследование маршрутной сети города Астрахани. На первом этапе сбор статистического материала для получения характеристик городских автобусных маршрутов и выявления их особенностей осуществлялся путем непосредственного визуального исследования параметров трассы каждого маршрута и опроса водителей. Часть информации для создания базы данных по условиям эксплуатации на городских маршрутах была получена в отделах автобусных парков.

Исследования на интересующих автобусных маршрутах были организованы в разные периоды года (теплый, переходный и холодный). Обследование осуществлялось на закрепленных за конкретным маршрутом автобусах с постоянным экипажем водителей.

Контрольные заезды проводились в пиковые и межпиковые периоды суток. В каждый из этих периодов проводилось 2-4 заезда. При этом водитель осуществлял обычные перевозки пассажиров в соответствии с графиком движения, строго выдерживая предписанные расписанием интервалы. В процессе каждого контрольного заезда в протоколе испытаний фиксировались следующие данные: № маршрута, класс автобуса, марка автобуса, вид используемого

топлива, длина маршрута, время начала заезда, время окончания заезда, время наполнения салона на остановках, количество остановок, количество светофоров, время стоянки у светофоров, количество крутых поворотов, общее количество торможений, общее количество переключений, передач и коэффициент наполнения салона.

Методика расчета выбросов вредных веществ в атмосферный воздух при движении автобуса по маршруту необходима для выявления наиболее неблагоприятных, с точки зрения экологии, городских маршрутов и обслуживающих их автобусов; для принятия рациональных управленческих решений, как закрепление новых и нужных классов автобусов за сложными, загруженными маршрутами, установка при необходимости каталитических нейтрализаторов отработавших газов, замена автобусов электротранспортом и т.д.

Для достоверной оценки уровня воздействия отработавших газов на окружающую среду нужно учитывать в расчетах, изменение токсичности выхлопных газов в четырех основных циклах движения автобуса по маршруту: холостой ход, разгон, установившийся режим, и замедление (торможение).

Таким образом, Валовый выброс ього вещества (М^,г) одним автобусом х-ого класса, работающем на у-ом виде топлива, при z-ом режиме движения по кому маршруту определяется по формуле:

Мь^-Мч,Ц + Н,Тх + Мр|Тр+Мг1Т1, (1)

где -удельный выброс (пробеговый) вещества при движении автобуса по заданному маршруту с относительно постоянной скоростью, г/км; Ц -длина маршрута, которую преодолевает автобус с относительно постоянной скоростью, км; Мх -удельный выброс вредного вещества при работе двигателя на холостом ходу, г/мин; Тх -время работы двигателя автобуса на холостом ходу, мин. Тх — Н>ст1ьст.ср+ Нзет^цетср; Мр| -удельный выброс вредного вещества во время разгона, г/мин; Тр -время разгона, мин. Тр = Н)САет.разг+ Нае^р«- + N„,¿„0^; М™ -удельный выброс вредного вещества во время торможения, г/мин; Тт -время торможения, мин; Тт=Мосг1ост.ТОрМ+Ысвет1свст.ТОрМ+КГЮ1!1поаТОрМ.

В&товый выброс (О^куг, т) ¡-ого вещества всеми автобусами х-ого класса

при движении по к-ому маршруту в расчетный период года определяется по формуле:

<2™«*= мыуг N.. 1Ч„ Др

(2)

где N -количество маршрутных автобусов к-ого класса, обслуживающих данную маршрутную трассу; N - количество рейсов, производимых автобусами к-]го класса за сутки; Др - количество рабочих дней в расчетный период года (теплый, холодный и переходный периоды года).

Для определения общего валового выброса валовые выбросы

одноименных веществ по периодам года суммируются:

Максимально разовый выброс (виу» г/с) мш вещества определяется по формуле:

GixУz= (МфЦ+М^Тх+М^Тр+МйЪ) N„4/3600 (4)

где N„4 -максимальное количество автобусов х-ого класса, проходящих по ^ому участку маршрутной трассы в течение 1 часа, шт.

Действующая система стоимостной оценки вредного воздействия автобусов на окружающую среду (взимание платежей, начисление штрафов и т.д.) является нерациональной. В связи с отсутствием механизма количественной, оценки вредного воздействия автобуса на окружающую среду в массовом, выражении, плата за выбросы вредных веществ от передвижных источников взимается исходя из общего объема израсходованного автопарком топлива. Сумма платежей за ущерб от передвижных источников должна рассчитываться согласно действительным выбросам вредных веществ в атмосферу.

Сумма, платежей за выбросы вредных веществ автотранспортными средствами должна состоять из:

П£= Иэ+Пш-П, (5)

где Пэ - плата за допустимые (в пределах действующих стандартов) выбросы загрязняющих веществ; Пш - плата за выбросы, превышающие допустимые нормы; ПШ -компенсации для - предприятия части затрат при установке на автобусах каких-либо устройств, обеспечивающих существенное снижение токсичности выхлопных газов (например установка нейтрализатора, системы рециркуляции отработавших газов...).

Размер экологических платежей за выбросы загрязняющих веществ в пределах установленных лимитов для маршрутных автобусов определяется по формуле:

пэ= £ ад нП1 КивдКзс км (6)

где i -вид загрязняющего вещества; М1 -фактический выброс Г°го вещества, определяемый по разработанной методике (т); Нп; -норматив платы за одну тонну Гого вещества (руб); Кинд -коэффициент индексации цен на текущий год; Кэс -коэффициент экологической ситуации и экологической значимости региона; К -повышающий коэффициент для самых напряженных маршрутов.

Размер штрафных платежей, взимаемый с пассажирского транспортного предприятия должен устанавливаться пропорционально доле выявленных автобусов, не соответствующих действующим стандартам по токсичности с пятикратным увеличением суммы платежа:

Пш = 5 Пэ N^N5; (7)

где Ы^-общее количество автобусов, находящихся на балансе предприятия (ед.); N - количество автобусов, имеющих превышение норм токсичности в своих отработавших газах (ед.).

Компенсация за применение на автобусах предприятия каких-либо устройств, обеспечивающих снижение токсичности выхлопных газов до европейских стандартов (Euro I, Euro 2 или Euro 3), определяется по формуле:

ГЦ =5ПЭ Na/Nj; (8)

где NH - количество автобусов, оборудованных средствами очистки отработавших газов (ед.).

Методы контроля, за выделением загрязняющих веществ в условиях эксплуатации автобусов должны базироваться на единых принципах для всех пассажирских автотранспортных предприятий города и объективно отражать сложившуюся ситуацию.

Контроль соответствия транспортных средств требованиям стандартов, регламентирующих содержание загрязняющих веществ в отработавших газах, осуществляется органами Минприроды России, Российской транспортной инспекции, ГИБДД, а также специальными организациями, имеющими разрешение на проведение данного вида работ.

В особо-малые

Рис. 5 Изменение платы за фактическое загрязнение атмосферного воздуха Маршрутным автобусом в зависимости от вида топлива и класса автобуса

Из рисунка 5 видно что, для заданного участка маршрута самый большой размер экологических платежей получается при эксплуатации пропорционального количества микроавтобусов, работающих на дизтопливе. Самые низкие платежи имеют место при использовании больших автобусов и микроавтобусов работающих на газе.

В третьей главе приведены результаты экспериментальных и теоретических исследований характера изменения выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух при движении автобусов разных классов и работающих на разных видах топлива по заданному участку маршрутных линий.

Самым сложным участком маршрутных линий в городе Астрахани, с точки зрения экологической безопасности, оказался отрезок ул. Победы и ул. Анри Барбюса. На этом участке длиной более 3-х км проходят 18 разных автобусных маршрутов. Это объясняется тем, что на этом отрезке расположены такие жизненно-важные объекты как автовокзал, ж/д вокзал, вещевой и продуктовый рынки, табл.4.

Для такого города как Астрахань режимы движения автобусного маршрута на напряженных участках, согласно экспериментальным исследованиям, распределяются следующим образом: холостой ход 20...30%, разгон 35...40%, установившееся движение 10... 15%, замедление 25...30%.

Таблица4

Параметры основных участков автобусных маршрутных линий в городе Астрахани

Наименование участка Длина Кол-во Кол-во Кол-во Кол-во Средняя

маршрута уча- марш- свето- пово- техно- скорость

стка, рутных форов ротов логи- движения,

км авто- на на ческих км/ч

бусов участке участке оста-

новок

• Участок улицы Желябова 2,6 9 8 3 5 25

• Участок улиц Победа-Яблочкова 3,8 7 11 3 9 20

• Участок улиц Победы-А Барбюса "3,1 .18 ' 11 ■ 2 6 20

• Участок улицы Н Островского 4,7 12 10 1 10 30

• Участок улиц Яблочкова-Барбюса 3,4 8 11 3 8 20

• Участок улицы С.Перовской 3,4 14 5 3 6 25

• Участок улицы Боевая 2,9 7 7 1 5 30

Расчет выбросов загрязняющих веществ от автобусов производится дифференцированно с учетом класса автобуса, вида и качества применяемого топлива, количества остановок, светофоров и крутых поворотов на маршруте, режима работы и длины маршрута.

Исходными при оценке выбросов СО, СпНт и NOX являются их удельные значения, полученные по нагрузочным характеристикам двигателей в ездовых циклах по ГОСТ 20306-90.

Валовые выбросы вредных веществ в атмосферу при движении пропорционального количества каждого класса автобусов по заданному участку маршрутов представлены в таблице 5. Из таблицы видно, что максимальное

массовое количество оксидов азота выбрасываются при работе микроавтобусов на дизтопливе; максимальное количество оксида углерода при работе особо-малых автобусов на бензине, и большее количество углеводородов при работе малых автобусов на бензине.

Таблица 5

Валовые выбросы вредных веществ в атмосферный воздух при работе различных категорий автобусов

Наименование загрязняющих веществ Валовые выбросы вредных веществ, т/год

Микро-автобусы Автобусы малые Автобусы большие

набенз наДГ на газе набенз на ЯГ на газе набенз наДТ на газе

Оксиды азота 3,66 29% пхт .100%' 3,66 29% 4,37 34% 12,10 95% 4,37 34% 3,37 26% 9,29 73% 3,37 26%

Оксид углерода 125,-64 •100% ' 14,83 12% 63,39 50% 105,83 84% 13,65 11% 53,41 43% 99,92 80% 13,77 11% 50,28 40%

Углеводороды по бензину 15,72 74% - - 21*38/-' ЮОН- - - 19,18 90% - -

Углеводороды по керосину - 4,36 20% - - 2,85 13% - - 2,21 10% -

Углеводороды по метану - - 9,25 43% - - 12,62 59% - - 11Д9 53%

Объемы выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от маршрутных автобусов, полученные путем использования методик, в основе которых лежит общий расход топлива или общий пробег автотранспортного средства отличаются от объемов вредных выбросов, рассчитанных по разработанной методике. Результаты исследования показывают, что выбросы загрязняющих веществ, полученные по другим методикам, или сильно занижены или сильно завышены по сравнению с выбросами, рассчитанными по разработанной методике, рис.6.

Рис.6 Выбросы загрязняющих веществ от особо-малых автобусов, полученные разными методами расчета

Для получения табличных и графических значений концентраций различных вредных ингредиентов на придорожной территории, существует ряд программных комплексов: «Эфир», «Гарант», «Эколог», «Зона», «Призма», созданный на действующем нормативном документе ОНД-86 Госкомгидромета «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий», который признается природоохранными органами правомочным и для расчета распространения автомобильных выбросов.

Расчет загрязнения атмосферного воздуха выбросами вредных веществ от автобусных маршрутов в данном исследовании выполняется по программе "ПРИЗМА", версия 3,1.

Исходными данными для расчета являются максимальные разовые выбросы вредных веществ от автобусов, топографическая основа местности, метеорологические данные и контрольные точки вдоль маршрутной линии. Результаты расчетов выводятся на электронные карты в виде изолиний разных концентраций, а также в виде таблицы.

Расчет рассеивания вредных веществ показал следующее, рис.7:

Наибольшие концентрации диоксида азота в пределах контрольных точек наблюдаются при движении пропорционального количества дизельных особо-малых автобусов. В этом случае концентрация диоксида азота доходит до 1,80 ПДК.

Наименьшие концентрации диоксида азота отмечаются при движении соответствующего количества больших автобусов, работающих на бензине или на газе. В данном случае концентрация диоксида азота составляет 0,22

пдк.

Наибольшие концентрации оксида углерода в пределах контрольных точек наблюдаются при движении пропорционального количества особо-малых автобусов, работающих на бензине. В этом случае концентрация углерода оксида доходит до 0,34 ПДК.

Наименьшие концентрации оксида углерода отмечаются при движении соответствующего количества больших дизельных автобусов. В данном случае концентрация данного вещества составляет 0,02 ПДК.

Наибольшие концентрации углеводородов в пределах контрольных точек наблюдаются при движении пропорционального количества малых автобусов, работающих на бензине. В этом случае концентрация углеводородов по бензину составляет 0,055 ПДК.

Наименьшие концентрации углеводородов отмечаются при движении соответствующего количества больших или особо-малых автобусов, работающих на газе. В данном случае концентрация углеводородов по метану составляет всего 0,001 ПДК.

Азота диоксид [доли ПДК] (шах )

Углерода оксид [доли ПДК] (шах )

Масштаб: 1.29881 (I дйлове-400 м)

Варжнт расчета. Автобусы особо-малые (рабств не датогомве)

Населенный пункт Кировский район г Астрахани

Расчетный цямоугольник^б 1

X центра. 10200 У центра. 11400

Максиюлмоеэвчение прюехной конценпрадас 2,495023

КссраюшълмаксимальногозквчснияХ* 10800 У" 11400

Азота диоксид [доли ПДК] (шш)

Масштаб 1.29881 (1депенж-400м)

Варианграгата. Автобусы большие (работа на бение)

Населенный цунгг Кировский район г Астрахани

Расчетный грсмоуголкннк N01

Хцяпра. 10200 У юлре. 11400

Максимальное значение прюокной кжшпрвц ле0657795

КоордоотымаюнмалыюгоэаченюХ" 10800 Уш 11400

Масштаб 129881 (1двло«е*400м)

Вармнг расястх Автобусы бшыше (работа ш далоплюе)

Нас&кюыЙ пункт Кировский район г Астрахани

Йстяный прамоугольнюс Ьк> 1

X цопра. 10200 У центра. 11400

Мамзоадьное значение прюжной концентрецюс 0 048076

Коодооаш маяямальшго »чека X-10800 У* 11400

Углерода оксид [доли ПДК] (шш )

Масштаб. 129881 (1 дюйме-400 м)

Варканграмета. Автобусы особснельс (работа шбекине)

Населенный пункт Кировский район г Астрахани

Расчетный ^зямоуголыояМ) 1

X остра. 10200 У центра. (1400

Максимальное мчвме лрюемной кхосгпрациж 0 466354

Коортинатымаюмальногомченн! Х-10800 У»11400

Рис. 7. Рассеивание загрязняющих веществ вдоль маршрута.

Четвертая глава диссертации посвящена механизму реализации методик определения маршрутных норм и фактических выбросов вредных веществ в атмосферный воздух на практике. Также, в этой главе проводилась оценка ущерба, наносимого окружающей среде компонентами отработавших газов автобусов разных классов.

Основными факторами, определяющими уровень загрязнения на маршруте движения городского автобуса и в большей степени, влияющими на экологический ущерб, наносимый окружающей среде, являются:

класс автобуса (КА) -особо-малый, малый, большой; вид применяемого топлива (Вт) на автобусе, - бензин, дизтопливо, газ;орежим движения автобуса (Яд); количество технологических остановок (N0) на маршруте, шт; сколичество светофоров (Nc) на маршруте, шт; количество поворотов (N„) на маршруте, шт, сдлина маршрутной линии и состояние дороги (Ц,), км; плотность транспортного потока на маршруте (ß); техническое состояние автобуса и квалификация водителя (ji,).

Целевая функция изменения экологических платежей от фактического загрязнения окружающей среды определяется следующей зависимостью:

пэ= f(Mlxyz) = {( КА, Вт, Яд, N0, Nc, Nn, LM, ß, ц,), (9)

Валовый выброс i"0™ вещества (М^ г) одним автобусом х*0"5 класса, работающем на у4** виде топлива, при z3* режиме движения по к'ому маршруту

Mlxyi = MqJU+MxiTx+MplTp+MIlTT, (10)

где Mql, -удельный выброс (пробеговый) вещества при движении автобуса по заданному маршруту с относительно постоянной скоростью, г/км; Lk -длина маршрута, которую проходит автобус с относительно постоянной скоростью, км; Mxi-удельный выброс вредного вещества при работе двигателя на холостом ходу, г/мин; Тх -время работы двигателя автобуса на холостом ходу, мин. Тх = Nocrtocrcp+ NcerWtcp; Мр,-удельный выброс вредного вещества во время разгона, г/мин; Тр -время разгона, мин. Тр = К,сА>стразг+ + М^^ры,.; Мш -

удельный выброс вредного вещества во время торможения, г/мин; Тт -время ТОрМОЖеНИЯ, МИН; Тт—NocrtocrTOpM"^"NCBejtCBCTTopM"^"NnOBtnoBTOpM.

Для одинаковых условий движения автобусов (т.е. для одной и той же маршрутной линии), целевая функция принимает следующий вид:

Пз= f(MlXy2) = f(KA.BT,RÄ), (И)

При этом лучшим показателем экологической безопасности на маршруте являются минимальные экологические платежи при минимуме выбросов вредных веществ в атмосферный воздух, т.е.:

п, = f(M,xyz) = f( КА, ВТ) Яд) min (12)

Органы местного самоуправления в лице городской экологической инспекции должны ежегодно проводить мониторинг маршрутной сети города, и на основе его результатов разрабатывать и утверждать нормы выбросов вредных веществ в атмосферу для автобусов каждой маршрутной линии. При этом загрязнение

л *-им Г -ой

атмосферного воздуха i веществом от одного автобуса х категории,

-ому

движущегося по к маршруту не должно превышать установленной для него нормы выброса (ИБМ1к): М^ < НВМдс ,

1 нет I

КОНЕЦ ]

Рис. 8. Алгоритм рационализации хмаршрутных линий.

Для оценки прогнозируемой величины предотвращенного ущерба для

<-• —х -ого

окружающей среда от 1 загрязняющих веществ, выбрасываемых автобусом х класса, при его движении по к4™7 мдлпругу используется следуюшэя формула: Улр = Ууд (М,-М2)КЭ 1д (И)

где Ууд -величина экономической оценки удельного ущерба от выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух (руб./усл.т); М1, М2 -приведенная масса выбросов загрязняющих веществ, соответственно на начало и конец расчетного периода в рассматриваемом маршруте (усл.т); К -коэффициент экологической ситуации и экологической значимости состояния атмосферного воздуха территорий экономических районов Российской федерации; 1Д -индекс-дефлятор по отраслям промышленности, устанавливаемый Минэкономикой РФ на рассматриваемый период.

Приведенная масса загрязняющих веществ определяется по формуле: М| = т, К,,; (15)

где т,-масса выброса в атмосферный воздух 1-°го загрязняющего вещества (т/год); Ко1 -коэффициент относительной эколого-экономической опасности 1-°го загрязняющего вещества

Для наглядной оценки величины предотвращенного ущерба от выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух проводились расчеты на примере конкретного автобусного маршрута в городе Астрахани, и получены следующие результаты при работе городского автобуса х-°го класса на разных видах топлива, табл.6,7,8:

Таблица 6

Величина ущерба при работе особо-малого автобуса на разных видах

топлива

Наименование загрязняющих веществ Показатель удельн. ущерба, рубЛ Коэф. эколог, ситуации региона Коэф. ога. опасности ЗВ Автобусы особо-малые

Валовые выбросы ЗВ (т/год) при работе на: Величина ущерба (руб.) при работе на:

бенз. ДГ газ. бенз. ДГ газ.

Окислы азота 49,3 1.9 16,5 3,66 12,79 3,66 5649 19769 5649

Оксид углерода 49,3 1.9 0,4 125,6 14,83 63,39 4707 556 2375

Углевод, по бенз. 49,3 1,9 Р 15,72 0,00 0,00 1767 0 0

Углевод, по керос. 49,3 1,9 0Г7 0,00 4,36- 0,00 0 286 0

Углевод по метану 49,3 1.9 0,7 0,00 0,00 9,25 0 0 606

Общий ущерб: 12124 20611 8630

Таблица7

Величина ущерба при работе малого автобуса на разных видах топлива

Наименование загрязняющих веществ Показатель удельн. ущерба, руб./г Коэф. эколог, ситуации региона Коэф. ото. опасности ЗВ Автобусы малые

Валовые выбросы ЗВ (т/год) при работе на: Величина ущерба (руб) при работе на:

бенз. ДТ газ. бенз. ДТ газ.

Окислы азота 49,3 1.9 16,5 4,37 12,10 4,37 6755 18702 6755

Оксид углерода 49,3 1.9 0,4 105,83 13,65 53,4] 3965 511 2001

Углевод, по бею 49,3 1,9 и 21,38 0,00 0,00 2403 0 0 •

Углевод по керос. 49,3 1,9 0,7 0,00 2,35 0,00 0 187 0

Углевод, по метану 49,3 1,9 0,7 0,00 0,00 12,62 0 0 828

Общий ущерб: 13124 19400 9584

Таблица 8

Величина ущерба при работе большого автобуса на разных видах топлива

Наименование загрязняющих веществ Показатель удельн. ущерба, руб./т Коэф. эколог, ситуации региона Коэф. отн. опасности ЗВ Автобусы большие

Валовые выбросы ЗВ (т/год) при работе на Величина ущерба (руб) при работе на:

бенз. ДТ газ. бенз. да газ.

Окислы азота 49,3 1,9 16,5 3,37 9,29 3,37 5213 14354 5213

Оксид углерода 49,3 1,9 0,4 99,92 13,77 50,28 3744 516 1884

Углевод по бенз. 49,3 1,9 ¡а 19,18 0,00 0,00 2156 0 0

Углевод по керос. 49,3 1,9 0,7 0,00 2,21 0,00 0 145 0

Углевод го метану 49,3 1,9 0,7 0,00 0,00 11,29 0 0 740

Общий ущерб: 11113 15015 7837

Согласно результатам исследования, можно заключить о том, что наибольший урон окружающей среде наносится при работе автобусов особо-малого класса на дизельном топливе. Меньше ущерба наблюдается при работе эквивалентного количества больших автобусов на природном газе, рис.9.

Рис. 9. Величина ущерба в зависимости от класса маршрутного автобуса.

Основные результаты и выводы

1. Предложен системный подход к определению экологической безопасности автобусного маршрута.

2. Согласно проведенным экспериментальным и теоретическим исследованиям установлено, что основными факторами, определяющими количество выбросов загрязняющих веществ на автобусном маршруте, являются: режим движения автобуса, количество технологических остановок, светофоров и крутых поворотов, длина маршрутной линии и состояние дороги, плотность автотранспортного потока на маршруте, техническое состояние автобуса и квалификация водителя.

3. Установлено, что наряду с условиями движения на количество и качественный состав загрязняющих веществ, влияет класс автобуса и вид применяемого топлива. При работе большого автобуса на дизтопливе выбросы по СО и СпНп уменьшаются на 80...90%, по N0,, увеличиваются на 60.. .70% по сравнению с работой на бензине. Перевод большого автобуса на газ обеспечит сокращение выбросов по всем вредным ингредиентам -СО на 50%, СпНт на 55...60%, N0, на 60...70%. Примерно такая же картина наблюдается при оценке выбросов от микроавтобусов и малых автобусов, работающих на разных видах топлива. Таким образом, доказано, что целесообразно перевести работу городского пассажирского автотранспорта на газ.

4. На основе выполненных исследований доказано, что наименьшие выбросы загрязняющих веществ поступают в атмосферный воздух при эксплуатации автобуса малого класса как основного маршрутного транспорта: при его работе на газе выбросы по СО сокращаются на 60...70%, по N0X -55...60%, по СпНп - 55...60%.

5. По критерию предельно-допустимой концентрации (ПДК) наблюдается превышение по N0X вдоль всей маршрутной линии в радиусе 50-ти метров от оси трассы при работе автобусов всех классов на дизельном топливе.

6. Разработанная методика по определению количества выбросов загрязняющих веществ маршрутными автобусами необходима в следующих случаях:

- для расчета размеров экологических платежей за ущерб, наносимый окружающей среде маршрутными автобусами;

- при изменении маршрутной сети пассажирских автотранспортных предприятий;

- при изменении количества, класса и марки автобусов на маршруте.

7. Разработанная методика расчета выбросов вредных веществ и уточненная методика по определению размеров экологических выплат позволяют:

- нормировать количество загрязняющих веществ на автобусном маршруте;

- управлять процессом выброса вредных веществ, при рациональном подходе к распределению автобусов по маршрутам, в зависимости от параметров транспортной сети города;

- прогнозировать экологическую обстановку маршрутной сети города.

8. Предложенная методика расчета выбросов вредных веществ от маршрутных автобусов позволяет территориально определить место и площадь, наиболее подверженные воздействию загрязняющих веществ, так как в расчете учитываются реальные условия движения автобусов.

9. Данный системный подход можно в дальнейшем использовать и при исследовании объемов выбросов вредных веществ от грузовых и легковых автомобилей с целью прогнозирования экологической обстановки в целом по всей городской транспортной сети.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. В.И. Сметанин, К. Хунас. К оценке выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта в условиях городских автобусных маршрутов разных категорий// Сборник докладов VI Международной научно-практической конференции «Проблемы управления качеством городской среды», Москва, 2001, с. 122-124.

2. К. Хунас. Автотранспорт и окружающая среда// Сборник материалов научно-технической конференции «Природообустройство сельскохозяйственных территорий», Москва, 2001, с.38-39.

3. К. Хунас, В.И. Сметанин. Оценка выбросов загрязняющих веществ городскими автобусами// Экология и промышленность России, №2. Москва, 2004, с.24-25.

Московский государственный университет природообустройства (МГУП)

Зак№ ÎÔ7 Тираж ЮО

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Хунас Каси

ВВЕДЕНИЕ.:.

ГЛАВА 1. Общее состояние вопроса и задачи исследования.

1.1. Техногенные факторы и их влияние на городскую среду.

1.2. Загрязнение атмосферного воздуха автотранспортом и его влияние на здоровье человека.

1.3. Особенности загрязнения почв автотранспортом.

1.4. Автобусные перевозки в системе общего городского пассажирского транспорта.

1.5. Особенности климатических условий Астраханской области и состояние ее окружающей среды.

1.6. Анализ проблемы загрязнения воздушной среды г.Астрахани.

1.7. Эколого-токсикологическая характеристика отработавших газов, выбрасываемых автотранспортом.

1.8. Обзор существующих методик расчета выбросов отработавших газов от автобусов.

1.9. Обоснование выбора прикладной программы для расчета рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере.

1.10. Обзор существующих методик расчета платы за выбросы вредных веществ.

1.11. Цель и задачи исследования.

ГЛАВА 2. Теоретические и экспериментальные исследования.

2.1. Состояние и перспективы развития рынка автобусов в России.

2.2. Особенности условий эксплуатации линейных автобусов в большом городе;.

2.3. Методика обследования маршрутной сети городских автобусов.

2.4. Основные факторы, влияющие на экологическую безопасность маршрута.

2.5. Экономический ущерб от загрязнения окружающей среды маршрутными автобусами.

2.6. Формулировка методики определения выбросов вредных веществ при движении автобуса по заданному маршруту.

2.7. Формулировка методики определения величины платы за загрязнение воздуха маршрутным автобусом.

2.8. Выводы по второй главе.

ГЛАВА 3. Исследование характера изменения вредных выбросов в атмосферный воздух в зависимости от класса автобуса и вида топлива.;.

3.1. Обоснование выбора участка маршрутов для проведения оценки выбросов вредных веществ.

3.2. Оценка выбросов загрязняющих веществ (ЗВ) при работе большого автобуса типа «ЛиАЗ».

3.2.1. Оценка выброса ЗВ при работе двигателя большого автобуса на бензине.

3.2.2. Оценка выброса ЗВ при работе двигателя большого автобуса на дизельном топливе.

3.2.3. Оценка выброса ЗВ при работе двигателя большого автобуса на сжатом природном газе.

3.3. Оценка выбросов загрязняющих- веществ (ЗВ) при работе малого автобуса типа «ПАЗ».

3.3.1. Оценка выброса ЗВ при работе двигателя малого автобуса на бензине.

3.3.2. Оценка выброса ЗВ при работе двигателя малого автобуса на дизельном топливе.

3.3.3. Оценка выброса ЗВ при работе двигателя малого автобуса на сжатом природном газе.

3.4. Оценка выбросов загрязняющих веществ (ЗВ) при работе особо-малого автобуса типа «Газель»

3.4.1. Оценка выброса ЗВ при работе двигателя особо-малого автобуса на бензине.

3.4.2. Оценка выброса ЗВ при работе двигателя особо-малого автобуса на дизельном топливе.

3.4.3. Оценка выброса ЗВ при работе двигателя особо-малого автобуса на сжатом природном газе.

3.5. Оценка рассеивания загрязняющих веществ на исследуемом участке маршрута.

3.5.1. Анализ изолиний рассеивания по каждому ингредиенту.

3.6. Оценка платы за загрязнение атмосферного воздуха каждым маршрутным автобусом.

3.7. Оценка платы за загрязнение атмосферного воздуха каждым маршрутным автобусом.

3.8. Сравнительная оценка вредных выбросов в атмосферный воздух, рассчитанных разными методиками.

3.9. Выводы по третьей главе.

ГЛАВА 4. Результаты теоретических и экспериментальных исследований.

4.1.Методика определения экологической безопасности автобусного маршрута.

4.1.1 Методика определения норм выбросов вредных веществ на городских автобусных маршрутах.

4.1.2 Методика определения фактических (плановых) выбросов вредных веществ городскими автобусами при движении г по маршруту в массовом и стоимостном выражении.

4.2. Реализация методик определения маршрутных норм и фактических (плановых) выбросов вредных веществ в атмосферный воздух на практике.

4.3. Целевая функция изменения экологических платежей от фактического загрязнения окружающей среды.

4.4. Определение ущерба от выбрасываемых маршрутными автобусами вредных веществ в атмосферный воздух.

4.5. Нормативно-правовое регулирование.

4.6. Организация контроля источников загрязнения атмосферы.

4.7. Мероприятия по сокращению экологического ущерба от городских маршрутных автобусов.

4.8. Выводы по четвертой главе.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Снижение вредных воздействий автотранспорта на компоненты природной среды в условиях городской застройки"

Актуальность работы. В начале XXI века экологические проблемы стали очевидными для общества и для каждого человека. Основной экологический «вызов» для России на ближайшие годы — постоянно растущее загрязнение воздуха автотранспортом в городах, где сейчас проживает более 70% россиян. Автомобиль играет огромную роль в жизни современного общества. Однако увеличение автомобильного парка порождает и экологические проблемы, ставит перед всемерным сообществом жизненно важный вопрос о путях дальнейшего развития автомобилестроения. Возникает дилемма: без автомобиля обойтись нельзя, а жизнь с автомобилем, работающим на традиционном виде топлива, ведет в экологический тупик [38,52,71,106,111,112,116].

Развитие городского транспорта обусловливает рост размеров городов и увеличение транспортной подвижности населения. В свою очередь это ведет к дальнейшему росту парка транспортных средств. Их хранение и организация движения требуют вновь увеличения территории города и транспортных коммуникаций, размеры которых достигают 30-40% территории города. Однако темпы развития улично-дорожной сети существенно отстают от темпов автомобилизации. Многие городские улицы, особенно в центральной части городов, не соответствуют современным техническим нормативам, так как эта территория исторически застраивалась без учета транспортных потоков высокой плотности. Данное обстоятельство создает, как правило, особо неблагоприятные условия для движения транспортных средств и пешеходов и крайне усложняет задачи организации движения.

Поиск возможностей снижения массовых выбросов вредных веществ обуславливает необходимость детального изучения комплекса факторов, влияющих на экономические и экологические показатели движения маршрутного городского автобуса. Наличие таких зависимостей позволит наряду с повышением точности существенно упростить известные методы расчетного определения выбросов вредных веществ.

Количество вредных выбросов и соотношение между различными токсичными веществами в отработавших газах маршрутного автобуса в большой степени определяются режимами работы их двигателей в эксплуатационных условиях, то есть в условиях реального движения с реально существующими дорожными условиями и реально используемыми режимами движения [6, 20, 26,27,41].

Научная новизна заключается:

- в предложенном методическом подходе к определению экологической безопасности автобусного маршрута.

- в разработке алгоритма реализации разработанной методики и рационализации автобусных маршрутных линий;

Реализация результатов работы. Методический подход к определению выбросов вредных веществ от маршрутных автобусов и основные результаты исследования приняты к использованию в Астраханском пассажирском автотранспортном предприятии №4 и в транспортной фирме «Гранат».

Публикации. По теме диссертации опубликовано три печатные работы.

На защиту выносятся: т методический подход к повышению экологической безопасности автобусного маршрута;

- алгоритм реализации разработанной методики и рационализации автобусных маршрутных линий;

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Общий объем диссертации составляет 182 страницы, в том числе 19 таблиц, 25 рисунков, списка литературы из 124 наименований и 14 приложений.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Хунас Каси

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Предложен системный подход к определению экологической безопасности автобусного маршрута.

3. Установлено, что наряду с условиями движения на количество и качество загрязняющих веществ влияет класс автобуса и вид применяемого топлива. При работе большого автобуса на дизтопливе выбросы по СО и ОДт, уменьшаются на 80. .90%, по 1МОх увеличиваются на 60. .70% по сравнению с работой на бензине. Перевод большого автобуса на газ обеспечит сокращение выбросов по всем вредным ингредиентам -СО на 50%, ОНп на 55. .60%, ЫОх на 60. .70%. Примерно такая же картина наблюдается при оценке выбросов от микроавтобусов и малых автобусов, работающих на разных видах топлива. Таким образом, доказано, что целесообразно перевести работу городского пассажирского автотранспорта на газ.

4. На основе выполненных исследований доказано, что наименьшие выбросы загрязняющих веществ поступают в атмосферный воздух при-эксплуатации автобуса малого класса как основного маршрутного транспорта: при его работе на газе выбросы по СО сокращаются на 60. .70%, по ЫОх - 55. .60%, по СпНт - 55.60%.

5. По критерию предельно-допустимой концентрации (ПДК) наблюдается превышение по N0* вдоль всей маршрутной линии в радиусе 50-ти метров от оси трассы при работе автобусов всех классов на дизельном топливе.

6. Разработанная методика по определению количества выбросрв загрязняющих веществ маршрутными автобусами необходима в следующих случаях:

- для расчета размеров экологических платежей за ущерб, наносимый окружающей среде маршрутными автобусами;

- при изменении маршрутной сети пассажирских автотранспортных предприятий;

- при изменении количества или класса и марки автобусов на маршруте.

- нормировать количество загрязняющих веществ на автобусном маршруте;

- управлять вредными выбросами при рациональном подходе к распределению автобусов по маршрутам в зависимости от параметров транспортной сети города;

- прогнозировать экологическую обстановку в маршрутной сети города.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата технических наук, Хунас Каси, Москва

1. Амбарцумян B.B. Автотранспорт и окружающая среда. //Экология и жизнь, №2 1999 - с. 62-65.

2. Аннотированный справочник основных законодательных, нормативных, методических и информационных документов по охране атмосферного воздуха. НИИ Атмосфера, 2000г. С-Пб.

3. Афанасьев Л. Л., Островский Н.Б., Цукерберг С.М. Единая транспортная система и автомобильные перевозки. М.: Транспорт, 1984г. 333с.

4. Ахметов Л.А., Корнев Е.В., Ситшаев Т.З. Автомобильный транспорт и охрана окружающей среды. Справочник, Ташкент —Мехнат, 1990г.

5. Белявский A.C., Ставров O.A., Григорьян В.Т. и др. К разработке методики расчета и .прогнозирования выбросов автомобильного транспорта. //Вопросы развития и планирования технических средств транспорта. М:, 1980. - с. 186-193.

6. Бирюкова Е.Р., Иванова Л.М., Тимошенков А.Е, Тихомиров Е.Ф. Экономика автомобильного транспорта: Учебное пособие. //МАДИ. М., 1988 г.-116 с.

7. Бретшнайдер Б., Курфюрст И. Охрана воздушного бассейна от загрязнений. Ленинград ,«Химия» Ленинградское отделение, 1989.

8. Быстрых В.В., Боев В.М., Борщук ЕЛ. Оценка канцерогенного риска в связи с антропогенным загрязнением атмосферного воздуха. //Гигиена и Санитария. №1,1999. -с8-10.

9. Вестник Астраханского государственного технического университета, «Экология»: Астрахань, 1998 119 с.

10. Временная типовая методика определения экономической эффективности осуществления природоохранных мероприятий и оценки экономического ущерба, причиняемого народному хозяйству загрязнением окружающей среды. М/. Экономика, 1986. 96с.

11. Временные методические указания по расчету выброса вредных веществ автомобильным транспортом народного хозяйства. /ИКТП при Госплане СССР.-М., 1980.-30 с.V

12. Временная методика определения предотвращенного экологического ущерба. М., 1999, 60 с.

13. Гарбер А., Зотов В., Ковалев А. Опыт маршрутного нормирования расхода топлива. Автомобильный транспорт Москва - 1986. с.31-32.

14. Говорушенко Н.Я. Экономия топлива и снижение токсичности на автомобильном транспорте. М.: Транспорт. 1990.-135с.

15. Голованенко С.Л., Жарова О.М., Маслова Т.И., Посыпай В.Г. Справочник инженера-экономиста автомобильного транспорта / Под ред. Голованенко С.Л. -М.: Транспорт, 1984г. 320 с.

16. Голуб A.A., Струкова Е.Б. "Экономика природопользования". Москва: "Аспект-Пресс", 1995.

17. Горбатовский В.В., Рыбальский Н.Г. Экологическая безопасность в городе. Библиотека для населения, серия «Экологическая безопасность в быту», Издательство РЭФИЯ. Москва 1996 . сЗ-12.

18. Горбатовский В.В., Рыбальский Н.Г. Здоровье человека и окружающая среда. Информационно-справочный бюллетень, «Экологический вестник России» Издательство РЭФИЯ. Москва 1995 . с.8-19.

19. ГОСТ 17.2.1.01-76 Охрана природы. Атмосфера. Классификация выбросов по составу.

20. ГОСТ 17.2.1.04-77 Охрана природы. Атмосфера. Метеорологические аспекты загрязнения и промышленные выбросы. Основные термины и определения.

21. ГОСТ 17.2.3.03-78 'Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями.

22. ГОСТ 17.2.3.02-86 Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населенных пунктов.

23. Гудериан Р. Загрязнение воздушной среды. -М.: Мир, 1979. 200 с.

24. Гусаров А.П. и Вайсблюм М.Е., НРЩИАМТ. Перспективы нормирования экологических показателей АТС. //Автомобильная промышленность , №2,2000. с34-37.

25. Гутаревич Ю.Ф., Климпуш О.Д., Худолий H.H., Гдыря В.Н. Снижение токсичности выбросов при эксплуатации автомобиля. К.: Техшка, 1981 -88с.

26. Гутаревич Ю.Ф. Исследование токсичных выбросов автомобиля в эксплуатационных условиях. //Проблемы машиностроения. №11 1983. -с.36-37.

27. Гутаревич Ю.Ф. Снижение вредных выбросов автомобиля в эксплуатационных условиях. /- К., Выща шк., 1991г. с 179.

28. Дмитриевский A.B., Тюфяков A.C. О регулировках токсичности отработавших газов. // Автомобильная промышленность. №2 1992. с.25-29.

29. Донченко В., Кунин Ю., НИИАТ. К вопросу об экологическом контроле автотранспортных средств в эксплуатации. //Автомобильный транспорт, №2,1999. с 39-41.

30. Дугин Г.С. Проблемы снижения токсичности отработавших газов автомобилей. // Транспорт. Наука, техн. Упр. — ВИНИТИ. №2 1995. с.25-34.

31. Дьяков А.Б., Игнатьев Ю.В., Коншин Е.П. и др. Экологическая безопасность транспортных потоков. / Москва, Транспорт, 1989. с 128.

32. Евгеньев И. Е. Современные методы обеспечения экологической безопасности при проектировании автомобильных дорог. М.: Информавтодор, 1996г — 64с.

33. Евгеньев И.Е., Каримов Б.Б. «Автомобильные дороги в окружающей среде» // М.: ООО «Трансдорнаука», 1997, - с 285.

34. Ежегодник выбросов загрязняющих веществ в атмосферу городов и регионов Российской Федерации (России). -СПб., 2000. 434 с.

35. Зайцева Н.В., Тырикина Т.И., Землянова М.А., и др. Влияние на здоровье населения выбросов свинца автотранспортом. //Гигиена и Санитария. №3,1999. сЗ-4.

36. Иванов В.Н., Ерохов В.И. Влияние режимов движения автомобиля на выброс вредных веществ. /Автомоб. Трансп. 1979. №9 с.46-48.

37. Иванов В.Н., Ерохов В.И. Экологические проблемы развитой автомобилизащш. /Повышение эффективности мероприятий по снижению вредных воздействий от автомобильного транспорта. М., 1982. — с.5-18.'

38. Иванов В.Н., Ерохов В.Н. Экономия топлива на автомобильном транспорте. -М.: Транспорт, 1984. — с 302.

39. Иванов В.Н., Сторчевус В.К., Доброхотов B.C. «Экология и автомобилизация», Киев, Будивельнйк, 1983. с.9-12.

40. Инструктивно-методические указания по взиманию платы за загрязнение окружающей природной среды. Утверж. 26.01.93 №01-15/65-265 Минэкологии России по согласованию с Минэкономики России и Минфином России.

41. Инструкция по инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, Ленинград, 1990.

42. Инструкция по нормированию выбросов (сбросов) загрязняющих веществ в атмосферу и в водные объекты Утв. ком. СССР по охране природы 11.09.89.-М.: СПООргрэс, 1993. -20 с.

43. Каплан Э.Т. Передовые методы управления городским пассажирским транспортом. //Автомобильные перевозки: Обзорнинформ. /Информ-автотранс. М., 1992г. - Вып.4. - 48 с.

44. Карбанович И.И. Экономия автомобильного топлива. Опыт и проблемы. Москва, Транспорт, 1992. 145с.

45. Киреев Г.В;, Татарский В.П., и др. Зависимость онкологической заболеваемости от загрязнения атмосферного воздуха. //Гигиена и Санитария. №2,1997. cl-5.

46. Концепция экологического нормирования в Российской Федерации./ материалы выездного совещания МПР России —М. -2001. 30 с.

47. Конин И. В. Разработка метода оценки сложности автобусных маршрутов. Дисс. Канд. Техн. Наук. Москва, 1993,232 с.

48. Кузницов Е.С. Управление технической эксплуатацией автомобилей. -2-е изд., перераб. И доп. М.: Транспорт, 1990г. — 272 с.

49. Кутенев В.Ф. Концепция создания экологически чистого автомобиля. //Автомобильная промышленность. №2 1992. с. 3-6.

50. Луканин В.Н., Буслаев А.П., Яшина М.В. Автотранспортные потоки и окружающая среда — 2: Учеб. Пособие для вузов /Под. Ред. В.Н.Луканина. М.: ИНФРА-М, 2001. - 646с.

51. Максимов В.А., Кузнецов Е.С., Хазиев А.А. Техникоэкономическая оценка автобусного маршрута. //Техническая эксплуатация и ремонт автомобилей: Обзорн. информ. /Информавтотранс. М., 1992. -Вып.4. — 36 с.

52. Материалы к государственному докладу о состоянии окружающей природной среды РФ по Астраханской области за 1998 год. /Изд. ООО «ЦНТЭП», Астрахань, 2000 162 с.

53. Методика проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для автотранспортных предприятий (расчетным методом). /Гос. НИИ автомоб. трансп. (НИИАТ). -М. 1992. 80 с.

54. Методические рекомендации по определению платы, за выбросы, сбросы (размещение) загрязняющих веществ в природную среду. — Л. 1991 — 48с.

55. Методические указания по расчету выброса вредных веществ автомобильным транспортом. — М.: Гидрометеоиздат, 1983. —22 с.

56. Методические рекомендации по определению и введению в действие экологических нормативов в целях охраны атмосферного воздуха, включая перечень таких нормативов (промежуточный отчет). Фонды НИИ Атмосфера. 2001 г., с. 149.

57. Методика определения массы выбросов загрязняющих веществ автотранспортными средствами в атмосферный воздух. / Гос. НИИ автомобтрансп. (НИИАТ). М. 1993 - 22 с.

58. Методические указания по анализу и снижению себестоимости внутригородских автобусных перевозок. М.: Минавтотранс РСФСР, 1981-167 с.

59. Методика проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для автотранспортных предприятий (расчетным методом): НИИАТ. Москва, 1998.

60. Методика проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для баз дорожной техники (расчетным методом): НИИАТ. Москва, 1998.

61. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД-86. Ленинград, Госгидрометеоиздат, 1987.

62. Методика экологической экспертизы предпроектных и проектных материалов по охране атмосферного воздуха. М., 1995. - 51 с.

63. Миляев В.Б. Основные направления развития научных исследований в области воздухоохранной деятельности. Сб. трудов НИИ Атмосфера. 1998г С-Пб.

64. Миляев В.Б. Охрана атмосферного воздуха. Сб. трудов НИИ Атмосфера. 1999 г. С-Пб.

65. Морозова JI.H., Воскун С.Е., Базеров М.А., Свечина H.H. Состояние здоровья населения, проживающего в экологически неблагоприятных городских районах.//Гигиена и Санитария. №1,1998. с34-36.

66. Назаретян А.П. Человек для биосферы? //Человек. №2 1997 -с.118-125.

67. Новые нормы эмиссии. //МАП (Международные автомобильные перевозки) , №1, 2000 с. 52.

68. Перечень и коды веществ, загрязняющих атмосферный воздух. Санкт-Петербург, 2000.

69. Платонов А. Чистый город. //Автомобильные дороги, №6 1999 -с.43-45.

70. Положение о нормативах выбросов вредных (загрязняющих) веществ в • атмосферный воздух и вредных физических воздействий на него.

71. Утверждено постановлением Правительства Российской Федерации от 2 марта 2000г. №183.

72. Положение о государственном контроле за охраной атмосферного воздуха. Постановление Правительства Российской Федерации № 31 от 15 января 2001 года.

73. Положение о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта. — Москва: «Транспорт», 1988 -с15-45.

74. Постановление Правительства Российской Федерации № 632 от 28 августа 1992 о «Порядке определения платы и ее предельных размеров за загрязнение окружающей природной среды, размещение отходов, другие виды вредного воздействия».

75. Постановление Правительства Российской Федерации от 28.08.92 №632 «О порядке определения платы и ее предельных размеров за загрязнение окружающей природной среды, размещение отходов, другие виды вредного воздействия».

76. Постановление Главы администрации Астраханской области «О нормативах платы за выбросы, сбросы загрязняющих веществ в окружающую природную среду и порядке их применения» № 35 от 2502-93.

77. Проблемы конструкции двигателей и экология. Сб. науч. Тр. М.: Изд. НАМИ, 1998,-248 с.

78. Реймерс Н.Ф. Природопользование: Словарь-справочник. М.: Мысль, 1990,-637 с.

79. Рекомендации по основным вопросам воздухо-охранной деятельности. Нормирование выбросов, установление нормативов ПДВ, контроль за соблюдением нормативов выбросов, выдача разрешения на выброс. Москва, 1995.

80. Розенберг Г.С. Анализ определений понятия экология. //"Экология", №2. 1999 с. 89-98.

81. Рузский A.B., Фаробин Н.Я. Методические указания к дипломному проектированию по разделу «Охрана труда и окружающей среды».1. МАДИ.-М., 1987.

82. Рубец Д.А., Ерохов В.И. Особенности смесообразования и состава отработавших газов на режимах разгона карбюраторного двигателя. //Автомоб. Пром-сть. — 1976. №6 - с.3-4.

83. Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы. О Н Д- 90 Санкт-Петербург, 1992.

84. Рэуце Н., Кырста С. «Борьба с загрязнением почвы» М.: Агропромиздат, 1986.

85. Сильянов В.В. Теория транспортных потоков в проектировании дорог и организации движения. — М.: Транспорт, 1977. — 303с.

86. Скачков М.В., Верещагин Н.Н., и др. Антропогенные факторы окружающей среды и их роль в развитии острых респираторных заболеваний. //Гигиена и Санитария. №6, 1998. с 11-13.

87. Соколова Т. А., Дронова Т. Я. «Изменение почв под влиянием кислотных выпадений» М.: МГУ, 1993.

88. Спирин И.В. Городские автобусные перевозки: Справочник. — М.: Транспорт, 1991. -238 с.

89. Справочник по удельным показателям выбросов загрязняющих веществ в . атмосферу для некоторых производственных источников загрязнения" атмосферы. Под ред. В.Б. Миляева. С-Пб., 2002 г. (4 издание).

90. Стабилизация экологической обстановки и использование современных видов моторного топлива: Информационно-аналитические аспекты. М.: СЭБ Интернационал Холдинг, 2001 —368 с.

91. Типовая инструкция по организации системы контроля промышленных выбросов в атмосферу в отраслях промышленности. Л., 1986.

92. Трофименко Ю.В. «Промышленно-транспортная экология: Конспекты лекций для студентов механических специальностей. Часть 1»: /МАДИ-ТУ.-М., 1998, 80 с.

93. Указ Президента РФ от 01.04.1996г. № 440 "О Концепции перехода Российской Федерации к устойчивому развитию".

94. Федеральный Закон "Об охране атмосферного воздуха" №96-ФЗ от 4 мая 1999 года.

95. Федеральный Закон "Об охране окружающей среды" №7-ФЗ от 10 января 2002 года:

96. Федеральная целевая программа "Снижение негативного воздействия выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта на окружающую среду". Минтранс РФ, 2001.

97. Хёсле В. Философия и экология. РАН-Москва, Наука, 1993. сЗ-10.

98. Худолей В.В. Мизгерев И.В. Экологически опасные факторы. СПб., 1996. С. 187.

99. Чеботаев А., Емельянов JI. . Каков рыночный спрос на автобусы? //Автомобильный транспорт. — 1991. №8, с.31 -33.

100. Чуйков Ю.С., Чуйкова Л.Ю., Сиговатова М.В. Экология Астраханской области (основы региональ. экологии). Астрахань, 1998. с.4-5

101. Шелмаков C.B., «Методические указания к расчетно-графической работе: Упрощенная оценка пробеговых выбросов автотранспортных средств в эксплуатации»: /МАДИ-ТУ. М., 2001,25с.

102. Экокультура: В поисках выхода из экологического кризиса. Москва, издательство МНЭПУ, 1998 180 с.

103. Экологические проблемы: что происходит, кто виноват и что делать?: Учебное пособие / Под ред. В.И. Данилова-Данильяна. М.: Изд-во МНЕПУ, 1997, - 332 с.

104. Atmospheric Emission Inventory Guidebook. UNECE/EMEP Task Force on Emission Inventories. 1995.

105. Christophe Вouchet. "J'ai conduit la voiture de l'avenir". //Nouvel observateur. №14, 1999. p.7-8.

106. Driving patterns and air pollution. / Bendtsen Hans. //Nord Road and transp. Res. 1993. Vol. 5, №1. p.4-5.

107. ITR-Internationale Transport Revue. Austria. -1999. № 12. p.32.

108. Magis M. Le gasoil enflamme le cout du transport routier en 1989 : Prix derevient du transport routier. // Transport routier., 1990. №1., p.8.

109. Stern A.C., Boubel R.W., Turner D.B., Fox D.L.: Fundamentals of Air Pollution, 2nd Ed., Academic Press, New York, 1984. p.l 14.

110. Torgeir Flo, Peer Stansen " Summary of Observations and Recommendations from the UN-ECE Task Force on Emission Projections 1991 1993/ The Norvegian Ministry of the Environment. 1994-06-14.

111. TOYOTA. New Car Features. Toyota Motor Corporation. -1992. -316p.

112. TOYOTA. New Car Features. Toyota Motor Corporation.-1996. -330p.

113. Vehicular all pollution and measures for its control. /Pundir B.P., Das S., Krishna R. //Res. And Ind., 1987. №4. p.240-250.

Информация о работе

Хунас Каси
кандидата технических наук
Москва, 2004
ВАК 03.00.16

Диссертация

Снижение вредных воздействий автотранспорта на компоненты природной среды в условиях городской застройки - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы