ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ГОРОДСКОЙ АТМОСФЕРЫ ОТРАБОТАВШИМИ ГАЗАМИ АВТОМОБИЛЕЙ

Сулейманов И.Ф.¹, Сиппель И.Я.², Маврин Г.В.³

¹Ассистент, ^2,3 кандидаты химических наук,  ФГБОУ ВПО «Казанский (Приволжский) федеральный университет»

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ГОРОДСКОЙ АТМОСФЕРЫ ОТРАБОТАВШИМИ ГАЗАМИ АВТОМОБИЛЕЙ

Аннотация

В статье представлены результаты обследования интенсивности автотранспортных потоков на основных магистралях г. Набережные Челны и результаты расчетов выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта: оксида и диоксида азота, оксида углерода (II), диоксида серы, метана; представлены карты пространственного распределения.

Ключевые слова: отработавшие газы автомобилей, выбросы загрязняющих веществ, расчет рассеивания.

Suleymanov I. F.¹, Sippel I. J.², Mavrin G.V³.

¹ Assistant, ^2,3 candidates of chemical Sciences, FSBEI HPE "Kazan (Volga region) Federal University

THE STUDY OF THE POLLUTION OF THE URBAN ATMOSPHERE IN EXHAUST GASES OF CARS

Abstract

The article presents the results of a survey of the intensity of automobile traffic on the main highways, Naberezhnye Chelny and the results of calculations of pollutant emissions from road transport: oxide and nitrogen dioxide, carbon oxide (II), sulfur dioxide, methane; includes maps of the spatial distribution.

Keywords: the exhaust gases of the cars, pollutant emissions, dispersion modelling.

Загрязнение атмосферы городов отработавшими газами автомобильных двигателей является актуальной экологической проблемой, требующей неотложного решения. При сгорании автомобильных топлив в ДВС образуются сотни загрязняющих веществ, в числе которых идентифицированы канцерогены [1]. В крупных и средних городах России вклад загрязнений атмосферы транспортом, особенно автомобильным, неуклонно возрастает, что обусловлено в первую очередь увеличением численности автомобилей и объемом транспортных услуг. Набережные Челны, где проживает более полумиллиона человек,  является крупнейшим городом Закамского региона Республики Татарстан и характеризуется высоким уровнем автомобилизации. В 2013 году в городе насчитывалось 155768 автотранспортных средств [2]; в сравнении к 2007 г. рост автопарка составил 53 % (рис. 1)

Рис. 1 – Динамика численности автотранспортных средств в г. Набережные Челны

На сегодняшний день в городе в основном сложилась прямоугольная сетка улиц. Наиболее интенсивное движение автотранспорта наблюдается на основных магистралях города, таких, как проспект Набережночелнинский, проспект Мусы Джалиля, проспект Мира, Автодорга №1, Сармановский тракт, проспект Хасана Туфана. проспект Вахитова, улица Академика Королева. Указанные магистральные улицы проходят через весь город и связывают общегородской центр с жилыми районами города и промышленной зоной, тем самым выполняя функции внутригородского распределения потоков массового пассажирского и грузового автотранспорта, обслуживания прилегающих районов и доставки жителей города на работу.

Для проведения расчета выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта были проведены натурные обследования транспортных потоков на основных автомагистралях и перекрестках города Набережные Челны. Анализ структуры и интенсивности движения автотранспорта по исследуемым городским автомагистралям показал, что основной вклад в суммарную интенсивность движения вносят легковые автомобили (85-95%), вклад грузового транспорта не превышает 2-3 %. Для автодорог, примыкающих к промышленной зоне, вклад грузового транспорта в суммарную интенсивность движения может составлять 10-15 %, что связано с назначением данных объектов.

В ходе проведения натурных обследований интенсивности автотранспортных потоков дополнительно определялся ряд параметров, необходимых как для расчета выбросов, так и проведения расчетов загрязнения атмосферы. На каждой автомагистрали или ее участке фиксировалась протяженность выбранного участка автомагистрали (в км) с указанием названий улиц, ограничивающих данную автомагистраль (или ее участок). При оценке воздействия автотранспортных потоков города Набережные Челны были учтены 33 автодороги селитебной зоны Нового города, поселков ЗЯБ, ГЭС, Сидоровка, Элеваторная гора.

На основе полученных данных произведен расчет рассеивания выбросов загрязняющих веществ [3, 4]. Анализ выбросов от автотранспорта показал, что по таким загрязняющим веществам, как оксид азота (II) (азота оксид), углерод (сажа), сера диоксид (ангидрид сернистый) концентрации не превышают установленных гигиенических нормативов качества атмосферного воздуха. Для оксида углерода и диоксида азота характерны значения максимальных приземных концентраций более 1 ПДК на участках с высокой интенсивностью движения. Карта пространственного распределения диоксида азота представлена на рис. 2., оксида углерода - на рис. 3.

Рис. 2 – Карта рассеивания диоксида азота

 

 Рис. 3 – Карта рассеивания оксида углерода.

Исходя из анализа полученных результатов рассеивания загрязняющих веществ на территории города целесообразно выполнение следующих мероприятий:

1. Обновление городского автопарка путем перевода на газ общественного транспорта и коммунальной техники и создание инфраструктуры для заправки газобаллонных автомобилей.
2. Перепланировка транспортного движения и его структуры на долговременный период и отдельные часы суток.
3. Выбор оптимальных градостроительных решений, связанных со строительством транспортных развязок, определением архитектурно-планировочных характеристик строящихся и реконструируемых автомагистралей.
4. Систематическое проведение натурных обследований автотранспортных потоков и последующее проведение расчетов выбросов рассеивания загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы.
5. Планомерный отбор проб атмосферного воздуха для определения концентраций приоритетных загрязняющих веществ (диоксид азота и оксид углерода) вблизи наблюдаемых автомагистралей.
6. Проведение сводных расчетов загрязнения воздушного бассейна города с учетом выбросов промышленности и автотранспорта.

По итогам проведенных расчетов подготовлена электронная база данных об уровне загрязнения атмосферного воздуха города Набережные Челны, получены карты пространственного распределения выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта и предприятий автотранспортного комплекса, установлены приоритетные загрязняющие вещества. По итогам анализа выработаны предложения по снижению негативного воздействия от выбросов автотранспорта и дальнейшей оценки качества атмосферного воздуха города.

 

Литература

1. Сиппель И.Я. Загрязнение атмосферы полициклическими ароматическими углеводородами, продуктами сгорания автомобильных топлив // Состояние биосферы и здоровье людей: материалы V Всероссийской научно-практической конференции. Пенза: РИО ПГСХА.- С. 81-83.
2. Гос. доклад о состоянии природных ресурсов и об охране окружающей среды в Республике Татарстан в 2013 г. Часть 8. Казань, 2014.
3. Сулейманов И.Ф., Маврин Г.В., Харлямов Д.А. Проведение расчетов рассеивания выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта и выработка мероприятий по снижению негативного воздействия на окружающую среду // Сборник научных трудов по материалам Международной научной конференции «Научное лето - 2011». Киев: Изд-во ООО «Компания «Миранда». 2011. – С. 43-47.
4. Сулейманов, И.Ф., Маврин Г.В., Харлямов Д.А. Оценка выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта и предприятий автотранспортного комплекса г. Набережные Челны // Сборник статей XIII Международной научно-практической конференции «Города России: проблемы строительства, инженерного обеспечение, благоустройства и экологии». – Пенза: РИО ПГСХА. 2011. – С. 158-164.

References

1. Sippel I. J. Air pollution of polycyclic aromatic hydrocarbons, products of combustion of motor fuels // The state of the biosphere and human health: proceedings of the V all-Russian scientific-practical conference. Penza. 2005.- P. 81-83.
2. State report on the state of natural resources and environmental protection in the Republic of Tatarstan in 2013. Part 8. Kazan, 2014.
3. Suleymanov I.F, Mavrin G.V, Kharlamov D. A Calculations of the dispersion of pollutant emissions from road transport and the development of measures to reduce negative impacts on the environment // Materials of the International scientific conference "Scientific summer - 2011". Kyiv: Publishing house "Company "Miranda". 2011. - P. 43-47.
4. Suleymanov, I. F., Mavrin G.V., Kharlamov D. A. Assessment of pollutant emissions from vehicles and enterprises of the transport complex of Naberezhnye Chelny // Collection of articles XIII International scientific-practical conference "Сities of Russia: problems of construction, engineering, landscaping and ecology". - Penza. 2011. - P. 158-164.