МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
Таврический национальный университет им. В.И. Вернадского
Географический факультет
Кафедра геоэкологии
Айрапетян Давид Арменович
Оценка влияния автотранспорта на состояние окружающей среды улицы Киевской г. Симферополя
Специальность 7.07.08.01–экология и охрана окружающей среды
Курсовая работа
студента 4 курса
группы 42 ГЭ
Научный руководитель:
Рудык А.Н.
Симферополь-2010
Содержание
Введение…………………………………………………………………………...3
ГЛАВА 1. Автотранспорт и его влияние на экологию города……….……….5
1.1 Город и автомобиль………………………………………………...5
1.2 Классификация автомобилей……………………………………....8
1.3 Основные виды топлива, используемые в автотранспорте……...9
1.4 Причины дымления автомобилей ………………………………..11
1.5 Краткая характеристика некоторых веществ в выхлопных газах и их влияние на природную среду и человека………………………..12
1.6 Шумовое воздействие автотранспорта на организм человека…18
1.7 Методы контроля и приборы для измерения концентрации газообразных примесей в атмосфере………………………………...21
1.8 Загрязнение воздуха отработавшими газами автомобилей…….23
ГЛАВА 2. Оценка влияния автотранспорта на состояние окружающей среды улицы Киевской г. Симферополя.......................................................28
2.1 Экономико-географическая характеристика объекта…………28
2.2 Определение загруженности улиц автотранспортом…………...30
2.3 Оценка влияния загрязнения приземного слоя атмосферы выбросами автотранспортных средств (по концентрации окиси углерода)………………………………………………………………33
ГЛАВА 3. Мероприятия по защите окружающей среды от влияния автотранспортных средств……………………………………………………..39
Заключение ……………………………………………………………………..43
Список литературы……………………………………………………………..44
Введение
Актуальность темы исследования. Одной из острых экологических проблем настоящего времени является загрязнение атмосферного воздуха. 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. В настоящее время мировой автомобильный парк превысил 600 млн. единиц, из которых 83-85% приходится на легковые автомобили. По прогнозам, к 2010 году он достигнет 1 млрд. единиц.
Мировой ежегодный выброс вредных веществ от автомобилей составляет 50 млн.т. углеводородов, 200 млн. т, оксида углерода и 20 млн.т. оксидов азота. Во многих городах мира концентрации вредных веществ в воздухе, создаваемые выбросами автотранспорта, превышают стандарты качества атмосферного воздуха.
Во многих городах Украины выбросы автотранспорта преобладают над выбросамиот стационарных источников, и уровень загрязнения воздуха превышает нормативы предельно допустимых концентраций. В связи с этим проблема снижения негативного воздействия автотранспорта на здоровье людей, воздушный и водный бассейны, растительный и животный мир, почвы весьма актуальна.
Защита атмосферы от вредных воздействий, возникающих в результате эксплуатации автомобильного транспорта, является крайне актуальной, поскольку от качества атмосферного воздуха в наибольшей степени зависит не только здоровье человека, но и в целом качество жизни на планете.
Цель работы: оценка влияния автотранспорта на состояние окружающей среды улицы Киевской г. Симферополя.
Задачи исследования:
- оценка влияния автотранспорта на окружающую среду;
- определение величины выбросов загрязняющих веществ от автотранспортных средств;
- исследование загруженности улицы Киевской города Симферополя автотранспортом с учетом видов автомобилей.
Объектом исследования является приземный слой атмосферы на участке улицы Киевская города Симферополя, предметом – влияние выбросов от автотранспорта на состояние приземного слоя атмосферы на участке улицы Киевская города Симферополя.
Методы исследования: литературный, расчетный по методикерасчетов выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта (Киевского и Харьковского автомобильно-дорожных институтов).
Курсовая работа содержит 45 страниц, 2 рисунка, 11 таблиц, 10 источников литературы.
ГЛАВА 1. Автотранспорт и его влияние на экологию города
1.1 Город и автомобиль
Автомобильный парк, являющийся одним из основных источников загрязнения окружающей среды, сосредоточен, в основном, в городах. Если в среднем в мире на 1 км территории приходится пять автомобилей, то плотность их в крупнейших городах развитых стран в 200-300 раз выше.
Во всех странах мира продолжается концентрация населения в крупных городских агломерациях. С развитием городов и ростом городских агломераций всё большую актуальность приобретает своевременное и качественное обслуживание населения, охрана окружающей среды от негативного воздействия городского, особенно автомобильного, транспорта. В настоящее время в мире насчитывается 520 млн. легковых, 80 млн. грузовых автомобилей и примерно 1 млн. городских автобусов.
Автомобили сжигают огромное количество ценных нефтепродуктов, нанося одновременно ощутимый вред окружающей среде, главным образом атмосфере. Поскольку основная масса автомобилей сконцентрирована в крупных и крупнейших городах, воздух этих городов не только обедняется кислородом, но и загрязняется вредными компонентами отработавших газов. Противоречия, из которых «соткан» автомобиль, пожалуй, ни в чём не выявляются так резко, как в деле защиты природы. С одной стороны, он облегчил человеку жизнь, с другой – отравляет её в самом прямом смысле слова. Специалисты установили, что один легковой автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы в среднем более 4 тонн кислорода, выбрасывая с отработавшими газами примерно 800 кг окиси углерода, около 40 кг окислов азота и почти 200 кг различных углеводородов. Если помножить эти цифры на 600 млн. единиц мирового парка автомобилей, можно представить себе степень угрозы, таящейся в чрезмерной автомобилизации.
Увеличение количества взвешенной в воздухе и осевшей на поверхности пыли объясняется повышенным износом асфальтового покрытия автомобильных дорог вследствие применения ошипованных шин.
Во многих крупных городах мира очень остро стоит проблема городского транспорта. Транспортные потоки растут вместе с ростом городов из-за стихийного, не подчинённого рациональному планированию размещения жилых и промышленных зон. Распространение пригородного образа жизни ведёт к увеличению числа частных автомобилей. Их потоки, затопляющие уличную сеть (отнюдь на них не рассчитанную), делают передвижение по городу в часы «пик» мучительно медленным.
Существует много технических и планировочных приёмов выравнивания транспортной нагрузки на магистральной сети города. Прежде всего, следует равномерно размещать основные зоны приложения труда и жилые районы, а также места отдыха и центры культурно-бытового обслуживания. Одновременно наиболее загруженные участки транспортной сети можно дублировать новыми линиями.
Магистральные улицы в городах составляют примерно 20-30% общей протяженности всех улиц и проездов. На них сосредотачивается до 60-80% всего автомобильного движения, то есть магистрали в среднем загружены примерно в 10-15 раз больше, чем остальные улицы и проезды.
Создание в городе сети магистралей скоростного движения позволяет существенно увеличить скорости общественного транспорта и легковых автомобилей, повысить её пропускную способность, сократить число дорожно-транспортных происшествий, изолировать жилые районы и общественные центры от концентрированных потоков транспортных средств. Но магистраль скоростного движения – дорогостоящее сооружение. Строительство её может быть эффективно только на направлениях, обеспечивающих мощные и устойчивые транспортные потоки с относительно большой в пределах города дальностью поездок, при которой ощутим выигрыш от увеличения скорости движения. Поэтому такие магистрали строят лишь в крупных городах с полицентрической структурой и растянутой территорией.
При строительстве и реконструкции городов проектировщики стремятся ограничить количество автомобилей, въезжающих в городские центры, разрабатывают новые системы регулирования уличного движения, сводящих к минимуму возможность образования транспортных пробок. Это очень важно, потому что, останавливаясь и, потом, снова набирая скорость, автомобиль выбрасывает в воздух в несколько раз больше вредных веществ, чем при равномерном движении. Эффективными профилактическими мероприятиями являются расширение улиц, создание между проезжей частью дорог и жилыми домами фильтров – стен и зелёных насаждений.
Для снижения вредного влияния автомобильного транспорта требуется вынос из городской черты грузовых транзитных потоков. Требование это зафиксировано в действующих строительных нормах и правилах, но практически соблюдается редко.
«Город без автомобиля» мыслится как сочетание широких транспортных магистралей, где предоставляется простор для автомобильного движения, с микрорайонами, куда въезд транспорта запрещён или предельно ограничен и где люди ходят только пешком.
Эффективным мероприятием по снижению вредного влияния автомобильного транспорта на горожан является организация пешеходных зон с полным запретом въезда транспортных средств на жилые улицы. Менее эффективное, но более реальное мероприятие – это введение системы пропусков, дающих право на въезд в пешеходную зону только специальным автомобилям, владельцы которых живут в конкретной зоне жилой застройки. При этом должен быть полностью исключён сквозной проезд автотранспорта через жилой квартал.
Развитие общественного транспорта в городах обуславливает необходимость поиска путей оптимального использования городских территорий, так как для перевозки одного пассажира в трамвае требуется 0,9 м2
, автобусе – 1,1 м2
, легковом автомобиле – свыше 20 м2
городской территории (Голубев, Новиков, 1987).
«Автомобиль не роскошь, а средство передвижения» – эти слова из известного произведения Ильфа и Петрова, звучавшие иронически, обрели в наше время реальный смысл. Более 10 млн. людей имеют автомобиль в личном пользовании. Взлёт использования личного автотранспорта произошёл в последние 15 лет.
1.2 Классификация автомобилей
Автомобильная промышленность в зависимости от назначения и приспособленности к дорожным условиям выпускает автомобили различных типов. По назначению автомобили делятся на пассажирские, грузовые и специальные. К пассажирским автомобилям, предназначенным для перевозки людей, относятся легковые автомобили и автобусы. Грузовые автомобили служат для перевозки различных грузов.
Пассажирские автомобили, вмещающие не более 8 человек, называют легковыми, а вмещающие более 8 человек - автобусами.
Легковые автомобили по рабочему объему двигателя и сухой массе разделен на следующие классы: особо малый (1.2 дм3
; 850 кг); малый (1.2- 1.8 дм3
; 850 - 1150 кг); средний (1.8 - 3.5 дм3
; 1150 - 1500 кг); большой (свыше 3.5 дм3
; до 1700 кг).
Автобусы, предназначенные для внутри городского и пригородного общественного транспорта, называют городскими, а предназначенные для междугородних перевозок - междугородными. Число мест в автобусах в зависимости от назначения составляет 10-80.
По длине автобусы разделены на следующие классы: особо малый до 5 м; малый 6 - 7.5 м; средний 8 - 9.5 м; большой 10.5 – 12 м.
Грузовые автомобили делят по грузоподъемности, т. е. по массе груза (т), который можно перевести в кузове. По грузоподъемности они делятся на классы: особо малый 0.3 – 1 т; малый 1–3 т; средний 3-5 т; большой 5 – 8 т; особо большой 8 т и более.
Автомобили специального назначения выполняют не транспортные работы. К ним относятся коммунальные автомобили для очистки и поливки улиц, пожарные, автокраны и т.д.
По приспособленности к дорожным условиям различают автомобили нормальной и повышенной проходимости. Первые имеют один, а вторые два или три ведущих моста, что позволяет им преодолевать бездорожье или плохие участки дороги.
По типу двигателя автомобили делят на имеющие карбюраторные двигатели, газовые, дизели, электродвигатели (Аксёнов, Аксёнов, 1986).
1.3 Основные виды топлива, используемые в автотранспорте
Автомобильные бензины
Автомобильные двигатели работают на бензине. По ГОСТу 20.84 - 77 выпускаются бензины следующих марок: А - 76, АИ - 92, АИ - 95, АИ - 98. Буква А означает, что бензин автомобильный, цифра - наименьшее октановое число, определенное по моторному методу; наличие буквы И указывает на то, что октановое число определено по исследовательскому методу. Автомобильные бензины, за исключением бензина АИ-98, разделены на летние и зимние. Зимние бензины содержат увеличенное количество легкоиспаряющихся фракций, что улучшает условие пуска двигателя.
В автомобильные бензины А - 76, АИ - 92, АИ - 98 добавляют антидетонатор - тетраэтилсвинец (ТЭС) для повышения их антидетонационной стойкости. Для отличия обыкновенного бензина от этилированных, последние окрашивают в зеленый (А - 76), синий (АИ - 92) и желтый (АИ-98) цвета.
Этилированные бензины очень ядовиты и, попав в жидком виде и в виде паров на кожу или в дыхательные пути человека, могут вызвать тяжелые заболевания.
Дизельное топливо
Топливо, применяемое для автомобильных дизельных двигателей, представляет собой тяжелые нефтяные фракции. Оно должно обеспечивать мягкую и плавную работу двигателей, отвечать условиям надежной подачи его в цилиндры топливоподающей аппаратурой, не оставлять значительного нагара, быть свободным от механических примесей и воды, содержать наименьшее количество органических кислот и серы. Дизельное топливо должно иметь определенную вязкость и возможно более низкую температуру застывания и воспламенения.
В настоящее время по ГОСТу 305 – 73, ГОСТ 1667-68 выпускаются сорта дизельного топлива: Л - летнее, З - зимнее, А - арктическое. Каждое из названных топлив делится на две подгруппы: первая с содержанием серы не более 0.2 % и вторая содержание не превышает 0.5%.
Летнее дизельное топливо ДЛ можно применять только при температуре окружающего воздуха выше 0°С. Когда температура опускается до минус 20 С, следует применять зимнее топливо З, а при морозах, достигающих -30°С топливо ДЗ, при более низких температурах применяют арктическое топливо. Однако применять арктическое топливо при температуре выше минус -30°С нельзя.
Современные дизельные автомобили рассчитаны на ДТ, отвечающему европейским нормам Евро 4. В Украине эти нормы зафиксированы в новом ДСТУ 4840:2007, параллельно с которым действует старый ДСТУ 3868-99. Самое главное различие между ними - содержание серы в топливе. Если для обычного дизтоплива допускается до 2000 мг/кг, то в EURO 4 - не более 50 мг/кг. Высокое содержание серы в топливе это не только колоссальный удар по экологии, но и по двигателю. Из-за серы увеличивается износ деталей двигателя, сокращается срок службы масла, ускоряется выход из строя деталей, ответственных за выброс вредных веществ (лямбда-зонды, нейтрализаторы).
Топливо для газобаллонных автомобилей
Горючие газы, используемые в газобаллонных автомобилях, могут быть естественными и искусственными. Естественные газы добывают из подземных газовых или нефтяных скважин. Искусственные газы являются побочными продуктами, получаемыми на химических или металлургических заводах.
Установлены следующие марки газов: СПБТЗ - смесь пропана и бутана техническое зимнее; СПБТЛ - смесь пропана и бутана техническое летнее; БТ - бутан технический.
Сжиженный пропан - бутановый газ согласно стандарту должен содержать пропана зимой не менее 90%, а летом не менее 70%. Газ не должен содержать механических примесей, воды, водорасстворимых кислот, щелочей и других загрязняющих веществ.
Сжатыми называют газы, которые при обычной температуре окружающей среды и высоком давлении до 20 тыс. кН/м сохраняют газообразное состояние.
Сжиженными газами называют такие, которые переходят из газообразного состояния в жидкое при нормальной температуре и небольшом давлении до 1600 кН/м2
.
Для газобаллонных автомобилей использование сжиженных газов предпочтительнее, чем сжатых (Михайловский, Серебряков, 1981).
1.4 Причины дымления автомобилей
Причины дымления автомобилей различны: неисправность двигателя, неотлаженность системы питания или зажигания. Если все автомобильные двигатели будут правильно отрегулированы, то выброс вредных веществ в атмосферу уменьшится в 3-5 раз. Нарушение технологической дисциплины, нежелание лишний час покопаться в двигатели приводят к тому, что автомобиль неделями, а то и месяцами развозят по улицам ядовитый газ. Плохо накачанные шины не только быстрее изнашиваются, но и увеличивают сопротивление движению, а значит, больше сжигается горючего.
Неумелое поведения водителя за рулём (неправильный выбор скоростей движения, резкие разгоны и торможения, превышение установленной скорости), а так же самостоятельная регулировка (увеличение частоты вращения на холостом ходу) и нарушение инструкций по эксплуатации автомобиля, нередко приводит к увеличению загрязнения окружающей среды. Поэтому разъяснительная работа среды водителей автомобилей в этом направлении очень важна.
Таблица 1
Концентрация веществ в зависимости от режима работы карбюраторного двигателя (Экологические проблемы автомобильного топлива, 1998)
| Режим работы двигателя | Оксид углерода, % объёму | Углеводороды, мг/л | Оксиды азота мг/л |
| Холостой ход | 4-12 | 2-6 | — |
| Принудительный холостой ход | 2-4 | 8-12 | — |
| Средние нагрузки | 0-1 | 0,8-1,5 | 2,5-4,0 |
| Полные нагрузки | 2 | 0,7-0,8 | 4-8 |
1.5 Краткая характеристика некоторых веществ в выхлопных газах и их влияние на природную среду и человека
Оксид углерода СО (угарный газ)
Образуется в результате неполного сгорания углерода в моторном топливе. Ядовитый газ без цвета и запаха. При вдыхании связывается с гемоглобином крови, вытесняя из нее кислород, в результате чего наступает кислородное голодание, сказывающееся прежде всего на центральной нервной системе. Высокая концентрация оксида углерода (ПДК по оксиду углерода составляет 1 мг/м3) даже при кратковременном воздействии может привести к смерти: небольшие дозы вызывают головокружение, головную боль, чувство усталости и замедление реакции у водителя. Повышение концентрации оксида углерода часто возникает в туннелях (до 70 ПДК), в потоке транспортных средств при интенсивном движении (до 60 ПДК), в гаражах. Известны случаи трагической гибели людей, запускающих двигатели автомобилей при закрытых воротах гаража. В одноместном гараже смертельная концентрация СО возникает уже через 2-3 мин после включения стартера. В холодное время года, остановившись для ночлега, водители иногда включают двигатель для обогрева салона. Из-за проникновения оксида углерода в кабину такой ночлег может оказаться последним.
Диоксид углерода СО2
(углекислый газ)
обладает наркотическим действием, раздражающе действует на кожу и слизистые оболочки. Выброс СО автомобилями вносит свой вклад в усиление парникового эффекта и кислотные осадки, вызывающие разрушение строительных материалов, закисление водоемов и другие нежелательные для биосферы последствия.
Сернистый газ
SO
. С парами воды в атмосфере образует аэрозоли сернистой кислоты или в результате фотохимического окисления превращается в серный ангидрид. В обоих случаях в конечном итоге образуются аэрозоли серной кислоты - один из главных компонентов кислотных осадков. Длительное вдыхание повышенных концентраций действует на организм общетоксично, вызывая нарушения деятельности нервной системы.
Воздействие SO на почву снижает ее плодородность, т.к. при этом происходит закисление.
Альдегиды (в частности формальдегид НСНО)
относятся к отравляющим веществам, раздражающе действующим на глаза, дыхательные пути, поражающим центральную нервную систему, почки и печень.
Канцерогенные вещества (в частности, бензпирен)
чрезвычайно опасны для человека даже при их малой концентрации, поскольку обладают свойством аккумулироваться в организме до критических концентраций.
Сажа.
Окрашенность дыма отработанных газов двигателя автомобиля зависит от содержания частиц сажи - чем больше сажи, тем чернее дым. Как любая мелкая пыль, сажа действует на органы дыхания, но главная опасность заключается в том, что на поверхности частиц сажи адсорбируются канцерогенные вещества.
Свинцовые соединения
– яды, поражающие органы и ткани организма, нервную систему, желудочно - кишечный тракт, а также нарушающие обменные процессы. Во многих городах Украины концентрация свинца в воздухе превышает принятые в стране нормы. Опасность отравления соединениями свинца усугубляется тем, что они, как и канцерогенные вещества, не удаляются из организма, а задерживаются в нем до опасных концентраций. Вблизи автомагистралей свинец накапливается в почве и растениях.
Техногенные свинцовые аномалии отмечаются на расстоянии до 100 м от автомобильных магистралей, при этом свинец не нейтрализуется в почвах из-за его слабой способности к миграции. Установлено, что многие распространенные культурные растения (пшеница, ячмень, картофель, морковь) могут содержать повышенные концентрации свинца, превышая ПДК в 5-10 раз. Следуя по звеньям трофических цепей, свинец попадает в организм человека, вызывая его заболевания.
Оксиды азота
образуются при сгорании любых видов топлива – природного газа, угля, бензина или мазута. Приблизительно 90% годового выброса в атмосферу оксидов азота - результат сжигания ископаемого топлива, половина этого количества выбросов приходится на автотранспорт.
Наибольшую опасность представляет диоксид азота, который в присутствии водяных паров образует азотистую и азотную кислоты. Поступая в верхние слои атмосферы, диоксид азота приводит к образованию кислотосодержащих облаков и кислотных осадков. Диоксид азота вызывает сильное раздражение слизистых оболочек, а при вдыхании в организме образуются азотная и азотистая кислоты, разъедающие альвеолы легких. При критической его концентрации, например в закрытых помещениях (гаражах), возникает отек легких, который приводит к смерти.
Углеводороды
- несгоревшие химические составляющие топлива, они токсичны. Выбросы этих веществ на перекрестках и у светофоров в несколько раз больше, чем при движении по магистрали.
Твердые частицы
проникают в дыхательные пути, человека вызывает их различные заболевания. Из неорганической пыли наиболее отрицательное воздействие оказывает пыль, содержащая большое количество диоксида кремния, которое может вызвать - силикоз. Попадая в глаза, вызывает глазной травматизм и др. заболевания. Раздражает кожные покровы, подкожные нервы, засоряет кожные железы и бывает причиной гнойничковых заболеваний. Оседая на зеленой части растений, неорганическая пыль и особенно сажа ухудшают условия дыхания, замедляет рост и развитие растений. Все виды пыли засоряют водоемы, а, кроме того, сажа образует на поверхности пленку, препятствующую воздухообмену.
Сероводород -
разрушающий и удушливый газ, вызывает поражение нервной системы, дыхательных путей и глаз. Может вызвать острое и хроническое отравление с разного рода последствиями.
Фотохимический смог
. Этот вид загрязнения приземного слоя воздуха в виде внезапно образующейся мглы желто – зеленого цвета впервые проявил себя в начале 1950-х годов в Лос-Анджелесе, где 4 млн. автомобилей приходится на 10 млн. жителей. Под действием интенсивной солнечной радиации происходит диссоциация молекул кислорода, образуется озон. Озон и выбросы автомобилей, которых очень много, надолго оказываются вместе на небольшой высоте. При фотохимическом смоге у людей воспаляются глаза, слизистые оболочки носа и горла, отмечаются симптомы удушья, обостряются легочные и нервные заболевания, бронхиальная астма. Повреждаются и растения – нижние поверхности листьев приобретают бронзовый оттенок, верхние становятся пятнистыми, после чего наступает быстрое увядание. Смог вызывает коррозию металлов, разрушает краски. Резиновые и синтетические изделия, портит одежду. Фотохимический смог нередко образуется во многих переполненных автотранспортом городах.
Воздействие атмосферных загрязнений на здоровье можно подразделить на два вида в зависимости от времени проявления эффекта: острое, сказывающееся в период или непосредственно вслед за повышением концентрации токсичного вещества, и хроническое воздействие, результат которого проявляется не сразу, а через некоторое время, иногда через годы. Как в первом, так и во втором случаях атмосферные загрязнения могут быть непосредственной причиной развития заболевания или оказывать не специфическое отягощающее воздействие.
Проникновение различных вредных веществ повышенной концентрации через органы дыхания в наши дни привело к существенному изменению состояния организма. Развилось патологическая повышенная чувствительность организма. Ощутимыми темпами происходит накопление наследственных пороков. Широкое распространение получили хронический бронхит, а также прежде формы легочной патологии, такие как аллергические воспаления альвеол. Увеличилось число больных бронхиальной астмой, относящейся к наиболее тяжелым проявлениям аллергии. Особую тревогу вызывает увеличение количества больных раком легкого, который по своей распространительности у мужчин вышел на первое место среди онкологических заболеваний. Потому как остро стоит проблема защиты воздушной среды от всех видов загрязнений.
Таблица 2
Состав отработанных газов, % по объёму (Экологические проблемы автомобильного топлива, 1998)
Компонент
|
Двигатель
|
Примечание
|
|
| карбюраторный
|
Дизельный
|
||
| Азот | 74-77 | 76-78 | Нетоксичен |
| Соединения свинца | 0-60 | Токсичен | |
| Пар воды | 3-5.5 | 0.5-4 | Нетоксичен |
| Диоксид углерода | 5-12 | 1-10 | Нетоксичен |
| Оксид углерода | 1-10 | 0.01-0.5 | Токсичен |
| Оксиды азота | 0-0.8 | 0.002-0.5 | Токсичен |
| Альдегиды | 0-0.2 | 0.001-0.009 | Токсичен |
| Углеводороды | 0.2-3 | 0.009-0.5 | Токсичен |
| Сернистый газ | 0-0.002 | 0-0.003 | Токсичен |
| Сажа | 0-100* | 0-2000 | Токсичен |
| Бензапирен | 10-20** | -10 | Токсичен |
| Диоксид серы | 0-0.003 | 0-0.02 | Токсичен |
*В г/м
**В мкг/м
Как видно из данной таблицы, состав отработавших газов наиболее распространенных типов двигателей существенно различается по концентрации продуктов неполного сгорания. Основными токсическими компонентами отработавших газов бензиновых двигателей являются: оксид углерода, оксиды азота, альдегиды, соединения свинца, а дизельных - оксиды азота и сажа (Данилов-Данильян, 1995).
1.6 Шумовое воздействие автотранспорта на организм человека
Один из основных источников шума в городе – автомобильный транспорт, интенсивность движения которого постоянно растёт. Наибольшие уровни шума 90-95 дБ отмечаются на магистральных улицах городов со средней интенсивностью движения 2-3 тыс. и более транспортных единиц в час.
Уровень уличных шумов обуславливается интенсивностью, скоростью и характером (составом) транспортного потока. Кроме того, он зависит от планировочных решений (продольный и поперечный профиль улиц, высота и плотность застройки) и таких элементов благоустройства, как покрытие проезжей части и наличие зелёных насаждений. Каждый из этих факторов способен изменить уровень транспортного шума в пределах до 10 дБ.
В промышленном городе обычно высок процент грузового транспорта на магистралях. Увеличение в общем потоке автотранспорта грузовых автомобилей, особенно большегрузных с дизельными двигателями, приводит к повышению уровней шума. В целом грузовые и легковые автомобили создают на территории городов тяжёлый шумовой режим.
Шум, возникающий на проезжей части магистрали, распространяется не только на примагистральную территорию, но и вглубь жилой застройки. Так, в зоне наиболее сильного воздействия шума находятся части кварталов и микрорайонов, расположенных вдоль магистралей общегородского значения (эквивалентные уровни шума от 67,4 до 76,8 дБ). Уровни шума, замеренные в жилых комнатах при открытых окнах, ориентированных на указанные магистрали, всего на 10-15 дБ ниже.
Акустическая характеристика транспортного потока определяется показателями шумности автомобиля. Шум, производимый отдельными транспортными экипажами, зависит от многих факторов: мощности и режима работы двигателя, технического состояния экипажа, качества дорожного покрытия, скорости движения. Кроме того, уровень шума, как и экономичность эксплуатации автомобиля, зависит от квалификации водителя. Шум от двигателя резко возрастает в момент его запуска и прогревания (до 10 дБ). Движение автомобиля на первой скорости (до 40 км/ч) вызывает излишний расход топлива, при этом шум двигателя в 2 раза превышает шум, создаваемый им на второй скорости. Значительный шум вызывает резкое торможение автомобиля при движении на большой скорости. Шум заметно снижается, если скорость движения гасится за счёт торможения двигателем до момента включения ножного тормоза.
За последнее время средний уровень шума, производимый транспортом, увеличился на 12-14 дБ. Вот почему проблема борьбы с шумом в городе приобретает всё большую остроту.
Влияние шума на организм человека
В условиях сильного городского шума происходит постоянное напряжение слухового анализатора. Это вызывает увеличение порога слышимости (10 дБ для большинства людей с нормальным слухом) на 10-25 дБ. Шум затрудняет разборчивость речи, особенно при его уровне более 70 дБ.
Ущерб, который причиняет слуху сильный шум, зависит от спектра звуковых колебаний и характера их изменения. Опасность возможной потери слуха из-за шума в значительной степени зависит от индивидуальных особенностей человека. Некоторые теряют слух даже после короткого воздействия шума сравнительно умеренной интенсивности, другие могут работать при сильном шуме почти всю жизнь без сколько-нибудь заметной утраты слуха. Постоянное воздействие сильного шума может не только отрицательно повлиять на слух, но и вызвать другие вредные последствия – звон в ушах, головокружение, головную боль, повышенную усталость.
Шум в больших городах сокращает продолжительность жизни человека. По данным австрийских исследователей, это сокращение колеблется в пределах 8-12 лет. Чрезмерный шум может стать причиной нервного истощения, психической угнетённости, вегетативного невроза, язвенной болезни, расстройства эндокринной и сердечно-сосудистой систем. Шум мешает людям работать и отдыхать, снижает производительность труда.
Наиболее чувствительны к действию шума лица старших возрастов. Так, в возрасте до 27 лет на шум реагируют 46% людей, в возрасте 28-37 лет – 57%, в возрасте 38-57 лет – 62%, а в возрасте 58 лет и старше – 72%. Большое число жалоб на шум у пожилых людей, очевидно, связано с возрастными особенностями и состоянием центральной нервной системы этой группы населения.
Наблюдается зависимость между числом жалоб и характером выполняемой работы. Данные опроса показывают, что беспокоящее действие шума отражается больше на людях, занятых умственным трудом, по сравнению с людьми, выполняющими физическую работу (соответственно 60% и 55%). Более частые жалобы лиц умственного труда, по-видимому, связаны с большим утомлением нервной системы.
Массовые физиолого-гигиенические обследования населения, подвергающегося воздействию транспортного шума в условиях проживания и трудовой деятельности, выявили определённые изменения в состоянии здоровья людей. При этом изменения функционального состояния центральной нервной и сердечно-сосудистой систем, слуховой чувствительности зависели от уровня воздействующей звуковой энергии, от пола и возраста обследованных. Наиболее выраженные изменения выявлены у лиц, испытывающих шумовое воздействие в условиях, как труда, так и быта, по сравнению с лицами, проживающими и работающими в условиях отсутствия шума.
Высокие уровни шума в городской среде, являющиеся одним из агрессивных раздражителей центральной нервной системы, способны вызвать её перенапряжение. Городской шум оказывает неблагоприятное влияние и на сердечно-сосудистую систему. Ишемическая болезнь сердца, гипертоническая болезнь, повышенное содержание холестерина в крови встречаются чаще у лиц, проживающих в шумных районах.
Шум в значительной мере нарушает сон. Крайне неблагоприятно действуют прерывистые, внезапно возникающие шумы, особенно в вечерние и ночные часы, на только что заснувшего человека. Внезапно возникающий во время сна шум (например, грохот грузовика) нередко вызывает сильный испуг, особенно у больных людей и у детей. Шум уменьшает продолжительность и глубину сна. Под влиянием шума уровнем 50 дБ срок засыпания увеличивается на час и более, сон становится поверхностным, после пробуждения люди чувствуют усталость, головную боль, а нередко и сердцебиение.
Отсутствие нормального отдыха после трудового дня приводит к тому, что естественно развивающееся в процессе работы утомление не исчезает, а постепенно переходит в хроническое переутомление, которое способствует развитию ряда заболеваний, таких как расстройство центральной нервной системы, гипертоническая болезнь (Луканин, Гудцов, 1981).
1.7 Методы контроля и приборы для измерения концентрации газообразных примесей в атмосфере
Независимо от используемого метода анализа контроль концентрации вредных примесей сводится к следующим операциям:
· отбор проб воздуха,
· подготовка пробы к анализу,
· анализ и обработка результатов.
Одним из основных элементов анализа качества атмосферного воздуха является отбор проб. Если отбор проб выполнен неправильно, то результаты самого тщательного анализа теряют всякий смысл. Отбор проб атмосферного воздуха осуществляется через поглотительный прибор аспирационным способом путем пропускания воздуха с определенной скоростью или заполнения сосудов ограниченной емкости. Для исследования газообразных примесей пригодны оба метода, а для исследования примесей в виде аэрозолей (пыли) - только первый.
В результате пропускания воздуха через поглотительный прибор осуществляется концентрирование анализируемого вещества в поглотительной среде. Для достоверного определения концентрации вещества расход воздуха должен составлять десятки и сотни литров в минуту. Пробы подразделяются на разовые (период отбора 20 - 30 мин) и средние суточные (определяются путем осреднения не менее четырех разовых проб атмосферного воздуха, отобранных через равные промежутки времени в течение суток). Обычно для пол
Для отбора проб воздуха используются электроаспираторы, пылесосы и другие приборы и устройства, пропускающие воздух, а также устройства, регистрирующие объем пропускаемого воздуха (реометры, ротаметры и другие расходомеры).
Самым простым и распространенным способом накопления газовой пробы является протягивание воздуха воздуходувными устройствами (аспиратор, насос) с определенной скоростью, регистрируемой расходомерным устройством (реометр, ротаметр, газовые часы), через накопительные элементы, обладающие необходимой поглотительной способностью.
Метод фильтрации позволяет выделить частицы размером свыше 0,1 мкм. Этот метод основан на пропускании через фильтр определенного объема исследуемого воздуха при помощи аспирационного устройства.
Отбор проб воздуха при анализе газообразных примесей осуществляется за счет протягивания воздуха через специальные твердые или жидкие поглотители, в которых газовая примесь конденсируется либо адсорбируется.
Контроль концентрации газообразных примесей атмосферного воздуха производится с помощью газоанализаторов, позволяющих осуществлять мгновенный и непрерывный контроль содержания в нем вредных примесей. Для экспрессного определения токсичных веществ используют универсальные газоанализаторы упрощенного типа (УГ 2, УХ 2), основанные на линейно-колористическом методе анализа. При просасывании воздуха через индикаторные трубки, заполненные твердым веществом - поглотителем, происходит изменение окраски индикаторного порошка. Длина окрашенного слоя пропорциональна концентрации исследуемого вещества, измеряемой по шкале в мг/л.
Универсальный газовый анализатор УГ-2 позволяет определить концентрацию 16 различных газов и паров. Погрешность измерения не превышает + 10% и – 10% от верхнего предела.
Выбор метода анализа загрязненного воздуха определяется природой примесей, а также ожидаемой концентрацией и целью анализа (Белов, 1989).
1.8 Загрязнение воздуха отработавшими газами автомобилей
Первым виновником порчи атмосферного воздуха является детище научно-технического прогресса - автомобиль. Поглощая столь необходимый для жизни кислород, он интенсивно “обогащает” воздушную среду токсичными компонентами, наносящими вред всему живому и неживому.
Воздействие автотранспорта и обеспечивающей его инфраструктуры на природную среду сопровождается не только потреблением невозобновляемых природных ресурсов и связанных с этим загрязнением природной среды, но и негативными изменениями биосферы, и, прежде всего воздушного бассейна, обусловленными непосредственно работой современных карбюраторных и дизельных двигателей.
В основе процессов, приводящих автомобиль в движение, лежит горение топлива, невозможное без кислорода воздуха. В среднем современный автомобиль для сгорания 1 кг бензина (примерно 10- километровый пробег машины) использует около 2500 л кислорода – это больше объема, вдыхаемого человеком в течение суток. Если учесть, что средний годовой пробег автомобиля составляет 10 000 км, то им из атмосферы поглощается ежегодно 2,5 млн. л, или около 4 т кислорода.
Основная причина загрязнения воздуха заключается в неполном и неравномерном сгорании топлива. Всего 15% его расходуется на движение автомобиля, а 85% «летит на ветер». К тому же камеры сгорания автомобильного двигателя – это своеобразный химический реактор, синтезирующий ядовитые вещества и выбрасывающий их в атмосферу.
Двигаясь со скоростью 80-90 км/ч в среднем автомобиль, превращает в углекислоту столько же кислорода, сколько 300-350 человек. Но дело не только в углекислоте. Годовой выхлоп одного автомобиля – это 800 кг окиси углерода, 40 кг окислов азота и более 200 кг различных углеводородов. В этом наборе весьма коварна окись углерода. Из-за высокой токсичности её допустимая концентрация в атмосферном воздухе не должна превышать 1 мг/м3
. Уровень загазованности магистралей и примагистральных территорий зависит от интенсивности движения автомобилей, ширины и рельефа улицы, скорости ветра, доли грузового транспорта и автобусов в общем потоке и других факторов. При интенсивности движения 500 транспортных единиц в час концентрация окиси углерода на открытой территории на расстоянии 30-40 м от автомагистрали снижается в 3 раза и достигает нормы. Затруднено рассеивание выбросов автомобилей на тесных улицах. В итоге практически все жители города испытывают на себе вредное влияние загрязнённого воздуха. Как показали многочисленные эксперименты, концентрация токсичных газов, которые проникают в прилегающие к автодорогам здания, в 2—3 раза меньше в сравнении с их концентрацией снаружи. На скорость распространения загрязнения и концентрацию его в отдельных зонах города значительно влияют температурные инверсии. Инверсионный слой выполняет роль экрана, от которого на землю отражается факел вредных веществ, в результате чего их приземные концентрации возрастают в несколько раз.
Из соединений металлов, входящих в состав твёрдых выбросов автомобилей, наиболее изученными являются соединения свинца. Это обусловлено тем, что соединения свинца, поступая в организм человека и теплокровных животных с водой, воздухом и пищей, оказывают на него наиболее вредное действие. До 50% дневного поступления свинца в организм приходится на воздух, в котором значительную долю составляют отработавшие газы автомобилей.
Поступления углеводородов в атмосферный воздух происходит не только при работе автомобилей, но и при разливе бензина.
Количество вредных веществ, поступающих в атмосферу, поступающих в атмосферу в составе отработавших газов, зависит от общего технического состояния автомобилей и особенно от двигателя – источника наибольшего загрязнения. Так, при нарушении регулировки карбюратора выбросы СО увеличиваются в 4 – 5 раз.
Применение этилированного бензина, имеющего в своем составе соединения свинца, вызывает загрязнение атмосферного воздуха весьма токсичными соединениями свинца. Около 70% свинца, добавленного к бензину с этиловой жидкостью, попадает в атмосферу с отработавшими газами, из них 30% оседает на земле сразу, а 40% остается в атмосфере. Один грузовой автомобиль средней грузоподъемности выделяет 2,5 – 3 кг свинца в год. Концентрация свинца в воздухе зависит от содержания свинца в бензине:
Содержание свинца в бензине, г/л…………0,15 0,20 0,25 0,50
Концентрация свинца в воздухе, мкг/м3
…..0,40 0,50 0,55 1,00
Исключить поступление высокотоксичных соединений свинца в атмосферу можно заменой этилированного бензина на неэтилированный, что давно практикуется в крупных городах ряда стран Западной Европы.
Мировым парком автомобилей с ДВС ежегодно выбрасывается, млн. т:
оксида углерода – 260
летучих углеводородов – 40
оксидов азота – 20.
Токсичные вещества, содержащиеся в отработанных газах автомобильных двигателей, могут сохраняться в атмосфере в течение длительного времени и переноситься на значительные расстояния. Первичные загрязнители в атмосфере при соответствующих условиях могут взаимодействовать друг с другом, образуя новые токсичные вещества: сульфаты, нитраты, кислоты, фотооксиданты и др. Атмосферный воздух следует рассматривать как вторичный реактор до образования вредных веществ, токсичность которых в некоторых случаях значительно превышает токсичность первичных компонентов.
Для предупреждения загрязнения воздушного бассейна в нашей стране в законодательном порядке установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в атмосфере. Для каждого вещества, загрязняющего атмосферный воздух, установлены разовые и среднесуточные ПДК. Разовая ПДК устанавливается при кратковременном воздействии (до 20 мин) загрязнения, а среднесуточная — при постоянном, ПДК устанавливается на основе высокочувствительных методов анализа, позволяющих определить физиологические пределы приспособления организма; коэффициент запаса при этом изменяется от 2 до 100 в зависимости от токсичности конкретного элемента.
Следует заметить, что ПДК разработаны только применительно к организму человека, хотя от загрязнения атмосферы страдает все живое (Якубовский, 1979).
ГЛАВА 2.Оценка влияния автотранспорта на состояние окружающей среды улицы Киевской г. Симферополя
2.1 Экономико-географическая характеристика объекта
Город Симферополь – столица АРК, самый крупный город автономии. Его население составляет 341,6 тыс. человек.
Симферополь расположен в предгорном Крыму, в ложбине, образованной пересечениями межгрядовой долины между Внешней и Внутренней грядами Крымских гор и долины реки Салгир. Благодаря такому расположению долина, в которой лежит город, продувается дующими с гор ветрами.
Климат полусухой, с мягкой зимой. Средняя температура января + 0,3°С, июля + 21,7°С. Лето жаркое и засушливое.
Симферополь – значительный промышленный центр. Главными отраслями являются машиностроение, пищевая и легкая промышленности.
Симферополь является важнейшим транспортным узлом Крыма. Большая часть сообщения республики с внешним миром происходит именно через Симферополь. Основным городским транспортом являются троллейбусы и многочисленные частные маршрутные такси и автобусы.
В Симферополе насчитывается 630 улиц, 4 проспекта, множество переулков, тупиков, проездов и заездов. Главная улица – проспект Кирова, длиннейшая улица – Киевская.
Автомобильный транспортный парк Крыма постоянно увеличивается в геометрической прогрессии. На 1 января 2010 года в Крыму зарегистрировано 530 тыс. единиц транспортных средств.
Город Симферополь в административном отношении разделён на три района – Киевский, Железнодорожный и Центральный.
Самый крупный из трех районов по территории и населению – Киевский, в него входят посёлки Аграрное, Белое 1-5, Хошкельды, Каменка, Кирпичное, Луговое.
Протяжённость территории Киевского района с севера на юг – 12 км, с запада на восток 9 км. Площадь - 4967 га. (46% от общегородской). На востоке, юге, севере район граничит с Симферопольским районом, на западе – с Центральным и Железнодорожным районами города. По рельефу район представляет собой возвышенность, рассечённую реками Салгир, Малый Салгир, Абдалка. На территории района расположено Симферопольского водохранилище – 36 млн.м3
.
Район обладает значительным промышленным, строительным, транспортным и научным потенциалом.
В районе действует 3652 предприятия различной формы собственности. Из них в сфере производства занято 332 предприятия, строительства – 435, транспорта – 93, научно-исследовательской сфере – 116, связи – 20, торговли – 1158, общественного питания – 79, медицины и охраны здоровья – 62, туризма и экскурсий – 126. -Среди них 13 крупных промышленных предприятий, 13 крупных строительных организаций, 10 основных транспортных предприятий: Крымское республиканское производственное предприятие «Крымтроллейбус», Симферопольский троллейбусный парк Крымского республиканского производственного предприятия «Крымтроллейбус», ОАО «Симферопольское автотранспортное предприятие №14329», ОАО «Симферопольское автотранспортное предприятие №14354», ОАО «Симферопольское автотранспортное предприятие №14355», ОАО «Симферопольское специализированное автопредприятие №1203», ОАО «Симферопольское специализированное автопредприятие №1202», Симферопольская автобаза ЗАО «Крымводстрой», Дочернее предприятие «Автобаза №4 ОАО «Юждорстрой», ЗАО «Автотранспортное предприятие «Химпромсоюз».
Район пересекают две основные автомагистрали: Москва – Ялта, Керчь – Севастополь. Район насчитывает 600 улиц и переулков протяжённостью свыше 400 км, но только 40% улиц имеют твёрдое покрытие, нуждаются в ремонте множество магистралей и тротуаров. Район располагает более 600 га зелёной зоны, 3 парками общегосударственного пользования площадью 54 га, 14 скверами площадью 90,3 га.
Улица Киевская является одной из самых длинных и одной из самых широких улиц города. На ней расположено множество рынков, магазинов, автовокзал. Пересекает множество улиц и площадей (пл. Куйбышева, пл. Московскую). Начинается улица с площади Советской Конституции, а заканчивается Киевской трассой. Протяженность улицы – 3,2 км.
Анализируемый объект – участок улицы Киевская, рядом с автовокзалом. Вблизи расположены: рынок «Киевский», рестораны, кафе, аптека, магазины и жилая застройка.
Рис. 1. План исследуемого участка улицы Киевской г. Симферополя
2.2. Определение загруженности улиц автотранспортом
Загрязнение атмосферы автотранспортом стало одной из важнейших проблем нашего города.
Последнее время количество автомобилей в нашем городе возросло в разы. Почти в каждой семье есть автомобиль, а то и не один. Пробки – малая толика проблем.
К основным загрязняющим атмосферу веществам, которые выбрасывают подвижные источники, относятся оксид углерода, углеводороды и оксиды азота.
Оксид углерода и оксиды азота поступают в атмосферу только с выхлопными газами, тогда как не полностью сгоревшие углеводороды поступают как вместе с выхлопными газами, так и из картера топливного бака и карбюратора. Твердые примеси поступают в основном с выхлопными газами.
Наибольшее количество загрязняющих веществ выбрасывается при разгоне автомобиля, особенно при быстром, а также при движении с малой скоростью. Относительная доля углеводородов и оксида углерода наиболее
высока при торможении и на холостом ходу, доля оксидов азота – при разгоне. Из этих данных следует, что автомобили особенно сильно загрязняют воздушную среду при частых остановках и при движении с малой скоростью.
Большое влияние на качество и количество выбросов примесей оказывает режим работы двигателя.
Оцениваем загруженность участка улицы Киевская автотранспортом и рассчитываем коэффициент окиси углерода.
Интенсивность движения автотранспорта производится методом подсчета автомобилей разных типов 3 раза по 60 минут в каждом из сроков замеров, в 8, 13 и 18 часов.
Для этого два человека располагаются на противоположных сторонах обочин дороги. Один считает машины идущие в одну сторону, другой – обратную. Результаты заносятся в таблицу.
Оценка улицы производится по следующим показателям:
1. Тип улицы: городская улица с односторонней застройкой (набережные, эстрады, виадуки, высокие насыпи), жилые улицы с односторонней застройкой, дороги в выемке, магистральные улицы и дороги с многоэтажной застройкой с двух сторон, транспортные панели и др.
2. Уклон. Определяется глазомерно или эклиметром.
3. Скорость ветра.
4. Влажность воздуха.
5. Наличие защитной полосы из деревьев и др.
Суммарная оценка загруженности улицы автотранспортом определяется согласно ГОСТ – 17.2.2.03 – 77:
1. Низшая интенсивность движения – 2,7-3,6 тысяч автомобилей в сутки;
2. Средняя интенсивность движения 8-17 тысяч автомобилей в сутки;
3. Высокая интенсивность движения 18-27 тысяч автомобилей в сутки.
Загрязнение атмосферы отработанными газами автомобилей удобно оценивать по концентрации окиси углерода (мг/м3
).
Выполнение работы.
Исследуемая улица Киевская
1. Магистральная улица и дорога с близлежащей многоэтажной застройкой с двух сторон.
2. Продольный угол - 2%
3. Скорость ветра – 4 м/с
4. Относительная влажность воздуха 59%
5. Расчетная интенсивность движения автомобилей в обоих направлениях -4401 автомобилей за 3 часа.
6. Состав движения:
Таблица 3
Показатели интенсивности движения автомобилей в обоих направлениях
| ВРЕМЯ | ТИП АВТОМОБИЛЯ | КОЛ-ВО ЕДИНИЦ | % |
| 8.00-9.00 | Лёгкий грузовой | 2 | 33,20 |
| Средний грузовой | 3 | ||
| Тяжёлый грузовой | 2 | ||
| Автобусы | 438 | ||
| Легковые | 1014 | ||
| 13.00-14.00 | Лёгкий грузовой | 4 | 31,40 |
| Средний грузовой | 2 | ||
| Тяжёлый грузовой | - | ||
| Автобусы | 436 | ||
| Легковые | 942 | ||
| 18.00-19.00 | Лёгкий грузовой | 3 | 35,40 |
| Средний грузовой | 2 | ||
| Тяжёлый грузовой | 1 | ||
| Автобусы | 444 | ||
| Легковые | 1108 |
Вывод
: за 3 часа на участке улицы Киевская проходит 4401 автомобилей.
Значит, в среднем за 1 час проходит 1467 автомобилей. За период с 8.00 до 23.00 по анализируемому участку дороги проходит 23472 автомобилей. Это говорит о том, что согласно ГОСТ – 17.2.2.03 – 77 данный участок улицы является участком с высокой интенсивностью движения. Наибольшее количество автомобилей приходится на период с 8.00-9.00 и с 18.00-19.00. Это час пик на данном участке дороги.
Около 70% в этом потоке занимают легковые автомобили, 29% - автобусы, предназначенные для внутригородских перевозок пассажиров.
Рис. 2. График состава автотранспорта по улице Киевской города Симферополя за 3 часа 26 мая 2010 года
2.3 Оценка влияния загрязнения приземного слоя атмосферы выбросами автотранспортных средств (по концентрации окиси углерода)
Загрязнение атмосферного воздуха отработавшими газами автомобилей удобно оценивать по концентрации окиси углерода, мг/м3. Исходными данными для работы служат показатели, собранные во время проведения предыдущей практической работы.
Ход работы:
Формула оценки концентрации углерода (Ксо) используется для расчетов в Киевском и Харьковском автомобильно-дорожных институтах (Бегма и др., 1984; Шаповалов, 1990).
Ксо = (0,5+0,01N х Кт)х Ка х Ку х Кс х Кв х Кп
где 0,5 - фоновое загрязнение атмосферного воздуха не транспортного происхождения, мг/м3
;
N - суммарная интенсивность движения автомобилей на городской дороге, автомобилей в час;
Кт - коэффициент токсичности автомобилей по выбросам в атмосферный воздух СО;
Ка - коэффициент, учитывающий аэрацию местности;
Ку - коэффициент, учитывающий изменение загрязнения атмосферного воздуха СО в зависимости от величины продольного уклона;
Кс - коэффициент, учитывающий изменение концентрации углерода в зависимости от скорости ветра;
Кв - коэффициент относительной влажности воздуха;
Кп - коэффициент увеличения загрязнения атмосферного воздуха СО у пересечений.
Коэффициент токсичности автомобилей определяется как средневзвешенный для потока автомобилей по формуле:
Кт = Рi Кп,
Рi - состав движения в долях единиц.
Значение Кп определяется по таблице 4
Таблица4
Значение коэффициента Кп (
Алексеев, 1987)
Тип автомобиля
|
Кп
|
| Средний грузовой | 2,9 |
| Автобус | 3,7 |
| Лёгкий грузовой | 2,3 |
| Тяжёлый грузовой (дизельный) | 0,2 |
| Легковой | 1,0 |
Таблица 5
Значение коэффициента Ка (
Алексеев, 1987)
| Тип местности по степени аэрации
|
Ка
|
| Транспортные тоннели | 2,7 |
| Транспортные галереи | 1,5 |
| Магистральные улицы и дороги с многоэтажной застройкой с 2-х сторон | 1,0 |
| Жилые улицы с одноэтажной застройкой, улицы и дороги в выемке | 0,6 |
| Городские улицы и дороги с одноэтажной застройкой, набережные, эстакады, виадуки, высокие насыпи | 0,4 |
| Пешеходные тоннели | 0,3 |
Таблица 6
Значение коэффициента Ку (
Алексеев, 1987)
| Продольный уклон
|
Ку
|
| 0 | 1,00 |
| 2 | 1,06 |
| 4 | 1,07 |
| 6 | 1,18 |
| 8 | 1,55 |
Таблица 7
Коэффициент изменения концентрации СО в зависимости от скорости ветра Кс (Алексеев, 1987)
| Скорость ветра
|
Кс
|
| 1 | 2,70 |
| 2 | 2,00 |
| 3 | 1,50 |
| 4 | 1,20 |
| 5 | 1,05 |
| 6 | 1,00 |
Таблица 8
Значение коэффициента Кв определяющего изменение концентрации СО в зависимости от относительной влажности воздуха (
Алексеев, 1987)
| Относительная влажности, %
|
Кв
|
| 100 | 1,45 |
| 90 | 1,30 |
| 80 | 1,15 |
| 70 | 1,00 |
| 60 | 0,85 |
| 50 | 0,75 |
| 40 | 0,60 |
Таблица 9
Коэффициент увеличения загрязнения воздуха СО у пересечений
(
Алексеев, 1987)
| Тип пересечения
|
К
n |
| Регулируемое пересечение:
|
|
| светофорами обычное | 1,8 |
| светофорами управляемое | 2,1 |
| Саморегулируемое | 2,0 |
| Не регулируемое:
|
|
| со снижением скорости | 1,9 |
| Кольцевое | 2,2 |
| с обязательной остановкой | 3,0 |
Кт =Рi
Рі = 1467 х 100 : 23472 = 6,25 %
Ксо = (0,5 + 0,01 х 1467 х 6,25) х 1,0 х 1,06 х 1,20 х 0,85 х 1,8 = 62,28 мг/ м
– за 1 час
За период с 8.00 до 23.00 концентрация окиси углерода составит 996 мг/ м
Расчет коэффициента токсичности автомобилей по выбросам в атмосферный воздух СО
Кт = Рі х Кп
Кт =0,04 х 2,3 = 0, 09
Кт =0,03 х2,9 = 0,09
Кт = 0,01 х 0,2 = 0,02
Кт = 5,6 х3,7 = 20,72
Кт = 13,1 х 1 = 13,1
Расчет коэффициента Ксо по типам автомобилей:
Ксо = (0,5 + 0,01 х 9 х 0,09) х 1 х 1,06 х 1,2 х 0,85 х 1,8 =0,01мг/ м
Ксо = (0,5 + 0,01 х 7 х 0,09) х 1 х 1,06 х 1,2 х 0,85 х 1,8 =0,08 мг/м
Ксо = (0,5 + 0,01 х 3 х 0,02) х 1 х 1, 6 х 1,2 х 0,85 х 1,8 =0,01 мг/м
Ксо = (0,5 + 0,01 х 1318 х 20,72) х 1 х 1 6 х 1,2 х 0,85 х 1,8 =53,24 мг/м
Ксо = (0,5 + 0,01 х 3064 х 13,1) х 1 х 1,06 х 1,2 х 0,85 1,8 =78,21 мг/м
Таблица 10
| Тип автомобиля
|
Концентрация выбросов, мг/м
|
| Легкий грузовой | 0,01 |
| Средний грузовой | 0,08 |
| Тяжёлый грузовой | 0,01 |
| Автобусы | 53,24 |
| Легковые | 78,21 |
Выводы:
в результате произведенных расчётов было определено, что на участке улицы Киевская концентрации окиси углерода за 1 час составил 62,28 мг/м, а это превышает ПДК в десять раз. За 16 часов концентрация таких выбросов составит 996 мг/м. Наибольшее количество выбросов окиси углерода приходится на долю легкового транспорта - 78,21 мг/м и на городские автобусы – 53,24 мг/м за три часа.
Таким образом, мои исследования показали, что улица Киевская является улицей с высокой интенсивностью движения и концентрация окиси углерода в выбросах проезжающих по ней автотранспортных средств, превышает ПДК в десять раз.
Количество вредных выбросов на этом участке дороги значительно увеличится в курортный сезон ввиду притока иногороднего транспорта.
Таблица 11
Предельно допустимые концентрации (ПДК) в атмосферном воздухе населенных мест
| Вещество
|
ПДК, мг/м
|
Класс опасности вещества
|
|
| Максимальная разовая
|
Средняя суточная
|
||
| Азота диоксид | 0,085 | 0,04 | 2 |
| Серы диоксид | 0,5 | 0,05 | 3 |
| Углерода оксид | 5,0 | 3,0 | 4 |
| Пыль | 0,5 | 0,15 | 3 |
| Аммиак | 0,2 | 0,04 | 4 |
| Кислота серная | 0,3 | 0,1 | 2 |
| Фенол | 0,01 | 0,003 | 2 |
| Ртуть металлическая | - | 0,0003 | 1 |
| Сажа | 0,15 | 0,05 | 3 |
1
- чрезвычайно опасные
2
- высокоопасные
3
- умеренноопасные
4
- малоопасные
ГЛАВА 3. Мероприятия по защите окружающей среды от влияния автотранспортных средств
Причинами загрязнения воздуха от автотранспорта являются:
· плохое состояние технического обслуживания автомобилей
· низкое качество применяемого топлива
· наличие свинцовых добавок в бензине
· неразвитость системы управления транспортными потоками
· низкий процент использования экологически чистых видов транспорта.
Не следует забывать, что основным отличием загрязнения воздушного бассейна автомобильным транспортом, от остальных загрязнителей, является их рассредоточенность по огромной площади и близость к жилым массивам. По этому все мероприятия по снижению негативного воздействия автомобильного транспорта на воздушный бассейн должны быть более эффективны, так как от них зависит здоровье человека.
Все мероприятия можно разделить на 3 основные группы:
1. Мероприятия первой группы касаются технических вопросов развития автомобилестроения:
- совершенствование существующих двигателей (улучшение системы зажигания, в том числе оснащение бесконтактными системами зажигания);
- изменение процессов подачи топлива в цилиндры двигателей, в том числе применение электронного впрыскивания топлива;
- обеспечение рециркуляции отработавших газов, а также установка микропроцессорных систем управления двигателями.
- создание альтернативных видов топлива (спирты этанол и метанол, водород);
- создание и расширение производства автомобилей с высокоэкономичным и малотоксичным двигателем;
- снижение токсичности моторных топлив;
- контроль и регулировка токсичности и дымности отработавших газов при выезде автомобилей из автопредприятий, при техническом осмотре, а также на дорогах;
- ужесточение допустимых норм содержания вредных веществ в ОГ;
2.Рациональная организация перевозок и движения:
- совершенствование дорог
- оптимальная маршрутизация автомобильных перевозок
-организация и регулирование дорожного движения (исключение пересечений транспортных потоков, обеспечение равномерного свободного движения, безостановочный проезд, развязка на разных уровнях)
-рациональное управление автомобилем
3. Ограничение распространения загрязнения от источника к человеку
Снижение концентрации СО можно достигать с помощью зеленых насаждений, проведения ярусного озеленения на крупных магистралях.
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.
Снижение городского шума может быть достигнуто в первую очередь за счёт уменьшения шумности транспортных средств.
К градостроительным мероприятиям по защите населения от шума относятся:
- увеличение расстояния между источником шума и защищаемым объектом;
- применение акустически непрозрачных экранов (откосов, стен и зданий-экранов),
- применение специальных шумозащитных полос озеленения;
- использование различных приёмов планировки, рационального размещения микрорайонов;
Кроме того, градостроительными мероприятиями являются: рациональная застройка магистральных улиц, максимальное озеленение территории микрорайонов и разделительных полос, использование рельефа местности и др.
Существенный защитный эффект достигается в том случае, если жилая застройка размещена на расстоянии не менее 25-30 м от автомагистралей и зоны разрыва озеленены. При замкнутом типе застройки защищёнными оказываются только внутриквартальные пространства, а внешние фасады домов попадают в неблагоприятные условия, поэтому подобная застройка автомагистралей нежелательна. Наиболее целесообразна свободная застройка, защищённая от стороны улицы зелёными насаждениями и экранирующими зданиями временного пребывания людей (магазины, столовые, рестораны, ателье и т.п.). Расположение магистрали в выемке также снижает шум на близрасположенной территории.
Анализ динамики выбросов вредных веществ в атмосферу Крыма показывает, что с 1998 года начинается рост выбросов в атмосферу, обусловленный в основном выбросами автотранспорта. В городах Ялте, Симферополе и Евпатории на долю автотранспорта приходится 70-80% выбросов вредных веществ в атмосферный воздух, количество которых значительно увеличивается в курортный сезон ввиду притока иногороднего автотранспорта.
Наблюдения за воздействием автотранспорта на состояние атмосферного воздуха ведут Рескомприроды Крыма, Республиканская СЭС и ГАИ. На въезде в крупные населенные пункты оборудовано 12 постов, контролирующих содержание окиси углерода в выхлопных газах автомобилей. Региональные подразделения Крымской республиканской СЭС ведут регулярные наблюдения за содержанием окиси углерода на улицах городов с интенсивным движением транспорта.
В целях улучшения экологической обстановки и снижения вредного воздействия автомобильного транспорта на здоровье горожан в мае Рескомприроды Крыма совместно с ГАИ ГУМВД Украины в Крыму и общественными организациями, проводит ежегодную операцию "Чистый воздух" по контролю качества ремонта и выпуска на трассы Крыма автомобилей - существенного загрязнителя атмосферного воздуха. Операция в 2009 г. проведена по всем городам Крыма.
Группы контроля, в основном, были обеспечены и дооснащены приборами для определения содержания СО в отработавших газах карбюраторных автомобилей ("Инфралит", 102ФА-01М), а также приборами для определения дымности в выхлопных газах дизельных автомобилей ("Мета-01", ИНА-109).
Контрольными группами в этот период проведены проверки 58 автопредприятий, 10 станций технического обслуживания автомобилей, 130 автохозяйственных предприятий. Всего проверено 2715 государственных транспортных средств, из них выявлено 690 нарушений действующего ГОСТа.
Кроме этого, проводилась проверка индивидуального автотранспорта на постах ГАИ. Проверено 4992 автомобиля, из них выявлено 277 с повышенным содержанием СО. Составлено 312 протоколов на сумму 892 грн. О результатах проведения операции "Чистый воздух" публиковалась информация в местных газетах.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Из литературных источников и в результате проведенного исследования мы убедились, что наиболее значимыми факторами отрицательного влияния автотранспорта на человека и окружающую среду являются:
-загрязнение воздуха;
-загрязнение окружающей среды;
- шум, вибрации;
-выделение тепла.
Увеличение автомобильного парка порождает и экологические проблемы, связанные с загрязнением воздушного бассейна городов и населенных пунктов. Загрязнение воздуха выхлопами автотранспортных средств представляет серьезную угрозу здоровью населения, способствует снижению качества жизни. Несмотря на проводимые природоохранные мероприятия, экологическая ситуация остается неблагоприятной.
В результате произведенных расчётов было определено, что на участке улицы Киевская г. Симферополя концентрация окиси углерода за 1 час составил 62,28 мг/м, а это превышает ПДК в десять раз. За 16 часов концентрация таких выбросов составит 996 мг/м. Наибольшее количество выбросов окиси углерода приходится на долю легкового транспорта - 78,21 мг/м и на городские автобусы – 53,24 мг/м за три часа.
Таким образом, мои исследования показали, что улица Киевская является улицей с высокой интенсивностью движения и концентрация окиси углерода в выбросах проезжающих по ней автотранспортных средств, превышает ПДК в десять раз.
Количество вредных выбросов на этом участке дороги значительно увеличится в курортный сезон ввиду притока иногороднего транспорта.
Список литературы
1. Голубев И.Р. Новиков Ю.В. Окружающая среда и транспорт. – М.: Транспорт, 1987. – 207 с, 186.
2. Луканин В. Н., Гудцов В.Н., Бочаров Н.Ф. Снижение шума автомобиля. – М.: Машиностроение, 1981.
3. Аксёнов И.Я., Аксёнов В.И. Транспорт и охрана окружающей среды. – М.: Транспорт, 1986. – 176 с.
4. Данилов-Данильян В.И. Экологические проблемы. – М.: МНЭПУ, 1995.
5. Бегма И.В., Кисляков В.М. и др. Проектирование автомобильных дорог. – К.: КАДИ, 1984.
6. Шаповалов А.Л. Оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха отработавшими газами автомобилей. – М.: Транспорт, 1990. – 160 с.
7. Алексеев С.В. Справочная таблица 6П2В. – М., 1987.
8. Якубовский Ю. Автомобильный транспорт и защита окружающей среды. – М.: Транспорт, 1979. – 312 с.
9. Михайловский Е. В., Серебряков К.Б., Тур Е.А. Устройство автомобиля. –М.: Машиностроение, 1981. – 543 с.
10. Белов С.В. Охрана окружающей среды. – М.: Мысль, 1989.