5. Воздействие автомобильного транспорта на окружающую среду
К главным источникам загрязнения окружающей среды и потребителям энергоресурсов относятся автомобильный транспорт и инфраструктура автотранспортного комплекса.
Загрязняющие выбросы в атмосферу от автомобилей по объёму более чем на порядок превосходят выбросы от железнодорожных транспортных средств. Отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания содержат более 200 вредных наименований вредных веществ и соединений, в том числе и канцерогенных. Нефтепродукты, продукты износа шин, тормозных накладок, сыпучие и пылящие грузы, хлориды, используемые в качестве антиобледенителей дорожных покрытий, загрязняют придорожные полосы и водные объекты. В мировом балансе загрязнений, основная доля (54 %) падает на автомобильный транспорт, но в разных странах доля неодинакова и колеблется от 13…30% до 60…80%. Один автомобиль при пробеге 15000 км сжигает в среднем 2 т топлива, около 26…30 т воздуха, в том числе 4…5 т кислорода, что в 50 раз больше потребностей человека, при этом выбрасывает в атмосферу: угарного газа – 700 кг/год, диоксида азота – 40 кг/год, несгоревших углеводородов – 230 л, твёрдых веществ – 2…5 кг/год.
Автомобильные газы представляют собой смесь, состоящую из 1000 – 1200 индивидуальных компонентов, среди которых нетоксичны:N, O, пары воды, CO₂; токсичные: окиси C, углеводороды, оксиды N, альдегиды, сажа, бензапирен, соединения свинца, формальдегид, бензол, а также многие другие компоненты. Главный компонент выхлопов двигателей внутреннего сгорания (кроме шума) – окись углерода (угарный газ) – опасен для человека, животных, вызывает отравление различной степени в зависимости от концентрации. При взаимодействии выбросов автомобилей и смесей загрязняющих веществ в воздухе могут образоваться новые вещества, более агрессивные, чем их “родители” – пример: смог – дымящий туман (обычно белый).
Районы с повышенным содержанием в воздухе этих веществ превращаются в зоны повышенного риска необратимой потери здоровья. Сейчас в них проживают около 15 млн. человек. На прилегающей территории к автомагистралям вода, почва и растительность является носителями ряда канцерогенных веществ. Таким образом, значения концентрации вредных веществ должны быть учтены при строительстве новых объектов, при эксплуатации и реконструкции существующих в составе величины фоновой концентрации вредных веществ, для заданного района.
Неудовлетворительной остаётся организация дорожно-транспортного движения, до сих пор не ограничивается въезд большегрузного и иногороднего транспорта на территорию городов (часто даже в их центральные районы).
6. Количество выбросов загрязняющих веществ при существующей дорожной обстановке
Цель: выполнить количественную оценку выбросов при существующей дорожной обстановке для уточнения фоновой концентрации вредных веществ.
Подсчет проходящих по данному участку автомагистрали транспортных средств, проводится в течение 20 мин каждого часа.
Для выявления максимальной транспортной нагрузки наблюдения выполняются в часы «пик». Для большинства городских автомагистралей отмечается два максимума: утренний и вечерний, для многих транзитных автомагистралей наибольшая транспортная нагрузка характерна для дневного времени суток.
Пример. Обследуемый участок дороги – г. Воронеж, ул. 20-летия Октября и регулируемый перекресток – пересечение ул. 20-летия Октября и ул. Кирова. Время обследования – 20 мин в час пик. Количество замеров – 4. Длина улицы – 3 км. Ширина полосы – 3 м. Число полос – 6. Время запрещающего сигнала светофора на перекрестке – 80 с. Суммарное время запрещающего сигнала светофора на перекрестке – 14,67 мин. Результаты обследований структуры и интенсивности движущегося автотранспортного потока занесены в журнал (табл. 6.1.).
Таблица 6.1
Структура и интенсивность движущегося автотранспорта
дата |
Время подсчета, мин. |
Число автомобилей по группам |
Скорость движения потока, км/час |
|||||||||
Легковые |
Легковые дизельные |
ГК < 3, МА |
ГК ³ 3 |
АК |
ГД |
АД |
ГГБ |
Легко вые |
Грузовые |
Автобусы |
||
5.12 |
20 |
558 |
38 |
34 |
9 |
108 |
5 |
13 |
5 |
40 |
30 |
35 |
409 |
31 |
28 |
6 |
88 |
5 |
28 |
4 |
35 |
25 |
30 |
||
Продолжение табл. 6.1
дата |
Время работы запрещающего сигнала светофора, мин. |
Число автомобилей по группам |
Длина очереди автотранспорта (м) |
|||||||
Л |
ЛД |
ГК < 3, МА |
ГК ³ 3 |
АК |
ГД |
АД |
ГГБ |
|||
5.12 |
1,33 |
93 |
7 |
3 |
3 |
12 |
2 |
5 |
1 |
85 |
|
0,5 |
101 |
8 |
7 |
3 |
17 |
2 |
9 |
3 |
115 |
Выброс i-того загрязняющего вещества, г/с, движущимся автотранспортным потоком на автомагистрали (или ее участке) с фиксированной протяженностью L (км) определяется по формуле:
,
(6.1)
где
‒
пробеговый выброс i-гo
вредного вещества автомобилями
k-й
группы для городских условий эксплуатации,
определяемый в г/км по табл.
6.2;
k
- количество групп автомобилей;
Gк -
фактическая наибольшая интенсивность
движения, т.е. количество автомобилей
каждой из К групп, проходящих через
фиксированное сечение выбранного
участка автомагистрали в единицу
времени в обоих направлениях по всем
полосам движения, 1/час;
-
поправочный коэффициент, учитывающий
среднюю скорость движения транспортного
потока на выбранной автомагистрали
(или ее участке), определяемый по табл.
6.3, км/час;
L
– протяженность автомагистрали (или
ее участка) из которого исключена
протяженность очереди автомобилей
перед запрещающим сигналом светофора
и длина соответствующей зоны перекрестка
(для перекрестков, на которых проводились
дополнительные обследования), км.
Таблица 6.2
Значения пробеговых выбросов MLi для различных групп автомобилей
Наименование группы автомобилей |
№ группы |
СО |
Выбросы, г/км |
||||||
|
|
NOх (в пересчете на NO2) |
СН |
Сажа |
SO2 |
Формаль-дегид |
Соединения свинца |
Бенз(а) пирен |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Легковые |
I |
19,0 |
1,8 |
2,1 |
- |
0,065 |
0,006 |
0,019 |
1,7 · 10-6 |
Легковые дизельные |
Iд |
2,0 |
1,3 |
0,25 |
0,1 |
0,21 |
0,003 |
- |
- |
Грузовые карбюраторные с грузоподъемностью до 3 т (в том числе работающие на сжиженном нефтяном газе), микроавтобусы |
II |
69,4 |
2,9 |
11,5 |
- |
0,20 |
0,020 |
0,026 |
4,5 · 10-6 |
Продолжение табл. 6.2
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Автобусы карбюраторные |
IV |
97,6 |
5,3 |
13,4 |
- |
0,32 |
0,03 |
0,041 |
6,4 · 10-6 |
Грузовые дизельные |
V |
8,5 |
7,7 |
6,0 |
0,3 |
1,25 |
0,21 |
- |
6,5 · 10-6 |
Автобусы дизельные |
VI |
8,8 |
8,0 |
6,5 |
0,3 |
1,45 |
0,31 |
- |
6,7 · 10-6 |
Продолжение табл. 6.2
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Грузовые карбюраторные с грузоподъемностью более 3 т (в том числе работающие на сжиженном нефтяном газе) |
III |
75,0 |
5,2 |
13,4 |
- |
0,22 |
0,022 |
0,033 |
6,3 · 10-6 |
Грузовые газобалонные, работающие на сжатом природном газе |
VII |
39,0 |
2,6 |
1,3* |
- |
0,18 |
0,002 |
- |
2,0 · 10-6 |
Таблица 6.3