Глава 4 .Бжд. Расчет выбросов от автомобильного транспорта

4. 1. Выбросы вредных веществ транспортными потоками

Автомобиль загрязняет воздух веществами, которые выбрасываются с отработавшими и картерными газами, попадают в атмосферу в результате испарения топлива. При этом основная масса вредных выбросов современного автомобиля приходится на отработавшие газы, в состав которых входит более 200 компонентов. Большинство из них токсичны (ядовиты). По биологической активности в концентрациях, характерных для атмосферного воздуха городов, выделяют окись углерода, окислы азота, углеводороды, альдегиды, сажу. Особую группу составляют соединения свинца и углеводородные соединения канцерогенной группы.

Влияние отдельных компонентов отработавших газов на организм человека изучено достаточно полно. Практически для каждого токсичного компонента отработавшего газа автомобилей установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) в атмосферном воздухе исходя из принципа полного отсутствия воздействие на здоровье людей.

Количество и состав отработавших газов зависят от многих факторов, таких, например, как конструктивные особенности автомобилей, их техническое состояние, режим движения двигателей, дорожной и метеорологические условия и т.д. Концентрация вредных веществ в отработавших газах изменяется в зависимости от их количества и расхода воздуха. В свою очередь количества вредных веществ зависит в основном от состава смеси и полноты сгорания топлива, а расход топлива — от частоты коленчатого вала.

Высокие концентрации газообразных примесей принято оценивать в процентах по объему (% об.), меньшие — количеством частей на 1 млн. или массовой концентрацией (мг/м).

Наиболее неблагоприятными с позиции токсической характеристики двигателя являются режимы разгона, замедления и холостого хода. Поэтому наличие средств регулирования дорожного движения на городских магистралях, эффективно решая проблему обеспечения безопасности движения, приводит к увеличению выброса вредных веществ.

Для экологической оценки автомобильных двигателей как источника загрязнения используют показатели, учитывающие химический состав и количество отработавших газов, а также энергетические показатели транспортных средств в конкретных или усредненных условиях эксплуатации.

4.2. Предельно допустимые выбросы вредных веществ

транспортными потоками

Предельно допустимый выброс — количество токсичных веществ, выбрасываемых в единицу времени вместе с отработавшими газами автомобилей, которое в сумме с выбросами от других источников города (промышленных предприятий, теплоэлектроцентралей, котельных) не создает концентрации токсичных веществ в атмосферном воздухе, превышающих ее предельно допустимые значения.

При расчете предельно допустимых выбросов решают следующие задачи, включающие:

- предварительный анализ экологической ситуации для определения наиболее неблагоприятных по загазованности подрайонов или зон города;

- предварительный анализ градостроительной и дорожно-транспортной ситуации для оценки рельефа местности, композиция застройки, этажности зданий, озеленения территории и т.д.

- экологический анализ обстановки и расчетной точке для оценки уровня загазованности от промышленности и автомобильного транспорта и определения возможного (допустимого) уровня концентрации токсичных компонентов;

- вычисление градостроительных и метеорологических характеристик, необходимых для расчета;

- расчет предельно допустимого выброса от автомобильного транспорта.

Предварительный анализ градостроительной и дорожно-транспортной обстановки позволяет выявить в плане города места (детские сады, ясли, больницы, школы), требующие особого внимания при оценке санитарно гигиенического состояния воздушного бассейна, а также собрать необходимую документацию и данные для расчета соответствующих характеристик.

Снижение уровня загазованности атмосферного воздуха может быть достигнуто строительством инженерных сооружений по защите окружающей среды — экранирующих стенок, земляных насыпей, открытых тоннелей, зданий-экранов и т.д. Уменьшение уровня загазованности на внутримикрорайонной территории достигается также композиционными приемами — зонированием примагистральной полосы, строительством около транспортных магистралей торгово-бытовых или социально-культурных учреждений и предприятий (т. е. объектов эпизодического пользования).

Одиночный автомобиль, движущейся на дороге, не в состоянии оказать сколько – нибудь заметного влияния на окружающую среду и экосистемы. Иное дело – совокупность машин, движущихся в составе транспортных потоков по автомобильным дорогам и перевозящих грузы и пассажиров. Здесь влияние на окружающую среду определяется не только техническими характеристиками автомобиля или дороги, но и интенсивностью, скоростью движения, составом транспортного потока, плотностью дорожной сети.

Объемы грузовых перевозок диктуются экономическими характеристиками производственной инфраструктуры, конкуренцией других видов транспорта, пассажирских – демографическими факторами, уровнем состояния благосостояния населения. Провозная способность дороги определяется ее конструкцией, способами организации движения, обеспечивающими безопасность участников движения и реализацию потенциальных свойств, заложенных в конструкцию автомобиля.

Загрязнения окружающей среды транспортным комплексом можно условно разделить на технологические (дорожно – строительных специальных транспортных средств дорожных предприятий, асфальтобетонных заводов, баз техники – от точечных источников) и транспортные ( транспортных потоков – линейных источников).

Объем транспортных выбросов вредных веществ в атмосферу на дорогах общего пользования почти в два раза больше объема технологических выбросов. Технологические выбросы твердых частиц, оксидов серы, минеральной пыли сопоставимы с выбросами этих веществ транспортными потоками. Ежегодные объемы технологических выбросов CO, CxHy, NO_x в 5-10 раз меньше объемов выбросов этих веществ транспортными потоками.

К транспортным выбросам относятся токсичные вещества с отработавшими газами автомобилей, продукта износа шин, антифрикционных материалов, нефтепродукты, эксплуатационные жидкости, изношенные детали и агрегаты, включая шины, аккуляторы.(приложение 5)

Движение АТС в составе плотных транспортных потоков на дорожной сети отличается от движения одиночного АТС при отсутствии помех движению, которое имеет место при проведении испытаний по оценке токсичности и топливной экономичности. Связанное с этим изменение условий движения (скоростей, ускорений) изменение нагрузочно – скоростных режимов работы двигателей, значений выбросов вредных веществ, шума, расходов топлива АТС.

Транспортные потоки оказывают наибольшее влияние на уровень загрязнения окружающей природной среды. Основные влияющие факторы: состав, интенсивность, скорость и ускорение движения транспортных потоков; технический уровень и эксплуатационное состояние автомобилей; объем и номенклатура перевозимых грузов.

Таблица 1.

ПОКАЗАТЕЛЬ	Sга > 25%	5<Sга <25%	Sга < 25%
Расход топлива л/ (авт*км )
Бензин	0,166	0,133	0,101
Дизтопливо	0,030	0,0144	0,0026
СНГ	0,0026	0,0013	0,00027
СПГ	0,00083	0,0004	0,000046
Выбросы вред. веществ г /(авт*км)
CO	11,68	7,73	5,39
CxHy	1,95	1,3	0,89
NOx	2,25	1,44	0,7
Твердые частицы	0,03	0,0142	0,004
CO2	306	196	121
Потребление O2	348	223	138

если привести данные к одной размерности, окажется, что выбросы в окрестностях перекрестков в 5-8 раз выше выбросов транспортного потока при движении на перегонах (при отсутствии светофоров.