CC BY
42
УДК 504.75
ОЦІНКА СТУПЕНЯ ЗАБРУДНЕННЯ АТМОСФЕРНОГО ПОВІТРЯ НА МІСЬКИХ МАГІСТРАЛЯХ ВІД АВТОМОБІЛЬНОГО ТРАНСПОРТУ З УРАХУВАННЯМ ОРГАНІЗАЦІЇ РУХУ
О.В. Дядченко, студент, Л.О. Коваленко, доцент, к.т.н., ХНАДУ
Анотація. Наведено результати експериментальних досліджень забруднення атмосферного повітря на вулицях міста. Розглянуто заходи щодо зменшення рівня забруднення атмосферного повітря.
Ключові слова: автомобільний транспорт, граничнодопустимі
концентрації, атмосферне повітря.
Вступ
Автомобільний парк є практично основним джерелом забруднення навколишнього середовища, а також одним із джерел, що створюють високий рівень шуму й вібрації. Екологічний збиток від експлуатації
автотранспортних засобів обумовлений
токсичними викидами. Щорічно
автотранспортними засобами викидається в атмосферу більше 12 мільйонів тонн різних забруднюючих речовин: окису вуглецю,
окислів азоту й сірки, вуглеводнів, сажі та інших.
Рух автомобілів у місті фактично можна назвати неорганізованим, оскільки розроблені вченими принципи «зеленої хвилі» так і не були впроваджені в життя. У результаті автомобілі їдуть із різною швидкістю, накопичуються на перехрестях, збільшуючи викиди відпрацьованих газів. А саме ці викиди і містять канцерогенні речовини, які можуть
викликати, крім хронічних захворювань, усілякі алергійні реакції. У пришляхових територіях концентрації цих речовин значно перевищують граничнодопустимі
концентрації.
Аналіз публікацій
Міністерство охорони навколишнього середовища України за сприяння ООН
розробило програму «Національна екологічна політика України: оцінка й
стратегії розвитку». В рамках цієї програми було відмічено, що Харків увійшов до числа міст України із самим забрудненим повітрям. Було відзначено, що в Україні обсяги шкідливих викидів в атмосферу на душу населення в кілька разів перевищують аналогічні показники у промислово розвинених країнах світу.
За даними досліджень санепідемслужби, тільки 15 відсотків від всієї маси забруднюючих повітря речовин у Харкові припадає на частку працюючих промислових підприємств, інші 85 відсотків - це результат впливу автомобільного транспорту. Темпи зростання обсягу перевезень і кількості автотранспортних засобів обумовили той факт, що транспортні системи сьогодні виступають потужним техногенним фактором впливу на навколишнє середовище [1].
Мета та постановка задачі
Однією з актуальних проблем міста Харкова є захист повітряного басейну від забруднення автомобільним транспортом. Якщо оцінювати «внесок» автомобільного транспорту в загальне забруднення атмосферного повітря Харкова, то його частка за оксидом вуглецю становить 49 %, за вуглеводнями - 32 %, за оксидами азоту -20 %. За даними ДАІ, на початку 2008 року в
Харкові налічувалось близько 200 тисяч одиниць автомобільного транспорту,
відпрацьовані гази якого в нашому місті є найбільш токсичними викидами й становлять 70 % від загального техногенного
забруднення, що надходить в атмосферу.
Специфіка забруднення атмосфери
пересувними джерелами, зокрема
автомобілями,
полягає у тому, що: вони забруднюють
великі площі; знаходяться в безпосередній близькості від помешкання людей; пересувні джерела мають більшу токсичність за
стаціонарні; складність впровадження технічних рішень для зменшення токсичності відпрацьованих газів двигунів; накопичення забруднювачів відбувається поблизу
поверхні землі, в зоні дихання людей.
Для вивчення впливу автомобільного
транспорту на екологічний стан міста було виконано експериментальні дослідження забруднення атмосферного повітря
транспортним потоком.
Хід досліджень
Для проведення експериментальних досліджень були обрані вулиця Клочківська, яка відноситься до магістральних вулиць загальноміського значення, проспект Леніна
- магістраль районного значення і вулиця Дерев’янка - житлова вулиця місцевого значення.
Відомо, що концентрація СО в атмосферному повітрі залежить не тільки від викиду, але і від швидкості вітру, відносної вологості повітря.
Тому для оцінки забруднення атмосферного повітря були використані наступні прилади: газовизначник ГХ-4 (1) з індикаторними трубками (2); анемометр для визначення середньої швидкості вітру (3); психрометр для визначення температури і вологості повітря (4); секундомір (рис. 1).
Рис. 1. Прилади для визначення концентрації окису вуглецю в атмосферному повітрі Газовизначник ГХ-4 являє собою
портативний прилад ручної дії, у комплект якого входять індикаторні трубки та
аспіратор для просмоктування через трубки досліджуваного повітря. Дія приладу
основана на використанні специфічних кольорових реакцій, що протікають в індикаторних трубках між обумовленим газом і спеціальним реактивом, нанесеним на твердий носій (силікагель), і вимірі довжини пофарбованого шару, що є функцією концентрації аналізованої речовини. Похибка вимірювання концентрації не перевищує ± 5 % від верхньої межі шкали досліджуваної речовини [2].
У процесі експериментальних досліджень були визначені концентрації окислів вуглецю, азоту і сірки. Концентрації NO2 і SO2
були незначними, тому розглянемо результати визначення концентрації окису вуглецю (табл. 1).
Для визначення ступеня небезпеки забруднення атмосферного повітря ми порівняли отримані значення концентрації окису вуглецю із граничнодопустимими концентраціями, установленими
нормативними документами України [3]. Відповідно до чинних санітарних норм, концентрація окису вуглецю повинна складати: середньодобова допустима
концентрація в атмосферному повітрі населених пунктів - 3 мг/м3; максимально-разова допустима концентрація в атмосферному повітрі населених пунктів - 5 мг/м3; граничнодопустима концентрація в робочій зоні виробничих приміщень - 20 мг/м3.
Порівнюючи отримані концентрації окису вуглецю із санітарними нормами, бачимо, що безпосередньо у кромки проїзної частини
концентрація окису вуглецю в 3 - 4 раза перевищує середньодобову ГДК. Але на тротуарі та на рівні забудови в результаті розсіювання концентрації окису вуглецю в атмосферному повітрі зменшуються, але перевищують ГДК на 30 %.
З метою зниження ступеня забруднення розраховані оптимальні світлофорні цикли
Таблиця 1 Концентрації окису вуглецю
на досліджуваних перехрестях міських вулиць з урахуванням фактичного розподілу інтенсивності руху у різних напрямках. В результаті цих розрахунків був змінений світлофорний цикл на перехресті вулиць Дерев’янка та Балакірєва. Існуючий цикл по вулиці Дерев’янка був таким: червоний - 37 с,
різних відстанях від проїзної частини
Місце проведення експе- рименту Інтенсив ність руху, авт/год частини, мШирина проїзної мШирина вулиці в червоних лініях, Швидкість вітру м/с повітря, %Вологість Концентрація окису вуглецю (мг/м3) на різних відстанях від кромки проїзної частини, м
Вул. Клочківська 1821 20 51 1,2 45 0,5 м - 12,5 10 м - 5,6 (зелена смуга) 15 м - 3,9 (тротуар)
Пр. Леніна 1610 2х15 61 1,4 52 0,5 м - 10,1 7 м - 5,2 (тротуар) 14 м - 2,6 (лінія забудови)
Вул. Дерев’янка 990 13 44 1,1 43 0,5 м -11,25 7,5 м - 6,25 (тротуар) 15 м -3,8 (лінія забудови)
Вулиця Дерев’янка
Відстань, м
Рис. 2. Зменшення концентрації окису вуглецю за зміни світлофорного циклу на перехресті вулиць Дерев’янка та Балакірєва: 1 - концентрація окису вуглецю до зміни світлофорного циклу; 2 - концентрація окису вуглецю після зміни світлофорного циклу
жовтий - 3 с, зелений -32 с та жовтий - 3 с. По вулиці Балакірєва - червоний - 50 с, жовтий - 3 с, зелений - 19 с та жовтий 3 с. Тривалість циклу становила 75 с. Після
розрахунку був запропонований наступний світлофорний цикл. По вулиці Дерев’янка тривалість склала: червоний - 36 с, жовтий -3 с, зелений - 44 с та жовтий - 3 с. По вулиці
Балакірєва: червоний - 57 с, жовтий - 3 с, зелений - 23 с та жовтий - 3 с. Тривалість циклу склала 86 с. Це дозволить зменшити концентрації окису вуглецю на перехресті за рахунок зменшення простою автомобілів на червоному світлі і роботи двигунів у режимі холостого руху. Очікувані значення концентрації окису вуглецю до та після змінення світлофорного циклу наведені на рис. 2.
Висновки
Концентрація шкідливих викидів у повітрі істотно залежить від способу організації руху: від забезпечення невпинного руху й можливості досягнення максимальної швидкості автомобілів. Скорочення часу зупинок і затримок автомобілів приводить до значного зниження концентрації окисів вуглецю у повітрі. Забрудненню повітря й виникненню транспортного шуму сильно сприяють регульовані світлофорами перехрестя в одному рівні. Концентрація окисів вуглецю на перехрестях в 2,5 - 4 рази вище, ніж на перегонах, причому відповідна зона підвищеного забруднення залежно від вітру й інтенсивності руху спостерігається на відстані 50 - 200 м від перехрестя.
Зниження забруднення атмосфери залежить також від забезпечення рівномірного руху автомобілів. Так, автомобілі, що рухаються з постійною швидкістю по дорогах, що не мають перешкод руху, виділяють менше токсичних компонентів, ніж при нерівномірному русі. Легковий автомобіль на горизонтальній ділянці дороги за швидкості руху 60 км/год виділяє в повітря на кожному кілометрі шляху 17 л окису вуглецю. При русі зі швидкістю 20 км/год його кількість зростає в 2,5 рази й ще більше збільшується при роботі на холостому ходу.
Зменшити рівень екологічної небезпеки від автомобільного транспорту можна:
- введенням автоматизованих систем управління дорожнім рухом, застосуванням руху транспорту за принципом «зелена хвиля» і зменшенням простоїв автомобілів перед світлофорами;
- організацією одностороннього руху на ділянках міської забудови з вузькою проїзною частиною;
- застосуванням для зелених насаджень тих порід дерев та чагарників, які більше поглинають забруднюючих речовин;
- обладнанням автомобілів нейтралізаторами відпрацьованих газів.
Література
1. Экология города: Учебник / Под ред.
Ф.В. Стольберг. - К.: Либра, 2000. -464 с.
2. ДСТУ 4277-2004. Атмосфера. Норми і
методи вимірювань вмісту окису вуглецю та вуглеводнів у відпрацьованих газах автомобілів. -К., 2004. - 21 с.
3. ВБН В.2.3-218-007-98. Відомчі будівельні
норми. Екологічні вимоги до автомобільних доріг. -К., 1998. - 34 с.
Рецензент: А.В. Гриценко, професор,
д.геогр.н., ХНАДУ.
Стаття надійшла до редакції 14 травня 2008 р.
