CC BY
67
УДК 656.13(1-21):621.43.06:504.3.064.36:338.14
© 2011: В.Н. Ложкин, О.В. Ложкина, ФНИ «XXI век»
перспективы сокращения экологического ущерба
ОТ АВТОТРАНСПОРТА В ГОРОДАх
российской федерации на примере
САНКТ- ПЕТЕРБУРГА
В.Н. Ложкин, О.В. Ложкина
Санкт-Петербургский университет государственной противопожарной службы МЧС России, Санкт-Петербург, Россия
Эл. почта: [email protected] Статья получена редакцией 10.09.2010, принята к печати 16.08.2011
Рассмотрен вопрос о возможности совместить потребности автомобильного транспорта с сохранением устойчивости биосферы. Мы считаем, что при разумном («ноосферном») отношении к биосфере и соблюдении принципов устойчивого развития человеческого общества прогноз может быть оптимистичным, и приводим примеры позитивных сценариев, приводящих к снижению негативного воздействия городского автотранспорта на атмосферный воздух Санкт-Петербурга в долгосрочной 30-летней перспективе при внедрении ряда природоохранных мероприятий. Ключевые слова: автомобильный транспорт, биосфера, устойчивое развитие, долгосрочное прогнозирование.
PROSPECTS FOR MOTOR vEHICLE-CAuSED ENvIRONMENTAL HARM
reduction in the urban areas of the Russian federation as exemplified with saint-petersburg
v.N. Lozhkin and O.v. Lozhkina
Saint-Petersburg University of the State Firefighting Service of the Ministry of Emergencies of the Russian Federation, Saint-Petersburg, Russia E-mail: [email protected]
The issue of compatibility between motor vehicle demands and environmental stability is discussed. We believe that forecasts may be optimistic upon wise attitudes to the biospheric environment and sticking to the principle of sustainable development. Positive scenarios associated with the reduction of adverse impacts of urban motor transport on the environment are exemplified with the long-term plan for environmental protection to be implemented in Saint-Petersburg over the next 30 years.
Keywords: ageing, lifespan, evolution, metabolism, demography, mathematical modeling.
Введение
Правильное понимание остроты проблемы противоречий между потребностями автомобильного транспорта и устойчивостью биосферы в конечном счете сводится к ответу на вопрос: способен ли современный человек, с учетом интеллектуального потенциала мирового сообщества, к разумному («ноосферному» по определению В.И. Вернадского [1]) образу жизни? В данной статье приведены аргументы в пользу положительного ответа на этот вопрос и рассмотрен конкретный пример практической реализации оптимистического сценария в Санкт-Петербурге.
На протяжении всей эволюции человечества вмешательство человека в биосферные процессы происходило параллельно с совершенствованием производительных сил общества, что к концу XX века привело на планете Земля к образованию мощной искусственной биолого-технической системы - техносферы, - частью которой является автотранспортная инфраструктура [1, 2].
Поддержание устойчивости техносферы и безопасности существования человека в ней [10, 8], выйдя из-под контроля естественных природных механизмов биосферного регулирования, отработанных в течение миллиардов лет эволюции, сегодня может обеспечиваться исключительно разумом самого Человека (Homo sapiens). Иными словами, выживание человечества на современном этапе исторического развития стало, как никогда прежде, зависимым от осознания причин реальных опасностей, появившихся в результате бесконтрольной технической деятельности самого человека, а также безответственного его поведения по отношению к загрязнению среды обитания и расходованию природных ресурсов.
К концу ХХ столетия человечество в значительной степени осознало последствия собственной технической деятельности, разрушающей среду его обитания, и направило существенные усилия на исправление и стабилизацию сложившейся ситуации [2, 9, 11].
Первым глобальным шагом на этом пути стало принятие на Всемирной конференции Организации Объединенных Наций (ООН) по окружающей среде и развитию, состоявшейся в Рио-де-Жанейро в 1992 г., основополагающего документа, определяющего стратегию развития человеческого общества в будущем - это «Декларация по окружающей среде и развитию. Повестка дня на XXI век» [21]. Всестороннее обсуждение проблемы главами и высокопоставленными должностными лицами 172 государств, представителями региональных властей, научных, неправительственных и других организаций показало, что шансы на выживание у человечества есть, но для этого необходимо строго следовать сформулированным в декларации двадцати семи принципам устойчивого развития цивилизации [21]. Термин «устойчивое развитие» (англ.: sustainable development) означает «длительное, поддерживаемое, управляемое, удерживаемое в определенных рамках» развитие. Устойчивое развитие (sustainable development) - это концепция, идеология, реакция мирового сообщества на кризисные явления в биосфере, экономике, области международных отношений. По определению Международной комиссии по окружающей среде и развитию - это такое развитие, которое удовлетворяет потребности нынешнего поколения, не подрывая возможностей будущих поколений удовлетворять их собственные потребности. Важнейшим аспектом устойчивого развития является оптимизация работы автомобильного транспорта.
Опыт снижения негативного воздействия автотранспортного комплекса на окружающую среду на примере Европейского Союза
Автомобильный транспорт имеет прямое отношение ко всем аспектам проблемы загрязнения окружающей среды и чрезмерного потребления природных ресурсов [9]. Эта отрасль хозяйственной деятельности прямо воздействует на биосферу через многомиллионный парк легковых и грузовых автомобилей, автобусов, а также в связи со строительством новых и эксплуатацией старых автомобильных дорог. Автотранспортный комплекс оказывает также и косвенное влияние на биосферу через объекты машиностроения, нефтехимической, резиновой и других отраслей экономики, работающих на транспорт [5].
К факторам отрицательного воздействия автомобильного транспорта на окружающую среду также следует отнести: загрязнение воздуха отработанными газами и мельчайшими твердыми частицами, в том числе: продуктами износа автомобильных шин и дорожного полотна; загрязнение грунтовых вод токсичными стоками от автодорог, автомоек и стоянок автотранспорта; шумовое, вибрационное и электромагнитное загрязнение; потерю го-
родского жизненного пространства (до 50% площади современных городов отводится под дороги, парковки, гаражи и заправочные станции) и разрастание пригородов, которые поглощают места обитания диких животных и сельскохозяйственные земли; коррозию металлоконструкций, потерю урожая, омертвление растительности, захламление городских территорий брошенными транспортными средствами и многое другое [5, 9, 12].
Из всей совокупности этих проблем самой опасной на сегодняшний день остается сверхнормативное загрязнение воздушной среды городов отработанными газами автомобильных двигателей, особенно при неблагоприятных транспортно-метеорологических условиях: скоплении автотранспортных средств (АТС) в часы пик, атмосферных инверсиях, штилевой погоде [6, 7, 8]. Вклад автотранспорта в суммарное загрязнение воздушного бассейна Санкт-Петербурга будет рассмотрен ниже в разделе «Характеристика качества атмосферного воздуха Санкт-Петербурга».
Для решения этой острой проблемы в мировом автомобилестроении в последнее десятилетие происходит беспрецедентное ужесточение требований в отношении экологических показателей АТС [7, 8].
На прошедшей 19-20 ноября 2007 г. в Дрездене 3-й Всемирной конференции по автомобилям, «дружественным к окружающей среде», высокопоставленные представители многих стран обсудили вопрос, какими быть автомобилям после Евро-6 (приблизительно в 2015 г.). Цель конференции состояла в согласовании экологических запросов общества, сформулированных представителями правительств, с возможностями их удовлетворения технологиями, разработанными прикладной наукой и освоенными промышленным производством.
Конференция показала, что в автомобильной промышленности стран Европейского Союза (ЕС) завершается подготовка производства под нормативные требования 20082010 гг. (Евро-5 и выше). Активно решается задача обеспечения производства АТС и двигателей с практически нулевым выбросом вредных веществ - на водородных топливных элементах. Введение требований к бортовой диагностике АТС в сочетании с контролем так называемых «внецикловых выбросов» [8] в рамках действующего международного законодательства уже сегодня позволяет перейти на качественно новый по эффективности уровень контроля выбросов вредных веществ. Завершается процесс «глобальной» гармонизации контроля, осуществляемого в рамках Всемирного форума для согласования Правил в области транспортных средств (WP.29) ЕЭК ООН, в том числе, с учетом издержек в течение всего жизненного цикла АТС - от добычи ископаемых для производства деталей до утилизации отслуживших свой срок изделий [6, 9].
Природоохранная политика Российской Федерации в сфере уменьшения отрицательного воздействия автотранспорта на окружающую среду
В РФ, несмотря на стабильные позитивные перемены в политике и экономике последних лет, в сфере дорожно-транспортной и экологической безопасности остается много нерешенных проблем, обуславливающих отставание РФ от ведущих автомобилестроительных держав [5, 9, 12]. Руководство страны принимает экстренные меры для сокращения данного отставания.
Так, для уменьшения количества ДТП, снижения тяжести их последствий в РФ действует целевая федеральная программа (ФЦП) на период 2006-2012 гг. Целями ФЦП являются:
• сокращение числа погибших в ДТП к 2012 г. в 1,5 раза по сравнению с 2004 г. (2004 г. -34,5 тыс. чел., 2012 г. - 23 тыс. чел.);
• сокращение числа ДТП с пострадавшии к 2012 г. по сравнению с 2004 г. на 10% (2004 г. - 208,6 тыс., 2012 г. - 187,7 тыс.);
• снижение социально-экономического ущерба только от гибели людей на 25 млрд рублей.
На уровне Министерства природных ресурсов РФ и Роскомгидромета ежегодно проводится сбор данных по автотранспорту и составляются сводные тома загрязнения атмосферы городов с учетом валовых выбросов автотранспорта и чрезвычайных потенциальных загрязнений на отдельных участках стратегически важных городских автомагистралей [6].
К 2006 г. в Российской Федерации завершился перевод государственной системы контроля технического состояния АТС на инструментальные методы [7, 8]. Нормативно-методологической основой этого процесса, чрезвычайно важного для России, явился известный ГОСТ Р 51709-2001 «Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки», вступивший в силу 1 января 2002 г. Введение этого документа, по основным техническим принципам полностью соответствующего сводной резолюции о конструкции транспортных средств (СР.3), принятой Комитетом по внутреннему транспорту Европейской экономической комиссии ООН (документ TRANS / WP.29/78/Rev. 1 от 11 августа 1997 г., приложение 7), свидетельствует о том, что Россия стремится соответствовать международным требованиям в сфере инструментального контроля технических нормативов безопасности АТС [9].
На уровне правительства РФ по инициативе департамента государственной политики в области автомобильного и городского пассажирского транспорта Министерства транспорта РФ активно реформируются системы технического регулирования, стандартизации, сертификации, аккредитации в сферах производства и эксплуатации АТС [9, 12], требования и методы контроля безопасности автомобильных двигателей: ГОСТ Р 52033-2003 (АТС с бензиновыми двигателями), ГОСТ Р 52160-
2003 (АТС с двигателями воспламенения от сжатия), ГОСТ Р 17.2.02.06-1999 (газобаллонные АТС) и ГОСТ Р 52231-2004 (внешний шум АТС в эксплуатации).
Постановлением правительства РФ № 609 от 12 октября 2005 г. и специальным техническим регламентом «О требованиях к выбросам автомобильной техникой, выпускаемой в обращение на территории РФ, вредных (загрязняющих) веществ» по сути произошло прямое введение на период 2006-2014 гг. требований Евро-2, ..., Евро-5 применительно к сертификации АТС [5]. «Транспортной стратегией РФ», утвержденной распоряжением правительства РФ № 1734-р от 22 ноября 2008 г., была принята долгосрочная, с 2002 г. по 2030 г., программа развития транспортной системы РФ, в которой впервые появилась цель «снижения вредного воздействия транспорта на окружающую среду».
Природоохранные инициативы в Российской Федерации в сфере снижения негативного воздействия автотранспорта на окружающую среду позволяют ожидать улучшения экологической обстановки, о чем свидетельствуют долгосрочные прогнозы как в целом по стране, так и по отдельным регионам [11, 12].
характеристика качества атмосферного
воздуха в Санкт-Петербурге Оценка качества атмосферного воздуха Санкт-Петербурга
Оценка качества атмосферного воздуха Санкт-Петербурга проводится на основании данных, полученных от Автоматизированной системы мониторинга атмосферного воздуха Санкт-Петербурга (АСМ), по нормативам качества атмосферного воздуха и показателям, действующим на территории Российской Федерации, а также по показателям качества атмосферного воздуха, установленным директивами Европейского Союза [13]. В настоящее время АСМ включает 21 стационарную автоматическую станцию мониторинга загрязнения атмосферного воздуха.
Оценка качества атмосферного воздуха по нормативам качества воздуха и принятым в РФ показателям. Для оценки качества и уровня загрязнения атмосферного воздуха используются действующие на территории РФ гигиенические нормативы предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест: предельно допустимая максимальная разовая концентрация (ПДК м.р.) и предельно допустимая среднесуточная концентрация (ПДК с.с.). Для оценки уровня загрязнения атмосферного воздуха также применяются показатели, установленные Росгидрометом для сравнительной оценки состояния атмосферного воздуха относительно среднего уровня загрязнения по городам России, в т.ч. комплексный индекс загрязнения атмосферного воздуха (ИЗА) - количественная характеристика уровня загрязнения, создаваемая пятью приоритетными загрязняющими веществами (для Санкт-Петербурга это диоксид азота, оксид азота, оксид углерода, диоксид серы и взвешенные частицы)
с учетом степени их вредности. Величина комплексного индекса загрязнения атмосферного воздуха в целом по городу в 2009 г. составила 5,3, что свидетельствует о повышенном уровне загрязнения атмосферного воздуха.
Проведенный в 2009 г. анализ качества атмосферного воздуха показал следующее [13]:
• значения среднегодовых концентраций основных загрязнителей (диоксид азота, оксид азота, оксид углерода, диоксид серы и взвешенные частицы) не превышали ПДК с.с.;
• по максимальным наблюдаемым разовым концентрациям загрязнение атмосферного воздуха в центральной части города оксидами азота, оксидом углерода, взвешенными веществами, озоном и формальдегидом характеризуется как «повышенное»;
• средние концентрации оксидов азота, оксида углерода и диоксида серы в периферийных районах Санкт-Петербурга в два и более раз ниже, чем в центральной части города;
На основании оценки качества атмосферного воздуха по европейским критериям, установленным директивой Европейского Союза 2008/50/ ЕС «О качестве атмосферного воздуха и чистом воздухе для Европы» от 21 мая 2008 г. были сделаны следующие выводы:
• показатели качества атмосферного воздуха Санкт-Петербурга по количеству эпизодов превышения установленных уровней концентраций диоксида азота и озона на одной из станций АСМ не соответствуют нормативам директивы Европейского Союза 2008/50/ЕС;
• показатели качества атмосферного воздуха Санкт-Петербурга по значению среднегодовых концентраций диоксида азота
Динамика структуры автопарка Санкт-Петербурга за 2004-2009 гг.
Для того чтобы установить, какие категории автотранспортных средств вносят наибольший вклад в загрязнение атмосферного воздуха Северной столицы, нами на основании данных ГИБДД, публикуемых в ежегодном справочнике аналитического агентства «АВТОСТАТ» [15-20], был проведен анализ состояния парка автомо-
на пяти станциях, бензола на двух станциях и 3,4-бенз(а)пирена на одной станции не соответствуют нормативам директивы Европейского Союза 2008/50/ЕС.
Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух Санкт-Петербурга
По данным Государственного доклада «О санитарно-эпидемиологической обстановке в Российской Федерации в 2009 году» [13] Федерального центра гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора и «Доклада об экологической ситуации в Санкт-Петербурге Комитета по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности Санкт-Петербурга» [14] выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух Санкт-Петербурга от стационарных и передвижных источников в 2009 г. составили 625,3 тыс. тонн. При этом доля выбросов автотранспорта в суммарном валовом выбросе загрязняющих веществ составила 91,8% (т.е. 573,6 тыс. тонн за год). Отмеченные обстоятельства свидетельствуют о проблеме загрязнения отработавшими газами (ОГ) автотранспорта атмосферного воздуха. В табл. 1 приведены суммарные выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух Санкт-Петербурга от автотранспорта за 2006-2009 гг. по основным видам загрязняющих веществ: твердым частицам, диоксиду серы ^02), оксиду углерода (СО), окислам азота (N0 ) и летучим органическим веществам (ЛОС) за 2006-2008 гг.
Увеличение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от автотранспорта явилось следствием продолжающегося роста парка автотранспортных средств за счет увеличения количества автомобилей, принадлежащих как физическим, так и юридическим лицам.
бильной техники, а именно, легковых автомобилей, грузовых автомобилей и автобусов в Санкт-Петербурге за период с 2004 г. по 2009 г. включительно.
Данные, приведенные в табл. 2, показывают, что в исследуемый период имело место увеличение численности авомобилей.
По состоянию на 1 января 2010 г. парк автомобильной техники Санкт-Петербурга насчитывал более 1,5 млн транспортных средств
Таблица 1.
Суммарные выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух Санкт-Петербурга
от автотранспорта, тыс. т.
Год Всего Твердые частицы Б02 СО КОх ЛОС
2006 500,9 1,3 5,2 333,4 100,3 60,7
2007 534,1 1,6 6,0 350,1 110,8 65,6
2008 561,4 1,6 6,1 368,6 115,3 69,8
2009 573,6 1,4 5,7 381,8 113,5 71,2
Примечание. ЛОС - летучие органические соединения.
Динамика численности автотранспортных средств (а/с) в Санкт-Петербурге с 2004 г. по 2009 г.
Таблица 2.
Тип а/с 2004 2005 2006 2007 2008 2009
Легковые 1 013 764 1 063 479 1 165 643 1 284 623 13 88 776 1 421 214
Грузовые 104 841 106 170 114666 121 731 122458 117231
Автобусы 18 735 19 550 21 792 23 757 22 400 22 030
(ТС). 91,1% от общего числа ТС в Санкт-Петербурге приходится на легковые автомобили, общая численность которых по итогам 2009 г. оценивается в 1,42 млн единиц. Численность грузовиков оценивается в 117 тыс. единиц, и на их долю приходится 7,5% автопарка Санкт-Петербурга. Что касается автобусного парка, то на начало 2010 г. в ГИБДД числилось около 22 тыс. машин, что составляет 1,4% от общего числа транспортных средств.
В связи с начавшимся в 2009 г. кризисом сохраняется высокий уровень непредсказуемости в прогнозировании продаж, а следовательно,
и увеличении численности автомобилей в краткосрочной песпективе.
Анализ структуры автопарка по производителю позволяет сделать следующие выводы. В Санкт-Петербурге с 2004 г. по 2009 г. произошло перераспределение долей российских легковых автомобилей в сторону иномарок (рис. 1). Так, в 2004 г. на долю российских машин в Санкт-Петербурге приходилось 63%, а в 2009 г. 42%. Переломный момент в структуре авторынка пришелся на 2008 г., когда объем продаж новых иномарок превысил объем продаж отечественных автомобилей.
1600000 1400000 1200000 1000000 800000 600000 400000 200000 0
□ автобусы
□ грузовые
□ легковые
2004 2ОО5 2006 год
легковые автобусы
2007
2008 2009
Рис. 1. Динамика изменения численности легковых, грузовых автомобилей и автобусов в Санкт-Петербурге с 2004 г. по 2009 г.
Возрастание объемов продаж иномарок связано с развитием так называемой «промышленной сборки» иностранных автомобилей на территории Российской Федерации. Можно ожидать, что тенденция преобладания автомашин иностранных марок сохранится и в ближайшей, и в долгосрочной перспективе, поскольку практически все мировые лидеры автомобильного производства в той или иной степени имеют планы экспансии в Россию.
Анализ структуры грузового автопарка показал, что в Санкт-Петербурге с 2004 г. по 2009 г. также имело место возрастание численности зарубежного грузового автотранспорта. Однако в целом доля грузовиков отечественного производства значительно превышает долю импортных машин, которая в 2004 г. в Санкт-Петербурге составила 21%, а в 2009 г. 31%.
Соотношение между иностранными и российскими автобусами за исследуемый период в Санкт-Петербурге практически не менялось: в 2004 г. автобусный парк в Санкт-Петербурге был представлен на 26% импортными и на 64%
отечественными автобусами, а в 2009 г. это соотношение было 27% и 63%.
Несмотря на активный рост первичного рынка, наблюдавшийся за последние несколько лет, средний возраст парка легковых автомобилей в Российской Федерации остается достаточно высоким - машины от 10 лет составляют 47,8%, от 5 до 10 лет - 25,1%, и менее 5 лет - 27,1%.
В Санкт-Петербурге сохраняется та же тенденция: доля автомобилей старше 10 лет по-прежнему очень высока и составила в 2009 г. 46%.
Сегмент легковых транспортных средств среднего возраста от 5 до 10 лет находится приблизительно на одном и том же уровне и оценивается в 24-27%, удельный вес автомобилей в возрасте меньше 5 лет равен 30%.
Что касается возрастной структуры парка грузовых автомобилей Российской Федерации, то приходится признать его наиболее старым среди всех типов транспортных средств - доля грузового транспорта в возрасте от 10 лет на январь 2010 г. достигла 63%.
В Санкт-Петербурге соотношение грузовых автомобилей по возрасту за исследуемый период не претерпело ощутимых изменений. Так, доля новых автомобилей составляла 19%, а в 2009 г. - 20%, на долю грузовиков среднего возраста и в 2004 г. и в 2009 г. приходилось 26%, а процент старых транспортных средств составил 55% в 2004 г. и 54% в 2009 г.
Очевидно, что высокий средний возраст грузовых автомобилей не может не вызывать опасения. Необходимость обновления грузового парка транспортных средств тесно связана с его несоответствием техническим нормативам.
Автобусный парк является в Санкт-Петербурге наиболее молодым среди всех типов транспортных средств. По состоянию на 1 января 2010 г. на долю автобусов в возрасте меньше 5 лет приходится 28%, удельный вес автобусов среднего возраста (от 5 до 10 лет) составляет 53%, а автобусов старше 10 лет - 19%.
Проведенный анализ структуры автопарка Санкт-Петербурга позволяет сделать следующие выводы:
• Наибольший сегмент в парке автотранспортных средств Санкт-Петербурга составляют легковые автомобили старше 10 лет - 41,42%.
• Второе место занимают легковые автомобили меньше 5 лет: 27,06%. При этом следует отметить, что в - течение последних 6 лет (с 2004 г. по 2010 г.) количество новых легковых машин возрастало.
• На третьей позиции расположились легковые автомобили средней возрастной категории от 5 до 10 лет (22,57%).
• Далее следуют грузовые автомобили старше 10 лет, доля которых составляет 4%, и грузовые автомобили от 5 до 10 лет - 2%.
• Автобусы замыкают этот ряд. Как уже отмечалось выше, их доля равна 1,4%.
• Структура автомобильного парка Санкт-Петербурга представлена на рис. 2.
Если считать, что вклад различных категорий автотранспортных средств в суммарное загрязнение атмосферного воздуха Санкт-Петербурга пропорционален их количеству, то на
Рис. 2. Доля различных типов автотранспортных средств в Санкт-Петербурге (2010 г.)
Рис. 3. Динамика изменения соотношения легкового транспорта Санкт-Петербурга по производителям.
основании вышеуказанных данных следует, что наибольший вклад в загрязнение воздушного бассейна города вносят легковые автомобили старше 10 лет, легковые автомобили в возрасте меньше 5 и легковые автомобили средней возрастной категории (от 5 до 10 лет), а также грузовые автомобили старше 10 лет.
Прогнозные сценарии сокращения экологического ущерба от автотранспорта в городах Российской Федерации в долгосрочной 30-летней перспективе на примере Санкт-Петербурга Санкт-Петербургским университетом государственной противопожарной службы МЧС России в содружестве с НИИ безопасности дорожного движения, ФГУП НИИ «Атмосфера», ГГО им. А.И. Воейкова и другими заинтересованными организациями была разработана информационно-аналитическая методология мониторинга негативного воздействия основных видов городского транспорта (автомобили, трамваи, троллейбусы, поезда метрополитена) на городское население и объекты городской инфраструктуры в краткосрочных экстремально-чрезвычайных условиях и долгосрочной 30-летней перспективе на весь период действия упомянутой ранее программы «Транспортная стратегия РФ». Эта методология позволяет учитывать одновременно воздействие химических веществ и транспортного шума при их комбинированном сочетании в показателях индивидуального техногенного санитарно-гигиенического риска, а также показателях натурального и стоимостного ущерба,
причиняемого обществу за весь исследуемый долгосрочный период [12].
В модели используются базы данных о метеорологических условиях и микроклиматических особенностях вблизи автомагистралей с учетом их аномальных проявлений, о характере застройки территорий, примыкающих к автомагистралям,о физическом и токсикологическом воздействии отработавших газов, топливных испарений, шума, вибрации и т.д. на городское население и объекты инфраструктуры.
В частности, была построена модель для долгосрочного прогноза ущерба от загрязнения воздуха. Она обеспечивает расчет ущерба от выбросов ТЧ (твердых частиц), N0-^ (оксидов азота), СО (оксида углерода), С02 (углекислого газа), СН (углеводородов), S02 (диоксида серы) автомобильным транспортом, а также ТЧ, N0^ 802 электрическим транспортом (троллейбус, трамвай, метро) в энергетическом эквиваленте выбросов тепловых электростанций Санкт-Петербурга, работающих на углеводородном топливе. Методология основана на принципах, получивших международное признание [22], и позволяет рассчитывать в натуральном и денежном выражении общественные издержки, которые не компенсированы действующими отношениями «товар - деньги» (то есть они как бы не включены в «себестоимость продукции» и являются, по зарубежной терминологии, «внешними издержками»). Структурная схема модели для прогнозирования ущерба от выбросов автотранспорта на долгосрочную перспективу представлена на рис. 4.
Суммарные выбросы ЗВ
i
ТЧ 1Чох СО
СН ° Бог С02
\
Ущерб
i
Прогноз пробега ТС
Удельный сброс ЗВ Тип ТС и топлива -—1 \
Средний пробег Даты мероприятия ТС - базовый год
Рис. 4. Общая структура модели для прогнозирования выбросов двигателей автомобилей на долгосрочную перспективу.
j
Сценарий
Ущерб от воздействия загрязняющих веществ рассчитывался по смертности, заболеваемости, воздействию на объекты сельского хозяйства (агрокультуры и животноводство), лесного хозяйства, зданий и металлоконструкций (в результате почернения и коррозии), а также изменения климата от «парникового эффекта» с использованием методики [22] и данных статистической отчетности по Санкт-Петербургу и Ленинградской области. В частности - данных по смертности, заболеваемости астмой, бронхитом за 17 лет наблюдений и по составу населения Санкт-Петербурга с учетом валового внутреннего продукта (ВВП) - совокупной стоимости созданных товаров и услуг за год с поправкой на инфляцию.
При назначении сценариев и поддерживающих их мероприятий для оценки эффективности реального (за истекший период 2000-2009 гг.) и потенциального (в прогнозируемый период 20102030 гг.) сокращения выбросов загрязняющих веществ городским транспортом главное внимание было уделено внедрению Правил ЕЭК ООН (Технический регламент по Постановлению Правительства РФ от 12 октября 2005 года № 609), «старт» которому был обеспечен 19 июня 2000 г. при обсуждении на парламентских слушаниях Государственной Думы РФ проекта Федерального закона «Об обеспечении экологической безопасности автомобильного транспорта» [6].
Базовый сценарий - подразумевал работу городского транспорта без изменения его структуры и качества топлива при ее росте на 18% в год (в соответствии с приростом численности ТС в 2000-2009 гг. в Санкт-Петербурге).
Сценарий 1 - предполагал с 2005 г. по 2015 г. довести до 50% долю автобусов, работающих на газе.
Сценарий 2 - предусматривал с 2005 г.1 начать, а к 2015 г. завершить внедрение «экологически чистых топлив» (соответствующих европейскому качеству).
Сценарий ЗА - начиная с 2005 г., совместно с переводом на «экологически чистое топливо», предполагал выпуск в обращение транспортных средств, соответствующих Евро-3 (для новых автомобилей) с постепенным замещением старых отечественных ТС новыми ТС, удовлетворяющими нормам Евро-3.
Сценарий ЗБ - предусматривал продолжение мероприятий по сценарию ЗА и, дополнительно, с 2010 г. - выпуск в обращение ТС, соответствующих Евро-4, а с 2015 г., - больших автобусов и грузовиков по Евро-5.
На рис. 5 и 6 представлены итоговые результаты расчета прогнозируемой эффективности принятых управленческих решений по транспорту Санкт-Петербурга на период 2000-2030 гг.
Рис. 5. Ожидаемое относительное уменьшение выбросов загрязняющих веществ к 2030 г.
Рис. 6. Ожидаемое уменьшение ущерба от негативного воздействия городского транспорта на население
и объекты городской инфраструктуры к 2030 г.
1 На начало 2010 г. не вступил в реализацию.
По результатам исследования были сделаны следующие выводы:
• Ущерб от выбросов твердых частиц является наиболее значительным, особенно для центральной части города и его «спальных» районов. Это объясняется высоким уровнем смертности по причине вдыхания ТЧ и адсорбции канцерогенов на поверхности ТЧ. В структуре ущерба здоровью населения основная доля приходится на следующие загрязняющие вещества: совокупность твердых частиц, N0,, и СН (примерно 67-97%); Б02 (примерно 1748%).
• Постепенное доведение доли работающих на газе автобусов до 100% могло бы привести к уменьшению массы выбросов загрязняющих веществ на 6-20%, а внедрение топлив европейского качества - обеспечить уменьшение массы выбросов СО, N0x и СН примерно на 20% и позволить сократить выбросы 802 примерно на две трети. Максимального природоохранного эффекта, около 450 млрд руб., можно ожидать от внедрения на автомобильном транспорте Правил ЕЭК ООН. С реализацией сценариев 1 и 2 может быть связано лишь незначительное уменьшение выбросов С02, тогда как сценарии ЗА и 3Б позволят достичь их сокращения на 40%. Ущерб от коррозии, вызванной выбросами 802, составляет значительную долю в составе ущерба, около 5%.
• Ущерб, наносимый горожанам легковыми ТС, перевозящими в среднем одного-двух пассажиров, сопоставим с ущербом от автобусов, перевозящих в среднем 20 пассажиров. Это говорит о целесообразности осуществления пассажирских перевозок в городах общественным транспортом.
• Электрический транспорт решает локальные экологические проблемы (непосредственно в городе). В региональном и глобальном масштабах он опаснее ТС с двигателями внутреннего сгорания.
В результате выполненного исследования были выявлены конкретные приоритетные организационные природоохранные мероприятия, ослабляющие воздействие транспортных магистралей на окружающую среду, а именно:
• строительство подземных и наземных переходов, способствующих увеличению скорости и равномерности движения автотранспорта, что обеспечивает снижение выбросов на 30-50% (в зависимости от типа автомобиля);
• использование приемов зональной застройки: размещение в технической зоне и в полосе отчуждения автодороги объектов транспортной инфраструктуры (барьерная эффективность до 15-20%); периметральная застройка вдоль зоны активного воздействия транспортных магистралей с этажностью зданий не менее 9 этажей (эффективность 20-40%);
• озеленение и благоустройство трассы с применением многорядных защитных полос, обеспечивающих осаждение примесей. В частности, выполненные оценки показали, что сочетание свободного размещения городских объектов с высотой более 5 м в сочетании с озеленением в пределах 50-100-метровой зоны от магистрали способствует почти 50-70%-ному осаждению опасных автомобильных примесей.
О развитии природоохранных технологий на автомобильном транспорте
В настоящее время в специализированных научных центрах интенсифицируется проведение поисковых работ по созданию принципиально новых технологий, которые должны свести экологическую опасность автотранспортных средств в текущем десятилетии практически до уровня близкого к нулю. В этой сфере особое внимание уделяется следующим перспективным направлениям [5, 8, 9]:
• технологиям получения экологически более чистых видов топлив (традиционных с уменьшенным содержанием серы, бензола, полиароматических углеводородов, опасных антидетонационных присадок и т.д.; сжиженного природного газа; вод-нотопливных эмульсий; метанола; генераторного газа; биологического топлива; водорода; синтез-газа и т.д.) и повышения их энергоемкости;
• электроприводам для АТС с комбинированными (гибридными) энергосиловыми агрегатами, в частности - электрохимическим генераторам, питаемым водородом или водородным синтез-газом, получаемым на борту транспортного средства за счет каталитического разложения углеводородных топлив, например, метанола;
• энергосиловым установкам на базе ГТД и ДВС, рабочие процессы которых адаптированы к эффективному применению альтернативных топлив, например, газогенераторного, получаемого из отходов древесины, каменного и бурого углей, торфа, биологических утилизированных отходов и т.д.; тепловых аккумуляторов фазового перехода, совмещенных с каталитическими контактными аппаратами, регенерируемыми сажевыми фильтрами и т.д.
Заключение
Выполненный в статье анализ позволяет сделать вывод, что в прогнозируемом будущем (ближайшие 20-30 лет) можно ожидать сокращения экологического ущерба от автотранспорта в городах Российской Федерации, в т.ч. в Санкт-Петербурге, при следующих условиях:
• ужесточение и соблюдение технических нормативов выбросов автотранспортных средств;
• внедрение эффективных технологий уп-
равления движением, обеспечивающих равномерные потоки движения транспортных средств по автомагистралям (в т.ч. согласованная работа светофоров, дорожные развязки, подземные и наземные пешеходные переходы);
• увеличение доли автотранспортных средств, работающих на альтернативных видах топлива.
Гарантией этого должны стать:
• формирование прогрессивного «ноосфер-
ного» мышления и бережного отношения к окружающей природной среде у передовой и доминирующей во всех сферах жизни части населения (ученые, политики, общественные деятели, главы государств и правительств);
повышение уровня развития и внедрения высокотехнологичных и ресурсосберегающих достижений науки и техники в сфере производства и эксплуатации автомобильного транспорта.
Литература
1. Аксенов Г.П. Владимир Вернадский: Жизнеописание. Избранные труды. Воспоминания современников. Суждения потомков. -М.: Современник, 1993. - 688 с.
2. Казначеев В.П. Учение В.И. Вернадского о биосфере и ноосфере. - М.: Книжный дом ЛИБРОКОМ, 2010. - 248 с.
3. Ложкин В.Н. Опасные последствия автомобильного «прессинга» в крупных городах России // Мост. - 1999. - № 1-2(22). -C. 37-40.
4. Ложкин В.Н., Зенцов В.Н. К вопросу управления риском биоэкологического воздействия автотранспорта на население крупного города // Вопросы охраны атмосферы от загрязнений. Инф. бюлл. № 2(21). - СПб.: НПК «Атмосфера», ГГО им. А.И. Воейкова, 2000. - С. 55-65.
5. Ложкин В.Н., Шкрабак В.С. Загрязнение атмосферы автомобильным транспортом: в 3-х частях: Часть 1: Основы экологии, ресурсы планеты, современные проблемы техногенеза и формы регулирования природоохранных отношений. Изд. 2-е, перераб. и доп. - СПб.: НПК «Атмосфера», ГГО им. А.И. Воейкова, 2003. - 242 с.
6. Ложкин В.Н., Буренин Н.С. Современные экологические требования к автотранспорту в условиях производства и эксплуатации // Транспорт Российской Федерации. - 2005. -№ 1. - С. 64-66.
7. Ложкин В.Н., Сморыго В.В. Экологическая безопасность применения ГСМ на автотранспорте гражданского и специального назначения // Транспорт Российской Федерации. - 2005. - № 2. - С. 76-77.
8. Котиков Ю.Г., Ложкин В.Н. Транспортная энергетика: учебное пособие для студентов высших учебных заведений. - М.: Издательский центр «Академия», 2006. - 272 с.
9. Ложкин В.Н., Грешных А.А., Ложкина О.В. Автомобиль и окружающая среда. - СПб.: НПК «Атмосфера» при ГГО им. А.И. Воейкова, 2007. - 305 с.
10. Ложкин В.Н., Артамонов В.С., Ложкина О.В. и др. Надежность технических систем и техногенный риск. - СПб.: СПб. университет ГПС МЧС России, 2009. - 444 с.
11. Ложкин В.Н., Мигулев С.Е., Гавкалюк Б.В. Организация информационного процесса мониторинга воздействия транспорта на городскую среду // Проблемы управления рисками в техносфере. - 2009. - № 1-2(9-10). - С. 177-185.
12. Ложкин В.Н., Мигулев С.Е., Ложкина О.В. Исследование эффективности управления экологической безопасностью городского транспорта в долгосрочной перспективе (на примере Санкт-Петербурга) / / Автотранспортное предприятие. - 2010. - № 4. - С. 25-28.
13. О санитарно-эпидемиологической обстановке в Российской Федерации в 2009 году: Государственный доклад. - М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотреб-надзора, 2010. - 456 с.
14. Доклад об экологической ситуации в Санкт-Петербурге Комитета по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности Санкт-Петербурга / Под ред. Д.А. Голу-бева, Н.Д. Сорокина. - СПб.: ООО «Сезам-принт», 2011. - 108 с.
15. Автомобильный рынок России 2005. Ежегодный справочник аналитического агентства «Автостат». - М., 2005. - 190 с.
16. Автомобильный рынок России 2006. Ежегодный справочник аналитического агентства «Автостат». - М., 2006. - 208 с.
17. Автомобильный рынок России 2007. Ежегодный справочник аналитического агентства «Автостат». - М., 2007. - 214 с.
18. Автомобильный рынок России 2008. Ежегодный справочник аналитического агентства «Автостат». - М., 2008. - 209 с.
19. Автомобильный рынок России 2009. Ежегодный справочник аналитического агентства «Автостат». - М., 2009. - 218 с.
20. Автомобильный рынок России 2010. Ежегодный справочник аналитического агентства «Автостат». - М., 2010. - 220 с.
21. Report of the United Nations Conference on Environment and Development. Rio Declaration on Environment and Development // United Nations Publications A/ CONF 151/26. - 1992. - Vol. 1.
22. ExternE: Externalities of Energy, Vol. 2: Methodology. European Commission. -DG XII. - 1995. - 519 p.
