2 Оценка состояния окружающей среды на территории МО 2.1

2 Оценка состояния окружающей среды на территории МО
Поскольку город является местом наибольшей концентрации населения, в
качестве главного природного ресурса городской территории следует
рассматривать природные компоненты среды, обеспечивающее жизненно важные
потребности населения, его комфорт, полноценный отдых, условия
производственной деятельности. Таким образом, природными ресурсами города
являются его земли, поверхностные и подземные воды, атмосферный воздух,
климат, растительность и животный мир, различные природные объекты.
Природные комплексы района расположения муниципального образования
город Тарко - Сале отличаются слабой устойчивостью против техногенных
воздействий. Рекреационная емкость территории невелика при допустимой
единовременной нагрузке от 0,1 до 1 чел./га (в зависимости от типа леса).
Компоненты окружающей среды крайне уязвимы к техногенному воздействию,
что обусловлено природно-климатическими условиями: дефицитом тепла, малой
скоростью биологического круговорота веществ, широким распространением
процессов
заболачивания,
замедленными
процессами
минерализации,
геохимической и биологической инертностью веществ и масштабной
аккумуляцией загрязнений, усугубляющих антропогенной воздействие на
природные комплексы.
В связи с отсутствием данных мониторинга состояния окружающей среды,
общая информация об экологической ситуации в городе получена на основе
анализа материалов, представленных Департаментом природно-ресурсного
регулирования и развития нефтегазового комплекса Ямало-Ненецкого
автономного округа, данных Государственных докладов о состоянии и об охране
окружающей среды Ямало-Ненецкого автономного округа [6], Государственных
докладов «О санитарно-Эпидемиологической обстановке в Ямало-Ненецком
автономном округе» [7], данных проведенных ранее на территории ЯНАО
научно-исследовательских работ экологической тематики [17-27].
C целью оценки современного экологического состояния почво – грунтов,
поверхностных водных объектов, питьевой воды в детских дошкольных
учреждениях, оценки уровня облучения детей и работников детских учреждений
радоном и его дочерними продуктами, изучения структуры и интенсивности
автотранспортных потоков на автомагистралях города, выявления приоритетных
источников загрязнения территории муниципального образования город ТаркоСале, Институтом промышленной экологии Уральского отделения Российской
Академии наук (ИПЭ УрО РАН) проведены специальные работы по отбору и
анализу проб компонентов окружающей среды.
14
2.1 Состояние воздушной среды
По данным Государственных Докладов «О состоянии окружающей
природной среды Ямало-Ненецкого автономного округа» и «О санитарноэпидемиологической обстановке в Ямало-Ненецком автономном округе»,
выбросы в атмосферу загрязняющих веществ оказывают большое влияние на
экологическую обстановку в регионе.
В валовых выбросах предприятий преобладают окислы азота, окись
углерода, углеводороды, что обусловлено в основном несовершенством
технологии, добычи и транспортировки нефти и газа, а также наличием
котельных.
На рисунке 2.1.1 приведены данные о выбросах загрязняющих веществ в
атмосферный воздух от стационарных источников в границах административнотерриториальных единиц ЯНАО.
Результаты ранжирование административно-территориальных единиц
округа по показателю «объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферный
воздух от стационарных источников» представлены в таблице 2.1.1.
Таблица 2.1.1 Ранжирование административно-территориальных единиц округа
по объёму выбросов
Административно-территориальная единица
1
Шурышкарский р-н
Ямальский р-н
Тазовский р-н
Приуральский р-н (с МО г. Салехард и г. Лабытнанги)
Красноселькупский р-н
Надымский р-н (с МО г. Новый Уренгой)
Пуровский р-н
15
Объем
выбросов,
тонн /в год
Ранг
территории
2
3
24
1484
2080
7900
9100
212773
564759
I
II
III
IV
V
VI
VII
Рис. 2.1.1 Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух от
стационарных источников в границах
административно-территориальных единиц ЯНАО
16
Проведённое ранжирование административно-территориальных единиц
округа по показателю «объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферный
воздух от стационарных источников» показывает, что город Тарко - Сале
находится в районе с наибольшей антропогенной нагрузкой в ЯНАО.
По данным государственной статистической отчетности (Федеральная служба
государственной статистики Территориальный орган Федеральной службы государственной
статистики по Ямало-Ненецкому автономному округу (ЯМАЛСТАТ) на территории города
Тарко - Сале по форме 2ТП – воздух в 2006 году отчиталось 1 предприятие. В
атмосферный воздух выброшено 0,026 тыс. тонн загрязняющих веществ, что
составляет 0,005% от выбросов по Пуровскому району.
Среди общей массы выброшенных загрязняющих веществ в 2006 году на
долю твердых приходится 0,001 тыс. тонн, на долю газообразных и жидких 0,025
тыс. тонн (99%) в том числе:
 оксида углерода
- 0,013тыс. т. (60,4%);
 оксидов азота
- 0,003тыс. т (7,11%);
 диоксида серы
- 0,008тыс. т. (35,3%).
Данные статистической отчетности по Пуровскому району и по городу
Тарко - Сале представлены в Приложении 2А.
По условиям рассеивания территория муниципального образования город
Тарко - Сале относится к зоне с повышенным потенциалом загрязнения
атмосферы [8]. Особенно напряженная ситуация возникает в зимнее время, когда
выбросы от автотранспорта, распространяющиеся в приземном слое воздуха,
создают наибольшие концентрации, а котельные работают с наибольшей
нагрузкой.
Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха на территории
города Тарко-Сале являются: автотранспорт, котельные, использующие
газообразное и как резервное, жидкое топливо, необходимость сжигания в
процессе добычи нефти попутного газа на месторождениях (факела). В атмосферу
поступают окислы азота, окись углерода, углеводороды.
Автотранспорт выбрасывает в воздух более 40 химических веществ, причем
каждый из них в различной степени вреден для организма человека. К основным
ингредиентам относятся окись углерода (до 70%), канцерогенные
полициклические ароматические углеводороды (около 19%) и окислы азота
(около 9%). Сжигание 1 т топлива бензиновым двигателем автомобиля приводит к
образованию в среднем 600 кг окиси углерода. В отличие от бензиновых,
дизельные двигатели выбрасывают значительно больше дыма, состоящего в
основном из несгоревшего углерода. Кроме того, работа двигателей внутреннего
сгорания сопровождается выбросами в атмосферу соединений тяжелых металлов.
В первую очередь это свинец, образующийся при использовании этилированного
бензина. Вклад автотранспорта в загрязнение атмосферного воздуха с каждым годом
значительно увеличивается и составляет около 70% от общего валового выброса. Ежегодно
количество транспортных единиц увеличивается в среднем на 30%.
17
При всей важности транспортно-дорожного комплекса как неотъемлемого
элемента экономики необходимо учитывать его весьма значительное негативное
воздействие на окружающую среду и природные экологические системы.
Известно, что особенно резко эти воздействия ощущаются в крупных городах,
возрастая по мере увеличения плотности населения.
Механизм воздействия автомобильного транспорта на окружающую среду
имеет ряд специфических особенностей по сравнению со многими отраслями
промышленности. К таким особенностям относятся:

массовость и постоянно растущие темпы процесса автомобилизации;

концентрация большого количества транспортных средств на
сравнительно небольшой территории и их массовое проникновение в зоны жилой
застройки;

хроническое отставание темпов развития дорожной сети от темпов
автомобилизации.
В этих условиях все более актуальной становится проблема организации
мониторинга окружающей среды и контроля за выбросами автомобильного
транспорта.
Одним из основных элементов системы контроля и учета выбросов
автотранспорта является – натурное обследование структуры и интенсивности
автотранспортных потоков на городских автомагистралях.
Результаты обследования являются основой для:

оценки вклада автотранспорта в загрязнение атмосферного воздуха
города;

определения уровня шумового воздействия автотранспортных
потоков;

оценки уровня воздействия транспорта на здоровье населения;

ранжирования территории муниципального образования по
комфортности проживания населения.
Итоги этих работ могут быть использованы при разработке планов
городского строительства, планов реконструкции и развития улично-дорожной
сети города.
С целью оценки влияния автомобильного транспорта на воздушную среду
города Институтом промышленной экологии УрО РАН выполнено изучение
структуры и интенсивности транспортных потоков на автомагистралях города и
проведена оценка их воздействия на уровень загрязнения атмосферного воздуха.
18
Методика натурного обследования структуры и интенсивности
автотранспортных потоков
На основе изучения схемы улично-дорожной сети города, а также
информации о транспортной нагрузке, составляется перечень основных
автомагистралей (и их участков) с повышенной интенсивностью движения и
перекрестков с высокой транспортной нагрузкой. В качестве таких магистралей
(участков) рассматриваются:

для городов с населением до 500 тысяч человек - магистрали (или их
участки) с интенсивностью движения в среднем более 200-300 автомобилей в час;

для городов с населением более 500 тыс. человек - магистрали (или их
участки) с интенсивностью движения в среднем более 400-500 автомобилей в час.
Выбранные автомагистрали (или их участки) и перекрестки наносятся на
карту-схему города (с учетом масштаба карты). На этой карте фиксируются и
перекрестки, на которых предполагается проведение дополнительных
обследований.
Для определения характеристик автотранспортных потоков на выбранных
участках улично-дорожной сети проводится учет проходящих автотранспортных
средств в обоих направлениях с подразделением по следующим группам [9]:
I.
Л - легковые, из них отдельно автомобили производства стран СНГ и
отдельно зарубежные;
II.
ГК<3 - грузовые карбюраторные грузоподъемностью менее 3 тонн и
микроавтобусы (ГАЗ-51-53, УАЗы, "Газель", РАФ и др.);
III. ГК>3 - грузовые карбюраторные грузоподъемностью более 3 тонн
(ЗИЛ, "Урал" и др.);
IV. АК - автобусы карбюраторные (ПАЗ, ЛАЗ, ЛИАЗ);
V.
ГД - грузовые дизельные (КРАЗ, КАМАЗ);
VI. АД - автобусы дизельные (городские и интуристовские "Икарусы");
VII. ГГБ - грузовые газобаллонные, работающие на сжатом природном
газе.
Подсчет проходящих по данному участку автомагистрали транспортных
средств проводится в течение 20 минут каждого часа. При высокой
интенсивности движения (более 2-3 тыс. автомашин в час) подсчет проходящих
автотранспортных средств проводится синхронно раздельно по каждому
направлению движения (а при недостаточности числа наблюдателей - первые 20
минут - в одном направлении; следующие 20 минут - в противоположном
направлении).
Для выявления максимальной транспортной нагрузки наблюдения
выполняются в часы "пик". Для большинства городских автомагистралей
отмечается два максимума: утренний и вечерний (соответственно с 7-8 час до 10-
19
11 час и с 16-17 час до 19-20 час), для многих транзитных автомагистралей
наибольшая транспортная нагрузка характерна для дневного времени суток.
С целью получения исходных данных о выбросах для проведения сводных
расчетов загрязнения атмосферы города наблюдения организуются в часы "пик".
Натурные обследования состава и интенсивности движущегося
автотранспортного потока проводятся не менее 4-6 раз в часы "пик" на каждой
автомагистрали.
Таблица 2.1.2 - Полевой журнал обследования характеристик движущегося
автотранспортного потока
Наименование улицы:
Направление движения:
Ширина проезжей части:
Количество полос:
Дата
1
Время
подсчета,
за период
20 мин
2
Скорость
движения потока,
км/ч
Число автомобилей по группам
Л
Л
СНГ
З
3
4
ГК<3
ГК>3
АК
ГД
АД
ГГБ
Л
Г
А
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Таблица 2.1.3 - Полевой журнал обследования автотранспортных потоков на
перекрестках
Наименование улиц, образующих перекресток:
Направление движения:
Ширина проезжей части:
Количество полос:
20
Дата
1
Время
работы
запрещающе
го сигнала
светофора,
мин
2
Число автомобилей по группам
Л
Л
СНГ
З
3
4
ГК<3
ГК>3
АК
ГД
АД
ГГБ
Длина очереди
автотранспорта, м
5
6
7
8
9
10
11
Результаты натурных обследований структуры и интенсивности
движущегося автотранспортного потока заносятся в полевой журнал по форме,
приведенной в таблице 2.1.2.
Для оценки транспортной нагрузки в районе регулируемых перекрестков
проводятся дополнительные обследования.
Последовательно (а при возможности одновременно) на каждом
направлении движения в период действия запрещающего сигнала светофора
(включая и желтый свет) выполняется подсчет автотранспортных средств (по
группам, согласно п. 2), образующих "очередь". Одновременно фиксируется длина
"очереди" в метрах. Подсчеты проводятся не менее 4-6 раз в часы "пик".
Результаты дополнительных обследований заносятся в полевой журнал по
форме, приведенной в таблице 2.1.3.
В ходе проведения натурных обследований дополнительно определяется ряд
параметров, необходимых как для расчета выбросов, так и проведения расчетов
загрязнения атмосферы.
На каждой автомагистрали (или ее участке) фиксируются следующие
параметры:

ширина проезжей части, (в метрах);

количество полос движения в каждом направлении;

протяженность выбранного участка автомагистрали (в км) с
указанием названий улиц, ограничивающих данную автомагистраль (или ее
участок);

средняя скорость автотранспортного потока с подразделением на три
основные категории: легковые, грузовые и автобусы (в км/ч) (определяется по
показаниям спидометра автомобиля, движущегося в автотранспортном потоке).
Определение
средней
скорости
движения
основных
групп
автотранспортного потока выполняется по всей протяженности обследуемой
автомагистрали или ее участка, включая зоны нерегулируемых перекрестков и
регулируемых перекрестков.
На обследуемом перекрестке фиксируются следующие параметры:

ширина проезжей части (в метрах);
 количество полос движения в каждом направлении;
 протяженность зоны перекрестка в каждом направлении (в метрах).
К полевым журналам по формам таблиц 2.1.2 и 2.1.3 прилагаются схемы
расположения обследуемых автомагистралей и перекрестков с регулируемым
движением.
21
22
Результаты натурного обследования структуры и интенсивности
автотранспортных потоков
Натурное обследование структуры и интенсивности автотранспортных
потоков в городе Тарко-Сале проведено в сентябре-октябре 2007 года.
В результате предварительного натурного изучения движения
автотранспортных средств на автомагистралях города составлена схема уличнодорожной сети города, которая представлена на рисунке 2.1.2, и изучено с целью
определения часов "пик" дневное колебание интенсивности движения
автотранспорта. На рисунках 2.1.3 и 2.1.4 представлены гистограммы
интенсивности движения автотранспорта по ул. 50 лет Ямала в рабочий и
выходной день.
На участках автомагистралей выполнены оценки интенсивности, структуры
и скоростного режима движения транспортных потоков. Также обследованы 8
регулируемых перекрестков города, на которых проведен подсчет
автотранспортных средств, образующих "очередь" в период работы
запрещающего сигнала светофора. Фотографии перекрестков представлены на
рисунках 2.1.5 - 2.1.12.
Из всех серий наблюдений на участках автомагистралей и перекрестках из
полевых журналов были выбраны данные, соответствующие наибольшему
воздействию автотранспорта на состояние атмосферного воздуха. Обобщенные
результаты наблюдений на линейных участках автомагистралей и перекрестках
приведены соответственно в таблицах 2.1.4 и 2.1.5.
По данным обследования, в дальнейшем можно будет оценить вклад
автотранспорта в общее загрязнение атмосферного воздуха города, рассчитать
уровень шумового воздействия транспортных потоков, ранжировать территорию
муниципального образования по комфортности проживания населения.
23
Рисунок 2.1.5 Перекресток: выезд на Пуровск – ул. Мезенцева
Рисунок 2.1.6 Перекресток: ул. Мира – ул. Мезенцева
26
Рисунок 2.1.7 Перекресток: ул. Геологов – ул. Мезенцева
Рисунок 2.1.8 Перекресток: ул. Анны Пантелеевой – ул. Тарасова
27
Рисунок 2.1.9 Перекресток: ул. Геологов – ул. Тарасова
Рисунок 2.1.10 Перекресток: ул. Мира – ул. Губкина
28
Рисунок 2.1.11 Перекресток: ул. Таежная – ул. 50 лет Ямала
Рисунок 2.1.12 Перекресток: ул. Промышленная – ул. Мезенцева
29
Анализ результатов натурного обследования структуры и
интенсивности автотранспортных потоков
Для ранжирования участков автомагистралей по степени интенсивности
движения автотранспортных средств выполнено приведение потока различных
типов транспортных средств к однородному потоку условных расчетных
автомобилей.
n
G пpL
  K ijпрL  GiL  rv ( v ),
j
i 1
где G - приведенная к j-му расчетному типу автомобилей интенсивность
движения на линейном участке автомагистрали (авт./ч); GiL - фактическая
интенсивность движения транспортных средств i-ой группы (авт./ч); K ijпрL коэффициент приведения транспортных средств i-ой группы к j-му расчетному
типу автомобилей; rvi ( v ) - поправочный коэффициент, учитывающий среднюю
скорость движения транспортных средств на участке автомагистрали [9]; n –
число типовых групп транспортных средств. За условный расчетный автомобиль
может быть принят автомобиль любой типовой группы.
Коэффициенты приведения вычислены на основе суммарных показателей
опасности выбросов:
пpL
j
К
прL
ij

Li
ПОВсум
Lj
ПОВсум
,
m
Li
ПОВсум
  ПОВkL i ,
где
k
- суммарный показатель опасности выбросов загрязняющих веществ
транспортными средствами i-ой группы; ПОВ kL i - показатель опасности выбросов
k-го компонента транспортными средствами i-ой группы; m – число компонентов
выброса.
Парциальные показатели опасности выбросов рассчитаны по формуле:
ПОВ
Li
сум
ПОВkL i 
М ikL
,
ПДК мk . р. Pk
где М ikL - удельный пробеговый выброс k-го загрязняющего вещества
автомобилями i-ой группы для городских условий эксплуатации, г/км [9]; ПДК мk . р.
- максимальная разовая предельно допустимая концентрация k-го загрязняющего
вещества в атмосферном воздухе, мг/м3; Pk - безразмерный коэффициент,
учитывающий класс опасности вещества. Класс опасности веществ учтен в
соответствии с методикой расчета интегральных показателей качества
воздушного бассейна населенных мест [10]. Численные значения показателя Pk
приведены в таблице 2.1.6.
Таблица 2.1.6 – Значения показателя Pk для веществ различных классов опасности
Класс опасности вещества
Значение показателя Pk
1
1.0
2
1.5
33
3
2.0
4
4.0
L
L
rV ( v )  α NO
,i  rV NOx ( v )  ( 1  α NO ,i )  rVk ( v ),
L
где α NO
,i 
Li
ПОВ NO
x
Li
ПОВсум
- доля показателя опасности выбросов оксидов азота.
Значения поправочного коэффициента rV ( v ) , для компонентов выбросов
учитывающего скорость движения транспортных средств представлены в таблице
2.1.7 согласно [9].
k
Таблица 2.1.7 – Значения коэффициента rV ( v ) , учитывающего изменение
количества выбрасываемых вредных веществ в зависимости от скорости
движения
k
v,
км/ч
rVk
10
25
30
1.35 1.28 1.2 1.1
1
Примечание:
15
20
35
40
45
50
60
75
80
100
0.88 0.75 0.63 0.5 0.3 0.45 0.5 0.65
Для диоксида азота значение принимается постоянным и
равным 1 до скорости 80 км/ч.
При ранжировании перекрестков для определения общего числа
автомобилей, образующих "очередь", количества транспортных средств
различных групп приведены к количеству расчетных автомобилей в соответствии
с соотношением:
n
G пpП
  K ijпрП  GiП ,
j
i 1
где G - приведенное к j-му расчетному типу количество транспортных средств
в "очереди" на перекрестке (авт.); G iП - фактическое количество транспортных
средств i-ой группы в "очереди" на перекрестке (авт.); K ijпрП - коэффициент
приведения количества транспортных средств в "очереди" на перекрестке i-ой
группы к j-му расчетному типу автомобилей; n – число типовых групп
транспортных средств.
пpП
j
К ijпрП 
Пi
ПОВсум
П j
ПОВсум
где
,
m
Пi
ПОВсум
  ПОВkП i ,
k
Пi
- суммарный показатель опасности выбросов загрязняющих веществ
ПОВсум
транспортными средствами i-ой группы, находящимися в "очереди" в зоне
регулируемого перекрестка; ПОВkП i - показатель опасности выбросов k-го
компонента транспортными средствами i-ой группы, находящимися в "очереди" в
зоне регулируемого перекрестка; m – число компонентов выброса.
Пi
k
ПОВ
М ikП
,

ПДК мk . р. Pk
где М ikП - удельный выброс на холостом ходу k-го загрязняющего вещества
автомобилями i-ой группы, находящимися в "очереди" в зоне регулируемого
перекрестка, г/мин [9].
34
Способ расчета парциальных показателей опасности выбросов аналогичен
используемой органами Государственного санитарно-эпидемиологического
надзора методике расчета слагаемых суммарного показателя качества
атмосферного воздуха К сум . [10].
В данной методике приведения различных типов автотранспортных средств
к единому расчетному типу в отличие от способа, описанного в [11], учитываются
выбросы не только оксида углерода, но и выбросы других загрязняющих
атмосферный воздух компонентов отработавших газов автомобилей.
Исходные данные и результаты расчета показателей опасности выбросов и
коэффициентов приведения различных типов транспортных средств к расчетным
легковым и грузовым автомобилям представлены для линейных участков
автомагистралей в таблице 2.1.8, а для регулируемых перекрестков - в таблице
2.1.9.
Значения удельных выбросов, представленные в таблицах 2.1.8 и 2.1.9,
соответствуют данным методики, предназначенной для определения выбросов
загрязняющих веществ в атмосферу автотранспортными потоками на городских
магистралях при проведении сводных расчетов загрязнения атмосферного
воздуха городов [9], положенной в основу разработанной фирмой "Интеграл"
(Санкт-Петербург) прикладной компьютерной программы "Магистраль". Из
таблиц 2.1.8 и 2.1.9 следует, что максимальные суммарные показатели опасности
выбросов соответствуют дизельным грузовым автомобилям и автобусам,
минимальные – легковым дизельным автомобилям.
35
В таблице 2.1.10 представлены результаты ранжирования участков
автомагистралей города Тарко-Сале по суммарной интенсивности движения всех
групп автотранспортных средств. За расчетную единицу принят легковой
карбюраторный автомобиль. Интенсивности движения всех типов автомобилей
приведены в соответствии с таблицей 2.1.8 к интенсивности движения расчетных
легковых автомобилей. Приведение к интенсивности движения расчетных
автомобилей выполнено для условий использования в городе неэтилированного
бензина (выбросы свинца не учитывались). Суммарная интенсивность
характеризует движение в целом всех групп автотранспорта - легковых, грузовых
автомобилей и автобусов. Наибольшая суммарная интенсивность движения
автотранспорта наблюдается на ул. 50 лет Ямала от ул. Юбилейная до ул. Мира –
1100.4 расч. легк. авт./ч. Доля грузовых автомобилей, к которым отнесены
грузовые автомобили грузоподъемностью более 3 тонн и автобусы, на этом
участке составляет 16%. Минимальная интенсивность установлена по ул.
Гидромеханизаторов – 38.0 расч. легк. авт./ч. Следует отметить, что доля
грузового автотранспорта определена после приведения интенсивности движения
автомобилей всех групп к интенсивности движения расчетных легковых
автомобилей и не является простым отношением числа грузовых автомобилей к
общему числу автомобилей всех типов. Таким образом, при определении доли
грузового автотранспорта учтена градация опасности выбросов различных групп
автомобилей. Графическое представление данных таблицы 2.1.10 дано на рисунке
2.1.13.
В таблице 2.1.11 приведены результаты ранжирования участков
автомагистралей города по интенсивности движения легковых автомобилей. В
этой таблице отражено движение легковых автомобилей и грузовых
карбюраторных автомобилей грузоподъемностью до 3 тонн. Максимальная
интенсивность расчетных легковых автомобилей наблюдается также на ул. 50 лет
Ямала от ул. Юбилейная до ул. Мира и составляет 927.9 расч. легк. авт./ч,
минимальная – 25.5 расч. легк. авт./ч по дороге на Восточно-Таркосалинское
месторождение. Графическое представление интенсивности движения легковых
автомобилей приведено на рисунке 2.1.14.
Результаты ранжирования участков автомагистралей Тарко-Сале по
интенсивности движения грузовых автомобилей представлены в таблице 2.1.12. В
данной таблице обобщено движение карбюраторных, дизельных грузовых
автомобилей грузоподъемностью более 3 тонн и автобусов. За расчетную единицу
принят грузовой карбюраторный автомобиль. Коэффициенты приведения к
расчетному грузовому автомобилю представлены в последней колонке таблицы
2.1.8. Максимальная интенсивность расчетных грузовых автомобилей
наблюдается по ул. 50 лет Ямала от ул. Таежная до рынка – 105.2 расч. груз.
авт./ч. Графическое представление интенсивности движения грузовых
автомобилей дано на рисунке 2.1.15.
38
В таблице 2.1.13 приведены результаты ранжирования 8 регулируемых
перекрестков по общему количеству автомобилей всех типов, образующих
"очередь" в момент действия запрещающего сигнала светофора (включая желтый
свет) за 20-минутный интервал времени. При определении общего числа
автомобилей на перекрестках количества автомобилей разных групп были
приведены в соответствии с таблицей 2.8 к количеству расчетных легковых
автомобилей. Из таблицы следует, что наибольшее скопление транспорта
наблюдается на пересечении ул. Мезенцева и ул. Мира. Наиболее загруженным
является направление по ул. Мезенцева от ул. Геологов к ул. Мира. Графическое
представление результатов ранжирования перекрестков дано на рисунке 2.1.16.
39
Расчет максимальных приземных концентраций загрязняющих веществ
в атмосферном воздухе на основе данных натурного обследования структуры
и интенсивности транспортных потоков
На основе данных, полученных в результате натурных исследований,
выполнен расчет максимальных приземных концентраций загрязняющих веществ
в атмосферном воздухе, обусловленных выбросами автотранспортных потоков на
территории г. Тарко-Сале.
Методика расчета
Для получения данных, необходимых для расчета рассеивания выбросов
автотранспорта, из результатов натурных исследований использована прикладная
программа "Магистраль-Город" (версия 2.3). Разработчик программы - фирма
"Интеграл" (Санкт-Петербург). В основе программы лежит методика [9],
утвержденная приказом Госкомэкологии России №66 от 16 февраля 1999 года.
На базе программы "Магистраль-Город" на всех участках расчетной сети
дорог (рис. 2.1.2) рассчитано образование следующих загрязняющих веществ:
▪ оксид углерода (СО);
▪ диоксид азота (NO2);
▪ оксид азота (NO);
▪ углеводороды (СН);
▪ сажа;
▪ диоксид серы (SO2);
▪ формальдегид;
▪ бенз(а)пирен.
Выброс i-го вредного вещества автотранспортным потоком (MLi)
определяется для конкретной автомагистрали на всей протяженности которой
структура и интенсивность автотранспортных потоков изменяется не более, чем
на 20-25%. При изменении автотранспортных характеристик на большую
величину, автомагистраль разбивается на участки, которые в дальнейшем
рассматриваются как отдельные источники.
Такая магистраль (или ее участок) может иметь несколько нерегулируемых
перекрестков или (и) регулируемых при интенсивности движения менее 400-500
авт./ч.
Для автомагистрали (или ее участка) с повышенной интенсивностью
движения (т.е. более 500 авт./ч) целесообразно дополнительно учитывать выброс
автотранспорта (МП) в районе перекрестка.
В районе перекрестка выбрасывается наибольшее количество вредных
веществ автомобилем за счет торможения и остановки автомобиля перед
запрещающим сигналом светофора и последующим его движением в режиме
51
"разгона" по разрешающему сигналу светофора. Это обуславливает
необходимость выделить на выбранной автомагистрали участки перед
светофором, на которых образуется очередь автомобилей, работающих на
холостом ходу в течение времени действия запрещающего сигнала светофора.
Таким образом, для автомагистрали (или ее участка) при наличии
регулируемого перекрестка суммарный выброс М будет равен:
n
m
М   ( M П 1  M П 2 )  M L1  M L 2   ( M П 3  M П 4 )  M L 3  M L 4
где:
МП1, МП2, МП3, МП4, - выброс в атмосферу автомобилями, находящимися в
зоне перекрестка при запрещающей сигнале светофора;
МL1, МL2, МL3, МL4, - выброс в атмосферу автомобилями, движущимися по
данной автомагистрали в рассматриваемый период времени;
n и m - число остановок автотранспортного потока перед перекрестком
соответственно на одной и другой улицах его образующих за 20-минутный
период времени;
индексы 1 и 2 соответствуют каждому из 2-х направлений движения на
автомагистрали с большей интенсивностью движения, а 3 и 4 - соответственно
для автомагистрали с меньшей интенсивностью движения.
Выброс
i-того
загрязняющего
вещества
(г/с)
движущимся
автотранспортным потоком на автомагистрали (или ее участке) с фиксированной
протяженностью L (км) определяется по формуле:
M L ,i 
L  L0
3600
K
M
k 1
L
k ,i
 GkL  rVk ,i
где:
M kL,i - пробеговый выброс i-ro вредного вещества автомобилями k-й группы
для городских условий эксплуатации, определяемый по таблице 2.7;
К - количество групп автомобилей;
G kL - (авт./ч) - 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;
- поправочный коэффициент, учитывающий среднюю скорость
rV
движения транспортного потока v (км/час) на выбранной автомагистрали (или ее
участке).
1/3600 - коэффициент пересчета "час" в "сек".
L (км) - протяженность автомагистрали (или ее участка) из которого
исключена протяженность очереди автомобилей перед запрещающем сигналом
светофора и длина соответствующей зоны перекрестка (для перекрестков, на
которых проводились дополнительные обследования).
k ,i
52
L0 (км) – протяженность очереди автомобилей в зоне перекрестка перед
запрещающим сигналом светофора.
При расчетной оценке уровней загрязнения воздуха в зонах перекрестков
следует исходить из наибольших значений содержания вредных веществ в
отработавших газах, характерных для режимов движения автомобилей в районе
пересечения автомагистралей (торможение, холостой ход, разгон).
Выброс i-ro загрязняющего вещества автомобилями в зоне перекрестка при
запрещающем сигнале светофора определяется по формуле:
M П ,i 
nP K
 M kП,i  GkП  L0
40 k 1
где:
М kП,i (г/мин) - значения удельных выбросов для автомобилей, находящихся в
зоне перекрестка;
k - количество групп автомобилей;
n - количество -циклов действия запрещающего сигнала светофора за 20минутный период времени;
P (мин)– продолжительность действия запрещающего сигнала светофора
(включая желтый);
GkП - количество автомобилей в каждой из k групп, образующих "очередь" в
зоне перекрестка на обследуемой автомагистрали.
Значения M kП,i определяются по таблице 2.8, в которой приведены
усредненные значения удельных выбросов (г/мин), учитывающие режимы
движения автомобилей в районе пересечения перекрестка (торможение, холостой
ход, разгон), а значения n, L0, GkП - по результатам натурных обследований.
Координаты участков автомагистралей - перегонов определены на основе
ГИС-технологии с использованием пакета программ MapInfo. Результаты расчета
выбросов автотранспорта в целом по городу и на перегонах оформлены в виде
электронной базы данных, содержание которой представлено в Приложении 2Б
(следует отметить, что в таблице данных потоки не разделены на левый и правый
и все данные по перегону приведены в графе "правое направление").
Для расчета максимальных приземных концентраций загрязняющих
веществ в атмосферном воздухе, обусловленных выбросами автотранспорта,
подготовленная с использованием программы "Магистраль-Город" база данных
по участкам автомагистралей была экспортирована в программный комплекс
УПРЗА "Эколог" (версия 3.0). Расчет максимальных приземных концентраций
был проведен для всех компонентов выбросов автотранспорта и одной группы
веществ (диоксид азота + диоксид серы), дающих эффект суммации токсического
действия при совместном присутствии в атмосферном воздухе.
Расчетами определены максимальные значения приземных концентраций
загрязняющих веществ, соответствующие наиболее неблагоприятным
метеорологическим условиям, относящиеся к 20-30 минутному интервалу
осреднения, без учета фонового уровня загрязнения, обусловленного выбросами
53
других источников загрязнения атмосферного воздуха городской территории, и с
учетом фона за вычетом вклада автотранспорта.
Характеристики, определяющие условия рассеивания загрязняющих
веществ в атмосфере города, заданы общие для всех примесей, их значения
представлены в таблице 2.1.14.
Таблица 2.1.14 – Метеорологические характеристики и коэффициенты,
определяющие условия рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере г. ТаркоСале*
Характеристика
Значение
Коэффициент А, зависящий от температурной стратификации
атмосферы
Поправка на рельеф местности, η
Средняя максимальная температура наиболее жаркого месяца, оС
Средняя температура наиболее холодного месяца, оС
Скорость ветра, вероятность превышения которой менее 5%, м/с
200
1
21.2
-25.1
12.0
* По СНиП 23-01-99
Фоновые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе
города приняты в соответствии с разработанными в Главной геофизической
обсерватории им. А.И. Воейкова Временными рекомендациями на период 20052009 гг. "Фоновые концентрации для городов и поселков, где отсутствуют
наблюдения за загрязнением атмосферы" и приведены в таблице 2.1.15.
Таблица 2.1.15 – Фоновые концентрации загрязняющих
веществ в атмосферном воздухе
Примесь
ПДКм.р.
(ПДКс.с.)
0.2
(0.04)
0.2
(0.04)
0.5
(0.05)
5
(3)
(1)
Азота диоксид, мг/м3
Азота оксид, мг/м3
Серы диоксид, мг/м3
Углерода оксид, мг/м3
Бенз(а)пирен, нг/м3
Концентрация
0.074
0.028
0.025
0.0025
2.6
Размеры расчетного прямоугольника составили: по оси X - 3500 м, по оси Y
- 3500 м. Шаг расчетной сетки 50 метров.
Результаты расчетов представлены на картах схемах (рис. 2.1.17 – 2.1.32) в
виде полей максимальных приземных концентраций загрязняющих веществ в
долях соответствующих предельно допустимых концентраций (ПДК м.р.).
54
Анализ результатов расчета
На рис. 2.1.17 – 2.1.26 представлены поля максимальных приземных
концентраций, обусловленные выбросами всех видов автотранспорта, без учета
фона по следующим загрязняющим веществам:
▪ диоксид азота (код 301),
▪ оксид азота (код 304),
▪ сажа (код 328),
▪ диоксид серы (код 330),
▪ оксид углерода (код 337),
▪ бенз(а)пирен (код 703),
▪ формальдегид (код 1325),
▪ углеводороды С12-С19 по бензину (код 2704),
▪ углеводороды С12-С19 по керосину (код 2732),
▪ группа суммации диоксид азота + диоксид серы (код 6009).
Самый высокий уровень загрязнения наблюдается по группе суммации
6009, основной вклад в которой дают концентрации диоксида азота. Изолинии 1
ПДКм.р. по группе суммации и диоксиду азота охватывают практически все
автомагистрали города.
Наибольший уровень загрязнения (более 3 ПДКм.р.) наблюдается по улицам:
50 лет Ямала, Губкина, Тарасова, Республики.
Следующим по уровню значений максимальных приземных концентраций
загрязняющим веществом является оксид углерода. Зоны высоких значений
концентрации (более 1 ПДКм.р.) наблюдаются по улицам: 50 лет Ямала, Губкина,
Тарасова, Республики и локализованы в районах регулируемых перекрестков. На
перекрестках ул. Мезенцева – ул. Мира и ул. Губкина – ул. Мира уровень
загрязнения превышает 1 ПДКм.р..
По остальным выбрасываемым автотранспортом загрязняющим веществам
при расчетах без учета фона зон превышений предельно допустимых
концентраций на территории города не наблюдается.
На рис. 2.1.27 - 2.1.32 показаны поля максимальных приземных
концентраций, обусловленные выбросами всех видов автотранспорта, полученные
с учетом фоновых концентраций, представленных в таблице 2.1.15, из которых
при вычислениях вычтен вклад автотранспорта. Расчеты с учетом фона
проведены по следующим загрязняющим веществам:
▪ диоксид азота (код 301),
▪ оксид азота (код 304),
▪ диоксид серы (код 330),
▪ оксид углерода (код 337),
▪ бенз(а)пирен (код 703),
▪ группа суммации диоксид азота + диоксид серы (код 6009).
Из рисунков видно, что при учете фона по группе суммации 6009 появилась
зона с уровнем загрязнения более 4 ПДКм.р. по ул. Тарасова на участке от ул.
Анны Пантелеевой до ул. Республики. По диоксиду серы максимальный уровень
71
загрязнения составляет 0.13 ПДКм.р. и достигается в районе перекрестка ул.
Мезенцева – ул. Промышленная. Зоны загрязнения оксидом углерода и
бенз(а)пиреном локализуются в районах регулируемых перекрестков.
Максимальная концентрация оксида углерода составляет 2.33 ПДК м.р.,
бенз(а)пирена – 0.50 ПДКм.р., эти уровни загрязнения достигаются на перекрестке
ул. Мезенцева – ул. Мира.
72
Расчет среднегодовых приземных концентраций загрязняющих веществ
в атмосферном воздухе на основе данных натурного обследования структуры
и интенсивности транспортных потоков
По результатам натурного обследования структуры и интенсивности
автотранспортных потоков на магистралях выполнен также расчет среднегодовых
концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе.
Среднегодовые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе
рассчитаны с использованием расчетного блока "Средние" совместно с
Унифицированной программой расчета загрязнения атмосферы (УПРЗА)
"Эколог", разработанных также фирмой "Интеграл" (Санкт-Петербург).
Расчетный блок "Средние" реализует "Методические указания по расчету
осредненных за длительный период концентраций выбрасываемых в атмосферу
вредных веществ", Санкт-Петербург, ГГО им. А.И. Воейкова, 2005.
Рассчитываемые по данной методике осредненные концентрации могут быть
использованы для оценки воздействия выбросов промышленных предприятий и
автотранспорта на окружающую среду, оценки рисков здоровья населению,
обоснования размеров санитарно-защитных зон и решения других задач.
Расчетный блок "Средние" содержит файл с метеорологическими и
климатическими характеристиками той местности, для которой предполагается
выполнение расчетов. В файле записаны температура местности, средняя
интенсивность осадков, коэффициент вымывания и другие коэффициенты,
определяющие расчет концентраций.
Результаты расчетов среднегодовых концентраций представлены на
рисунках 2.1.33 – 2.1.42.
По группе суммации 6009 наблюдается наибольший уровень загрязнения.
На участке ул. 50 лет Ямала от рынка до ул. Мира он достигает 1.11 ПДК с.с..
Также высокий уровень загрязнения (0.98 ПДКс.с.) отмечается на перекрестке ул.
Анны Пантелеевой – ул. Тарасова.
Максимальные зоны загрязнения оксидом углерода и углеводородами по
бензину локализованы в зонах с максимальной суммарной интенсивностью
движения автотранспорта: ул. 50 лет Ямала (от ул. Юбилейная до ул. Мира), ул.
Тарасова (от ул. Геологов до ул. Республики). Максимальная среднегодовая
концентрация оксида углерода - 0.15 ПДКс.с., углеводородов по бензину – 0.03
ПДКс.с..
Область с наиболее высокими уровнями загрязнения диоксидом серы,
сажей, формальдегидом, углеводородами по керосину наблюдаются в зоне с
максимальной суммарной интенсивностью движения автотранспорта при
максимальной доле грузового автотранспорта по ул. 50 лет Ямала от ул. Таежная
до ул. Мира. Максимальные уровни загрязнения составляют:
▪ сажа – 0.01 ПДКс.с.,
▪ диоксид серы 0.06 ПДКс.с.,
▪ формальдегид 0.13 ПДКс.с.,
83
▪ углеводороды С12-С19 по керосину 0.01 ПДКс.с..
Наиболее высокие уровни загрязнения бенз(а)пиреном локализованы в
зонах перекрестков: ул. Таежная - ул. 50 лет Ямала, ул. 50 лет Ямала - ул. Мира,
ул. Мира - ул. Мезенцева, ул. Тарасова – ул. Анны Пантелеевой. Максимальное
среднегодовое значение концентрации бенз(а)пирена - 0.07 ПДКс.с..
Заключение
В результате проведенных натурных исследований:
 составлен перечень основных автомагистралей с повышенной
интенсивностью движения и перекрестков с высокой транспортной
нагрузкой;
 выполнены оценки интенсивности, структуры и скоростного режима
движения
транспортных
потоков
на
линейных
участках
автомагистралей улично-дорожной сети города;
 определена транспортная нагрузка 8 регулируемых перекрестков.
Из анализа результатов натурных исследований автотранспортных потоков
следует:
 наибольшая интенсивность движения автотранспорта всех типовых
групп наблюдаются по ул. 50 лет Ямала от ул. Юбилейная до ул.
Мира;
 максимальная суммарная интенсивность движения автотранспорта
составляет 1100.4 расч. легк. авт./ч;
 наибольшая интенсивность движения легковых автомобилей – 927.9
расч. легк. авт./ч;
 предельная интенсивность движения грузовых автомобилей – 105.2
расч. груз. авт./ч.
В результате расчетов максимальных приземных концентраций
загрязняющих веществ, выполненных на основе данных натурных наблюдений
автотранспортных потоков г. Тарко-Сале, получены следующие результаты:
 рассчитаны значения максимальных приземных концентраций
выбрасываемых
автотранспортом
загрязняющих
веществ,
соответствующие наиболее неблагоприятным метеорологическим
условиям, относящиеся к 20-30 минутному интервалу осреднения;
 построены
поля
приземных
концентраций
выбрасываемых
автотранспортом загрязняющих веществ;
 выявлены зоны превышения максимальной разовой предельно
допустимой концентрации по диоксиду азота, оксиду углерода и
группе веществ с эффектом суммации токсического действия:
диоксид азота + диоксид серы;
 максимальные уровни загрязнения с учетом фона составляют:
сажа – 0.06 ПДКм.р.,
диоксид серы - 0.13 ПДКм.р.,
84
оксид углерода - 2.33 ПДКм.р.,
бенз(а)пирен - 0.50 ПДКм.р.,
формальдегид - 0.23 ПДКм.р.,
углеводороды С12-С19 по бензину – 0.24 ПДКм.р.,
углеводороды С12-С19 по керосину – 0.13 ПДКм.р.,
группа суммации (диоксид азота + диоксид серы) – 4.07 ПДКм.р..
В результате расчетов среднегодовых приземных концентраций
загрязняющих веществ, получены следующие результаты:
 построены
поля
среднегодовых
приземных
концентраций
выбрасываемых автотранспортом загрязняющих веществ;
 выявлены зоны превышения среднесуточной предельно допустимой
концентрации по диоксиду азота и группе веществ с эффектом
суммации токсического действия: диоксид азота + диоксид серы;
 максимальные уровни среднегодовых концентраций составляют:
сажа – 0.01 ПДКм.р.,
диоксид серы - 0.06 ПДКм.р.,
оксид углерода - 0.15 ПДКм.р.,
бенз(а)пирен - 0.07 ПДКм.р.,
формальдегид - 0.13 ПДКм.р.,
углеводороды С12-С19 по бензину – 0.03 ПДКм.р.,
углеводороды С12-С19 по керосину – 0.01 ПДКм.р.,
группа суммации (диоксид азота + диоксид серы) – 1.11 ПДКм.р..
Полученные результаты могут быть использованы для учета выбросов
автотранспорта при разработке сводных нормативов предельно допустимых
выбросов (ПДВ) предприятий города, для разработки планов реконструкции и
развития
улично-дорожной
сети
города,
ранжирования
территории
муниципального образования по комфортности проживания населения, оценки
риска заболевания воспитанников детских дошкольных учреждений,
расположенных в зоне воздействия автотранспортных потоков.
Выполненная работа представляет методическую основу для проведения
подобных исследований в будущем.
85