Содержание к диссертации
Введение
1 Факторы, определяющие качество атмосферного воздуха урбанизированных территорий 11
1.1 Анализ состояния атмосферного воздуха урбанизированных территорий 1 1
1.2 Оценка изменений качества атмосферного воздуха урбанизированных территорий 15
1.3 Оценка урбанизированной территории в качестве источника выбросов примесей в атмосферный воздух 23
1.3.1 Анализ основных источников загрязнения атмосферного воздуха городской среды 23
1.3.2 Параметры и критерии, характеризующие основные источники загрязнения атмосферного воздуха городской среды 26
1.4 Выводы по первой главе 29
2 Характеристика территории города Оренбурга в качестве источника выбросов примесей в атмосферный воздух 31
2.1 Методические подходы к оценке качества атмосферы на урбанизированных территориях 31
2.1.1 Оценка качества жизни населения промышленного города 31
2.1.2 Параметры и критерии, применяемые для характеристики стационарных источников выбросов примесей в атмосферный воздух промышленного города 33
2.1.3 Параметры и критерии, применяемые для характеристики передвижных источников выбросов примесей в атмосферный воздух промышленного города 35
2.2 Оценка и ранжирование урбанизированной территории по насыщенности источниками выбросов примесей в атмосферный воздух 38
2.2.1 Оценка урбанизированной территории по мощности стационарных источников выбросов примесей в атмосферный воздух 38
2.2.2 Оценка мощности передвижных источников выбросов примесей в атмосферный воздух промышленного города 47
2.3 Оценка сложных площадных источников выбросов примесей в атмосферу города 52
2.3.1 Оценка мощности стационарных источников выбросов примесей в атмосферу ... . 52
2.3.2 Оценка мощности передвижных источников выбросов примесей в атмосферу 64
2.4 Интегральная оценка и ранжирование сложных площадных источников выбросов примесей в атмосферный воздух Промышленного района 72
2.5 Выводы по второй главе 81
3 Оценка изменений качества атмосферы урбанизированных территорий 83
3.1 Методический подход к оценке влияния техногенной среды на квазиприродную 83
3.2 Критериальная оценка качества атмосферного воздуха городской среды 92
3.2.1 Оценка города Оренбурга как квазиприродной среды 92
3.2.2 Критериальная оценка качества воздуха техногенной среды... ...97
3.3 Критериальная оценка качества атмосферного воздуха техногенной среды при выпадении осадков 109
3.4 Оценка воздействия примеси на атмосферу селитебной территории 114
3.5 Выводы по третьей главе 124
4 Косвенная оценка экологического благополучия квазиприродной среды урбанизированной территории 127
4.1 Методические подходы к оценке качества сред на территории промышленного города по химическим нагрузкам 127
4.2 Оценка территории Промышленного района города Оренбурга по показателю химического загрязнения осадков 132
4.3 Исследование рН атмосферных осадков на исследуемой территории Промышленного района 148
4.4 Оценка экологических нагрузок загрязняющих веществ на территории Промышленного района 153
4.5 Оценка исследуемой территории Промышленного района города Оренбурга по качеству почв 160
4.6 Выводы по четвёртой главе 166
Заключение 169
Список использованных источников 172
Приложения
- Оценка изменений качества атмосферного воздуха урбанизированных территорий
- Параметры и критерии, характеризующие основные источники загрязнения атмосферного воздуха городской среды
- Параметры и критерии, применяемые для характеристики стационарных источников выбросов примесей в атмосферный воздух промышленного города
- Оценка мощности передвижных источников выбросов примесей в атмосферный воздух промышленного города
Введение к работе
Урбанизация территории, рост промышленных объектов и постоянное увеличение интенсивности автомобильного транспорта сопровождается рядом негативных явлении и прежде всего чрезмерным скоплением в атмосфере различных гсзо- и пылеобразных загрязнений,, что приводит в крупных промышленных городах к необратимым разрушениям окружающего ландшафта и биосферы в целом. Развитие городской экосистемы, её территории и компонентов, их взаимосвязи и зависимости регламентируются законами внутреннего динамического равновесия. Эти законы определяют устойчивость экосистемы, так или иначе реагируя на изменения, которые определяются, в том числе и интенсивностью техногенного воздействия на городскую среду. Оценка городской территории осуществляется через её устойчивость, под которой мы понимаем способность территории ИЛИ' её элементов, испытывая внешнее воздействие, продолжать выполнять социально-экономические функции. В городской среде выделяются элементарные непрерывные пространства, важные для горожанина: дом, улица, площадь; и более сложные, дискретные: социальная, промышленная инфраструктура, рекреация. Перечисленные компоненты составляют ландшафти о-архитектурную основу городской среды. Это сложная многоуровневая, но более или менее ограниченная в пространстве и времени природно-антропогенная открытая система, состоящая из блоков: ландшафтно-архитектурная среда - городское население - социально-экономическая среда — управление - географическая среда - городская среда.
Ввиду сложившихся особенностей размещения жилых застроек и промышленных комплексов, город отличается территориальной неоднородностью качественного состояния и уровня нагрузки на окружающую среду (атмосферу). При этом различия могут достигать значительных величин. В связи с этим любой промышленный город должен рассматриваться как совокупность двух систем: экологической и технической. Причём обе системы
6 базируются на одной и той же территории и в одно и то же время, и поэтому находятся во взаимодействии друг с другом. Следовательно, возникает реальная необходимость комплексного анализа техногенных и физико-географических процессов, происходящих на урбанизированных территориях. Поэтому для полной оценки города - экосистемы или его фрагмента необходимо оценивать как техногенную, так и квазиприродную среды, изучить их взаимодействие и установить масштабы воздействия городской-среды на здоровье населения урбанизированных территорий.
Диссертация выполнена и рамках проектов: «Технологические перспективы Оренбуржья» (управление качеством окружающей среды, № ГР 01990003770) и «Комплексная оценка качества атмосферы Оренбургской области» (№ ГР 01980009155).
Цель работы, заключается в оценке и прогнозе экологического неблагополучия по качеству атмосферного воздуха урбанизированной территории, прилегающей к сложным площадным источникам выбросов примесей.
Задачи исследования. Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решались следующие задачи:.
проведены комплексная экологическая .оценка территории г. Оренбурга и ранжирование источников выбросов примесей, находящихся на ней;
разработана аналитическая модель взаимодействия техногенных и физико-географических процессов, происходящих на урбанизированной территории, и их влияния на природные среды (атмосферу, осадки и почву);
на основе критерия качества атмосферы оценено и спрогнозировано изменение качества атмосферного воздуха урбанизированных территорий;
по критериям воздействия проведена косвенная оценка экологического благополучия квазиприродной среды урбанизированной территории, прилегающей к сложным площадным источникам выбросов примесей в атмосферный воздух.
Объект исследования - природные среды (атмосфера, осадки и почва)
урбанизированных территорий, прилегающих к сложным площадным источникам выбросов примесей в атмосферу.
Предмет исследования - воздействие источников на качество атмосферы, осадков и почв природно-антропогенной среды.
Методы исследования. Основные результаты работы получены с использованием комплексного подхода к исследованию квазиприродных сред урбанизированных территорий, включающему экспериментальные исследования содержания примесей в атмосферных осадках и почве, аналитические методы расчёта рассеивания вредных веществ в атмосфере, метод планирования и обработки эксперимента с применением вычислительной техники.
Основная идея работы заключается в оценке и прогнозировании экологического неблагополучия на урбанизированных территориях через воздействие техногенной среды на квазиприродную (атмосфера, осадки и почвы).
Научная новизна работы состоит в следующем:
разработана аналитическая модель городской среды как совокупности техногенной и квазиприродной сред, которая позволяет оценить влияние техногенной среды на качество атмосферного воздуха в городе, а через него на качество других сред;
впервые рассматривается территория города как единый площадной источник выбросов примесей, для характеристики которого применены параметры и критерии, позволяющие оценить как техногенные, так и физико-географические процессы, происходящие на урбанизированной территории.. Причём предложенный нами методический подход к оценке техногенной среды, как генератора примесей, позволяет не только сравнить передвижные и стационарные источники выбросов примесей в атмосферу исследуемой территории, но и определить наиболее значимые источники и примеси в техногенной среде, а по известным параметрам оценить степень их воздействия на квазиприродную среду;
проведён прогноз экологического неблагополучия природно-
антропогенной среды по качеству атмосферы урбанизированной территории, прилегающей к площадному источнику (на примере Промышленного района г. Оренбурга) и проведена её проверка но качеству осадков и почв.. Практическая значимость работы:
проведена оценка качества атмосферы, осадков и почв урбанизированной территории, прилегающей к самому мощному площадному источнику в г. Оренбурге и по их величинам проведено картирование территории по экологическому неблагополучию, а карты-схемы используются администрацией области для прогноза экологической ситуации в г. Оренбурге;
модельные представления о процессах взаимодействия техногенной и квазиприродной сред, происходящих на урбанизированных территориях, и результаты исследований используются при чтении курса лекций и ведении практических занятий по дисциплинам: «Промышленная экология», «Комплексная оценка качества атмосферы промышленных городов» и «Экологический мониторинг», проводимых для студентов IV курса специальности 320700 «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» и «Источники загрязнения объектов окружающей среды» для студентов специальности 656500 «Безопасность жизнедеятельности» в Оренбургском государственном университете.
Достоверность основных положений и выводов работы подтверждается:
обоснованным использованием классических методов исследования и анализа; применением современных метрологически обеспеченных измерительных комплексов и приборов, достаточно большим объёмом экспериментов и их статистической обработкой;
удовлетворительной сходимостью экспериментальных данных, полученных в лабораторных условиях, с модельными представлениями о процессах взаимодействия между техногенной и квазиприродной средами, происходящими в городской экосистеме.
Основные положения, выносимые автором на защиту:
- метод оценки и ранжирования урбанизированных территорий по
насыщенности источниками выбросов примесей в атмосферный воздух, заключающийся в исследовании связи между насыщенностью урбанизированных территорий источниками выбросов примесей, и качеством жизни' населения с помощью ряда коэффициентов, которые могут охарактеризовать город или его часть (без учета других источников) как систему, включающую техническую и экологическую подсистемы (коэффициент насыщенности территории предприятиями, плотность населения, проживающего на данной территории, и его естественная убыль);
модель городской среды, включающую одновременную оценку техногенной среды, как генератора примесей, и квазиприродной, как приёмника примесей, их взаимодействие и совместное влияние на здоровье населения;
качественное и количественное описание взаимодействия техногенной и квазиприродной сред, располагающихся на одной территории, которое позволяет учитывать одновременно изменение метеоусловий, мощность источников выбросов и загрязнённости атмосферного воздуха территории;
ретроспективная и прогнозная оценки экологического неблагополучия урбанизированных территорий и её методика, которые даны.через косвенные характеристики качества ряда природных сред и с помощью определённых параметров (суммарные экологические нагрузки загрязняющих веществ на исследуемую территорию (Р), показатель химического загрязнения (ПХЗ) атмосферных осадков и суммарный показатель химического загрязнения почв (Zc)) позволяют оценить по состоянию «принимающих» сред влияние техногенной среды на квазиприродную (атмосферные осадки и почва).
Апробация работы. Результаты и основные положения диссертации были представлены в выступлениях на конференциях:
V Российской научно-технической конференции «Прогрессивные технологии в транспортных системах» (г. Оренбург, 2002 г.);
Региональной научно-практической конференции молодых учёных и специалистов Оренбургской области (г. Оренбург, 2003 г.);
Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы
геоэкологии Южного Урала» (г.Оренбург, 2003 г.);
I Всероссийской научно-практической конференции «Здоровьесберегающие технологии в образовании « (г. Оренбург, 2003 г.);
III Международной научной конференции «Природно-ресурсный потенциал, экология и устойчивое развитие регионов России», (г. Пенза, 2003г.);.
в 2003 году научно-исследовательская работа «Оценка и прогноз качества атмосферного воздуха урбанизированной территории (на примере города Оренбурга)» заняла второе место в областном конкурсе научно-исследовательских работ молодых учёных «Экотехнологии -2003».
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 7 научных печатных работах.
Объём и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из
введения, 4 глав, заключения, списка используемой литературы из 134
наименований. Обший объём диссертации составляет 183 страницы
машинописного текста, рисунков - 35, таблиц - 42 и приложений - 8. ;
Оценка изменений качества атмосферного воздуха урбанизированных территорий
Необходимость обеспечения чистоты атмосферного воздуха, особенно на территории городских застроек, привела к разработке системы нормирования качества воздушной среды [27]. Гигиенические нормативы, в данном случае, служат для обеспечения физиологического оптимума для жизни человека, и в связи с этим к качеству атмосферного воздуха предъявляются чрезвычайно высокие требования.
Основной физической характеристикой содержания вредных веществ в атмосфере является концеп грация, то есть количество вещества, содержащегося в единице объема воздуха при нормальных условиях [4,.9, 40]. Этот показатель характеризует физическое, химическое и другие виды воздействия на окружающую среду и относится к основным параметрам при регламентировании допустимых концентраций примеси в атмосфере. Для прогноза загрязнения атмосферного воздуха весьма большое значение имеет наличие критериев его опасности, поэтому при разработке соответствующих методов прогноза ставится задача учесть эти критерии, то есть установить, в каких случаях степень концентрации вредных примесей в воздухе достигает определенных критических значений н насколько эти значения могут быть превышены [4, 83].
Предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест устанавливают на основе лимитирующего показателя, то есть такой концентрации, которая оказывается наименьшей при проведении исследований на запах, раздражающее действие и специфические проявления организма [30, 86]. С позиции экологии предельно допустимые концентрации (ПДК) конкретного вещества представляют собой верхние пределы лимитирующих факторов (в частности, химических соединений), при которых их содержание не выходит за допустимые границы экологической ниши человека. ПДК - это норматив, количество вредного вещества в окружающей среде, которое при постоянном контакте или при воздействии за определенный промежуток времени практически не влияет на здоровье человека и не вызывает неблагоприятных последствий у его потомства [81, 83].
Современными нормами определены предельно допустимые концентрации (ПДК) ь атмосферном воздухе более чем 500 веществ, основными из которых являются компоненты, приведенные в таблице 1.1 [95]. Оксид углерода 4 3,0 3,0 На практике для определения степени загрязнения атмосферного воздуха применяются два норматива: среднесуточная предельно допустимая концентрация (ПДКес), которая используется для оценки осредненных за продолжительный период (от суток до года) концентраций и максимально разовая предельно допустимая концентрация (ПДКЧ1р), необходимая для оценки непосредственно измеренных максимальных разовых, концентраций химического вещества в воздухе населенных мест (при 20-минутной экспозиции) [95]. ПДКСС установлена для предотвращения хронического воздействия атмосферных загрязнителей, вызывающих общетоксический или специфический эффект, а ПДКмр направлена на предупреждение рефлекторных реакций, связанных с пиковыми и кратковременными подъемами концентраций вредного вещества. Даже в малые промежутки времени наибольшая концентрация каждого загрязняющего вещества в воздухе не должна превышать максимально - разовую ПДК, в противном случае начинается отрицательное воздействие этого вещества на здоровье человека. В том случае, если токсические реакции организма проявляются при меньшей концентрации вредных веществ, чем рефлекторные или раздражающие реакции, то среднесуточные и максимальные разовые ПДК совпадают [83].
Наиболее важной характеристикой качества атмосферы является состав выбросов загрязняющих веществ, определяемый видом производства. Для каждого проектируемого и действующего промышленного предприятия устанавливается предельно - допустимый выброс (ПДВ) вредных веществ в атмосферу при условии, "то выбросы вредных веществ от данного источника в совокупности с другими источниками (с учетом перспективы их развития) не создадут приземную концентрацию, превышающую ПДК, то есть [94,95].
Параметры и критерии, характеризующие основные источники загрязнения атмосферного воздуха городской среды
Эффективность природоохранных решений для промышленно-развитых территорий определяется не только полнотой контроля за объемом и составом выбросов, но и возможностью достаточно полного учета закономерностей распределения примесей в атмосфере. Данные по состоянию воздушной среды в промышленном центре можно разделить натри группы [21, 119]: 1. Данные по локальному мониторингу воздушной среды. 2. Данные по источникам выделения примесей и их мощности. 3. Данные о рельефе местности и особенностям застройки городской среды. В настоящее время существует возможность системного анализа данных по качеству и состоянию воздушной среды. В основе такой системы могут находиться ряд параметров, используемых для характеристики антропогенного воздействия человека на среду. Одним из основных параметров, характеризующих источники выбросов загрязняющих веществ, является категория опасности предприятия (КОП) или улицы (КОА), которая учитывает суммарную массу выбросов вредных веществ в атмосферу от источника выбросов, приведенную к одному классу опасности и определяется по формуле коп = код = ков = [MydmJ d-6 где п - количество загрязняющих веществ, выбрасываемых предприятием; КОВ - категория опасности вещества, выбрасываемого в атмосферу города или населенного пункта, м3/с; Mj - количество выбросов і-ой примеси в атмосферу, мг/с; ПДК( — среднесуточная ПДК і-го вещества в атмосфере населенного пункта, мг/м3 (принимаются по СН-245-71) [102]. Источники выбросов по величине категории опасности делят на четыре категории (таблица 1.3) [95, 1 19, 120J. Таблица 1.3 — Граничные условия для деления источников выбросов по категории опасности Категория опасности источника выбросов Значение КОП (КОД), м3/с Предприятий первой категории опасности насчитывается немного: в крупных промышленных городах до 5-Ю, в малых городах до 1-2. Это, как правило, предприятия, имеющие значительные валовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу или значительные валовые выбросы веществ первого класса опасности. Несмотря на свою малочисленность, суммарный выброс загрязняющих веществ в атмосферу предприятиями первой категории опасности составляет более половины общих городских выбросов.
Суммарный выброс загрязняющих веществ в атмосферу предприятий второй категории опасности составляет 30-35 % общих городских выбросов. К третьей категории опасности относят предприятия со значениями 31,7.104 КОП 31,7-103. Это одна из самых многочисленных групп предприятий. Однако на их долю приходится всего лишь 10-15 % общих городских выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. К четвёртой категории опасности относят предприятия при значении КОП 31,7-103. Эта группа объединяет самые мелкие предприятия с небольшими выбросами вредных веществ в атмосферу. В целом в промышленных городах на эти предприятия приходится от 1 до 5 % общих городских выбросов загрязняющих веществ. Предприятия четвёртой категории опасности, как правило, не превышают нормативы предельно допустимых выбросов. Для таких предприятий практически можно устанавливать нормативы ПДВ (ГОСТ 17.2.3.02-78) на уровне фактических выбросов [87]. За счёт этой, наиболее многочисленной, группы предприятий появляется возможность сократить объём работ по разработке проекта ПДВ. Таким образом, рассчитанные значения категории опасности предприятий дают более полное представление о вкладе каждого конкретного предприятия в загрязнение атмосферы урбанизированной территории. Также, одним из основных параметров, характеризующих источники выбросов примесей, является категория опасности города (КОГ), которая представляет собой некоторый условный объём загрязненного воздуха от всех предприятий и улиц города, разбавленный до санитарно-гигиенических норм и приведенный к одной токсичности [119, 120]. Категорию опасности города можно рассчитать по формуле К0Г = К0П + ]К0У, (1-7) i=l i=l где п - количество предприятий и улиц, находящихся на данной территории. Загрязнение атмосферы городской среды от промышленных и транспортных источников определяется многими факторами, среди которых ключевые — мощность источника, высота его над рельефом, состав и температура отходящих газов, спектр примесей, внешние условия рассеяния (метеорологические данные, роза ветров), тип ландшафта и другие. С учётом этих факторов, предприятия, технологические процессы которых являются источником выделения в атмосферный воздух вредных веществ, отделяют от жилой застройки санитарно-защитными зонами. Размер этих зон до границы жилой застройки устанавливают для предприятий, являющихся источниками загрязнения атмосферного воздуха вредными веществами, выделяемыми непосредственно от источников загрязнения атмосферы сосредоточенными (через трубы, шахты) или рассредоточенными (через фонари зданий и другие) выбросами, а также для тепловых, электрических станций, производственных и отопительных котельных. В соответствии с санитарной классификацией предприятий, производств и объектов в настоящее время приняты следующие размеры санитарно-защитных зон для предприятий
Параметры и критерии, применяемые для характеристики стационарных источников выбросов примесей в атмосферный воздух промышленного города
Промышленное производство - это один из наиболее существенных источников загрязнения окружающей среды, на его долю приходится, около 30% от общего количества выбросов по массе [83, 95]. Основной особенностью стационарных источников загрязнения атмосферы является то, что их выбросы в.атмосферу происходят, как правило, на большой высоте и приводят к тому, что производимые ими загрязнения распространяются на большие территории (в зависимости от высоты труб). Эти зоны, накладываясь друг на друга, образуют области устойчивых загрязнений в промышленных районах города, распространяющихся на высоту до 150 метров и более [119,120]. Стационарные источники выбрасывают в воздух, главным образом, сернистый газ, окислы азота, пыль разнообразного химического состава, а также угарный газ, фенол, серную кислоту и другие загрязняющие вещества в зависимости от специфики промышленного производства и состава используемого в нём топлива [47, 69].
Воздействие на качество атмосферы территории стационарных, источников загрязнения должно быть оценено, в первую очередь, через количество примесей, выбрасываемых в атмосферный воздух.. Поэтому необходимо определить массу загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух территории предприятия. Эта информация может быть получена на основе экологических паспортов предприятий, в которых расчёт количества выбросов в атмосферный, воздух проведён по методике РД 52.04.253-90 [80, 117]. Далее с помощью данных о количестве выбросов может быть проведено их ранжирование в атмосфере каждого предприятия и определён вклад предприятий в общее загрязнение атмосферного воздуха территории с целью выявления значимых источников и приоритетных веществ-загрязнителей атмосферного воздуха.
Оценив количество выбросов примесей, загрязняющих атмосферный воздух территории, можно рассчитать категории опасности этих веществ (КОВ) [119, 120]. КОВ будем рассчитывать для того, чтобы провести ранжирование вредных примесей, выбрасываемых в атмосферу стационарными источниками, и определить приоритетное вещество-загрязнитель. Главное достоинство категории опасности вещества состоит в том, что она, в отличие от количества выбросов, учитывает токсичность примеси и класс опасности загрязняющих веществ. КОВ определяется по формуле
Через категорию опасности веществ (КОВ), выбрасываемых в атмосферу предприятием, можно получить возможность расчёта категории опасности этого предприятия (КОП). Категорию опасности предприятия будем рассчитывать для того, чтобы провести ранжирование стационарных источников загрязнения атмосферы и определить приоритетный источник загрязнения атмосферы территории промышленного города.
Категория опасности предприятия учитывает суммарную массу выбросов вредных веществ в атмосферу от предприятия, приведённую к одному классу опасности и определяется по формуле: [120].где п — количество загрязняющих веществ, выбрасываемых предприятием; То есть, КОВ и КОП позволяют провести ранжирование примесей в атмосфере каждого предприятия и определить вклад каждого предприятия в общее загрязнение атмосферного воздуха. Таким образом, если есть возможность определения приоритетной примеси, выбрасываемой в атмосферу, и значимого предприятия, ісоторое вносит наибольший вклад в загрязнение атмосферы территории промышленного города, может быть разработан комплекс мероприятий и рекомендаций по снижению загрязнения атмосферного воздуха данной территории. 2.1.3 Параметры и критерии, применяемые для характеристики передвижных источников выбросов примесей в атмосферный воздух промышленного города
В настоящее время ведущее значение в формировании качества атмосферного воздуха приобрёл автомобильный транспорт [1, 78]. Транспорт, как источник загрязнения атмосферы, обладает рядом специфических особенностей, учет которых необходим на любом уровне рассмотрения проблемы. По существующей классификации автомобильный транспорт можно отнести к линейным, наземным, непрерывно действующим источникам с переменной мощностью выброса, расположенным непосредственно в селитебных районах города. Особую опасность для окружающей среды эти источники создают тем, что выброс в воздух осуществляется на небольшой высоте (до 1 м). По данным Оренбургского областного комитета по охране окружающей среды и природных ресурсов валовый выброс от передвижных источников в атмосферу г. Оренбурга составил 103,54 тыс.т.(76,1%), а категория опасности автомобильного транспорта г. Оренбурга — 2,3 10 м/с (65,7%) [31, 32, 71, 72].
Так, в атмосферный воздух от автомобильного транспорта выбрасывается около 200 токсичных веществ, среди них: углекислый газ, угарный газ, диоксид серы, диоксид азота, сажа и другие. Наиболее опасными для здоровья человека в выбросах автомобильного транспорта являются вещества канцерогенного характера. К ним относятся углеводороды (КОВ=1,0-105м3/с) и другие примеси органической природы. Автотранспорт является еще и мощным источником выделения пылевых аэрозолей [77].
Оценка мощности передвижных источников выбросов примесей в атмосферный воздух промышленного города
Самую многочисленную группу (более 47% автопарка) в Оренбургской области составляет транспорт со сроком эксплуатации от 5 до 10 лет. Только 15-20% от всего количества автотранспорта эксплуатируется менее 5 лет. Причем наименьший процент в этой категории имеет грузовой транспорт. Автотранспорт со сроком эксплуатации свыше 10 лет составляет 34%. В городе Оренбурге эта тенденция сохраняется, только количество сравнительно новой техники увеличивается до 23%. За счёт старения автомобильного парка в период с 1998 по 1999 юла его прирост в городе Оренбурге составил 0,2%. Эксплуатация автомобилей связана со значительным загрязнением окружающей среды отработавшими газами [53]. Так, вклад автотранспорта в загрязнение атмосферы города Оренбурга от суммарного выброса загрязняющих веществ в 1998 г. составил 76,1%. По сравнению с 1995 г. его выбросы за счет увеличения пробега автобусов (в 1,43 раза) и легковых автомашин (в 1,18 раза) возросли на 5,8 тыс. тонн. Вообще, дорожная сеть города-Оренбурга в общем балансе селитебной территории составляет 25% [120].
Загрязнение атмосферного воздуха вредными примесями от автотранспорта зависит от такого важного показателя, как интенсивность движения (количество транспортных средств в час). Средняя интенсивность транспортного потока на улицах г. Оренбурга составила 846±102 единиц в час, максимальная 2500 единиц в час. В структуре движения преобладает легковой транспорт - 59%, грузовой - в среднем 18%, автобусы и троллейбусы - 23% [72, 76].
В. целом, на территории города Оренбурга плотность автотранспортных потоков очень высока и нередко превышает 1200 авт./час (улица Пролетарская, ул. 60 лет Октября, Володарского, Терешковой, пр. Бр. Коростелевых, ул. Чкалова, пр. Победы, ул. Мира и другие) [120].
Так, в зимний период года количество улиц с интенсивностью движения транспортных средств выше среднего составило 36%, со средней и малой интенсивностью соответственно 35,4% и 28,6%. В весенне-летний период процент улиц с высокой интенсивностью увеличивается в 1,5 раза (57%), а улиц со средней и низкой интенсивностью уменьшается до 21,5%. В течение суток практически на всех улицах наибольшая интенсивность транспортных потоков наблюдается в утренние п дневные часы. Но на некоторых улицах в центральной части города (Володарского, Терешковой, пр. Победы и т.д.) высокая интенсивность движения наблюдается и в вечернее время, особенно в весенне - летний период [123]. Причем в транспортном потоке преобладают легковые и грузовые автомобили, для автобусов максимальная интенсивность движения характерна в утренние и вечерние часы.
Магистральные улицы общегородского значения в городе Оренбурге, согласно существующим классификациям, составляют 10% (улицы Чкалова, Гагарина, Терешковой и так далее), более 50% составляют улицы и дороги местного значения (Комсомольская, Орская, Ст. Разина и так далее), из них 44%» приходится на дороги, имеющие временное покрытие. Причем временное покрытие характеризуется интенсивным образованием пыли в результате взаимодействия автомобиля с дорогой. Дороги с временным покрытием соединены воедино с магистральными улицами, следовательно, можно ожидать вынос большого количества пылевидного материала на проезжую часть этих улиц [123].
Высокая интенсивность движения автомобильного транспорта способствует увеличению количества выбросов вредных веществ в атмосферный воздух. Наибольший выброс загрязняющих веществ от автотранспорта 2,2 тыс. т/год наблюдается на магистральных улицах общегородского значения с регулированным движением. Для; магистральных улиц районного значения выбросы вредных веществ от автотранспорта составили 115 т/год. Для улиц местного значения с временным покрытием выбросы вредных веществ составляют 5,2 т/год. Основной вклад в загрязнение атмосферного воздуха вносит легковой транспорт. На магистральных улицах общегородского значения м улицах местного значения на его долю приходится 70-80% от всех выбросов, на магистральных улицах районного значения -40% [120].
По количеству выбросов наиболее значимыми загрязняющими веществами в выбросах автотранспорта являются оксид углерода (79%), углеводороды (13%) и диоксид азота (7,5%), При увеличении интенсивности движения в пятьдесят раз выбросы оксида углерода увеличиваются в 450 раз, углеводородов в 360 раз, диоксида азота в 470 раз, свинца в. 350 раз. Наименьшее количество выбросов наблюдается в зимний период, что связано с уменьшением интенсивности движения в 1,3-2 раза, весной и осенью выбросы оксида углерода, углеводородов, диоксида азота и свинца увеличиваются в 1,1 раза. Наибольшая масса выбросов наблюдается в летний период и по сравнению с зимой выбросы оксида углерода, диоксида азота увеличиваются в 1,2 раза, углеводородов и свинца в 1,3 раза [112].
Все магистральные улицы общегородского значения с регулируемым движением относятся к источникам выбросов первой категории опасности (КОУ 31,7-106). Интенсивность движения на таких улицах равна или превышает 1000 авт./час. Магистральные улицы районного значения при интенсивности движения свыше 1000 авт/час относятся также к источникам выбросов первой категории опасности (Шевченко, Цвиллинга и т.д.). Улицы с меньшей интенсивностью движения относятся к источникам выбросов третьей категории опасности (31,7-10 КОУ 31,7-103). Это улицы Салмышская, Новая, Родимцева, расположенные в новых микрорайонах. Улицы местного значения с асфальтовым покрытием, расположенные в центральной части города, в зависимости от интенсивности движения могут относиться к источникам выбросов первой-третьей категориям опасности. Такие улицы местного значения, как Ленинская, 8-го Марта, расположенные в центральной части города, относятся к источникам выбросов второй категории (интенсивность движения более 500 авт./час). Улицы местного значения с временным покрытием относятся к источникам выбросов четвёртой категории опасности (КОА 31,7-103). В весенне-летний период с увеличением интенсивности движения транспортных потоков в 1,3-2 раза происходит увеличение их категории опасности (до 1,5 раз). При увеличении интенсивности движения транспортного потока в пятьдесят раз категория опасности улицы увеличивается в две тысячи раз [120, 123].
Таким образом, по категории опасности город Оренбург относится к источникам выбросов первой категории опасности, а самым мощным источником выбросов примесей в атмосферу следует считать автомобильный транспорт (70%), и лишь затем идут предприятия теплоэнергетики (14%) и газопереработки (5%).
