CC BY
56
HYGIENIC CRITERIA FOR THE ASSESSMENT OF THE PLACEMENT OF EXHAUST VENTILATION IN THE UNDERGROUND GARAGES
Akimenko V.Ya., Yarygin A.V., Steblii N.N.
ririCHIHHI KPMTEPil OUIHKH P03Mi^EHHn BMTflMHOI BEHTMnnUII Bio nifl3EMHMX TAPAWIB
e-
АК1МЕНКО В.Я., ЯРИГ1Н А.В., СТЕБЛ1Й Н.М.
ДУ "1нститут гiгieни та медичноТ екологй' iM. О.М. Марзеева Нацiональноí академií медичних наук УкраТни", м. КиТв УДК 614.71:644.1
K^40Bi слова: пiдземнi гараж^ забруднення повiтря, вентиляцiя, ппешчш критерГГ оцiнки якостi повiтря, ризик впливу на здоров'я.
станшм часом кшыкюты авто-моб1л1в в Укра!н1 значно збты-шилася, щор1чний прир1ст ста-новиты 8% (Ходик1на 1.Ю. та ш., 2011). Якщо 1990 року в Укра!-н1 бупо зареестровано менше 3 млн. автомоб1п1в, то у 2010 роц1 !х кшыкюты зб1пышипася б1пыш н1ж вдв1ч1 [1].
Останне зумовлюе необхд н1сты створення належно! кты-кост1 м1сцы для паркування. Особливо це стосуетыся великих мют, де поширення набува-юты закрит1 м1сця для збер1ган-ня автомоб1л1в — пщземш гараж!, як1 обладнуютыся меха-н1чною вентиляц1ею. Загалыно-обм1нна вентиляц1я п1дземних гараж1в мае забезпечити нор-мовану як1сты пов1тря у прим1-щенн1 в1дпов1дно до ДСТУ 12.1.005-88. Деяк автори [2] пропонуюты застосовувати ¡н-ш1 критер1! оц1нки х1м1чного забруднення пов1тря гараж1в.
У сучасних гаражах передба-чаетыся встановлення датчиюв для вим1рювання концентрацИ' СО та автоматичного включен-ня припливно-витяжно! венти-ляц1! в1д цих сигнал1затор1в зг1дно з вимогами ДБН В.2.3-15:2007. Цей документ вимагае розмщувати витяжн1 вентиля-ц1йн1 шахти 1з п1дземних гараж1в на даху будинку. Нам здаетыся, що ця вимога не лише з ппеыч-но!, але й з техычно! точки зору не завжди е достатныо науково обГрунтованою.
Мета. Дати ппеычну оц1нку умов викиду витяжно! вентиля-ц1! п1дземного гаражу з позицм ризику впливу на здоров'я лю-дини.
Для досягнення ц1е! мети необх1дно було вир1шити таю завдання:
□ проанал1зувати з ппешч-них позиц1й методики розра-хунку розсювання шк1дливих
ГИГИЕНИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ РАЗМЕЩЕНИЯ ВЫТЯЖНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ ПОДЗЕМНЫХ ГАРАЖЕЙ Акименко В.Я., Ярыгин А.В., Стеблий Н.Н.
ГУ "Институт гигиены и медицинской экологии им. А.Н. Марзеева Национальной академии медицинских наук Украины", г. Киев Цель работы: гигиеническая оценка прогнозируемого химического загрязнения воздушной среды подземных гаражей и условий выброса отработанного воздуха системой их вентиляции.
Материалы и методы исследования.
Произведен анализ применимости различных методов расчета рассеивания продуктов сгорания топлива автомобилей для прогнозирования уровня загрязнения воздушной среды подземного гаража. Дана сравнительная оценка критериям оценки загрязнения воздуха гаражей, применяемым в разных странах. Произведен расчет концентрации мощности выброса автомобилями монооксида углерода, окислов азота, углеводородов, углекислого газа, бенз(а)пирена, формальдегида. Инструментально определена концентрация углекислого газа в подземных гаражах в разное время года. Результаты. Предложено в методике расчета загрязнения воздуха подземного гаража продуктами сгорания топлива, наряду с другими параметрами, учитывать количество одновременно работающих двигателей
автомобилей в час пик (не менее 35% от общего количества машино-мест) и современные данные об удельных выбросах автомобиля. Доказано, что при использовании разных подходов к определению уровня химического загрязнения воздуха прогнозируемая для одного и того же объекта проектирования концентрация монооксида углерода в воздухе подземного гаража может колебаться от 0,53 мг/м3 до 10,8 мг/м3, окислов азота — от 0,09 мг/м3 до 0,64 мг/м3, а углеводородов — от 0,02 мг/м3 до 1,36 мг/м3. При этом величина неканцерогенного риска по СО и СН не превышает единицы, а по NОx — выходит за пределы допустимых величин. Величина индивидуального канцерогенного риска, определяемая формальдегидом, равна CR=0,74х10'6, а бенз(а)пиреном — СR=0,12х10-7. Выводы. В качестве гигиенического критерия оценки загрязнения воздушной среды подземного гаража необходимо использовать ПДКм.р. атмосферного воздуха и для СО, и для Nox. С учетом индивидуального неканцерогенного риска для здоровья человека вентиляционный выброс подземного гаража можно отводить с коэффициентом разбавления не менее 10 в зону придомового пространства. Ключевые слова: подземные гаражи, загрязнение воздуха, вентиляция, гигиенические критерии оценки качества воздуха, риск влияния на здоровье.
© Акменко В.Я., Ярипн А.В., Стеблiй Н.М. СТАТТЯ, 2014.
23 Environment & Health № 2 2014
речовин вiд автомобiлiв i методики розрахунку необхiдноí вентиляцп примiщень гро-мадського призначення;
□ дослщити концентрацií шкiдливих речовин, як утворю-ються у повiтрi тдземного гаража у реапьних умовах його використання;
□ дати ппешчну оцiнку вики-дiв вентипяцiйноí системи вщ пiдземного гаража з позицм ризику вппиву на здоров'я пю-дини.
Методи та результати до-слiджень. lснуючi темпи буд^в-ництва споруд з пiдземними гаражами потребують забезпе-чення нормативноí якост пови тря у примiщеннi та визначення вппиву даного об'екта на пови тря прибудинкового простору.
Регулювання пов^рообмшу у гаражах здiйснюеться за кон-центрацiею СО або за встано-впеною нормою повiтрообмiну на одне машино-мюце. Проведений аналiз iнформацiйних джереп (ДБН В.2.3-15:2007, МГСН 5.01-01, Ashrae standard ANSI/ASHRAE Standard 622001 та iнших) стосовно вимог до концентрацп СО для таких об'ек^в (табл. 1) показуе, що гiгiенiчнi критерií проектування систем вентиляцп у рiзних кражах суттево вiдрiзняються.
Як видно з таблиц 1, у Hi-дерландах, Великм Британií та Украíнi цi ГДК СО бшьше нiж вдвiчi перевищують анапогiчнi показники, рекомендованi у США. Для порiвняння, вимоги ВООЗ до максимально!' кон-
Таблиця 1
Порiвняльна характеристика вимог до концентрацп СО
у гаражах
Кража (орган1зац1я) Концентрац1я СО, ppm (час осереднення)
США (ANSI/ASHRAE* Standard 62-2001) 9 (8 год.) 35 (1 год.)
США (NIOSH/OSHA**[3]) 35 (8 год.) 200 (5 хв.)
ФшлянШя [3] 30 (8 год.) 75 (15 хв.)
Нщерланди [3] 200 (30 хв.)
Велика Британ1я [3] 50 (8 год.) 300 (15 хв.)
Украша (ДБН В.2.3-15:2007) 12 (8 год.) 118 (15 хв.)
Рос1я (МГСН 5.01-01. - М., 2001) 12 (8 год.)
Прим1тки:*АБИПАЕ — Американське товариство ¡нженер1в з опалення та кондиц1онування повтря; **OSHA — Управл1ння з охорони прац у М1нютерств1 прац США.
центрацп СО, осереднено( за 15 хв. — 87 ррт, за 8 год. — 9 ррт.
Проведений Редзюком А.М. та Ы. [4] аналiз легкових авто-моб1шв Украши за еколопчни-ми характеристиками показуе, що станом на юнець 2010 року 66-72% вщ загапьноí кiпькостi автомобiпiв вщповщали класу евро-0; 18-20% — класу 6в-ро-2; 5-7% — класу 6вро-3; ав-томобiпi класу 6вро-1, 6вро-4, евро-5 складали менше 4%.
Наведен у таблиц 2 величи-ни питомих викидiв продуктiв згоряння палива автомобкшв свiдчать про те, що проектанти в УкраМ орiентованi на вели-чини, якi не вщповщають реальному складу парку легкових автомобiпiв. Треба вщзначити, що вiтчизнянi нормативно-тех-нiчнi документи також не враховують СО2 як критерм забруднення повiтря гаражiв.
Як видно з таблиц 2, питомi викиди СО вiд автомобiпiв з бензиновим двигуном, що ви-користовуються у методиц ВHТП-СГiП-46-16.96, майже не в^д^зняються, якщо порiв-нювати з автомобтями, якi належать до класу 6ВРО-0. Вод-ночас за шшими шкiдпивими речовинами (СН, NOx) питомi викиди вiдрiзняються бiпьш шж вдвiчi.
Анапiз методик розрахунку розсювання шкiдпивих речовин на територп гаража i насе-лених пунк^в [ВНТП-СПП-46-
Питомi викиди шкiдливих речовин для легкових автомобЫв
Таблиця 2
Джерело шформаци Вид палива Робочий об'ем двигуна, л Питом1 викиди продукпв згоряння палива, г/км
СО СН NOx CO2
ВНТП-СПП-46-16.96 Б Середнього класу 20,8 1,3 0,63 -
МГСН 5.01-01 ДП Середнього класу 1,8 0,4 1,9 -
Расчетная инструкция... [5] бвро-0 Б 1,4 - 2,0 19,8 3,6 1,4 184
ДП 0,7 0,15 3,4 234,0
бвро-2 Б 4,2 0,08 0,33 206,1
ДП 0,4 0,08 0,68 234,0
евро-3 Б 2,2 0,05 0,14 206,1
ДП 0,4 0,07 0,52 234,0
Методика проведения инвентаризации... [6] з покращеними еколопчними характеристиками, для теплого перюду року Б 1,2 - 1,8 9,4 1,2 0,17 -
ДП 1,0 0,2 1,1
Примтки: Б — бензин; ДП — дизельне паливо.
HYGIENIC CRITERIA FOR THE ASSESSMENT OF THE PLACEMENT OF EXHAUST VENTILATION IN THE UNDERGROUND GARAGES Akimenko V.Ya., YaryginA.V., StebliiN.N.
State Institution "A.N. MarzeievInstitute for Hygiene and Medical Ecology, National Academy of Medical Sciences of Ukraine", Kiev Objective. A hygienic assessment of the predicting chemical pollution of the ambient air of the underground garages and conditions of the exhaust emissions by the system of their ventilation. Materials and methods. We performed the analysis of the application of different methods for the calculation of the dispersion of the products of combustion of the vehicle fuel for the prediction of the ambient air pollution level of the underground garage. We presented a comparative assessment of the criteria for the estimation of air pollution of the garages used in different countries. We carried out a calculation of the concentration of the capacity of the vehicle emissions of carbon monoxide, nitrogen oxides, hydrocarbons, carbonic-acid gas, benzopyrene, formaldehyde. Concentration of carbonic-acid gas in the underground garages was determined with the help of devices in different seasons of the year. Results. We proposed to take into account an amount of the engines, operating simultaneously in rush hours (not less 35% from the total
amount of parking places) and present data on vehicle specific emission in the methodology for the calculation of air pollution in underground garage. We demonstarted that at the application of one and the same design object a concentration of carbon monoxide in the air of underground garage could vary from 0.53 mg/m3 up to 10.8 mg/m3, nitrogen oxides — from 0.09 mg/m3 up to 0.64 mg/m3, and hydrocarbon— from 0.02 mg/m3 up to 1.36 mg/m3. A value of size of non-carcinogenic risk of CO and CH doesn't exceed one and by NOx exceeds the limitations of the allowable values. Size of the individual carcinogenic risk, determining by formaldehyde, is equal CR=0.74x10-6, and by benzopyrene — CR=0.12x10-7.
Conclusions. MAC of maximal single of atmospheric air both for CO and for NOx should be used as a hygienic criterion for the assessment of ambient air of underground garage. Taking into account a non-carcinogenic risk for a man's health a ventilating emission of underground garage may be carried outside with a coefficient of dilution not less 10 in a space near house.
Keywords: underground garages, pollution of the ambient air, ventilation, hygienic criteria of air quality assessment, risk of health effects.
16.96, 5,6,7] свщчить, що пито-Mi викиди продук^в згоряння палива автомоб^в суттево в^^зняються залежно вщ того, як у методиках враховують тип двигуна (бензиновий, дизель-ний), його робочий об'ем та режим роботи, швидюсть руху ав-томобтя, активiзацiю каталiза-тора, техычний стан автомоби ля та багато Ыших момен^в.
Основну частку автомобть-ного парку в УкраТ'ш складають автомобл вк яких бтьше 10 роюв (52% вщ загальноТ юль-костО та 21% вком до 3-х роюв. У м. Киевi ця ситуа^я е де-що шшою. Кшькють автомоби лiв вком понад 10 роюв та до 3-х роюв е майже однаковою та становить 42% i 43% вщпо-вщно [1].
Важливими факторами при визначенш забруднення пови тря пщземного гаража е трива-лють руху автомоб^в у прими щенш. За даними Berner A. [8], тривалють руху автомоб^в на територп таких об'ек^в значно в^^зняеться i у середньому становить 60-180 с, хоча дос-вщ США показуе, що ця величина може коливатися вщ 60 с до 600 с.
Наступним фактором, який значно впливае на формування забруднення пов^ря примщен-ня, е Ытенсивнють руху автомо-б^в на територи гаражу. За да-
ними Berner A. [8], для гаражiв пщ житловими будинками та торговими центрами прийма-еться Ытенсивнють руху авто-мобТтв 3-5% вщ загальноТ юль-кост машино-мюць, а пщ юно-концертними залами, спортив-ними об'ектами ця величина збтьшуеться до 15-20%. У нормах МГСН 5.01-01 (Роая, 2001) запропоновано при розмщенн гаражiв пщ житловими будинками пщ час проектування прий-мати Ытенсивнють руху автомо-бТтв не менше 35% на годину вщ загальноТ юлькост машино-мюць.
Таблиця 3
Результати розрахунку потужност викидiв забруднюючих речовин вщ автомобiлiв
Враховуючи вищевикладене, ми вирiшили за допомогою орiентовних розрахунюв виз-начити максимальнi секунднi викиди основних продуклв згоряння палива автомобТшв у примiщеннi гаража. За основу було використано формулу для розрахунку максимальних се-кундних викидiв з методики ВНТП-СПП-46-16.96.
Розрахунки забруднення по-вiтря пiдземного гаражу проведет за такими речовинами: оксид вуглецю — СО, оксиди азоту — NOx, вуглеводш — СН,
Методика розрахунку Загальний секундний викид, мг/с
СО CO2 NOx СН Формаль-дегщ , Б i н еа 1 )
ВНТП-СПП-46-16.96 Методика Держкомекологп Роем [7] 956,0 - 21,2 58,2 0,26 6610-6
еВРО-3 [5] 66,0 7348,0 11,8 2,6 - -
еВР0-0 [5] 516,0 6624,0 80,0 82,0 - -
Методика проведення Ывентаризаци ... [6] 462,38 - 28,07 26,8 - -
Примтка:
Данi за формальдегдом i 6eH3(a)nipeHOM взято з методики [7].
-о-
дiоксид вуглецю — СО2, фор-мальдегiд, бенз(а)пiрен, якi можуть утворитися за умови використання обраного нами пщземного простору протя-гом 20-хвилинного iнтервалуу "годину пк". Для розрахунку було взято реально дючий пiдземний гараж з кшькютю машино-мiсць 120 (довжина — 60 м, ширина — 50 м, висо-та примщення — 2,5 м), який розташований пiд торговель-но-розважальним комплексом у центрi м. Киева. Власне спо-стереження показало, що най-бiльша iнтенсивнiсть руху у примщенш становить 240 авто на двi години, або на 20 хвилин 40 автомобкшв, тобто майже 35% вщ загальноТ кшь-костi машино-мюць. Швид-кють руху автомобiлiв на тери-торп закритого гаража прий-маемо, згщно з ВНТП-СПП-46-16.96, 5 км/год. Середню вiдстань пробiгу автомобiля у примщенш визначали за формулами методики [6]. Осеред-нений час руху автомобшя розраховували залежно вщ середньоТ вiдстанi пробiгу та швидкост руху машини. У ре-
зультат розрахунку отримали значення 40 с, але, враховую-чи данi [8], приймаемо значення 60 с як час проТзду автомобшя на територп гаража.
Питомi викиди забруднюю-чих речовин легковими авто-мобiлями взято згiдно з ВНТП-СГiП-46-16.96 за 2000 рк. При розрахунках умовно приймаемо, що половина автомобктв е малого класу, а половина — середнього. Даш пробкових викидiв формальдегiду та бенз(а)трену взято з методики [7] для легкових автомобкшв. Для розрахунку максимальних секундних викидiв легкових ав-томобкшв класу 6вро-3 та евро-0 ми скористалися дани-ми питомих викидiв iз методики РосiйськоТ Федерацп [5]. Умовно приймаемо, що авто-мобiлi у гаражi належать до двох титв: 20 дизельних та 20 бензинових, з робочим об'е-мом двигуна 1,4-2,0. Значення питомих викидiв шкiдливих ре-човин автомобтями взято для мiських вулиць та дор^ малих, середнiх та великих мют [5].
Методика Ывентаризацп ви-кидiв забруднюючих речовин [6] дозволяе враховувати рiзнi режими роботи двигуна (про-грiв, робота на холостому ходу, пщ час руху зi швидкiстю 1020 км/год). Викиди забруднюючих речовин ми розрахову-вали за формулами, наведени-ми у методик [6]. При цьому використовували питомi викиди шкщливих речовин для дви-гушв сучасних легкових авто-моб1шв з покращеними еколо-гiчними характеристиками [6]. Умовно роздтили, що 20 авто-
мобiлiв заТжджають до гаража, а 20 виТжджають. Половина ав-томобiлiв з дизельним типом двигуна, половина — з бензи-новим, робочий об'ем двигуна приймаемо вщ 1,2 л до 1,8 л. Питомi викиди для автомобктв з бензиновим двигуном розди лили: 10 автомоб1тв з двигуна-ми з карбюраторами та 10 ав-томобiлiв з системою вприску-вання палива. При розрахунках приймаемо згщно з [6] трива-лють роботи двигуна на холостому ходу — 1 хв. Час прогрiву двигуна приймаемо як для те-плих закритих гаражiв — 1,5 хв. Хоча Квашнин И.М. (2005 р.) зазначае, що час прогрiву двигуна для рiзних категорм авто-мобктв вiдрiзняеться, напри-клад для автомобшв закордонного виробництва становить 1 хв, а для автомоб1тв виробництва краТн СНД — 3 хв.
Результати розрахунку секундних вищд^в за формулою методики ВНТП-СПП-46-16.96 представлено у таблицi 3.
Оскшьки потужностi види лення шкщпивих речовин вщ автомобiлiв за рiзними методиками суттево вiдрiзняються (табл. 3), на стадп проектуван-ня точно спрогнозувати, яки-ми будуть концентраци заб-руднювачiв у повiтрi прими щення гаража, дуже складно. Результат залежить вщ обра-ноТ методики розрахунку та взятих питомих викидiв про-дуктiв згоряння палива.
Враховуючи об'ем примщен-ня та потужнють викидiв шкщ-ливих речовин автомобтями, ми провели розрахунок кон-центрацiй дослiджуваних речо-
Таблиця 4
OpieHTOBHi розрахунки концентрацiй шкiдливих речовин у примiщеннi гаража
(без урахування фону)
Назва речовини Гранично допустимi концентраци Концентраци шкщливих речовин, розрахован за рiзними методиками, мг/м3
^ i-Е?5 ГДКм.р., мг/м3 ВНТП-СПП-46-16.96 еВРО-3 [5] евР0-0 [5] Методика проведення швентаризаци... [6]
СО 20 5,0 7,60 0,53 4,1 10,8
CO2 - - - 59,0 53,0 -
NOx 2 0,2 0,17 0,09 0,64 0,63
СН 300 1,0 0,50 0,02 0,66 1,36
Формальдегщ 0,5 0,035 0,002 - - -
Бенз(а)трен 0,00015 1*10-6 0,53-10-6 - - -
Примтки: гранично допустимi концентрацп наведено: ГДКр.з. — зпдно з ДСТУ 12.1.005-88. "ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны". ГДКм.р. — згщно з ДСП -201-97 "Державн санiтарнi правила охорони атмосферного повтря населених м'юць (вщ забрудненняхiмiчними iбюлопчними речовинами)".
вин (СО, NOx, СН, СО2, фор-мальдегiду, 6eH3(a)nipeHy) у noBiTpi примiщення гаража (табл. 4) за кратност пов^ро-обмшу менше 0,1 год-1.
З pезультaтiв opieнтoвних poзpaхункiв видно, що концентрацп шкiдливих речовин про-дуктiв згоряння палива автомо-бiлiв, нaвiть у час niK, за вщсут-ност вентиляцií не перевищу-ють гранично дoпустимi кон-центpaцií для робочо)' зони, як того вимагае ДБН В.2.3-15:2007. Проте для населення i як кpитеpiй якoстi повпря до-цiльнiше приймати ГДКм.р. зп-дно з ДСП 201-97. При цьому ми бачимо, що при використан-m для розрахунку питомих вики-дiв пpoдуктiв згоряння палива за методикою ВНТП-СПП-46-16.96 е перевищення концен-тpaцií СО щодо ГДКм.р. Якщо ж використовувати дат питомих викидiв вiд aвтoмoбiлiв класу еВРО-0, якi складають основну частину автомобтьного парку Укра|'ни, то навпаки — концен-тpaцiя Со вщповщае вимогам ДСП 201-97, а за NOx е перевищення ГДКм.р. майже у 3,2 рази. Якщо ж використовувати да-m питомих вищщв aвтoмoбiлiв класу еВРО-3, то кoнцентpaцií за усiмa дoслiджувaними речо-винами не перевищують ГДКм.р. зпдно з ДСП 201-97. З
ми розрахунковими величинами ще'| речовини (табл. 4). Те саме можна сказати i про ре-зультати дослщження Akiyo Tsuchiya (2006) у трьох пщзем-них гаражах, як показали, що кoнцентpaцiя СО у примщент коливалася вiд 1,1 мг/м3 до 23,5 мг/м3 i залежала вщ типу гаража, пори доби та Ытенсив-нoстi руху автомобктв у прими щеннi.
Дoслiдження, проведет авторами у New Delhi (2013), навпаки, дають пщстави вважати, що повпря у гаражах е потуж-ним джерелом забруднення i самого пpимiщення, i прибу-динкoвoí теpитopií, oскiльки кoнцентpaцií СО перевищують значення в атмосферному пови тpi вiд 15 мг/м3 до 204,5 мг/м3, а концентрацп' NO2 — вiд 25 мг/м3 до 56 мг/м3.
Дослщження, проведет Турос 0.1. та ствавторами (2009) у м. Зaпopiжжi, показу-ють, що концентрацп шкщли-вих речовин бтя автомапстра-лей коливаються у таких межах: СО — 0,08 ч- 2,78 мг/м3, NO2 — 0 ч 0,118 мг/м3, СН — 0 ч 0,79 мг/м3.
Проведет дослщження за ш-тенсивтстю забруднення атмосферного пoвiтpя у район aвтoмaгiстpaлей м. Киева [9] показують, що значення кон-
центрацм бенз(а)трену коливаються у межах вщ 1,9 нг/м3 до 8,4 нг/м3, а формальдегщу — вщ 0,002 мг/м3 до 0,018 мг/м3.
Нашi власнi розрахунки та анашз лiтератури показують, що основними забруднювачами примiщення гаражу е СО та N0^
Для визначення продуктивно-стi системи вентиляцií гаража ми скористалися формулою стандарту ДСТУ Б EN 13779:2011 (Роздiл 7, п.7.4.2.3).
У таблицi 5 представлено ре-зультати розрахунку об'емних витрат повпря, необхiдного для видалення шкщливих речовин з примiщення гаража. При роз-рахунках приймаемо допусти-му концентрацю забруднення у примщент гаража як ГДКм.р., а концентрацю шкiдливих речовин у припливному пов^ — як ГДКс.д. згщно зДСП 201-97.
Таблиця 5
Розрахунок об'емних витрат припливного повiтря та кратност noBiTpoo6MiHy
у дослiдному гаражi
Методика розрахунку Об'емн витрати припливного пoвiтpя, м3/год. (кpaтнioть пoвiтpooбмiну год.-1)
СО CO2 NOx СН Формальдегщ Бенз(а)трен
ВНТП-СПП-46-16.96 (Укра'ша) Методика Держкомекологи PooiT [7] 86040 (9,6) - 23850 (2,7) 700 (0,1) 1476 (0,16) 1595 (0,17)
еВРО-3 [5] 5940 (0,7) 1080 (0,12) 13284 (1,5) 31 (0,01) - -
еВР0-0 [5] 46440 (5,2) 972 (0,11) 90000(10) 987 (0,1) - -
Методика проведення iнвентapизaцiT... [6] 114480 (12,7) - 86850 (9,7) 323 (0,04) - -
pезультaтiв poзpaхункiв концен-тpaцiй шкщливих речовин за методикою [6] видно, що мае мюце перевищення ГДКм.р. за вуглеводнями (СН) в 1,4 рази, за оксидом вуглецю (СО) — у 2,2 рази, за оксидом азоту (NOx) — у 3,2 рази.
Kim et al. (2007) повщомля-ють, що у л^тй пеpioд року кoнцентpaцií СО у гapaжi ста-новили у будт днi 3,24 мг/м3, а у вихщт — 1,5 мг/м3, що уз-годжуеться з отриманими на-
Таблиця 6
Концентращя СО2 (М ± m) у повiтрi примiщення дослiдного гаража (осiннiй та зимовий перiод)
Точки зaмipiв Осшнш перюд Зимовий пеpioд t критерм Ст'юдента (вipoгiднioть)
Визначена концентращя, ppm М ± m Визначена концентра^я, ppm М ± m
Фон 359,9 ± 4,7 348,7 ± 0,96 2,31 (р<0,026)
Примщення 558,2 ±14,7 401,4 ± 0,26 10,3 (р<0,00001)
Примтки: М — значення середн1х арифметичних; m — величина статистичних помилок середнх арифметичних.
Концентрацiю СО2 у приплив-ному noBiTpi приймаемо згiдно з ДСТУ Б EN 13779:2011, як для великих MicT. В УкраТш ГДК СО2 регламентована у noBiTpi жит-лових пpимiщень на piвнi 0,1% (тобто 1000 ppm). Концентра-цiю вуглевoднiв у припливному пов^ приймаемо згiднo з ДСП 201-97, а у примщенн — згщно з ДСТУ 12.1.005-88. Для визна-чення пoтужнocтi видiлення шкщливих речовин у примщен-нi використовуемо дан таблицi 4, ocеpедненi за 20 хв.
Результати проведеного роз-рахунку об'емних витрат при-пливного пов^ря для пщзем-ного гаража свщчать, що вико-ристання датчиюв, налаштова-них на piвень концентраци СО, не завжди е обфунтованим. Якщо врахувати, що найбiльша кшькють автoмoбiлiв в Укpаïнi належить до класу 6ВРО-0, то датчики з регулювання якocтi пoвiтpя у гаpажi лише за кон-центpацiею СО не можна за-стосовувати, осктьки витрати припливного пoвiтpя на вида-лення кoнцентpацiï NOx майже
вдвiчi бiльшi. Розрахунки пока-зують, що необхщно регулюва-ти noBÎTpoo6MÎH у примщены як за СО, так i за NOx.
Враховуючи те, що у суча-сних автомобшях з каталiзато-рами викид СО2 майже у 100 разiв вищий, шж СО, ми вири шили дослiдити рiвень забруд-нення пов^ря пiдземного гаража дiоксидом вуглецю. Дослщ-ження проводились у гаражi у центрi м. Киева в осшнш та зимовий перюди року. Експери-ментальне визначення концентраци СО2 проводилося газо-аналiзатором PSENSE з часом осереднення 1 хв. Замiри здм-снювалися на рiвнi пiдлоги та на висот 1 м у 9 точках.
З результат в дослщження видно (табл. 6), що концентраци Со2 у гаражi у зимовий пе-рiод нижчi, нiж в оаншй.
Результати дослiджень H. Martin (2001) за 3 дн цтодо-бового спостереження показали, що концентраци СО2 у при-мiщеннi гаража не перевищу-ють значення 650 ppm, тодi як концентрацiï СО перевищували значення 49,9 мг/м3.
Нашi власнi дослiдження та данi H. Martin (2001) показу-ють, що значення концентраци СО2у повiтрi гаража не переви-щують гiгiенiчний норматив на-вiть для житлових помешкань (1000 ppm). Отже, концентра-щя СО2 не може слугувати кри-терiем гiгiенiчноï оцiнки якостi пов^ря гаража.
Для гiгiенiчноï оцiнки ймовiр-ного впливу дослiджених шкщ-ливих речовин у вентиляцмно-
му викидi пiдземнoгo гаража на здоров'я людей були визначен канцерогенний та неканцеро-генний ризики [10].
Умовно приймаемо, що люди-на щодня перебувае у зон впливу пов^ряного потоку витяжно!' вентиляцiï гаража 1 годину.
Результати розрахунку три-валост перебування людини у зoнi впливу витяжно' вентиля-цiï гаража використовуемо для визначення середньодобово[ дози впливу речовин з атмосферного пов^ря при розра-хунках канцерогенного ризику.
Коефщент небезпеки неканцерогенного ризику характеризуемся як cпiввiднoшення се-pедньopiчних кoнцентpацiй i референтних [10]. Отримаш кoнцентpацiï дocлiджуваних речовин у таблиц 4 характеризу-ються як максимально pазoвi. Для визначення cеpедньopiч-них кoнцентpацiй ми скориста-лися iнcтpукцiею № 2.1.6.11-929-2004 (Бторуая). Значення cеpедньopiчних кoнцентpацiй представлено у таблиц 7.
Результати розрахунку неканцерогенного ризику основ-них забpуднювачiв пoвiтpя (СО, NOx, СН) вiд вентиляцiйнoгo викиду гаража представлено у таблиц 8.
З pезультатiв розрахунку неканцерогенного ризику Ыдекси небезпеки для дослщжуваних речовин (СО, СН) не перевищу-ють одиницю. Водночас некан-церогенний ризик для здоров'я населення за впливу концентраци NOx (poзpахoванoï за да-ними питомих вищд^в [5, 6]) не можна вважати прийнятним.
Таблиця 7
Розраховаш piBHi середньорiчних концентрацiй забруднюючих речовин у noBiTpi гаража
Назва речовини Гранично допустим! концентраци Середн^рны концентраци шкщливих речовин, розрахован за р!зними методиками, мг/м3
ГДКс.д., мг/м3 ВНТП-СПП-46-16.96 евРО-3 [5] еВРО-0 [5] Методика проведення Ывентаризаци... [6]
СО 3,0 0,8 0,05 0,41 1,1
CO2 - - 5,9 5,3 -
NOx 0,04 0,02 0,01 0,06 0,06
СН 1,0 0,05 0,002 0,07 0,14
Розрахунок неканцерогенного ризику
Таблиця 8
Методика Неканцерогенний ризик (HQ)
СО NOx СН
ВНТП-СПП-46-16.96 0,27 0,5 0,05
ЕВРО-3 [5] 0,02 0,25 0,002
ЕВРО-0 [5] 0,14 1,5 0,07
Методика [6] 0,37 1,5 0,14
Величини Ыдивщуального канцерогенного ризику, який фор-муеться фopмальдегiдoм та бенз(а)треном у цих умовах, визначенi за методикою [10]: бенз(а)трен — ^=0,12х10-7; фopмальдегiд — СR=0,74х10-6.
За даними Турос О.1 i ствав-тopiв[11], кoефiцiенти небезпеки у м. Киевi для дioкcиду азоту становили 1,2 4 2,4, у
м. Запорiжжi — 1,1 - 6,4, у м. Черкаси — 1,24 - 3,0. Як ба-чимо, у 30Hi мiських мапстра-лей забруднення повiтря вiд автотранспорту бшьше, нiж у пiдземному гаражк
Висновки
1. Методика розрахунку забруднення пов^ря пiдземно-го гаража продуктами згорян-ня палива разом з Ышими ви-хiдними даними мае врахову-вати кiлькiсть одночасно прац-юючих двигунiв автомобiлiв у час пк (не менше 35% вщ за-гальноТ кiлькостi машино-мю-ць), сучаснi данi про питомi ви-киди двигуна автомобiля зал-ежно вiд типу та режиму його роботи.
2. Результати розрахунку очи куваних концентрацiй шкщли-вих речовин показують, що пiд час проектування систем вен-тиляцií пiдземних гаражiв необхiдно в якостi гiгiенiчного критерю оцiнки забруднення повiтря використовувати не ГДК для робочоТ зони, а максимально разовi ГДК не лише СО, а й NOx. СО2 не може слугувати саштарно-показовим критери ем забруднення повiтря гаража шшими продуктами згорян-ня автомобшьного палива та iнтегральноí оцшки ефектив-ностi роботи вентиляцiйноí си-стеми.
3. Неканцерогенний ризик впливу на людину шкiдливих речовин у концентра^ях, що можуть утворюватись у пов^ пiдземного гаража, в агравова-них умовах його експлуатацií за СО i СН е допустимим, а за NOx — виходить за ц межi. Величи-ни шдивщуального канцерогенного ризику перебувають нижче прийнятного ризику для здоров'я населення (за бенз-(а)пiреном — СR=0,12х10-7; а за формальдегiдом — СR=0,74х10-6).
4. Повiтря гаража, забрудне-не вiдпрацьованими газами автомобiлiв, може бути вики-нуте системою вентиляцп з ко-ефiцiентом розбавлення не менше 10 у прибудинковий прос^р.
Л1ТЕРАТУРА
1. Марков О.Д. Незалежний автосервю: аналiз стану та перспективи розвитку / О.Д. Марков, М.М. Дронь // Вюник ЖДТУ. — 2012. — № 3 (62). — С. 128-136.
2. Аюменко В.Я. Удоскона-лення критерпв саштарно-
епщемюлопчно! оцiнки хiмiч-ного забруднення повiтря при-мщень житлового i громадсь-кого призначення / В.Я. Аю-менко, Л.1. Михiна // Довкiлля та здоров'я. — 2011. — № 2. — С. 26-33.
3. Krarti М. Ventilation for enclosed parking garages / M. Krarti, A. Ayari // ASHRAE Journal. — February, 2001. — P. 52-55.
4. Редзюк А.М. Уведення еко-лопчних норм еВРО-3 — еВРО-6 в Украíнi, аналiз струк-тури парку автомобiлiв за еко-лопчними ознаками / А.М. Редзюк, В.С. Устименко, О.А. Клименко та ш. // Автошляховик У кражи. — 2011. — № 4. — С. 2-6.
5. Расчетная инструкция (методика) по инвентаризации выбросов загрязняющих веществ автотранспортными средствами в атмосферный воздух / Министерство транспорта Российской Федерации. — М., 2006. — 46 с.
6. Методика проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для автотранспортных предприятий (расчетным методом) / Министерство транспорта Российской Федерации от 28.10.1998 г. — М., 1998. — 124 с.
7. Методика определения выбросов автотранспорта для проведения сводных расчетов загрязнения атмосферы городов / Утв. приказом Госкомэкологии России № 66 от 16.02.1999. — М., 1999. — 6 с.
8. Berner А. Вентиляция крытых автостоянок / A. Berner // АВОК.
— 1999. № 6. — С. 12 — 21.
9. Черниченко 1.О. Ще раз про роль автотранспорту у забрудненш атмосферного пов^ря / 1.О. Черниченко, Я.В. Першегуба, Л.С. Соверт-кова та ш. // Ппена населених мюць. — 2010. — Вип. 50. — С. 150-157.
10. Турос О.1. Порiвняльний аналiз ризику для здоров'я населення вщ викидiв промисло-вих тдприемств рiзних галузей народно-господарсько'[ дiяль-ност / О.1. Турос, А.А. Петро-сян, О.В. Ананьева та Ы. // Дов-юлля та здоров'я. — 2012. — № 4. — С. 34-38.
REFERENCES
1. Markov O.D., Dron M.M. Vis-nyk Zhytomyrskoho derzh. tekhn. universytetu. 2012 ; 3 (62) : 128
— 136. (in Ukrainian)
2. Akimenko V. Ya., Mykhina L.I. Dovkillia ta zdorovia. 2011; 2 : 26
— 33. (in Ukrainian)
3.Krarti M., Ayari A. ASHRAE Journal. February, 2001: 52 — 55.
4. Redziuk A.M., Ustymenko V.S., Klymenko A.O. et al. Av-toshliakhovyk Ukrainy. 2011; 4 : 2
— 6. (in Ukrainian)
5. Raschetnaia instrukciia (me-todika) po inventarizacii vybrosov zagriazniaiushchikh veshchestv avtotransportnymi sredstvami v at-mosfernyi vozdukh / Ministerstvo transporta Rossiiskoi Federacii [Calculation Instructions (Methodology) on the Emission Inventory of the Pollutants from Motor Transport in Atmospheric Air]. Moscow; 2006: 46 p. (in Russian)
6. Metodika provedeniia inventarizacii vybrosov zagriazniaiushchikh veshhestv v atmosferu dlia avtotransportnykh predpriia-tii (raschetnym metodom) / Ministerstvo transporta Rossiiskoi Federacii [Methodology on the Performance of the Inventory of the Emissions Polluted the Atmosphere for Motor Transport Enterprises (by Calculation Method)]. Moscow; 1998: 124 p. (in Russian)
7. Metodika opredeleniia vybrosov avtotransporta dlia provedeni-ia svodnykh raschetov zagriazne-niia atmosfery gorodov / Gosko-mekologii Rossii [Methodology on the Determination of Motor Transport Emissions for the Performance of Master Calculations of the Cities' Polluted Atmosphere]. Moscow ; 1999 : 6 p. (in Russian)
8.Berner A. ABOK. 1999 ; 6 : 12
— 21. (in Russian)
9. Chernychenko I.O., Pershehu-ba Ya.V., Sovertkova L.S. et al. In : Hihiiena naselenykh mists [Hygiene of Settlements]. Kyiv ; 2010; 50: 150 — 157. (in Ukrainian)
10. Turos O.I., Petrosian A.A., Ananieva O.V., Kartavtsev O.M., Zahorodnii V.V. Dovkillia ta zdorovia. 2012 ; 4 : 34 — 38. (in Ukrainian)
Hagwwna go pegaK^'i 18.01.2014.
