CC BY
7УДК 504.05
АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ - ВАЖНЕЙШИЙ ФАКТОР ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА В УРБОЦЕНОЗЕ (НА ПРИМЕРЕ Г. КОКШЕТАУ)
ГРАБОВСКАЯ НАТАЛЬЯ ИВАНОВНА
Лектор кафедры горного дела, строительства и экологии, Кокшетауского университет
им. Ш. Уалиханова, магистр
БЕНЁВСКАЯ КРИСТИНА ВАЛЕРЬЕВНА
Студент кафедры горного дела, строительства и экологии Кокшетауского университета им.
Ш. Уалиханова (образовательная программа «6B05201- Экология»)
САТВАЛДИНОВА НАРГИЗ СЕРИКЖАНОВНА
Студент кафедры горного дела, строительства и экологии Кокшетауского университета им. Ш. Уалиханова (образовательная программа «6B05201- Экология»)
КЕНЖЕБАЕВ АЛДИЯР НУРЛАНОВИЧ
Студент кафедры горного дела, строительства и экологии Кокшетауского университета им. Ш. Уалиханова (образовательная программа «6B05201- Экология»)
г. Кокшетау, Казахстан
ЕРБОЛАТ ДАМЕЙЖАН КАМАЛКЫЗЫ
Студент кафедры экологии и биоресурсов Западно-Казахстанского аграрно-технического университета им. Жангир Хана (образовательная программа «6B05200-
Промышленная экология») г. Уральск, Казахстан
Аннотация. В статье представлены результаты исследования, касающиеся оценки степени загрязнения атмосферного воздуха города Кокшетау окисью углерода (СО). Концентрация СО на двух магистральных улицах была определена расчётным методом по формуле Бегма-Шаповалова (1984, 1990) на основании данных о качественном составе автомобилепотока и степени общей транспортной загруженности выбранных улиц. Полученные данные о концентрации СО анализируются путём сравнения с предельно допустимой концентрацией (ПДКсо) среднесуточной, а также с данными о концентрации СО стационарного пункта слежения за загрязнением атмосферы, расположенного удалённо от проезжей части, на основании чего делаются выводы о степени загрязнения атмосферы вблизи дороги и степени влияния на его выраженность автотранспорта.
Ключевые слова: автотранспорт, автомобилепоток, загрязнение атмосферного воздуха, окись углерода (СО), стационарный пункт слежения за загрязнением атмосферы, среднесуточная предельно допустимая концентрация угарного газа(ПДКсо).
Степень чистоты атмосферного воздуха имеет значительное влияние на здоровье горожан. Загрязнённый воздух содержит вредные вещества, такие как твердые частицы (PM), оксиды азота (NOx), угарный газ (CO), диоксид серы (SO2), летучие органические соединения и много других загрязняющих агентов, которые могут вызывать различные заболевания и ухудшать не только качество жизни людей, но и общее состояние здоровья населения, а также негативно влиять на продолжительность жизни населения [1, с.116].
В городе Кокшетау одним из значительных стационарных источников загрязнения атмосферного воздуха является предприятие энергетики «Районная котельная-2» (РК-2), работающая по большей части на твёрдом топливе и обеспечивающая теплом город в отопительный сезон года. При этом известно, что помимо стационарных источников на
ОФ "Международный научно-исследовательский центр "Endless Light in Science"
степень загрязнения атмосферы городов значительное влияние оказывает автотранспорт. При эксплуатации автомобиля происходит загрязнение не только атмосферы, но и почвы, водоёмов, ухудшается качество и происходит деградация экосистем, повышается уровень шума. Загрязняющие вещества поступают в атмосферу различными путями, а количество выбросов зависит от целого ряда факторов, таких как рельеф местности, режим и скорость движения автомобиля, вид используемого топлива и многих других. В среднем ежегодный пробег автомобиля равен 15 тыс. км. [2, с.31-33]. При сгорании топлива, потребляемого одним автомобилем в год, атмосфера обедняется на 4350 кг кислорода, а с выхлопными газами в неё выбрасывается 93 кг углеводородов, 3250 кг углекислого газа, 7 кг окислов азота, 530 кг окиси углерода и других поллютантов. В целом, образующиеся в результате сгорания горючего выхлопные газы содержат более двухсот разнообразных загрязнителей, негативно влияющих на состояние атмосферы [3, с.54].
В г. Кокшетау на территории метеостанции, в 2-3 км от трассы Кокшетау-Петропавловск и в 500-1000 метрах на юго-запад от микрорайона пятиэтажных домов находится ручной пост по контролю загрязнения атмосферного воздуха, где с помощью специального оборудования производятся замеры диоксида серы, оксида углерода и диоксида азота, а также концентрации взвешенных веществ с последующей фиксацией данных. Их средние показатели отражаются в ежемесячных, ежеквартальных, полугодовых и годовых изданиях «Информационного бюллетеня о состоянии окружающей среды Республики Казахстан». Помимо этого, в городе функционируют два поста наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха - ПНЗ №1 (м-н Васильковский, территория средней школы №17) и ПНЗ №2 (ул. Вернадского 46Б, территория средней школы №12), которые снабжены оборудованием для непрерывного контроля содержания в атмосферном воздухе таких загрязнителей как СО, Б02, а также взвешенных частиц (РМ-10, РМ-2,5) (рис.1). Данные инструментальной оценки состояния атмосферы постов наблюдения можно отслеживать с помощью мобильного приложения мониторинга воздуха Л1г№, запущенного в 2018 году КАЗГИДРОМЕТОМ, где показатели обновляются каждый час. Считаем, что существенным недостатком является то, что оба ПНЗ расположены вдали от проезжей части в зелёной зоне, где концентрация загрязняющих веществ в атмосфере ниже, чем в среднем по городу.
В рамках изучения дисциплины «Промышленная экология» было принято решение определить концентрацию угарного газа вблизи проезжей части расчётным методом с учётом общей загруженности улиц автотранспортом и качественного состава автомобилепотока, а затем сравнить полученные результаты с данными ПНЗ-2, расположенным ближе к точкам подсчёта. По степени превышения значения концентрации СО вблизи автотрассы по сравнению с данными ПНЗ-2 можно с той или иной долей вероятности судить о роли автотранспорта в ухудшении состояния атмосферы. Основанием для выбора объекта исследования - концентрация СО - послужили те основания, что окись углерода (СО -«угарный газ») является одним из наиболее токсичных, но, в то же время, и легко определяемым поллютантом, который является индикатором загрязнённости атмосферы и другими соединениями [3, с.112]. Он представляет собой не имеющий запаха бесцветный газ, образующийся при неполном сгорания продуктов переработки нефти, угля, природного газа и пр. в условиях недостатка кислорода и при низких температурах. На автомобильный транспорт приходится 65% всех выбросов СО, а остальное количество - на стационарные источники (предприятия энергетики, промышленное производство, бытовой сектор и мелких потребителей). К тому же в условиях урбоценоза, в отличие от естественных экосистем, угарный газ накапливается и концентрируется в приземном слое, так как его рассеиванию препятствуют различные специфические, присущие городской среде факторы, такие как температурные инверсии, автомобильные пробки, низкие скорости ветра из-за застройки высотными зданиями и др. Токсичность СО связана со способностью образовывать прочное соединение с молекулой гемоглобина - карбоксигемоглобин, в результате чего блокируется
процесс поступление кислорода в кровь. Симптомами интоксикации окисью углерода являются слабость, тошнота, сильные головные боли, спутанность сознания, а при высоких его концентрациях и длительном воздействии возможен летальный исход из-за кислородного голодания головного мозга [4, с.234].
В результате проведённого исследования была дана оценка уровню загрязнения атмосферного воздуха угарным газом, содержащимся в автомобильных выхлопах, вблизи проезжей части некоторых улиц г. Кокшетау, таких как улица ул. К. Касымулы и ул. Ш. Уалиханова (рис.2), являющихся магистральными с разращённым проездом всех видов автомобильного транспорта. При этом была применена формула оценки концентрации окиси углерода (КСО) (Бегма и др., 1984; Шаповалова, 1990) [5, с.56; 6, с.88].
Рис. 1 ПНЗ-1 и ПНЗ-2, г. Кокшетау.
Шиномонтаж ¡1
126а // ^
5 ~тГ
Рис.2 Точки определения и загруженности улиц автотранспортом и качественного состава автомобилепотока, г. Кокшетау.
Для проведения расчётов с целью определения концентрации СО вблизи проезжей части были собраны данные о количественном и качественном составе автомобилепотока на указанных выше улицах, произведён анализ и дана оценка уровня загруженности улиц по ГОСТу 172.2-03-87 [7], которая оказалась средней на улице К. Касымулы (16200 авт./сут.) и высокой на улице Ш. Уалиханова (22360 авт./сут.)
Расчет концентрации окиси углерода производился по формуле Шаповалова, (1990) [6, с. 56]:
Ксо = (0,5 + 0,0Ш • Кт ) • КА • Ку • Кс • Кв • Кп, где
Ку - продольный уклон дороги, Кс - скорость ветра, Кв - влажность воздуха, КА -аэрация местности, Кп - наличие пересечений (перекрёстков) на дороге, N - интенсивность движения автомобилей (авт./час), 0,5, мг/м3 - фоновое загрязнение воздуха нетранспортного происхождения, Кт - коэффициент токсичности автомобилей различных типов по выбросам в атмосферный воздух окиси углерода.
При этом были учтены погодные условия на момент проведения исследования (таб.), так как такой показатель как скорость ветра (Кс) необходимо учитывать при проведении расчётов. 08.10.2024 г. скорость ветра была в г. Кокшетау была равна 28,8 км/ч. Результаты проведённых расчётов представлены в таблице.
Таблица. Уровень загрязнения воздуха угарным газом (СО мг/м3) на магистральных улицах г. Кокшетау.
<- niQAir
Kokshetau - no.2: st. Auelbekova
Кокшетау. Казахстан
G
о 26 Хороший
AQI США SO/ 48 6 pcj/m '
19° Т 28,8 км/ч * 37%
Последнее обновление 15.00
/цфЬ Управление станцией осуществляет
National Hydrometeorological Service > of Kazakhstan
18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 0-50 0-50 0-50 0-50 51-10(
© O" • <
^ninni Оповещени Уведомлен Поделит!
1.1K
Погодные условия в г. Кокшетау 08.10.2024 г.
ы а и
л у
е и н а в
д
а в о н а
X
и л а
К
ы
л
ы с а аК
о
о
я и а а ex
Ё
е а н о К
20,1 мг/м3
9 мг/м3
о в т с е
и л о к
и к
т у
с в
м
ом
£ к §
& к 2
га с
со 5 Р а
ex и та о т в а
22360 (высокая)
16200 (средняя)
с8
£ *
tl iy д
1-н со
, о 8в 8
0 0
2
н о О U
в
и с и к о
а
д
о ср е л
г у
3 мг/м :
я и н
е ше
ы в
е р
с л
н е
с
е т
о
Более чем в 6 раз
3 раз
Для оценки степени загрязнённости атмосферы угарным газом в исследуемых точках, полученные результаты сравнили с значением ПДК среднесуточной концентрации СО, которая, согласно ГОСТу, не должен превышать 3 мг/м3. В результате было определено превышение ПДКсо вблизи автотрассы по улице Ш Уалиханова более чем в 6 раз - 20,1 мг/м3 - загруженность автотранспортом высокая, и в 3 раза вблизи автотрассы по улице К. Касымулы - 9 мг/м3, где загруженность автотранспортом средняя. Таким образом была установлена прямо пропорциональная зависимость между плотностью автомобилепотока и уровнем СО.
С целью определения роли автотранспорта в загрязнении атмосферного воздуха городов полученные данные сравнили с данными по концентрации СО на момент исследования с показателями ПНЗ-2, расположенного по улице Вернадского 46Б вдали от проезжей части. (рис. 3).
1
\
?
Рис. 3. Уровень СО (мг/м3) по данным ПНЗ-2 в г. Кокшетау (08Л0.2024 г.).
По данным ПНЗ-2 уровень СО в атмосферном воздухе на момент проведения исследований был равен 132,5 мкг/м3 или 0,1325 мг/м3 - «зелёная зона», что не превышает ПДК и в 150 раз ниже, чем вблизи проезжей части по улице Ш. Уалиханова, в 68 раз, чем вблизи автотрассы по улице К. Касымулы. Итоговая градация выглядит следующим образом - рисунок 4.
Несмотря на разность использованных методов оценки концентрации СО в атмосферном воздухе (расчётный и инструментальный), большая кратность превышения значений концентрации угарного газа вблизи проезжей части исследуемых улиц (в 68 и 150 раз) по сравнению с показателями ПНЗ-2, расположенной вдали от автотрасс, наглядно свидетельствует о колоссальном негативном влиянии городского автотранспорта на качество атмосферного воздуха.
22
20,1
20
3
о
0,1325
ул. К. Касымулы ул. Ш. Уалиханова ПНЗ-2 ПДК с.
ПДК с.с
Концентрация СО в точках оценок в сравнении с ПДК с.с.
Рис. 4. Содержание окиси углерода (СО) в атмосферном воздухе, г. Кокшетау (08.10.2024
Таким образом, исходя из полученных результатов исследования можно сделать следующие выводы:
1. Концентрация окиси углерода в атмосферном воздухе вблизи исследуемых магистральных улиц г. Кокшетау Ш. Уалиханова и К. Касымулы превышает среднесуточное значение ПДК в более чем 6 и 3 раза соответственно и находится в прямо пропорциональной зависимости от плотности автомобилепотока.
2. Концентрация СО в атмосферном воздухе г. Кокшетау по данным ПНЗ-2 не превышает ПДКс.с. и значительно ниже (в 68 и 150 раз) концентрации вблизи проезжей части улиц. К. Касымулы и Ш. Уалиханова, полученной расчётным методом.
3. Большой разброс значений показателей концентрации СО вблизи автодорог и удалённо от них свидетельствует о ведущей роли городского автотранспорта в ухудшении качества атмосферного воздуха в городской черте.
В связи с урбанизацией, ростом численности населения, развитием промышленного производства и ежегодным увеличением числа автомобилей, проблема загрязнения атмосферы всё более усугубляется, и необходимость мониторинга её состояния в городах не вызывает сомнений. Эффективные меры по контролю и улучшению качества воздуха не только будут способствовать снижению заболеваемости населения, но и улучшат общую жизнеспособность городской среды.
г.).
ЛИТЕРАТУРА
1. Лазарева Н.В., Розенберг Г.С., Аристова М.А., Костина Н.В. Здоровье среды и здоровье населения: модели, прогноз, ущербы - Вестник медицинского института «РЕАВИЗ»: реабилитация, врач и здоровье. - 2020, № 2 (44). - С. 112-122.
2. Сердюкова А. Ф., Барабанщиков. Д. А. Влияние автотранспорта на окружающую среду -Молодой ученый. 2018. № 25 (211). С. 31-33. — URL: https://moluch.ru/archive/211/51590/ (дата обращения: 04.11.2024).
3. Аксёнов И.Я., Аксёнов В.И. Транспорт и охрана окружающей среды. - М.: Транспорт, 1986. - 176 с.
4. Реакция организма человека на воздействие опасных и вредных производственных факторов (метрологические аспекты), справочник в 2-х томах под ред. Б. В. Бирюкова. -М.: Издательство стандартов, 1992. - 370 с.
5. Бегма И.В., Кисляков В.М. и др. Проектирование автомобильных дорог. - К.: КАДИ, 1984. - 154 с.
6. Шаповалов А.Л. Оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха отработавшими газами автомобилей. - М.: Транспорт, 1990. - 160 с
7. ГОСТ 17.2.2.03-87 Охрана природы. Атмосфера. Нормы и методы измерений содержания окиси углерода и углеводородов в отработавших газах автомобилей с бензиновыми двигателями / [Электронный ресурс]. — Режим доступа: — URL: http://docs.cntd.ru/document/1200005818 (дата обращения: 04.11.2024).
8. Об утверждении Гигиенических нормативов к атмосферному воздуху в городских сельских населенных пунктах, на территориях промышленных организаций Приказ Министра здравоохранения Республики Казахстан от 2 августа 2022 года № КР ДСМ-70. Зарегистрирован в Министерстве юстиции Республики Казахстан 3 августа 2022 года № 29011. // [электронный ресурс] - Режим доступа. - URL: https://adilet.zan.kz/rus/docs/V2200029011 (дата обращения 04.11.2024г.).
