CC BY
27
ЛОБАЛЬНАЯ ЯДЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ, 2013 №2(7), С. 25-30
_ ПРОБЛЕМЫ ЯДЕРНОЙ, РАДИАЦИОННОЙ _
И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ -
УДК 502.3:504.5:621.43.064
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ АВТОТРАНСПОРТНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ТРИДЦАТИКИЛОМЕТРОВОЙ ЗОНЫ РоАЭС
© 2013 г. С.А. Богоровская, Е.А. Семенова, Е.И. Шаврак
Волгодонский инженерно-технический институт - филиал Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ», Волгодонск, Ростовская обл.
Поступила в редакцию 30.04.2013 г.
Статья посвящена вопросам влияния автотранспорта на химическое и шумовое загрязнение г. Волгодонска. Проведен сравнительный анализ массовых выбросов загрязнений и уровней шума за 2008-2012 гг.
Ключевые слова: химическое загрязнение, шумовое загрязнение, автотранспорт, зеленые насаждения.
Филиал ОАО «Концерн Росэнергоатом» «Ростовская атомная станция» расположена в Ростовской области на южном берегу Цимлянского водохранилища. В настоящее время размер санитарно-защитной зоны РоАЭС составляет 3 км (площадь -44 км2), а размер зоны наблюдения - 30 км. В зону РоАЭС радиусом 30 км входят 5 муниципальных образований Ростовской области. Наиболее крупным из них является город Волгодонск, находящийся на расстоянии 13,5 км от РоАЭС. В настоящее время в городе проживает 170,5 тысяч человек [1], что составляет 79,1 % всего населения 30-и километровой зоны.
Волгодонск является промышленным центром юга России. Основными источниками загрязнения его воздушного бассейна являются такие отрасли промышленности, как деревообрабатывающая, электроэнергетическая, химическая, а также автотранспортный комплекс. В настоящее время на долю передвижных источников приходится более 90% от суммарного загрязнения атмосферы [2]. Наибольшее содержание в воздухе вредных веществ, а также высокий уровень шума отмечаются вблизи автомагистралей, на улицах с интенсивным движением транспорта, в центральной части города [1].
По данным МКУ «Департамента строительства и городского хозяйства» г. Волгодонска в настоящее время на маршрутах города ежедневно работает в среднем 129 единиц общественного транспорта, из них 33 троллейбуса, 48 автобусов большой вместимости и 48 автобусов малой вместимости. Наряду с общественным транспортом неуклонно растет количество личных транспортных средств (табл. 1).
Таблица 1. Число зарегистрированных автомобилей в г. Волгодонске [2]
Годы 2004 2005 2006 2007 2008
Количество машин, штук 40611 41537 41506 42864 45092
Рост числа автомобилей по годам выражается уравнением связи: У = 1970,24 + 0,0008 *Х 1*2 = 0 965
где У - порядковый номер года, X - число машин, штук,
©Издательство Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ», 2013
Исходя из данной зависимости, можно спрогнозировать, что к 2015 году число зарегистрированных автомобилей на территории города может составить 56250 единиц. Одновременно с увеличением числа автомашин растут показатели по химическому загрязнению атмосферы (табл. 2).
Таблица 2. Число автомобилей и масса выбросов загрязняющих веществ от них в Ростовской области [ 1 ]
Показатель Ед. изм. 2010 год 2011 год
Всего выбросов тыс. тонн 399,20 418,76 +19,56
Число автотранспортных средств шт. 1204792 1278578 +73786
Таким образом, отмечающийся рост автомобилизации способствует повышению экологической опасности 30-километровой зоны РоАЭС. В связи с этим актуальным является исследование пространственно-временных особенностей химического и шумового автотранспортного загрязнения территории г. Волгодонска, значительная часть населения которого занята в атомной энергетике.
Материалы исследований. В 2008 году на кафедре инженерной экологии Волгодонского филиала ЮРГТУ (в настоящее время ВИТИ НИЯУ МИФИ) проводились исследования по расчету химической и шумовой нагрузки на 14-ти наиболее крупных автомагистралях города [3]. В связи с этим представляет интерес проведение сравнительного анализа автотранспортного загрязнения за период 20082012 гг.
В соответствие с методикой [4] на кафедре техносферной безопасности ВИТИ НИЯУ МИФИ были проведены исследования по определению интенсивности транспортного потока на 14-ти улицах города и полученные показатели сопоставили с данными 2008 года (рис.1).
Кол-во ношин/чос
Рис. 1. Интенсивность автотранспорта в 2008 и 2012 гг.
В качестве объектов исследования также использовались древесные породы, произрастающие вдоль автодорог города, поскольку установлено, что шумозащитная функция растений во многом зависит от приемов озеленения [5,6], в том числе от типа посадок (аллейные, биогруппы, солитеры), числа рядов деревьев в аллее, а также
видового состава произрастающих растений.
Методы исследований. Для каждой автомагистрали с фиксированной протяженностью Ь (км) в соответствии с методикой [7] были рассчитаны массы выбросов движущимися автотранспортными потоками следующих автотранспортных токсикантов: оксидов углерода и азота, углеводородов, сажи, диоксида серы, формальдегида, бенз(а)пирена (г/час). Выброс /-того загрязняющего вещества (г/час) определялся по формуле:
к
(о
м
где '' (г/км) - пробеговый выброс /-го вредного вещества автомобилями к-й группы для городских условий эксплуатации;
к - количество групп автомобилей (легковых, легких грузовых, тяжелых грузовых и автобусов);
к (1/час) - фактическая наибольшая интенсивность движения;
Ь (км) - протяженность автомагистрали.
В целях учета различий в токсичности различных компонентов в соответствии с методикой [7] был осуществлен пересчет масс загрязняющих веществ на оксид углерода с применением коэффициентов относительной агрессивности токсикантов по формуле:
Х < (2)
мг
где - масса i -го токсиканта;
Я1 - показатель его относительной агрессивности в сравнении с оксидом углерода;
п - количество рассматриваемых компонентов.
Величины относительных агрессивностей (Я1) вредных веществ, входящих в состав выбросов, следующие (за единицу принята агрессивность оксида углерода) [7]:
СО: 1; СпНщ: 3,16; SОx: 16,5; 41,1; сажа: 41,1;
альдегиды: 41,5; бенз(а)пирен: 1 260 000.
Согласно методике [6] было рассчитано шумовое воздействие от автотранспорта в 2012 году. Величину эквивалентного уровня автотранспортного шума на расстоянии 7,5 м от оси ближайшей полосы движения определяли по формуле:
,ТР
+ + + ^К
где ЬАШ - эквивалентный уровень звука на расстоянии 7,5 м от оси ближайшей полосы движения от автотранспортного потока интенсивностью ДА - поправка на продольный уклон дороги;
А/.л. - поправка на тип дорожного покрытия;
поправка на долю бензиновых грузовиков и автобусов в транспортном потоке;
- поправка на долю дизельных грузовиков и автобусов в транспортном потоке.
п
В соответствии с [8] были проанализированы типы посадок древесных насаждений: аллея (деревья, высаженные в один или более рядов по обеим сторонам дорог); биогруппа (не менее трех экземпляров древесных растений, полностью обозреваемых с одной точки, находящихся на уровне посадки) и солитер (отдельный декоративный экземпляр дерева или кустарника на открытом пространстве). В аллейных посадках были просчитаны число рядов по каждой стороне автодороги. На всех объектах был определен видовой состав растений (по преобладающим породам).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Химическое загрязнение. В соответствии с формулами (1), (2) были сделаны расчеты масс выбросов загрязняющих веществ и осуществлен их пересчет на оксид углерода (табл. 3). Установлено, что наибольшее загрязнение в 2012 году отмечено на улицах Морская (23%), Степная (16,2%), а также на проспектах Курчатова (14,8%) и Строителей (11,4%). Доминирующий вклад в общий объем выбросов вносят такие поллютанты, как оксиды азота и углерода, углеводороды, а также бенз(а)пирен.
Таблица 3. Массы выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта в пересчете на оксид углерода в 2008 и 2012 гг.
Объект Массы выбросов в 2008 г/массы выбросов в 2012 г. (г/час) Вклад каждого объекта,% 2008/2012
СО N0 СН Сажа 802 Формаль дегид Бенз(а) пирен
ул. Горького 7207 17189 27258 64371 2885 6836 81 163 549 1250 177 389 824 1949 2,9 4,4
ул. Морская 35652 91136 130304 328924 14567 37034 384 791 2666 6450 855 1987 4008 10143 14,2 22,8
Ул. Ленина 4335 10634 15634 38480 1614 3949 0 0 240 588 56 138 471 1157 и 2,6
Пер. Первомайский 5637 8343 19813 29006 2375 3499 57 71 411 582 131 180 623 914 22 2,0
ул .Степная 46172 57753 189599 235077 20120 25083 1254 1523 4890 6027 1890 2316 5712 7098 20,4 16,0
ул. 50лет СССР 2035 2719 7695 10232 814 1092 23 30 155 205 50 66 233 310 0,8 0,7
ул. 30лет Победы 2291 4551 9270 18541 1075 2137 74 149 259 526 104 212 286 571 10 1,3
ул. Черникова 4197 6623 16289 25793 1739 2736 69 110 361 570 126 199 493 779 18 1,8
ул. Гагарина 19613 33056 74238 126128 8702 14619 388 668 1787 3040 651 1112 2307 3905 8,1 8,7
пр. Курчатова 42439 58752 149888 208768 18711 26050 604 885 3404 4801 1163 1660 4764 6631 16,7 14,7
ул. Кошевого 12737 16338 54455 70365 5851 7520 487 642 1613 2100 667 873 1644 2120 5,9 4,8
ул. Ленин-г радская 4415 11495 15921 41776 1880 4908 44 131 321 866 102 282 497 1301 18 2,9
ул. Энтузиастов 18583 22926 68027 84462 7876 9702 289 378 1550 1955 536 684 2114 2619 75 5,9
пр. Строителей 33693 40147 141177 166929 14329 17137 963 1140 3674 4360 1430 1696 4204 4988 15,1 11,3
Всего 239008 381660 919569 1448852 102540 162301 4719 6678 21879 33321 7938 11792 28180 44485 100,0
Шумовое загрязнение. Шумовое воздействие от автотранспорта в период с 2008 по 2012 гг. увеличилось (табл. 4), что обусловлено возросшим числом автомобилей.
Таблица 4. Шумовое воздействие от автотранспорта в 2008 и 2012 гг.
Объект ^А тр ^А,тер ^А,треб Превышение уровня, раз
2008 2012 2008 2012 2008 2012
1 2 3 4 5 6 7 8
ул. Горького 71 73 67 69 22 24 2
ул. Морская 81 82 77 78 32 33 1
ул. Ленина 71 73 67 69 22 24 2
пер. Первомайский 74 76 70 72 25 27 2
ул. Степная 78 80,7 74 76,7 29 31,7 2,7
ул. 50 лет СССР 74 74,5 70 70,5 25 25,5 0,5
ул. 50 лет ВЛКСМ 71 73 67 69 22 24 2
ул. Черникова 75 76 71 72 26 27 1
ул. Гагарина 73 75 69 71 24 26 2
пр. Курчатова 80 81 76 77 31 32 1
ул. Ленинградская 73 78 69 74 24 29 5
ул. Энтузиастов 75 76 71 72 26 27 1
пр. Строителей 77 82 73 78 28 33 5
ул. Кошевого 75 76 71 72 26 27 1
Среднее 75 77 71 73 26 28 2
В таблице 4 ЬА,тер _ уровень звука (дБА) в расчетной точке на территории защищаемого от шума объекта; LА,треб _ требуемое снижение уровней звука в расчетной точке (дБА). Результаты таблицы 4 демонстрируют превышение допустимого уровня шумового воздействия, как в 2008, так и в 2012 г всем объектам [9]. В среднем шумовая нагрузка превышает норматив на 28 дБа в дневное время суток и на 18 дБа в ночное. За данный период уровень шума на дорогах возрос в среднем на 2 дБа.
Дендрологическая характеристика. На большинстве объектов имеет место однорядная аллейная посадка деревьев, что существенно снижает их шумозащитные функции (табл. 5). Видовой состав придорожной растительности также не соответствует ассортименту, способному в полной мере поглощать шум [5].
Таблица 5. Дендрологическая характеристика насаждений
Объект Типы посадок Число рядов Преобладающая порода
ул. Горького Аллейные 1 Тополь пирамидальный
ул. Морская Аллейные 1 Тополь китайский и пирамидальный
ул. Ленина Аллейные 1 Тополь белый, ель колючая
пер. Первомайск. Аллейные 1 Вяз мелколистный, тополь пирамидальный
ул. 50 лет СССР Аллейные 1 Тополь канадский, береза повислая
ул. 30 лет Победы Аллейные 1-2 Сосна обыкновенная, береза повислая
ул. Черникова Аллейные 1-2 Береза повислая, тополь канадский
пр. Курчатова Биогруппы, аллейные 1-2 Акация белая, ель колючая, клен остролистный, клен явор
ул. Ленинградская 1 Акация белая, плодовые деревья
ул. Энтузиастов Аллейные 1-2 Ясень обыкновенный, туя западная
пр. Строителей Аллейные 4 Тополь китайский, ясень обыкновенный, клен остролистный, ель колючая
ВЫВОДЫ
1. В Волгодонске наблюдается тенденция увеличения числа автотранспортных средств на дорогах города и рост выбросов загрязняющих веществ.
2. Наибольшие массы выбросов загрязняющих веществ отмечены на улицах Морская, Степная, а также на проспектах Курчатова и Строителей; основной вклад в общий объем выбросов вносят такие поллютанты, как оксиды азота и углерода, углеводороды, бенз(а)пирен.
3. Расчет шумового загрязнения демонстрирует несоответствие уровня шума на автомагистралях города нормируемым показателям. Установлена тенденция увеличения шумового загрязнения с 2008 по 2012 гг. в среднем на 2 дБа.
4. Придорожная древесная растительность не выполняет в полной мере санитарно-гигиенических функций в силу своего видового состава и недостаточного количества посадок.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Экологический вестник Дона о состоянии окружающей среды и природных ресурсов Ростовской области в 2011 году [Текст]. - Ростов-на-Дону, 2012. - 360 с.
2. Экологический вестник Дона о состоянии окружающей среды и природных ресурсов Ростовской области в 2008 году [Текст] - Ростов-на-Дону, 2009. - 371 с.
3. Шаврак, Е.И. и др. Моделирование взаимосвязей между состоянием зеленых насаждений, уровнем автотранспортных загрязнений и заболеваемостью населения г. Волгодонска [Текст] / Е.И. Шаврак, Т.С. Шапкина, С.А. Богоровская // Экологические системы и приборы. - 2008. -№5. - С. 49-53.
4. Шаповалов, А.Л. Оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха отработавшими газами автомобилей [Текст] / А.Л. Шаповалов. - М. : Транспорт, 1990. - 160 с.
5. Литвинова, Л.И. и др. Зеленые насаждения и охрана окружающей среды [Текст] / Л.И. Литвинова, Ф.М. Левон. - Киев: Здоровья, 1986. - 64 с.
6. Методические рекомендации по оценке необходимого снижения звука у населенных пунктов и определению требуемой акустической эффективности экранов с учетом звукопоглощения [Текст]. - М., 2003.
7. Кульчицкий, А.Р. Токсичность автомобильных и тракторных двигателей [Текст] / А.Р. Кульчицкий. - М.: Академический проект, 2004. - 400 с.
8. Инструкция по проведению инженерно-экологических изысканий для подготовки проектной документации строительства, реконструкции объектов в г. Москве [Текст]. - М., 2008.
9. СНиП 23-03-2003 «Защита от шума» [Текст].
Ecologic aspects of transport safety of Rostov NPP thirty-kilometer S.A. Bogorovskaya, E.A. Semenova, E.I. Shavrak
Volgodonsk Engineering Technical Institute the branch of National Research Nuclear University «MEPhI», 73/94 Lenin St., Volgodonsk, Rostov region, Russia 347360, e-mail: VITIkafIE@mephi.ru
Abstract - The article touches upon the questions of motor transport influence on the chemical and sound pollution level in Volgodonsk. The article also presents the comparative analysis of total pollution discharges and noise levels for the period of 2008-2012.
Keywords: chemical pollution, sound pollution, motor transport, green plantations.
