CC BY
39
© Коллектив авторов., 2007 УДК 614:614.7
МОДЕЛИРОВАНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ ТРАНСПОРТНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ЖИЛЫХ КВАРТАЛОВ ЦЕНТРА ГОРОДА В ТЕПЛЫЙ ПЕРИОД
А.А. Ляпкало, А.А. Дементьев, А.М. Цурган
Рязанский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова
В статье приведены результаты изучения интенсивности движения и выбросов автотранспорта на элементах дорожной сети, моделирования загрязнения атмосферного воздуха жилых кварталов в центре г. Рязани основными компонентами выхлопных газов, определены индексы опасности загрязнения воздуха диоксидом азота в теплый период года при различных скоростях и направлениях ветра.
Интенсивное увеличение количества автомобилей на фоне не достаточного развития элементов дорожной сети способствует выраженному росту транспортного загрязнения атмосферного воздуха. Наиболее остро эта проблема проявляется в крупных городах в районах с интенсивным движением. По некоторым данным, повышенному риску ущерба здоровью в результате загрязнения атмосферного воздуха автотранспортом подвержено примерно 10-15 млн. горожан [1, 2].
В ранее выполненных исследованиях было установлено, что в различных районах г. Рязани транспортное загрязнение атмосферного воздуха формирует концентрации, превышающие предельно допустимые [3].
Нами проводилось изучение воздействие транспортных потоков на состояние атмосферного воздуха в жилых кварталах прилегающих к участку Московского и Первомайского проспекта между улицами Вокзальной и Каширина (рис. 1). Организации движения, изучалась по стандартной методике [4]. Оценка транспортных условий проводилась в соответствии рекомендациями Н.Я. Говорущенко [5]. Моделирование приземных концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе при различных метеоусловиях проводился с помощью унифицированной программы "Эколог 3" с учетом влияния застройки. Изучаемый участок являлся типичным для г. Рязани.
Источник №1
га Ш. і га*
[р./
ил ^___
гу?*%-* ?а
„ я/ ’* ■* 0 7&
у> т>гл.* /*
Й О'
■’гулТ-Кэддав^—:
74/ '2'Л н П
* * * гй -'**_ . *
Источник №3
ик №3
цИРО^О
^□Я£Н0я-?с
и3 - ^ а
\ С- 11 и - / \ I Источник №7
Источник №5
ІГ"
и 7.
Е0
О.
I
г с*Р
Рис. 1. Схема района исследования.
Результаты изучения интенсивности автомобильных потоков и характеристика транспортных условий на элементах транспортной сети изучаемого района представлены в таблице 1.
Таблица 1
Интенсивность автомобильных потоков и транспортные условия
Перегон интенсивность авт./час транспортные условия
Михайловское шоссе - ул. Вокзальная 3948 критические
ул. Вокзальная - пл. Победы 2679 тяжелые
пл. Победы - ул. Дзержинского 3014 критические
ул.Дзержинского - ул.Вокзальная (путепровод) 3244 критические
ул.Вокзальная (путепровод) - ул.Каширина 3244 критические
Из представленных данных следует, что на изучаемых перегонах Первомайского проспекта, интенсивность движения находилась в пределах от 2679 до 3948 авт./час, а транспортные условия по интенсивности движения характеризовались в основном как критические.
Изучение транспортных потоков позволило рассчитать максимальный выброс загрязняющих веществ во время движения автотранспорта и его остановок на запрещающий сигнал светофора в рабочие, субботние и воскресные дни (таблица 2). Из представленных данных следует, что наибольшие выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух формируются в часы пик рабочих дней, при этом субботний выброс составляет 68,2% от такового в будний день, а воскресный и ночной соответственно 46,8% и 3%.
Таблица 2
Суммарные транспортные выбросы ^ на перегонах, (г/с)___________
Условия СО Углеводороды N02 сажа 802
Рабочий день 26,22 4,86 2,87 0,24 0,26
Суббота 18,32 3,54 2,09 0,13 0,19
Воскресенье 12,13 2,38 1,38 0,09 0,13
Ночь 0,31 0,18 0,07 - 0,002
Выявленное соотношение выбросов является типичным для магистралей г. Рязани и может быть использовано для прогнозирования транспортной эмиссии загрязняющих веществ в атмосферный воздух в разные периоды времени.
Результаты расчета усредненных суточных выбросов основных загрязняющих веществ на элементах дорожной сети изучаемого района представлены в таблице 3, а расположение источников на рисунке 1.
Установлено, что на указанных улицах города больше всего выбрасывается в атмосферный воздух оксида углерода, суммарный выброс которого составил 10,8 г/с и превышал эмиссию углеводородов и диоксида азота в 5,7 и 9 раз соответственно. Расчет приведенного выброса изучаемых загрязняющих веществ позволил ранжировать их по степени приоритетности в следующем порядке: диоксид азота, оксид углерода, углеводороды, диоксид серы и сажевый аэрозоль.
Таблица 3
Средний суточный выброс загрязняющих веществ на элементах
дорожной сети изучаемого района в рабочий день, (г/с)
Номер источника СО Углеводороды N02 Сажа 802
6* 2,8342 0,4117 0,2469 0,0090 0,0278
7 1,3364 0,3876 0,2163 0,0008 0,0230
5 1,3098 0,2782 0,1669 0,0008 0,0124
3 1,0393 0,2153 0,1292 0,0007 0,0100
8* 1,1144 0,1770 0,1062 0,0014 0,0077
2* 1,0689 0,1458 0,0875 0,0023 0,0078
10 0,5766 0,1087 0,0652 0,0007 0,0169
9 0,5801 0,1121 0,0645 0,0005 0,0056
4* 0,6595 0,1068 0,0641 0,0009 0,0046
1 0,2440 0,0486 0,0292 0,0003 0,0025
11 0,0043 0,0001 0,0001 1,25Е-07 4,17Е-06
Всего 10,7675 1,9918 1,1761 0,0174 0,1183
Приведенный выброс 2,1535 1,9918 5,8803 0,1161 0,2366
* дополнительный выброс на перекрестках при остановке на запрещающий сигнал
светофора
Установлено, что наибольший вклад в загрязнение атмосферного воздуха выхлопными газами автомобильного транспорта на изучаемых элементах транс-портно-дорожной сети вносит участок Первомайского проспекта между площадью Победы и ул. Типанова (источники 6*,7,5), суммарный вклад которых в общий выброс оксидов азота на улицах изучаемого района составил 53,6%.
Результаты моделирования внутриквартальных приземных концентраций основных загрязняющих веществ при различных метеорологических условиях представлены в таблице 4. Из представленных данных следует, что в каждой из расчетных точек модельные максимальные концентрации диоксида азота превышали ПДКмр в 1,5 - 6,6 раза. При этом наиболее неблагоприятные условия формировались у библиотеки им. С. Есенина, школы №39, Первомайского рынка и поликлиники №2.
Таблица 4
Расчетные концентрации загрязняющих веществ в приземном
слое атмосферного воздуха (в долях ПДКмр)
Расчетная точка С - С '-/макс. '-/мин.
N02 Сажа 802 СО Углеводоро- ды
Вокзал Рязань-1 0,07 - 2,0 0 - 0,02 0 - 0,04 0,01 - 0,49 0,01 - 0,4
Рынок Казачий 0,07 - 1,52 0 - 0,01 0 - 0,04 0,02 - 0,4 0,02 - 0,35
Поликлиника №2 0,05 - 5,66 0 - 0,05 0 - 0,13 0,02 - 1,33 0,02 - 1,27
Библиотека им. С.Есенина 0,04 - 6,61 0 - 0,06 0 - 0,15 0,02 - 1,55 0,02 - 1,5
МКЦ 0,06 - 1,66 0 - 0,04 0 - 0,06 0,02 - 0,56 0,03 - 0,51
Школа №13 0,01 - 1,73 0 - 0,05 0 - 0,05 0,01 - 0,5 0,01 - 0,48
Школа №39 0,07 - 5,97 0 - 0,54 0,01 - 0,15 0,03 - 1,46 0,04 - 1,4
МИЭМП 0,11 - 5,13 0 - 1,54 0,01 - 0,19 0,07 - 1,65 0,09 - 1,54
Рынок Первомайский 0,05 - 5,68 0 - 0,09 0,01 - 0,21 0,04 - 1,36 0,05 - 1,7
Гостиница «Первомайская» 0,09 - 3,64 0 - 0,65 0 - 0,14 0,04 - 1,02 0,04 - 1,1
Следует отметить, что в большинстве контрольных точек за исключением вокзала Рязань-1, рынка Казачий, МКЦ и школы №13 верхние пределы модельных концентраций оксида углерода и углеводородов формируемые выбросами автотранспорта превышали ПДКмр. В тоже время загрязнение атмосферного воздуха сажевым аэрозолем при неблагоприятном стечении метеоусловий приводило к формированию его концентраций в атмосферном воздухе в 1,5 раза превышающих ПДКмр только в районе учебного корпуса МИЭМП.
Нами были рассчитаны средне-сезонные концентрации основных компонентов транспортных выбросов с учетом повторяемости метеорологических условий. Установлено, что только транспортное загрязнение атмосферного воздуха диоксидом азота формирует существенный риск хронической интоксикации населения, проживающего на изучаемой территории (рисунок 2).
Следует отметить, что наибольший риск хронической интоксикации испытывает население, постоянно проживающее в районе гостиницы Первомайской и первомайского рынка, при этом индексы опасности превышали допустимое значение (Н1=1) соответственно в 5,7 и 6,9 раза. Наименьшие индексы опасности на изучаемой территории наблюдались в районе рынка Казачьего, вокзала Рязань-1 и школы №13, однако их значения также в 1,6 - 2,2 раза превышали допустимые.
Гостиница «Первомайскаж>
Рынок Первомайский МИЭМП Школа №39 Школа № 13 МКЦ
Библиотека им. С.Есенина Поликлиника №2 Рынок Казачий Вокзал Рязань-1
0,0 2,0 4,0 6,0 8,0
16,9
»,7
15
14,5
13,4
\ 2,2
13,3
14,3
4,0
11, 6 2,2
Рис. 2. Индексы опасности (Ш), обусловленные транспортным загрязнением атмосферного воздуха диоксидом азота.
Таким образом, транспортное загрязнение атмосферного воздуха изучаемого района может формировать в приземном слое атмосферного воздуха максимальные концентрации диоксида азота, оксида углерода и углеводородов, превышающие ПДКмр и средне-сезонные концентрации диоксида азота обусловливали высокие риски развития хронической интоксикации у населения, постоянно находящегося на этой территории.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ежегодный доклад о состоянии окружающей природной среды в Российской Федерации. - М.,1999.
2. Малов Р. В. Автомобильный транспорт и защита окружающей среды / Р. В. Малов. - М.,1982. - С.8-44
3. Ляпкало А. А. Оценка состояния атмосферного воздуха на школьных спортивных площадках / А.А.Ляпкало, А.М.Цурган, А.А.Дементьев и соавт. // Актуальные вопросы физического воспитания населения: Матер. межреги-он. научн-практ. конф. - Рязань: Изд. РГМУ, 2005. - С.44 - 46
4. Методика расчета выбросов в атмосферу загрязняющих веществ автотранспортом на городских магистралях. - М.,1997.- 47 с.
5. Говорущенко Н.Я. Экономия топлива и снижение токсичности на автотранспорте. М., 1990.
INTENSITY SIMULATION OF ATMOSPHERIC TRANSPORT POLUTION IN THE CITY CENTER DURING THE WARM PERIOD
In the article there are the results of air pollution modeling of residential areas by the components of exhaust of motor transport and there is risk assessment of their influence on the population.
