CC BY
7
УДК 614.72:661.9931:614.78/7»
Канд. техн. наук В. Ф. Сидоренко, канд. мед. наук Ю. Г. Фельдман
О РАСЧЕТЕ КОНЦЕНТРАЦИЙ ОКИСИ УГЛЕРОДА В ВОЗДУХЕ АВТОМАГИСТРАЛЕЙ И ПРИЛЕГАЮЩЕЙ ЖИЛОЙ ЗАСТРОЙКИ
Волгоградский институт инженеров городского хозяйства и Институт общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
Нашей задачей явилось изучение закономерностей рассеивания в воздухе автомагистралей и близлежащей жилой застройки одного из основных компонентов выхлопных газов автомобилей — окиси углерода в зависимости от условий движения автотранспорта, планировочной ситуации и метеорологических факторов с целью разработки принципа расчета ожидаемого уровня загрязнения атмосферы указанным веществом.
Натурные наблюдения проведены на магистральных улицах общегородского и районного назначения в 2 крупных городах II—III климатических зон. Для наблюдений выбраны наиболее характерные точки — край проезжей части магистрали, тротуар, перед фасадом зданий, в разрывах между зданиями и в глубине застройки. При отборе проб воздуха за зелеными насаждениями и непрозрачными экранами (зданиями и др.) параллельно выполнены наблюдения на открытой территории, что позволило оценить газозащитную эффективность зелени и экранирующих сооружений. На высоте 1,5 мот поверхности земли одновременно в 4—5 точках отобрано около 1500 проб, проанализированных с помощью газоанализатора ТГ-5А. Во время отбора проб проведены регистрация интенсивности, состава и скорости транспортного потока, а также метеорологических факторов (по общепринятым методикам).
Математическая обработка результатов исследования показала, что начальная концентрация окиси углерода в воздухе на магистрали может быть выражена следующей эмпирической формулой:
Ср~(у Л \ _]_' (I)
зо ) з
где Ср — расчетная концентрация окиси углерода на краю проезжей части (в мг1м3)\ У0— скорость ветра на улице (1—10 м!сек)\ Н— ширина улицы в линиях регулирования застройки (30—100 м)
С0=7,38 + 0,026^ + 2Л, где N — интенсивность движения автомобилей в 2 направлениях (количество автомобилей в час) (М ^ 100 автомобилей в час); 2М = А1 + Л2 + + А3— сумма поправок,
Таблица 1
учитывающих отклонения заданных условий движения от принимаемых; Ах— изменение количества автобусов и грузового транспорта в общем потоке от принятого 70% грузовых машин и автобусов на каждые 10 ±4,6%; А 2 — изменение средней скорости движения автомобилей от принятой 40 км/час (значения поправки А2 приведены в табл. 1); А3— изменение продольного уклона дороги от нулевого на каждые 2—1,5%; Кг— коэффициент, учитываю-
Поправки на'изменение скорости движения транспортного потока от принятой 40 км/час
ООО н н н
а се о С5 Я С
Поправка (в %) при скорости движения (в км/час)
Для грузовог транспорта и бусов в обще! ке (в %) 20! 30 40 50 60 70 80
80 + 12 +6 0 — 14 —3 +6 +16
70 + 14 +8 0 —13 —5 +4 + 12
60 + 17 +9 0 —12 —6 —2 +8
50 +20 + 10 0 —11 —7 —1 +4
40 +23 + 11 0 —10 —9 —8 —1
30 +26 + 13 0 —9 —12 —16 —6
20 —28 + 14 0 —8 —15 —20 —10
10 -г 30 + 15 0 —7 —18 —26 — 17
Таблица 2
Величины коэффициентов ЛГ1Р Кг и А3
Коэффициент Количество автомобилей, охваченных мероприятиями по снижению токсичности выбросов (в %)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Кг кг к3 1 1 1 0,92 0,94 0,96 0,85 0,87 0,92 0,78 0,81 0,88 0,71 0,74 0,84 0,63 0,67 0,80 0,56 0,61 0,76 0,48 0,54 0,72 0,41 0,47 0,68 0,33 0,41 0,64 0,25 0,35 0,60
щий снижение концентраций окиси углерода за счет применения нормирования состава выхлопных газов и улучшения технического обслуживания автомобилей; /С2—коэффициент, учитывающий снижение концентраций газа за счет применения нейтрализаторов и газового топлива; /С3—коэффициент, учитывающий снижение концентраций окиси углерода за счет внедрения малотоксичных рабочих процессов и конструктивных улучшений двигателя.
Величины К\, Кг и К3 даны в табл. 2.
Числовые значения коэффициентов и поправок подсчитаны на основании материалов собственных наблюдений и литературных данных (И. Л. Варшавский и соавт.; И. Л. Варшавский).
Из табл. 1 видно, что для транспортного потока с преимущественным движением легковых автомашин минимальные концентрации окиси углерода наблюдаются при скорости движения 70 км/час, тогда как с увеличением в общем потоке доли грузовых автомобилей минимум концентрации газа соответствует более низким скоростям.
Определив концентрацию окиси углерода в воздухе на магистрали, можно перейти к расчету содержания этого газа на линии застройки. В зависимости от поперечного профиля улицы между проезжей частью и застройкой могут отсутствовать какие-либо препятствия (открытое пространство) или находиться зеленые насаждения. В первом случае при прочих равных условиях степень снижения концентраций окиси углерода находится в прямой зависимости от расстояния, которое газ прошел до данной точки (см. рисунок).
&„ Что касается газозащитной роли зеленых насаждений на автомагистралях, то этот вопрос освещен нами в специальной работе Ь. Расчет концентрации газа за экранирующими сооружениями (зданиями и т. п.) производится, исходя из предпосылки, что транспортный поток
представляет собой линейный источник загрязнения, поскольку он состоит из ряда автомобилей, следующих на близком расстоянии друг от друга. С целью расчета предлагается видоизмененная формула П. И. Андреева для лиинейного источника с учетом материалов собственных данных натурных наблюдений:
1 Гигиена и санитария, 1973, № 10.
Рассеивание окиси углерода в'воздухе на открытой территории.
/—интенсивность движения 500 автомобилей в час, 2 — 700 автомобилей в час; 3 — 900 автомобилей в час; 4 — 1100 автомобилей в час; £ — 1500 автомобилей в час.
8. 169
г _ А (2)
°8КР — 0.35К е '
где С8Кр— концентрация окиси углерода за экраном (в мг/м3)\
2000М„
-
где Мл—мощность линейного источника (в г/сек-м)\ У0—скорость ветра (в м1сек)\ И— высота экрана (вл); х— расстояние от источника до
расчетной точки (вл); К = — кратность высот экрана; е— основание1
натурального логарифма. При этом 0 ^ К ^ 20.
Установлено, что в случае фронтальной застройки магистрали концентрации окиси углерода за зданиями зависят от этажности и протяженности зданий, составляя 0,15—0,5 величин на линии застройки. На расстоянии 4 высот экрана наблюдается некоторое повышение содержания окиси углерода вследствие соприкосновения с поверхностью земли загрязненных воздушных потоков, проникших на территорию застройки над крышами домов. Далее концентрации снижаются так же, как и на открытой местности: в пределах первых 30 м на каждые 10 м падение концентраций составляет 20% уровня на расстоянии 4 высот экрана, на каждые последующие 10 м — по 2%. 4 -
Рассчитав содержание окиси углерода в атмосфере на магистрали и в застройке, можно дать сравнительную оценку различных планировочных вариантов, построив карты загазованности воздуха. Для этого территорию кварталов разбивают на квадраты со сторонами 50x50 м. В вершине квадратов находят концентрации окиси углерода в миллиграммах на 1 м3. Оценку конкурирующих вариантов производят по формуле:
Кяаг — "
(3)
С0п
где /Сзаг — относительный коэффициент загазованности воздуха жилого квартала; С0—концентрация окиси углерода у источника (в мг!м3)\ С— концентрация окиси углерода на вершине квадрата (в мг/м3)\ п— количество вершин квадратов.
Другой способ оценки проектного решения с точки зрения состояния воздушной среды заключается в определении процента загазованной территории жилого квартала по формуле:
S = —Ä--100' <4>
где S — процент загазованной территории квартала; S3ar — площадь жилой застройки (в га), на которой концентрации окиси углерода превышают ПДК (3 мг/м3); S0om— общая площадь жилой застройку (в га).
Анализ карт загазованности показывает, что замкнутая застройка автомагистралей приводит к заметному снижению уровня загрязнения воздуха на внутриквартальной территории, однако внешние фасады домов с окнами, выходящими на улицу, оказываются в неблагоприятных условиях вследствие подпора загрязненных воздушных масс. Наиболее целесообразной является свободная застройка жилых кварталов с размещением на магистрали экранирующих зданий коммунально-бытового, торгового и иного назначения, а также включением в поперечный профиль улиц многорядных плотных полос древесно-кустарниковых насаждений.
Расчет ожидаемого уровня загрязнения воздуха позволяет судить о рациональности и предпочтительности того или иного планировочного решения и в случае необходимости достигнуть улучшения качества атмос-
ферного воздуха путем применения дополнительных защитных мероприятий (удаление застройки от магистрали, изменение ориентации зданий, дополнительное озеленение и т. п.).
ЛИТЕРАТУРА. Андреев П. И. Рассеяние в воздухе газов, выбрасываемых промышленными предприятиями. М., 1952.— Варшавский И. Л., Зо-лоторевский Л. С., Игнатович И. В. В кн.: Сборник трудов ЛАНЭ. М., 1969, с. 41.
Поступила 30/V 1973 Р.
CALCULATION OF THE CARBON MONOXIDE CONCENTRATION IN THE AIR OF HIGHWAYS AND NEIGHBOURING BUILDING BLOCKS
V. F. Sidorenko, Yu. G. Feldman
On the basis of studying the extent of spread carbon monoxide, as the main component of the motor exhaust gases, in the air of highways and that of neighbouring building blocks in connection with the existing conditions of motor traffic, the layout of buildings and the meteorological factors, the authors suggest a principle of calculating the expected levels of atmospheric pollution with the mentioned gas. A means of calculating the extent of air pollution makes it possible to evaluate the lay out of the building block and in cases of necessity to improve the state of the atmosphere by introducing the necessary protective measures.
УДК 614.72:615.285.7
Ю. А. Кучак
ЭЛЕКТРОАЭРОЗОЛИ ПЕСТИЦИДОВ И ГИГИЕНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ
Всесоюзный научно-исследовательский институт гигиены и токсикологии пестицидов, полимерных и пластических масс, Киев
Широкое использование в народном хозяйстве пестицидных аэрозолей сопровождается проникновением их в атмосферный воздух, значительным сносом токсического облака от места применения и как следствие загрязнением объектов окружающей среды, представляющим определенную биологическую опасность. Процессы первичной и вторичной миграции пестицидов в воздушный бассейн по существу остаются неуправляемыми, если не считать некоторых паллиативных средств защиты атмосферы, ограничивающихся гигиеническими регламентами. Однако выбор оптимальных условий, способа и метода применения ядохимикатов не всегда возможен и часто диктуется интересами сельскохозяйственного производства. Поэтому для практики необходимо разрабатывать и внедрять такие технические условия, которые бы позволяли управлять миграцией пестицидов в воздушной среде.
Тот факт, что значительная часть пестицидов, особенно при авиаобработках, не достигает цели и загрязняет атмосферный воздух и окружающую среду, требует более радикального решения этого вопроса. Одним из путей является униполярная электризация аэрозоля в момент его диспергирования. Наши опыты базировались на теоретических разработках В. Ф. Дунского (1959, 1969) по осаждению электроаэрозолей на поверхность заземленного сферического проводника в поле короткого разряда. Мы исходили из того, что аэроионы, заряженные одним знаком электричества, будут сохранять стабильность образовавшейся дисперсии и, основываясь на принципе притягивания разнополярных зарядов, будут осаждаться в заданном участке поля в большей степени, чем нейтральные аэрозоли такой же дисперсии. Основная цель нашей работы заключалась в том, чтобы с гигиенических позиций дать оценку целесообразности применения униполярных аэрононов в смысле их осаждения и вторичного поступления в атмосферу.
