CC BY
34
© В.А. Субботин, Е.А. Байдурганова, 2005
УДК 622.8
В.А. Субботин, Е.А. Байдурганова
РЕШЕНИЕ ОДНОЙ ИЗ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ г. МОСКВЫ ПУТЕМ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ОЧИСТКИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ВЫБРОСОВ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОДЗЕМНЫХ АВТОМАГИСТРАЛЕЙ
¥7* жегодное увеличение количества транспорта и его состояние сказывается на условиях функционирования городской среды и качестве жизни населения. Автотранспорт столицы насчитывает примерно 3 млн. единиц, который не только сжигает необходимый кислород, но и выбрасывает в атмосферу огромное количество токсичных и вредных веществ. Выбросы автомобилей составляют до 87 % всех вредных выбросов в городе. В среднем на одного москвича приходится 46 кг вредных веществ в год.
Поскольку в дальнейшем сокращение автотранспорта не предвидится, а наоборот, ожидается увеличение автопарка города, то предлагается осуществить строительство двух подземных автомагистралей протяженностью каждая около 25-30 км с выездами и въездами из них через 1,5-2,0 км. Каждая магистраль будет состоять из двух прямолинейных в плане попарно параллельных тоннеля с односторонним движением транспортных средств. Сооружение этих тоннелей предлагается осуществить с использованием разработанного в МГГУ комплекса «МУСКАТ» (модульный универсальный скоростной комплекс с пригрузом забоя для сооружения автодорожных тоннелей).
Перевод части автомобильного потока под землю при эксплуатации предлагаемых автодорожных тоннелей улучшит транспортную ситуацию на наземных автомагистралях и развязках, поскольку освободит территории, которые можно будет использовать для других нужд города, в том числе и для озеленения Москвы, сократится время проезда на личном
Рис. 1. Конструкция модуля «МОВГ-600»:
1 - корпус модуля, 2 - сорбент, 3 - катализатор
транспорте из одного конца города в другой, что защитит водителей и пассажиров от дополнительных стрессов, связанных с простаиванием в автомобильных пробках, представится возможным не только уловить выхлопные газы автомобилей в тоннелях, но и произвести частичную очистку от них, что снизит содержание вредных компонентов в атмосферном воздухе.
Произведен расчет по очистке автомобильных выбросов для участка автомагистрали от портала на улице Крупской до первого выезда на Университетском проспекте длиной 2 км. Одновременно на этом участке в одном тоннеле может находиться до 1600 автомобилей. Скорость движения транспорта в тоннеле за счет отсутствия светофоров будет в пределах 80-100 км/ч. Поскольку проезд по автомагистралям будет платным, то, в основном, поток автотранспорта представляет собой поток легковых автомобилей.
Рис. 2. Схема расположения модулей «МОВГ - 600» в тоннеле:
1 - камера, где собираются отработанные вентиляционные газы, 2 - камера для сбора очищенного воздуха
Принято, что 85 % от всего количества автомобилей - это автомобили с карбюраторным двигателем и 15 % - автомобили с дизельным двигателем, а также 90 % из них составляют легковые автомобили и 10 % грузовые.
Анализ предполагаемого состава атмосферы в тоннеле показывает, что концентрации вредных веществ (оксид углерода СО, оксиды азота КОх, многочисленная группа углеводородов СтНп, сернистый газ 8О2, акролеин, формальдегид) превышают ПДК по этим веществам в 20-100 раз. Поэтому необходимо обеспечить снижение концентраций до допустимых.
За долгое время существования проблемы автомобильных выбросов и загрязнения ими атмосферного воздуха было разработано множество методов и способов, позволяющих уменьшить количества или снизить их токсичность.
Для рассматриваемого тоннеля из всех вышеприведенных способов наиболее подходящим является способ каталитической нейтрализации, сущность которого заключается в обезвреживании уже образовавшихся токсикантов различными способами.
В данном случае для очистки автомобильных выбросов целесообразно применить достаточно эффективный каталитический нейтрализатор, представленный в виде модулей «МОВГ - 600» (рис. 1). Он предназначен для очистки вентиляционных выбросов из гаражей - автостоянок, но подобными каталитическими нейтрализаторами могут быть оборудованы и автодорожные тоннели.
Поскольку катализатор содержит оксиды переходных металлов, а также модуль работает при температуре окружающего воздуха энергетические затраты при эксплуатации малы в отличие от катализаторов на основе металлов платиновой группы, рабочая температура которых соответствует 350-500 °С.
Для очистки автомобильных выбросов в данном тоннеле предлагается применить схему из 100 модулей «МОВГ - 600» из расчета один модуль на 10 автомобилей. Эти модули будут расположены в верхней части тоннеля, специально предназначенной для размещения системы очистки. У порталов будут находиться воздухособирающие установки для вентиляционных газов, откуда воздух поступит в камеру 1, а далее - пройдет через систему очистки. И уже очищенный воздух поступит в камеру 2, где у портала будет собираться и выпускаться на поверхность (рис. 2).
Модулями «МОВГ-600» был оборудован гараж-автостоянка в одном из московских жилых районов с плотной застройкой Ясенево, где возведение гаражей без системы очистки вентиляционных выбросов строго запрещено санитарными нормами г. Москвы.
Испытания показывают, что концентрации СО, углеводородов и КО2 в вентиляционном выбросе из этого гаража ниже ПДК соответствующим рекомендациям Всемирной организации здравоохранения.
Подобного результата предполагается получить и в рассматриваемом тоннеле.
— Коротко об авторах ---------------------------------------------------------------------------
Субботин Валерий Александрович - кандидат технических наук, доцент кафедры «Сопротивление материалов»,
Байдурганова Екатерина Анатольевна - бакалавр,
Московский государственный горный университет.
