VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

В статье представлены результаты исследований вещественного загрязнения атмосферы и шумового воздействия автотранспорта в ВАО г.Москвы.

Ключевые слова:вещественное загрязнение атмосферы, шумовое загрязнение, воздействие автотранспорта.

Восточный административный округ — один из 12 административных округов города Москвы. Включает в себя 16 районов. Является самым крупным по территории и вторым по численности округом Москвы. Он занимает 14,3 % территории города. Восточный административный округ – это округ, в котором тесно сплелись абсолютно несовместимые вещи. Его, пожалуй, чаще остальных московских округов упоминают как «самый». Только больше половины подобных оценок – не в его пользу. В итоге ВАО прослыл в массовом сознании как далекий от привлекательности и некомфортный для проживания. Впрочем, это всего лишь общественное мнение, которое не претендует на истину.

Район Перово расположен на востоке Москвы, на левом берегу Москвы-реки в среднем течении; территория расположена в границах Мещёрской низменности (в западной её части). В районе отсутствует резкая холмистость, однако в центральной части района Перово (между Зелёным пр-том и шоссе Энтузиастов) присутствует рельеф днища долины Перовского (Хлудовского) ручья. Перовский ручей назван Хлудовским Ю. А. Насимовичем по Владимирскому пруду, именуемому ранее Хлудовским прудом.

Любой округ Москвы испытывает сильную антропогенную нагрузку вследствие интенсивных транспортных потоков, пронизывающих территорию. Именно автотранспорт выделяет, по разным оценкам, от 90 до 95% вредных веществ в атмосферу города. Однако, для отдельных территорий (автомагистралей, селитебных районов или парковых зон), эта нагрузка существенно отличается. Поэтому целью исследования явилась оценка экологического состояния одного из районов ВАО г. Москвы. Исследуемый участок расположен в районе Перово, Федеративный проспект, д.7 к.1 и д.5 к. 3 (рисунок 1) вблизи 2-х автомобильных дорог, которые представляют собой две «артерии», являющимися, основными дорогами для выезда на шоссе Энтузиастов, с последующим выездом в центр Москвы [2].

Плотность населения и интенсивность движения автотранспорта в исследуемом районе высока.

Рисунок 1 – Исследуемый район - Федеративный проспект, д.7 к.1, д.5 к.3 на карте Яндекс.

Чтобы рассчитать выбросы автотранспорта необходимо воспользоваться методикой определения выбросов автотранспорта для проведения сводных расчетов загрязнения атмосферы городов [1].

Для этого рассчитаем количество автотранспорта, проезжаемого за 1 час около автобусной остановки «Федеративный проспект д.7» Полученные данные занесём в таблицу 1.

Таблица 1 - Общее количество автотранспорта за исследуемый период времени

Тип транспорта	Количество, шт. за 60 мин	Длина участка, м
Легковые	1400	400
Легковые дизельные	40
Грузовые карбюраторные с грузоподъемностью до 3 т и микроавтобусы	120
Грузовые карбюраторные с грузоподъемностью более 3 т	8
Автобусы карбюраторные	16
Грузовые дизельные	2
Автобусы дизельные	40

Для расчетов выбираем период времени с 7-00 до 8-00, расстояние исследуемого участка равно 400 м.

Теперь произведём расчет выбросов загрязняющих веществ автотранспортом. Выброс i - го вредного вещества автотранспортным потоком (MLi) определяется для конкретной автомагистрали, на всей протяженности которой, структура и интенсивность автотранспортных потоков изменяется не более, чем на 20 - 25 %. При изменении автотранспортных характеристик на большую величину, автомагистраль разбивается на участки, которые в дальнейшем рассматриваются как отдельные источники[1].

Такая магистраль (или ее участок) может иметь несколько нерегулируемых перекрестков или (и) регулируемых при интенсивности движения менее 400 - 500 а / час.

Для автомагистрали (или ее участка) с повышенной интенсивностью движения (т.е. более 500 а/час) целесообразно дополнительно учитывать выброс автотранспорта (Мп) в районе перекрестка.

В районе перекрестка выбрасывается наибольшее количество вредных веществ автомобилем за счет торможения и остановки автомобиля перед запрещающим сигналом светофора и последующим его движением в режиме «разгона» по разрешающему сигналу светофора.

Это обуславливает необходимость выделить на выбранной автомагистрали участки перед светофором, на которых образуется очередь автомобилей, работающих на холостом ходу в течение времени действия запрещающего сигнала светофора.

Таким образом, для автомагистрали (или ее участка) при наличии регулируемого перекрестка суммарный выброс М будет равен :

где :

- выброс в атмосферу автомобилями, находящимися в зоне перекрестка при запрещающем сигнале светофора;

- выброс в атмосферу автомобилями, движущимися по данной автомагистрали в рассматриваемый период времени;

n и m - число остановок автотранспортного потока перед перекрестком соответственно на одной и другой улицах, его образующих, за 20- минутный период времени;

индексы 1 и 2 соответствуют каждому из 2- х направлений движения на автомагистрали с большей интенсивностью движения, а 3 и 4 - соответственно для автомагистрали с меньшей интенсивностью движения[1].

Расчет выбросов движущегося автотранспорта.

Выброс i - того загрязняющего вещества (г/с) движущимся автотранспортным потоком на автомагистрали (или ее участке) с фиксированной протяженностью L ( км ) определяется по формуле[1]:

- пробеговый выброс i -г o вредного вещества автомобилями k - й группы для городских условий эксплуатации, определяемый по приложению А;

k - количество групп автомобилей;

Gk (1/ час) - фактическая наибольшая интенсивность движения, т . е . количество автомобилей каждой из К групп, проходящих через фиксированное сечение выбранного участка автомагистрали в единицу времени в обоих направлениях по всем полосам движения[1];

- поправочный коэффициент, учитывающий среднюю скорость движения транспортного потока (км/час) на выбранной автомагистрали (или ее участке), определяемый по приложению Б);

- коэффициент пересчета «час» в «сек»;

L (км) - протяженность автомагистрали (или ее участка) из которого исключена протяженность очереди автомобилей перед запрещающим сигналом светофора и длина соответствующей зоны перекрестка (для перекрестков, на которых проводились дополнительные обследования)[1].

В ходе расчётов получли следующие данные:

Таблица 2 – промежуточные расчёты выбросов автотранспорта

Тип транспорта	Выбросы движущегося автотранспорта
	СО	NO	СН	Сажа	SO2	Формальдегид	Соединения свинца	Бенз ( а ) пирен
Легковые	7980,00000	2520,00000	882,00000	-	27,30000	2,52000	7,98000	0,00071
Легковые дизельные	24,00000	52,00000	3,00000	1,20000	2,52000	0,03600	-	-
Грузовые карбюраторные с грузоподъемностью до 3 т и микроавтобусы	6346,00000	348,00000	1035,00000	-	18,00000	1,80000	2,34000	0,00041
Грузовые карбюраторные с грузоподъемностью более 3 т	528,00000	41,60000	94,33600	-	1,54880	0,15488	0,23232	0,00004
Автобусы карбюраторные	1171,20000	84,80000	160,80000	-	3,84000	0,36000	0,49200	0,00008
Грузовые дизельные	14,96000	15,40000	10,56000	0,52800	2,20000	0,36960	-	0,00001
Автобусы дизельные	309,76000	320,00000	228,80000	10,56000	51,04000	10,91200	-	0,00024
Итого	16373,92000	3381,80000	2414,49600	12,28800	106,44880	16,15248	11,04432	0,00149

Таблица 3 – выбросы движущегося автотранспорта

Тип транспорта	Выбросы движ.авт. г/ч
Легковые	1268,86675
Легковые дизельные	9,19511
Грузовые карбюраторные с грузоподъемностью до 3 т и микроавтобусы	850,12671
Грузовые карбюраторные с грузоподъемностью более 3 т	73,98578
Автобусы карбюраторные	157,94356
Грузовые дизельные	4,89085
Автобусы дизельные	103,45247

Так как на рассматриваемой территории нет перекрёстков, то суммарный выброс на дороге составит: М = 1268,86675 + 9,19511 + 850,12671 + 73,98578 + 157,94356 + 4,89085 + 103,45247 = 2468,46123 г/ч

Также целесообразно учесть шумовое загрязнение на данной территории, вызываемое по большей части так же автотранспортом. Исходным параметром для расчета эквивалентного уровня звука, создаваемого в какой-либо точке на территории города потоком средств автомобильного транспорта (включая автобусы и троллейбусы), является шумовая характеристика потока LAэкв. в дБА, определяемая по ГОСТу 20444-85 на расстоянии 7,5 м от оси ближней полосы движения транспорта:

где Q - интенсивность движения, ед./ч; V - средняя скорость потока, км/ч; r - доля средств грузового и общественного транспорта в потоке, %, (к грузовым относятся автомобили грузоподъемностью 1,5 т и более); ΔL_A1 - поправка, учитывающая вид покрытия проезжей части улицы или дороги, дБА, (при асфальтобетонном покрытии ΔL_A1 = 0, при цементобетонном покрытии ΔL_A1 = +3 дБА); ΔL_A2 - поправка, учитывающая продольный уклон улицы или дороги, дБА, определяемая по таблице 4 [1].

Таблица 4 – Поправка ΔL_A2, учитывающая продольный уклон улицы или дороги

Продольный уклон улицы или дороги, %	ΔLA2, дБА
	Доля средств грузового и общественного транспорта в потоке, %
	0	5	20	40	100
2	0,5	1	1	1,5	1,5
4	1	1,5	2,5	2,5	3
6	1	2,5	3,5	4	5
8	1,5	3,5	4,5	5,5	6,5
10	2	4,5	6	7	8

Для данного участка интенсивность движения составит 1626 ед./ч, средняя скорость потока равна 45 км/ч, доля общего транспорта составит 88,6%, грузового 11,4%, покрытие асфальтобетонное - ΔL_A1 = 0,продольный уклон улицы 4%, следовательно, ΔL_A2 для общеготранспорта = 3, для грузового - 2.

Таким образом, L_Aэкв. =10*lg1626+13,3*lg45+4*lg(1+88,6)+0+3+15 = 79,90816 дБА (для общего транспорта)

L_Aэкв. =10*lg1626+13,3*lg45+4*lg(1+11,4)+0+2+15 = 75,47262 дБА (для грузового транспорта)

Ожидаемый эквивалентный уровень звука L_{Aэкв.тер.2}, дБА, создаваемый потоком средств автомобильного транспорта в расчетной точке, определяется по формуле

_,

где ΔL_A3 - снижение уровня шума в зависимости от расстояния от оси ближайшей полосы движения транспорта до расчетной точки, дБА; ΔL_A4 - поправка, учитывающая влияние отраженного звука, дБА, (рис.1) в зависимости от отношения h_р.т./В, где h_р.т. - высота расчетной точки над поверхностью территории; в общем случае высота расчетной точки принимается h_p.т. = 12 м; В - ширина улицы (между фасадами зданий), м[1].

Рисунок 1 – Снижение уровня звука с расстоянием, где

1 - улица, 2 полосы движения; 2 - улица, 4 полосы движения; 3 - улица, 6 полос движения; 4 - улица, 8 полос движения; 5 - трамвай (L_Aэкв.), 6 - трамвай (L_Aмакс.)

Таблица 5 – Поправка ΔL_A4, учитывающая влияние отражённого звука

Тип застройки	Односторонняя	Двусторонняя
		отношение hр.т./В
		0,05	0,25	0,4	0,55	0,7
ΔLA4, дБА	1,5	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5

Для первого участка исследуемой территории, д.7 к.1, снижение уровня шума в зависимости от расстояния от оси ближайшей полосы движения транспорта (4 полосы движения на расстоянии 20 м) до расчетной точки (д.7 к.1) равно 3 дБА, ΔL_A4 =1,5дБА, т.к. застройка односторонняя.

Получаем следующие данные, L_{Aэкв.тер.2 =} 79,90816 – 3+1,5 = 78,40816 дБА для общего транспорта

для грузового L_{Aэкв.тер.2 =}75,47262 – 3+1,5 = 73,97262 дБА

Для второго участка исследуемой территории, д.5 к.3, снижение уровня шума в зависимости от расстояния от оси ближайшей полосы движения транспорта (4 полосы движения на расстоянии 192 м) до расчетной точки (д.5 к.3) равно 13 дБА, ΔL_A4 =1,5дБА, т.к. застройка двусторонняя, отношение h_р.т./В = 0,06

Получаем следующие данные, L_{Aэкв.тер.2 =} 79,90816 – 13+1,5 = 68,40816 дБА для общего транспорта

для грузового L_{Aэкв.тер.2 =}75,47262 – 13+1,5 = 63,97262дБА

Согласно Санитарным нормам СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки» оптимальным уровнем шума для жилых комнат общежитий и учебных помещений является 50 дБА. Делая вывод согласно полученным данным приходим к заключению, что на первом участке уровень шума превышает оптимальный на 28 и 23 дБА для транспорта и грузовых машин соответственно. На втором участке уровень шума превышает оптимальный на 18 и 13 дБА для транспорта и грузовиков соответственно. Делаем вывод, что уровень шума превышен на обоих участках. При сравнении двух участков (д.7к.1, д.5к.3) исследуемого района, приходим к выводу, что второй участок д.5к.3 является более удобным для проживания с точки зрения атмосферного и шумового загрязнения.

Литература

1. Методика определения выбросов автотранспорта для проведения сводных расчетов загрязнения атмосферы городов.[Электронный ресурс]. URL: http://www.gosthelp.ru/ (дата обращения 04.04.2014)
2. Муниципальный округ Перово.[Электронный ресурс]. URL:http://www.perovo-moscow.ru/ (дата обращения 02.04.2014)

Код для цитирования: Скопировать