XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

Согласно исследованию общественного мнения, представленному на сайте Domofond.ru [1], Оренбург занял 154-е место в рейтинге экологического благополучия среди 200 городов России. Это свидетельствует о том, что экологическая обстановка в городе с каждым годом ухудшается. Одна из основных причин такого ухудшения – выбросы загрязняющих веществ (ЗВ) от автотранспортных средств (АТС). За последние несколько лет жилищный фонд Оренбурга значительно вырос. Однако автомобильная инфраструктура вблизи возведенных жилищных комплексов развита недостаточно. На придомовой территории располагаются в непосредственной близости как стоянки для АТС, так и детские внутри-дворовые площадки. Обосновано [2-4], что загромождение внутреннего пространства жилых кварталов и дворовых территорий АТС может представлять серьезную экологическую опасность для жителей, поскольку выбросы токсичных ЗВ при холодном пуске и прогреве двигателя в несколько раз больше выбросов от полностью прогретых двигателей автомобилей, движущихся по автомагистралям. При этом экологическая обстановка дополнительно ухудшается из-за замкнутости дворов и уплотненной застройки жилых кварталов, что значительно препятствует рассеянию выбросов АТС. Однако наибольшую опасность представляют взвешенные вещества (РМ) и углеводороды. Взвешенные вещества, в отличие от большинства других веществ в отработавших газах (ОГ), постоянно накапливаются и циркулируют в приземном слое атмосферы на придомовых территориях [5]. Ранее в работах [6, 7] обосновано, что многие токсичные вещества, такие как полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), альдегиды, бензол, толуол и другие углеводороды высших классов опасности, адсорбируются на поверхности PM10, PM2,5. Таким образом, человек вдыхает не только сами РМ, но и соединенные с ними опасные для здоровья токсичные вещества. Для снижения риска появления заболеваний или ухудшения самочувствия жителей домов необходимо не только оценивать степень загрязнения приземного слоя атмосферы на придомовой территории, но и контролировать содержание C_nH_m и РМ из состава ОГ, находящихся на этой территории АТС разных экологических классов при пуске и прогреве двигателя.

Цель исследования – разработать предложения по оценке степени загрязнения приземного слоя атмосферы от припаркованных на придомовой территории АТС.

Для оценки степени загрязнения приземного слоя атмосферы на придомовой территории с использованием Swimlane-диаграммы нами определены последовательность основных подпроцессов и распределение ответственности за них (рисунок 1).

Рисунок 1 – Swimlane-диаграмма процесса «Оценить степень загрязнения приземного слоя атмосферы на придомовой территории»

В ходе деятельности по контролю содержания РМ и углеводородов на придомовой территории ответственность должна распределяться между руководителем экологической службы, заведующим лабораторией, оператором и лаборантом. Владельцем процесса предлагаем назначить руководителя экологической службы. К его задачам можно отнести: составление и утверждение плана контроля атмосферного воздуха; обработку поступивших заявок и жалоб; общее руководство и координацию деятельности физико-химических лабораторий; установление порядка и сроков составления отчетности по охране окружающей среды. Заведующий лабораторией производит предварительный анализ возможных источников выбросов, обосновывает выбор ЗВ, подлежащих контролю, организует метрологическое обеспечение мероприятий по охране окружающей среды; определяет порядок проведения исследований и распределяет обязанности. Оператор непосредственно на месте проводит измерения параметров окружающей среды (температуры, влажности, скорости ветра), подготавливает электроаспиратор и другие применяемые устройства отбора проб; осуществляет отбор проб воздуха в приземном слое атмосферы придомовой территории согласно действующим НД. Кроме того оператор составляет план дворовой территории в том числе указывает количество парковочных мест для АТС, расположение домов, детских и спортивных площадок. Лаборант определяет содержания ЗВ в анализируемых пробах в соответствии со стандартизованными методиками выполнения измерений и проводит обработку результатов измерений. После чего заведующий лабораторией оценивает степень загрязнения приземного слоя атмосферы на придомовой территории, составляется и подписывается протокол результатов количественного химического анализа атмосферного воздуха. На основании результатов анализа руководитель службы совместно с заведующим лабораторией разрабатывают корректирующие мероприятия по предотвращению загрязнения окружающей среды и соблюдению экологических норм, обеспечивающих благоприятные условия жизнедеятельности человека.

В случае превышения ПДК одним из возможных корректирующих мероприятий для снижения степени загрязнения приземного слоя атмосферы на придомовой территории нами предлагается детальная оценка источника выбросов ЗВ – АТС, находящихся на придомовой территории. Для повышения достоверности контроля нами проведено функциональное моделирование процесса «Оценить содержание PM и углеводородов в ОГ ДВС на придомовой территории», с применением нотации IDEF0 (рисунки 2, 3). Важно подчеркнуть, что отбор и подготовка проб для определения ЗВ должны проводиться строго в соответствии с нормативно-технической документацией. Методы анализа должны быть избирательными в присутствии постоянно и наиболее часто содержащихся в атмосфере ЗВ. Погрешность методов не должна превышать ±25 % во всем диапазоне измеряемых концентраций. При этом методы должны обеспечивать измерение с указанной погрешностью концентраций ЗВ в пределах величин от 0,8 до 10 ПДК, а поглотительные приборы и устройства иметь эффективность поглощения вещества не менее 95 %.

Рисунок 2 – Диаграмма для процесса«Оценить содержание РМ и углеводородов в ОГ ДВС на придомовой территории» в нотации IDEF0

Рисунок 3 – Диаграмма подпроцессов IDEF0 «Оценить содержание PM и углеводородов в ОГ ДВС на придомовой территории»

Таким образом, использование инструментов управления процессами Swimlane-диаграммы и нотации IDEF0 позволило нам составить модели процессов «Оценить степень загрязнения приземного слоя атмосферы на придомовой территории» и «Оценить содержание РМ и углеводородов в ОГ ДВС на придомовой территории». Предложенные нами модели могут послужить основой для разработки методики по инвентаризации выбросов ЗВ на придомовой территории и позволят определить состав и концентрации выбросов ЗВ в ОГ при пуске и прогреве двигателей АТС. Кроме того результаты исследований, полученные с использованием разработанных процессных моделей предлагаемых методик выполнения измерений могут быть использованы при составлении математических моделей прогнозирования возможного уровня содержания ЗВ на придомовой территории в зависимости от различных факторов.

Список литературы:

1. Экологический рейтинг 200 городов России за 2019 год [Электронный ресурс]. URL: https://www.domofond.ru/statya/ekologicheskiy_reyting_200_gorodov_rossii_za_2019_god /100219 (дата обращения: 15.01.2020).

2. Ложкин, В.Н. Совершенствование информационного процесса мониторинга экологической безопасности автотранспортных средств при пуске и прогреве двигателя / О.В. Ложкина, О.В. Сорокина, В.Н. Ложкин // Проблемы управления рисками в техносфере научно-аналитический журнал – 2016. – № 4 (40). – С. 17-24.

3. Цыплакова, Е.Г. Приборы и методы контроля и мониторинга воздействия автотранспорта на атмосферный воздух северных городов : дис. … доктора техн. наук: 05.11.13 / Цыплакова Елена Германовна. – Санкт-Петербург, 2014. – 347 с.

4. Стрельников, А.В. Предложения по оценке массы выбросов вредных веществ в отработавших газах при пуске и прогреве двигателей автомобилей на придомовых территориях Оренбурга / А.В. Стрельников // Шаг в науку. – 2019. – № 3. – С. 50-54.

5. Вольнов, А.С. Математическая модель для оценки загрязнения автотранспортными потоками приземного слоя атмосферы на перекрёстках внутригородских автомобильных дорог/ А.С. Вольнов// Интеллект. Инновации. Инвестиции. – 2016. – № 7. – С. 103-111.

6. Третьяк, Л.Н. Проблемы экологизации автомобильного транспорта / Л.Н. Третьяк, Е.М. Герасимов, А.С. Вольнов // Проектирование и управление автомобильными дорогами: сб. ст. международной междунар. науч.-практ. конф. (9-10 октября 2014 г.) – Оренбург: ИПК ОГУ. – 2014. – С. 103-104.

7. Третьяк, Л.Н. Обеспечение экологической безопасности автотранспортных потоков путём комплексного учёта выбросов вредных веществ и разработки организационно-технических мероприятий / Л.Н. Третьяк, А.С. Вольнов, Д.А. Косых // Интеллект. Инновации. Инвестиции. – 2017. – № 11. – С. 40-46.