Разработка метода комплексной оценки воздействия автотранспорта на экологическую безопасность городской среды для обоснования мониторинга и защитных мероприятий
На правах рукописи
САПОЖКОВА НАТАЛЬЯ ВАСИЛЬЕВНА
РАЗРАБОТКА МЕТОДА КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКИ ВОЗДЕЙСТВИЯ АВТОТРАНСПОРТА НА ЭКОЛОГИЧЕСКУЮ БЕЗОПАСНОСТЬ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ ДЛЯ ОБОСНОВАНИЯ МОНИТОРИНГА
И ЗАЩИТНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ
05.23.19 Экологическая безопасность строительства
и городского хозяйства
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Волгоград – 2012
Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет»
| Научный руководитель: доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ | СИДОРЕНКО ВЛАДИМИР ФЕДОРОВИЧ |
| Официальные оппоненты: | |
| доктор технических наук, профессор | СИДЕЛЬНИКОВА ОЛЬГА ПЕТРОВНА ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет» |
| кандидат технических наук, доцент | СТЕЦЕНКО СВЕТЛАНА ЕВГЕНЬЕВНА ГАУ ВО «Облгосэкспертиза» |
| Ведущая организация: | ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный архитектурно-строительный университет» |
Защита диссертации состоится 24 февраля 2012 г. в 1200 на заседании диссертационного совета ДМ 212.026.05 при ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет» по адресу: 400074, г. Волгоград, ул. Академическая, 1, ауд. Б-203
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет»
Автореферат разослан 23 января 2012 г.
| Ученый секретарь диссертационного совета |  | Юрьев Ю.Ю. |
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. Развитие городов и транспортных систем способствует росту количества автотранспорта и увеличению автомобильных перевозок, что, в свою очередь, приводит к усилению отрицательных воздействий на экологическую обстановку городской среды.
За последнее время и в России, и в Волгограде в частности наблюдается значительный рост автомобильного парка. В соответствии с прогнозами предполагается дальнейшее увеличение числа транспортных единиц, что негативно скажется на экологическом состоянии окружающей среды.
В настоящее время в градостроительном проектировании оценка негативного воздействия автотранспорта на окружающую среду выполняется не всегда, а если и выполняется, то не комплексно, а по отдельным факторам. Основная причина этого – отсутствие простых и достаточно адекватных методик оценки.
Любой крупный город является транспортным узлом, в связи с чем экологическая обстановка в большинстве районов, а особенно в центральной части города, складывается неблагоприятная. В связи с загрязнением атмосферы, почвы и гидросферы выбросами транспорта, пылью, техническим шумом, вибрацией и отсутствием в необходимом объеме естественных и искусственных защитных мероприятий экологическая обстановка постоянно ухудшается. А это приводит к стрессу и дискомфорту населения, развитию и обострению различных заболеваний.
В связи с этим на протяжении последних десятилетий был проведен большой комплекс исследований по изучению воздействия вредных факторов на организм человека, обоснованию и внедрению мероприятий по улучшению окружающей среды. Этим вопросам посвящены работы многих российских и зарубежных ученых: Н.В. Аброськиной, В.Н. Азарова, Э.Ю. Безуглой, М.Е. Берлянда, К.А. Буштуевой, Ю.А. Израэля, И.Л. Карагодиной, Ю.В. Кононовича, В.Н. Луканина, Г.Л. Осипова, В.П. Подольского, А.Д. Потапова, Б.Г. Пруткова, Е.П. Самойлюка, В.Ф. Сидоренко, С.Е. Стеценко, Ю.Г. Фельдмана, С.Б. Чистяковой и др. Однако исследования проводились по отдельным факторам без учета комбинированного и временного фактора воздействия.
Для получения более полной информации об экологической обстановке в городе необходимо производить комплексную оценку негативных факторов влияния автотранспорта на человека и городскую среду.
Работа выполнена в соответствии с тематическим планом научно-исследовательских работ ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет» и Муниципальным контрактом на тему «Комплексная транспортная схема г. Волгограда на 2007–2025 гг.».
Цель работы – разработать метод комплексной оценки воздействия автотранспорта на экологическую обстановку городской среды и человека для обоснования системы мониторинга и защитных мероприятий.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- Исследование пофакторного воздействия автотранспорта на городскую среду: загазованности, запыленности, шума и вибрации.
- Анализ гигиенических исследований воздействия загазованности, запыленности, шума и вибрации от автомобильного транспорта для определения их негативного влияния на организм человека.
- Разработка метода комплексной оценки воздействия автотранспорта на окружающую среду от исследуемых факторов: загазованности, запыленности, шума и вибрации.
- Разработка алгоритма расчета для пофакторной и комплексной оценок экологической обстановки городской среды от воздействия автотранспорта.
- Разработка системы мониторинга загрязнений окружающей среды автотранспортом.
- Разработка системы подбора и сочетания градостроительных мероприятий по защите жилой застройки от комплексного воздействия автотранспорта в крупных городах.
Основная идея работы состоит в обосновании системы мониторинга городской среды и подбора защитных мероприятий на основе пофакторной и комплексной оценок негативного воздействия автотранспорта на жилую застройку.
Методы исследования включали: аналитическое обобщение известных научных и технических результатов, натурные, теоретические и лабораторные исследования, математическую обработку экспериментальных данных методами математической статистики и анализа с применением ПЭВМ.
Достоверность научных исследований и выводов работы обоснована применением классических положений теоретического анализа, моделированием изучаемых процессов, планированием экспериментов и подтверждена удовлетворительной сходимостью полученных данных экспериментальных исследований в лабораторных и натурных условиях с результатами теоретических обобщений и данными других авторов.
Научная новизна работы заключается в том, что:
- впервые применен системный подход к комплексной оценке исследуемых факторов негативного воздействия автотранспорта (загазованности, запыленности, шума и вибрации);
- получены зависимости процентного содержания органической пыли на проезжей части, бордюре и в жилой застройке от интенсивности движения автотранспортных средств;
- установлена зависимость концентрации пыли в окружающей среде от скорости ветра и распространение ее до жилой застройки;
- установлено наличие вибрации и определен уровень виброскорости от автомобильного транспорта у проезжей части и у линии жилой застройки;
- разработана балльная система оценок уровня экологической обстановки от автотранспорта по исследуемым факторам: загазованности, запыленности, шуму и вибрации;
- разработан алгоритм расчета для пофакторной и комплексной оценок экологической обстановки городской среды от воздействия автотранспорта;
- разработана научно обоснованная система мониторинга городской среды от комплексного воздействия автотранспорта;
- разработана методика подбора защитных мероприятий, позволяющая обеспечить комплексное снижение негативного воздействия автотранспорта на окружающую среду.
Практическое значение работы заключается в возможности контроля и прогноза антропогенного воздействия автотранспорта на окружающую среду и снижения его негативного воздействия защитными мероприятиями.
Реализация результатов работы:
- в работе Департамента городского хозяйства администрации Волгограда при выполнении Муниципального контракта на тему «Комплексная транспортная схема г. Волгограда на 2007–2025 гг.» апробирована система мониторинга городской среды от воздействия автотранспорта;
- при разработке системы градостроительного развития, озеленения и рекреации г. Волгограда в разделе «Концепция устойчивого развития г. Волгограда» апробирована система подбора защитных мероприятий;
- в работе Управления Роспотребнадзора по Волгоградской области апробирована система мониторинга окружающей среды от воздействия автотранспорта при совершенствовании системы социально-гигиенического мониторинга окружающей среды городов Волгоградской области;
- в работе комитета по градостроительству и архитектуре Волгограда для определения и снижения уровня экологической нагрузки на окружающую среду апробирована система подбора защитных мероприятий;
- в учебном процессе апробирован метод комплексной оценки экологической обстановки городской среды при дипломном проектировании, ведении лекционных и практических занятий по дисциплинам «Экология», «Основы транспортных систем и планирование движения» и «Экологическое строительство».
На защиту выносятся:
- Результаты исследований пофакторного воздействия автотранспорта на городскую среду: загазованности, запыленности, шума и вибрации.
- Результаты анализа гигиенических исследований воздействия загазованности, запыленности, шума и вибрации от автомобильного транспорта на организм человека.
- Метод расчета комплексного воздействия автотранспорта на окружающую среду.
- Алгоритм расчета для пофакторной и комплексной оценок экологической обстановки городской среды от воздействия автотранспорта.
- Система мониторинга загрязнений окружающей среды автомобильным транспортом.
- Система подбора защитных мероприятий по снижению негативного комплексного воздействия автотранспорта на городскую среду.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и получили одобрение на научно-практической конференции «2009 – год Нижне-Волжского региона в Южном региональном отделении РААСН» (г. Волгоград, октябрь 2009 г.); VI Международной научно-практической конференции «Строительство в прибрежных курортных регионах» (г. Сочи, 17–21 мая 2010 г.); Международной научно-практической конференции «Устойчивое развитие городов и территорий: проблемы, пути решения, инновации» (г. Воронеж, октябрь 2010 г.); Международной научно-практической конференции «Научный потенциал молодых ученых для инновационного развития строительного комплекса Нижнего Поволжья» (г. Волгоград, 24 декабря 2010 г.); ежегодных Международных научно-практических конференциях ВолгГАСУ «Молодежь и научно-технический прогресс в дорожной отрасли Юга России» (г. Волгоград, май 2005–2011 гг.). Результаты исследований апробированы в комплексной дипломной работе на тему «Исследование и комплексная оценка негативного воздействия автомобильного транспорта на жилую застройку г. Волгограда» (студенты специальности 270105.65 «Городское строительство и хозяйство» А.Ф. Пахомова и Л.Н. Лоскутова). Дипломная работа представлена на всероссийских конкурсах дипломных проектов и работ и удостоена диплома I степени в г. Ростове-на-Дону, диплома за оригинальное научное решение в г. Пензе.
Публикации. Основные результаты исследований по теме диссертации опубликованы в девяти печатных работах, в том числе две статьи опубликованы в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка используемой литературы и приложений. Общий объем диссертации включает 183 страницы, содержащие 44 таблицы, 79 рисунков, список используемой литературы из 194 наименований и 8 приложений на 44 страницах.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель, задачи и основные идеи работы, ее научная новизна и практическая значимость, приведены сведения об апробации и внедрении результатов проведенных исследований.
В первой главе работы представлен аналитический обзор научной и практической деятельности в области воздействия автотранспорта на окружающую городскую среду и организм человека.
Развитие транспортной системы крупных городов непосредственно связано с развитием общества в целом, экономическим ростом, который привел к увеличению количества пассажиро- и грузоперевозок. Вместе с тем, возросло негативное воздействие автотранспорта на экологическую безопасность на всей урбанизированной территории.
Автотранспорт на протяжении всего жизненного цикла оказывает негативное воздействие на все компоненты окружающей природной среды (воду, воздух, почву), изменяя их химические и физические свойства. Для исследования выделены и подробно изучены основные факторы, оказывающие наибольшее негативное влияние на городскую среду и человека: загазованность, запыленность, шум и вибрация.
На основании исследований гигиенистов произведен анализ и определена оценка степени воздействия каждого загрязняющего фактора на определенные органы или системы организма человека, полученные результаты представлены в табл. 1.
Таблица 1 - Степень воздействия загрязняющих факторов на организм человека
| Негативный фактор | Воздействует на | |||||
| нервную систему | сердечно- сосудистую систему | дыхательные пути | крове-носную систему | желудочно- кишечный тракт | Органы слуха | |
| Загазованность | – | |||||
| Запыленность | – | – | ||||
| Шум | – | |||||
| Вибрация | – | О | ||||
Условные обозначения: – действие негативного фактора выражено явно; – действие негативного фактора выражено неявно; О – незначительное количество данных о влиянии.
В связи с этим выявлено, что при одновременном воздействии нескольких факторов, а при неблагоприятных условиях и всех факторов, происходит комбинированное негативное влияние на организм человека.
Если вопросам борьбы с шумом и загазованностью от автотранспорта посвящено значительное количество работ российских и зарубежных ученых (Э.Ю. Безуглой, М.Е. Берлянда, К.А. Буштуевой, Ю.А. Израэля, И.Л. Карагодиной, В.Н. Луканина, Г.Л. Осипова, Б.Г. Пруткова, Е.П. Самойлюка, В.Ф. Сидоренко, Ю.Г. Фельдмана, С.Б. Чистяковой и других), то вопросы влияния запыленности и вибрации от автотранспорта на окружающую среду практически не изучены.
Таким образом, для снижения негативного воздействия автотранспорта на городскую среду необходимо: проведение исследований, выявление закономерностей, взаимосвязи комплексного воздействия всех факторов для дальнейшего совершенствования методики мониторинга и системы подбора, сочетания градостроительных мероприятий.
Во второй главе работы представлено планирование экспериментов, на основе которых проведены натурные, лабораторные исследования и теоретические расчеты полученных результатов. В качестве исследуемого объекта был выбран участок улично-дорожной сети г. Волгограда от пересечения пр. им. В.И. Ленина – ул. 7-й Гвардейской Дивизии до пересечения ул. Рабоче-Крестьянской – ул. Козловской (рис. 1). Натурные исследования на участке проводились в часы пик, в результате чего определены интенсивности движения потоков транспортных средств, доля грузового и общественного транспорта от общего числа транспортных единиц, геометрические характеристики проезжей части и расстояние до прилегающих территорий.
Рис. 1. Схема исследуемого участка улично-дорожной сети г. Волгограда
Известно, что отработавшие газы автотранспорта – это сложная многокомпонентная смесь, и наибольший объем среди токсичных компонентов в этом составе занимает оксид углерода. В связи с этим данный компонент был выбран в качестве исследуемого фактора. Определена его концентрация на участке у проезжей части и у линии жилой застройки по формуле (1), предложенной профессором В.Ф. Сидоренко, так как натурные замеры загазованности от отработавших газов автотранспорта коррелируют с расчетными:
. (1)
Согласно нормативам, предельно-допустимая концентрация (ПДК) оксида углерода составляет 5 мг/м3. В соответствии с этим произведена оценка уровня загазованности городской среды исследуемого участка по принятой балльной системе, которая представлена в табл. 2.
Таблица 2 - Оценка загазованности городской среды
от воздействия автотранспорта
| Экологическая обстановка | Уровень загазованности, ПДК | Балл |
| Благоприятная | Менее 0,8 | 0 |
| Относительно благоприятная | 0,8–1,2 | 1 |
| Неблагоприятная | 1,2–2,0 | 2 |
| Неблагоприятная пофакторно | Свыше 2,0 | 3 |
С помощью принятой балльной системы определена экологическая обстановка и построены эпюры уровней загазованностей у края проезжей части и у жилой застройки.
Проведены натурные исследования на участке (рис. 1) по определению запыленности от автомобильного транспорта. С этой целью были отобраны пробы пыли на проезжей части, бордюре и у линии жилой застройки. Проведен их дисперсный анализ методом цифровой микроскопии, с помощью которого определено число пылевидных частиц, их формы и размеры. После этого образцы были взвешены и подвергнуты термической обработке в муфельной печи в течение 1 часа при температуре 900 0С для определения количества органических примесей в их составе, которые образуются от истирания дорожного покрытия, автошин или других деталей автомобиля и являются наиболее опасными и вредными для здоровья человека.
Рис. 2. Зависимость процентного содержания органической пыли от интенсивности движения транспорта у жилой застройки
На рис. 2 представлены результаты эксперимента по определению процентного содержания органических примесей в образцах пыли, отобранных у линии жилой застройки. Методом наименьших квадратов получено уравнение и выявлена зависимость процентного содержания органической пыли в жилой зоне от интенсивности движения транспортных средств при интенсивностях движения потока в пределах 1500–3000 авт/ч.
(2)
Кроме того, установлен тип почвы на исследуемом участке и скорости ветра (1–3 м/с), при которых частицы способны подниматься в воздух. Анализ ветрового режима позволил определить наиболее повторяющиеся скорости ветра для того, чтобы сопоставить наиболее неблагоприятные скоростные характеристики с уровнем загрязнения от транспортных потоков. В соответствии с этим установлена зависимость концентрации пыли в окружающей среде от скорости ветра (рис. 3) и описана уравнением (3).
при 
. (3)
Рис. 3. Зависимость концентрации пыли в окружающей среде от скорости ветра на исследуемом участке
Таким образом, исследования показали, что концентрация пыли на исследуемом участке превышает ПДК (0,15 мг/м3) в 2 раза.
На основании проведенного опыта была произведена оценка запыленности городской среды от воздействия автотранспорта. В соответствии с принятой балльной системой оценок (табл. 3) построены эпюры уровней запыленности у края проезжей части и у жилой застройки.
Таблица 3 – Оценка запыленности городской среды
от воздействия автотранспорта
| Экологическая обстановка | Уровень запыленности, ПДК | Балл |
| Благоприятно | Менее 0,8 | 0 |
| Относительно благоприятно | 0,8–1,2 | 1 |
| Неблагоприятно | 1,2–2,0 | 2 |
| Неблагоприятно пофакторно | Свыше 2,0 | 3 |
Проведены натурные исследования уровня шума на участке (рис. 1) с помощью шумомера «CENTER 325» по существующей методике. Результаты исследования показали, что в связи с большой интенсивностью движения транспорта на исследуемом участке и близостью расположения жилой застройки к проезжей части уровень шума у жилой зоны составляет около 80 дБА, значительно превышая нормативное значение, которое составляет 50 дБА.
На основании проведенного опыта была произведена оценка уровня шума городской среды от воздействия автотранспорта. В соответствии с принятой балльной системой оценок (табл. 4) построены эпюры уровней шума у края проезжей части и у жилой застройки.
Таблица 4 – Оценка уровня шума от воздействия автотранспорта
в городской среде
| Экологическая обстановка | Уровень шума, дБА | Балл |
| Благоприятно | Менее 50 | 0 |
| Относительно благоприятно | 50–55 | 1 |
| Неблагоприятно | 55–60 | 2 |
| Неблагоприятно пофакторно | Свыше 60 | 3 |
В связи со сложностью проведения опыта по определению уровня вибрации натурные исследования проводились на экспериментальных участках улиц г. Волгограда (рис. 4).
ул. Академическая ул. Циолковского
Рис. 4. Экспериментальные участки улиц с точками замеров характеристик вибраций
Измерения осуществлялись портативной сейсмической станцией «Экспресс 4», на которую подавались данные от трех сейсмоприёмников СМ-3КВ.3-01 (два горизонтальных, один вертикальный). Первые два измерения проводились по ул. Академической у тротуара Т-1 и у здания Т-2 для измерения вибрации, вызванной снаряженным грузовым автомобилем общей массой ~ 24 т. Следующие две точки выбраны по ул. Циолковского у тротуара Т-3 и у здания Т-4. На данной улице моделировалась ситуация сложения вибрационных воздействий от того же грузового автомобиля и трамвая, общая масса которых составляет 44 т. В соответствии с полученными данными определены уровни виброскорости Lv в каждой исследуемой точке (рис. 5).
Рис. 5. Полученные результаты уровней виброскорости от горизонтальных вибраций на экспериментальных участках
Анализ полученных результатов показал, что воздействие вибрации от автотранспорта ощутимо людьми как на тротуаре, так и у линии жилой застройки. Полученные результаты проанализированы и применены к исследуемому участку (рис. 1), на котором три полосы движения в прямом и обратном направлениях. В часы пик в каждом направлении движется транспортный поток общей массой до 42 т, создавая вибрацию у жилой застройки.
Определен уровень вибрации в городской среде от воздействия автотранспорта. В соответствии с принятой балльной системой оценок (табл. 5) построены эпюры уровней вибрации у края проезжей части и у жилой застройки.
Таблица 5 - Оценка уровня вибрации в городской среде
от воздействия автотранспорта
| Экологическая обстановка | Уровень виброскорости, дБ | Балл |
| Благоприятная | Менее 30 | 0 |
| Относительно благоприятная | 30–40 | 1 |
| Неблагоприятная | 40–50 | 2 |
| Неблагоприятная пофакторно | Свыше 50 | 3 |
В третьей главе работы на основании полученных результатов по каждому в отдельности загрязняющему фактору от воздействия автомобильного транспорта (загазованность, запыленность, шум и вибрация) получена сводная таблица по оценке экологической обстановки окружающей среды. В связи с обоснованным влиянием комплексного воздействия автотранспорта на окружающую среду и человека построены суммарные эпюры у проезжей части и у линий жилой застройки путем суммирования баллов по каждому исследуемому фактору (рис. 6).
Рис. 6. Суммарные эпюры экологической обстановки от воздействия четырех факторов автомобильного транспорта на исследуемом участке
На основании проведенных исследований разработана система, позволяющая произвести комплексную оценку экологического состояния жилой застройки от воздействия четырех исследуемых факторов, создаваемых автотранспортом (загазованность, запыленность, шум, вибрация), которая представляет собой программный продукт «ЭкоАвто» на базе Exсel. Работа с программой начинается с заполнения вкладки «Исходные данные» по всем исследуемым факторам в соответствии с полученными данными при натурных, теоретических, экспериментальных или лабораторных исследованиях экологической обстановки на участке улично-дорожной сети города.
После этого для всех узлов по каждому фактору воздействия в соответствии с разработанной балльной системой определяется уровень, соответствующий количественному значению воздействия фактора. Таким образом, каждому фактору воздействия автоматически присваивается соответствующий уровень оценки в баллах, подсчитывается суммарный балл и выводится информация об итоговой обстановке, сопровождаемая цветовой индикацией: удовлетворительная обстановка до 4 баллов – зеленый; критическая обстановка от 4 до 9 баллов – желтый; недопустимая обстановка более 9 баллов – красный цвет (табл. 6).
Таблица 6 – Результаты расчетов по программному продукту «ЭкоАвто»
по двум узлам исследуемого участка
| № узла | Тип узла | Воздействующие факторы | Сумма баллов | Итоговая обстановка | |||||||
| Шум | Запыленность | Загазованность | Вибрация | ||||||||
| Значение | Баллы | Значение | Баллы | Значение | Баллы | Значение | Баллы | ||||
| 1 | Перекресток | Свыше 60 дБА | 3 | 1,2–2 ПДК | 2 | 1,2–2 ПДК | 2 | 40–50 дБ | 2 | 9 | Критическая обстановка |
| 2 | Перекресток | 55– 60 дБА | 2 | 0,8–1,2 ПДК | 1 | Свыше 2 ПДК | 3 | 40–50 дБ | 2 | 8 | Критическая обстановка |
Кроме того, на соответствующих вкладках формируются диаграммы по уровню воздействия на окружающую среду каждого фактора в отдельности, суммарного воздействия факторов и пофакторного вклада (рис. 7).
Рис. 7. Результаты расчетов компьютерной программы «ЭкоАвто» пофакторного вклада воздействия автотранспорта
Разработанная программа «ЭкоАвто» позволяет произвести оценку экологической обстановки как участка улично-дорожной сети, так и городской транспортной системы в целом.
В четвертой главе работы автором предложены уровни экологической опасности в зависимости от категорий улиц и дорог. В соответствии с этим на рис. 8 представлены и обоснованы размеры санитарно-защитных разрывов (СЗР) от источника загрязнения до жилой застройки.
Рис. 8. Размеры СЗР в зависимости от категории дорог и улиц и класса опасности
В крупных городах со сложившейся городской транспортной системой и отсутствием возможности удаления от источника загрязнения в условиях дефицита свободных городских земель выдержать предлагаемые размеры СЗР от проезжей части до жилой застройки не всегда возможно. В этом случае предлагается сократить размер СЗР, применяя различные градостроительные мероприятия (озеленение, естественные и искусственные экранирующие устройства и др.) или изменяя схемы организации движения (снижение скорости движения транспортного потока, снижение количества грузового транспорта и др.).
С помощью разработанной программы «ЭкоАвто», кроме определения экологической обстановки на исследуемом участке, возможно осуществлять подбор защитных мероприятий, учитывая их совместимость и возможность применения. Но для правильного и корректного подбора и применения защитных мероприятий необходимо осуществлять мониторинг окружающей среды от воздействия автомобильного транспорта.
Автором предлагается в зависимости от категории улиц и дорог и соответственно их степени опасности предусмотреть размещение маршрутных постов наблюдений для осуществления мониторинга окружающей среды (табл. 7). Посты необходимо располагать именно с учетом имеющихся стационарных постов наблюдения в тех местах, где показатели воздействия автотранспорта будут давать более полное представление об экологической обстановке на участке и не будут искажаться другими источниками загрязнений.
Таблица 7 - Система мониторинга окружающей среды
от воздействия автомобильного транспорта
| Категория улиц и дорог | Класс опасности | Предлагаемая частота наблюдений | Выбор постов наблюдения |
| Магистральные дороги скоростного движения | I | 1 раз в месяц | Экстремальные участки дороги |
| Магистральные улицы общегородского значения | II | 1 раз в месяц | Экстремальные участки улицы |
| Магистральные улицы районного значения | III | 1 раз в квартал | Въезд на улицу Выезд с улицы |
| Улицы и дороги местного значения | IV | 1 раз в полугодие | Въезд на улицу Выезд с улицы |
Мониторинг экологической обстановки будет свидетельствовать об увеличении количества транспортных средств или увеличении количества грузового и (или) общественного транспорта, об увеличении скорости транспортного потока или изменении геометрических параметров проезжей части. При выявлении отклонений показателей от нормативных осуществляется подбор или корректировка защитных мер для стабилизации экологической безопасности городского хозяйства.
Полученные результаты комплексной оценки и мониторинга необходимо применять при разработке проектов жилых комплексов, проектов детальной планировки и генплана города для снижения воздействия одного или нескольких факторов от автотранспорта и улучшения экологической обстановки в городе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В диссертационной работе решена актуальная задача выбора системы мониторинга и защитных мероприятий от таких технических средств как автотранспорт на основе разработанного метода комплексной оценки негативного воздействия автотранспорта на экологическую обстановку городской среды.
На основании полученных натурных, теоретических, экспериментальных и лабораторных исследований можно сделать следующие выводы:
- исследовано пофакторное воздействие автотранспорта как источника загрязнения городской среды: загазованность, запыленность, шум и вибрация;
- впервые произведена оценка воздействия на городскую среду таких факторов, как запыленность и вибрация от автотранспорта;
- проведен анализ гигиенических исследований пофакторного воздействия автотранспорта на организм человека и выявлено суммарное воздействие факторов на определенные органы и системы организма человека;
- получены зависимости процентного содержания органической пыли на проезжей части, бордюре и в жилой застройке от интенсивности движения автотранспортных средств;
- установлена зависимость концентрации пыли в окружающей среде от скорости ветра и распространение ее до жилой застройки;
- определены зоны повышенного воздействия, превышающие нормативные значения, и произведена оценка состояния жилой застройки от воздействия автотранспорта с помощью предложенной автором балльной системы;
- разработан метод расчета комплексного воздействия автотранспорта на окружающую среду;
- разработан алгоритм расчета для пофакторной и комплексной оценок экологической обстановки городской среды от воздействия автотранспорта и подбора защитных мероприятий для снижения экологической нагрузки;
- обоснована необходимость и установлены размеры санитарно-защитных разрывов от проезжей части до жилой застройки для обеспечения комфортного и безопасного проживания людей вблизи передвижных источников загрязнения в зависимости от категории улиц и дорог;
- обоснована система мониторинга экологической обстановки на улицах города от воздействия автомобильного транспорта и определена частота проведения мониторинга в зависимости от категорий улиц и дорог города;
- разработана система подбора защитных мероприятий по снижению негативного комплексного воздействия автотранспорта в городской среде.
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
CСО – концентрация оксида углерода, мг/м3; Cо – начальная концентрация оксида углерода на бордюре проезжей части, мг/м3; К1 – коэффициент, учитывающий снижение концентрации оксида углерода вследствие нормирования состава выхлопных газов и улучшения технического состояния автомобилей; К2 – коэффициент, учитывающий снижение концентрации оксида углерода в результате применения нейтрализаторов и газового топлива; К3 – коэффициент, учитывающий снижение концентрации оксида углерода после внедрения малотоксичных рабочих процессов и конструктивных улучшений двигателя; К4 – коэффициент, учитывающий рассеяние выхлопных газов между перекрестками; V – скорость ветра на улице, м/с; Н – ширина улицы в линиях регулирования застройки, м; СП – концентрация органической пыли, мг/м3; N – интенсивность движения транспортного потока, ед./час; LАэкв – уровень шума от автомобильного транспорта, дБА; Lv – уровень виброскорости.
Основное содержание работы отражено в следующих публикациях:
Публикации в ведущих рецензируемых научно-технических журналах
и изданиях, определенных Высшей аттестационной комиссией РФ
- Сапожкова Н. В. Подбор мероприятий по снижению негативного воздействия автотранспорта на городскую среду // Вестник ВолгГАСУ. Сер.: Стр-во и архитектура. 2011. Вып. 23 (42). С. 162–167.
- Сапожкова Н. В. Комплексная оценка воздействия автотранспорта для регулирования экологической ситуации в городе // Вестник ВолгГАСУ. Сер.: Стр-во и архитектура. 2010. Вып. 20 (39). С. 175–179.
Отраслевые издания и материалы конференций
- Сапожкова Н. В. Воздействие автотранспорта на экологическую обстановку города Волгограда / Н. В. Сапожкова [и др.] // Молодежь и научно-технический прогресс в дорожной отрасли Юга России : материалы V науч.-технич. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых, 11–13 мая 2011 г., Волгоград. Волгоград : ВолгГАСУ, 2011. С. 230–234.
- Сапожкова Н. В., Сидоренко В. Ф. Изучение загазованности и запыленности от автотранспорта на улицах города Волгограда // Устойчивое развитие городов и территорий: проблемы, пути решения, инновации : сб. ст. по материалам Междунар. науч.-практич. конф., посвящ. 80-летию создания Воронеж. гос. архит.-строит. ун-та. Воронеж : Воронеж. гос. архит.-строит. ун-т, 2011. С. 166–171.
- Сапожкова Н. В. Влияние шума и вибрации от автомобильного транспорта на экологическую обстановку в городе // Устойчивое развитие городов и территорий: проблемы, пути решения, инновации : сб. ст. по материалам Междунар. науч.-практич. конф., посвящ. 80-летию создания Воронеж. гос. архит.-строит. ун-та. Воронеж : Воронеж. гос. архит.-строит. ун-т, 2011. С. 160–165.
- Сапожкова Н. В., Сидоренко В. Ф. Автотранспорт как один из источников запыленности городской среды // Научный потенциал молодых ученых для инновационного развития строительного комплекса Нижнего Поволжья : материалы Междунар. науч.-практич. конф. Волгоград : ВолгГАСУ, 2011. С. 316–320.
- Сапожкова Н. В. Обоснование мониторинга экологической обстановки на улицах города от воздействия автотранспорта // Материалы Междунар. науч.-практич. конф. : сб. ст. Казань : Казан. Изд. Дом. 2010. № 9. Вып. 1. С. 192–195.
- Сапожкова Н. В., Сидоренко В. Ф. Воздействие автотранспорта на жилую застройку в крупных и курортных городах // Строительство в прибрежных курортных регионах : материалы VI Междунар. науч.-практич. конф., 17–21 мая 2010 г. Сочи : СГУТ и КД, 2010. С. 219–222.
- Сапожкова Н. В., Сидоренко В. Ф. Комплексная оценка негативного воздействия автомобильного транспорта на жилую застройку // 2009 – год Нижне-Волжского региона в Южном региональном отделении РААСН : сб. науч. ст. Волгоград : ВолгГАСУ, 2010. С. 172–176.
САПОЖКОВА НАТАЛЬЯ ВАСИЛЬЕВНА
РАЗРАБОТКА МЕТОДА КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКИ ВОЗДЕЙСТВИЯ АВТОТРАНСПОРТА НА ЭКОЛОГИЧЕСКУЮ БЕЗОПАСНОСТЬ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ ДЛЯ ОБОСНОВАНИЯ МОНИТОРИНГА
И ЗАЩИТНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ
05.23.19 Экологическая безопасность строительства
и городского хозяйства
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Подписано в печать 19.01.2012г. Заказ № 10
Тираж 100 экз. Печ. л. 1,0
Формат 60 х 84 1/16
Бумага писчая. Печать плоская.
Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет
400074, г. Волгоград, ул. Академическая, 1.
Отдел оперативной полиграфии ЦИТ
