Влияние сезонных условий на загрязнение почвы при эксплуатации автомобилей
На правах рукописи
ПАНФИЛОВ Александр Анатольевич
ВЛИЯНИЕ СЕЗОННЫХ УСЛОВИЙ
НА ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВЫ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОМОБИЛЕЙ
Специальность 05.22.10 - Эксплуатация автомобильного транспорта
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Тюмень 2006
Работа выполнена на кафедре эксплуатации и обслуживания транспортно-технологических машин Тюменского государственного нефтегазового университета.
Научный руководитель доктор технических наук
профессор Захаров Н.С.
Официальные оппоненты: доктор технических наук
профессор Бондаренко Е.В.
кандидат технических наук
доцент Холявко В.Г.
Ведущая организация - ГОУ ВПО «Курганский государственный университет»
Защита состоится 21 декабря 2006 года в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.273.04 при Тюменском государственном нефтегазовом университете по адресу: 625000, Тюмень, ул. Володарского, 38.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.
Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью организации, просим присылать в адрес диссертационного совета.
Автореферат разослан 21 ноября 2006 г.
Телефон для справок (3452) 20-10-39.
E-mail: [email protected]
Ученый секретарь
диссертационного совета Евтин П.В.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы Автомобильный транспорт удовлетворяет потребности в грузовых и пассажирских перевозках и является неотъемлемым звеном многих технологических процессов. При этом он является одним из основных источником загрязнения. Загрязнение происходит по всему пространству составляющих нашей биосферы, а именно - воздушного, водного бассейна и плодородного слоя почвы. Количество автотранспортных средств неуклонно растет, увеличивается интенсивность движения, следовательно, это приводит к увеличению валового выброса токсичных веществ. Тяжелая экологическая ситуация на большей части территорий России требует принятия серьезных мер по защите окружающей среды.
Объем выделяемых токсичных веществ зависит от качества рабочих процессов, происходящих в цилиндрах двигателей автомобилей, а также от регулировок топливной аппаратуры. Важное влияние на выброс вредных веществ оказывают условия эксплуатации автотранспортных средств (климатические условия, дорожные условия, сезонные условия и многие другие).
Основными компонентами отработавших газов являются различные газообразные вещества, состоящие из продуктов полного и неполного сгорания топлива, избыточный кислород, аэрозоли и различные примеси (как газообразные, так и в виде жидких и твердых частиц). В конечном итоге происходит непосредственное влияние вредных веществ на здоровье человека, проживающего в населенных пунктах, вблизи дорог и через потребление сельскохозяйственных культур.
В настоящее время выполнены исследования, связанные изучением закономерностей загрязнения атмосферы, разработаны мероприятия по уменьшению негативного влияния автотранспортных средств на среду, а именно усовершенствование конструкции двигателей, применение различных видов катализаторов, повышения качества применяемых автомобильных топлив.
Исследования загрязнения придорожной зоны не в полной мере учитывают влияние факторов условий эксплуатации автомобилей. Поэтому необходимо отметить актуальность исследований, направленных на изучение закономерностей формирования массовых выбросов загрязняющих веществ в придорожной зоне с учетом сезонных условий эксплуатации.
Работа выполнялась при поддержке грантом губернатора Тюменской области 2004 г., полученным на конкурсной основе.
Целью исследования является повышение экологической безопасности автомобильного транспорта путем установления закономерностей его влияния на загрязнение почвы и разработки на этой основе методики расчета платы за загрязнение.
Объектом исследований является процесс формирования массовых выбросов загрязняющих веществ автомобильным транспортом.
Предметом исследований является механизм влияния автомобильного транспорта на загрязнение почвы тяжелыми металлами.
Научная новизна:
- установлена закономерность формирования массовых выбросов тяжелых металлов с учетом сезонной вариации среднесуточного пробега автомобилей и температуры окружающего воздуха;
- разработаны математические модели влияния температуры окружающего воздуха и среднесуточного пробега на изменение концентрации тяжелых металлов в придорожной зоне;
- экспериментально определены численные значения параметров математических моделей.
Практическая ценность заключается в разработке методики расчета платы за загрязнения почвы автомобильным транспортом с учетом корректирующего коэффициента сезонной неравномерности выбросов тяжелых металлов.
На защиту выносится:
- закономерность формирования массовых выбросов тяжелых металлов с учетом сезонной вариации среднесуточного пробега автомобилей и температуры окружающего воздуха;
- математические модели влияния температуры окружающего воздуха и среднесуточного пробега на изменение концентрации тяжелых металлов в придорожной зоне;
- численные значения параметров математических моделей.
Апробация работы Основные результаты исследований доложены, обсуждены и одобрены на международной научно-практической конференции «Проблемы эксплуатации и обслуживания транспортно-технологических машин» (Тюмень, 2006), региональной научно-практической конференции «Проблемы эксплуатации систем транспорта» (Тюмень, 2006), всероссийской научно-технической конференции «Политранспортные системы» (Красноярск, 2006), научных семинарах кафедры «Эксплуатация и обслуживание транспортно-технологических машин» ТюмГНГУ (2003 – 2006 г.)
Реализация результатов работы Разработанная методика внедрена в Управлении технологического транспорта и специальной техники №3 ООО «Сургутгазпром». Кроме того, результаты исследований используются в учебном процессе ТюмГНГУ.
Публикации Основное содержание диссертационной работы опубликовано в семи статьях.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы (126 наименования), 4 приложений (16 страниц). Объем диссертации составляет 134 страницы (в том числе 20 таблиц и 39 иллюстраций).
Автор выражает глубокую признательность кандидату технических наук доценту Тюлькину В.А. за консультации в процессе работы над диссертацией.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обосновывается актуальность темы, излагается цель исследований, научная новизна, практическая ценность, а также основные положения, выносимые на защиту.
Первая глава посвящена анализу состояния вопроса. Загрязнению придорожной зоны тяжелыми металлами посвящено много исследовательских работ как в нашей стране, так и за рубежом. В результате изучения ранее выполненных исследований установлено следующее.
Автотранспортные средства влияют на загрязнение почвы вблизи автомагистралей, о чем свидетельствует уменьшение концентрации тяжелых металлов при удалении от дороги. Отработавшие газы, кроме основных компонентов, содержат тяжелые металлы, входящие в состав присадок смазочного масла либо являющиеся продуктами изнашивания деталей двигателя. Выбросы тяжелых металлов оседают в непосредственной близости от источников загрязнения и накапливаются на глубине нескольких сантиметров почвенного покрова. Максимальное загрязнение придорожной полосы происходит в зоне до 30 метров.
Кроме этого, источниками поступления тяжелых металлов могут быть продукты изнашивания тормозных накладок (медь, свинец, хром, никель, цинк), продукты изнашивания автомобильных шин (цинк, кадмий, медь, свинец), продукты изнашивания дорожного покрытия (кадмий, свинец), утечки и испарения топлива через систему питания, картерные газы, противогололедные смеси.
Наиболее опасным среди тяжелых металлов, выбрасываемых транспортным потоком, являются свинец, цинк, медь. Интоксикация свинцом может привести к поражению центральной нервной системы, печени, почек, мозга, половых органов, а отравление медью – к заболеваниям анемией и гепатитом.
Так как свинец долгое время применялся в качестве антидетонирующей добавки в этилированном бензине, а бензиновые двигатели составляют значительную часть от общей численности силовых установок подвижного состава, то большинство работ было связано с определением зоны сверхнормативного загрязнения почвы соединениями свинца.
В установлении закономерностей распределения выбросов свинца получили известность исследования Р.Х. Измайлова, выполненные в МАДИ в конце 70-х годов, а также работы В.И. Пуркина, Т.С. Самойловой.
Большой объем данных о наличии в придорожной почве и растениях тяжелых металлов и других элементов с учетом различных влияющих факторов получили Дз.Ж. Бериня, И.М. Лапиня, Л.В. Карелина и др.
На загрязнение придорожной зоны тяжелыми металлами влияют большое число факторов. В ранее выполненных исследованиях изучено влияние ряда факторов на загрязнение придорожной зоны автомобилями. В то же время влияние сезонных условий эксплуатации исследовано недостаточно.
Для автомобильных дорог вне населенного пункта, средняя скорость транспортных средств на которых практически остается постоянной, можно применить макроскопические модели, которые будут достаточно адекватно характеризовать поведение транспортного потока.
В результате анализа состояния вопроса для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи, подлежащие решению в настоящей работе.
- Установить факторы, значимо влияющие на загрязнение почвы вблизи автомобильных дорог.
- Разработать математические модели влияния этих факторов на уровень загрязнения почвы придорожной зоны.
- Разработать математическую модель изменения показателей транспортных потоков во времени вне населенного пункта.
- Определить численные значения параметров математических моделей и оценить их адекватность.
- Разработать пути практического использования полученных результатов и оценить их экономическую эффективность
Вторая глава посвящена аналитическим исследованиям. В ней изложена общая методика исследований, установлены закономерности формирования загрязнения почвы в придорожной зоне с учетом сезонных условий эксплуатации автомобилей, разработаны гипотезы о виде математических моделей влияния температуры окружающего воздуха и среднесуточного пробега на изменение концентрации тяжелых металлов.
Для того чтобы установить механизм влияния автомобильного транспорта на загрязнение почвы тяжелыми металлами, необходимо использовать системный подход. В соответствии с ним на первом этапе определяется критерий эффектности функционирования исследуемой системы. В общем случае в качестве критерия можно определить минимизацию суммарных выбросов тяжелых металлов автомобильным транспортом. Следовательно, целевая функция имеет вид:
Мв min.
Для установления закономерностей формирования загрязнения почвы придорожной зоны с учетом сезонных условий определена структура изучаемой системы (рис. 1).
Изменение суммарных выбросов зависит как от характера выброса вредных веществ, так и от интенсивности поступления их в окружающую среду. Характер выбросов зависит от типа подвижного состава и количества потребляемого топлива, что в первую очередь определяется пробеговыми выбросами токсичных веществ в отработавших газах одиночных АТС.
 Рис. 1. Схема формирования загрязнения почвы |
Техническое состояние автотранспортных средств влияет на расход топлива, а также на содержание токсичных веществ в отработавших газах. Кроме того, техническое состояние влияет на рабочие процессы двигателя, которые определяют характер выбросов вредных веществ.
Техническая скорость влияет на режим работы двигателя и нагрузку от аэродинамического сопротивления, а, следовательно, определяет расход топлива.
Расход топлива зависит от температуры окружающего воздуха. При понижении температуры ухудшаются рабочие процессы двигателя, вызванные пониженным тепловым режимом, что приводит к увеличению расхода топлива.
В летний период повышается испаряемость топлива, ухудшается наполнение цилиндров двигателя, появляются дополнительные потери на привод вентилятора системы охлаждения, все это приводит к повышенному расходу топлива и неэффективной работе двигателя.
Кроме того, выброс тяжелых металлов в придорожной зоне зависит и от процессов изнашивания, происходящих при движении автотранспортных средств. При низкой температуре окружающего воздуха расход топлива возрастает из-за увеличения сопротивления трансмиссии и шин, увеличенного аэродинамического сопротивления, что может привести к повышенному содержанию токсичных веществ в отработавших газах.
Дорожные условия в первую очередь характеризуются коэффициентом сопротивления качения. Изменение этого коэффициента во времени приводит к изменению эффективного крутящего момента, что оказывает влияние на режим работы двигателя, а также расход топлива.
Интенсивность поступления вредных веществ характеризуется количеством источников выбросов в единицу времени. Влияние количества автотранспортных средств на загрязнение придорожной зоны можно оценить интенсивностью движения транспортного потока.
 Рис. 2. Схема взаимодействия элементов системы | ||||
В свою очередь интенсивность движения имеет сезонные колебания, связанные с сезонными изменениями объемов работ в промышленности, строительстве, сельском хозяйстве, сезонными изменениями условий эксплуатации (дорожных условий: весенняя и осенняя распутица в сельской местности, сезонность работы зимников, снежные заносы, гололед, низкая температура воздуха), сезонностью отпусков рабочих (водителей). Кроме того, на интенсивность движения влияет и скорость транспортного потока. Повышение скорости приводит к увеличению интенсивности движения. Взаимодействие элементов системы формирования загрязнения почвы схематично представлено на рис 2. В качества входа в систему рассматривается время T. Существует взаимосвязь температуры окружающего воздуха с элементами системы. Анализ взаимодействия элементов рассматриваемой системы показал, что в меньшей степени исследованы закономерности влияния сезонных условий эксплуатации на интенсивность изменения массовых выбросов. Исходя из того, что среди факторов климатических условий существует корреляционная связь, то при учете влияния сезонных факторов достаточно использовать показатели одного из фактора. Поэтому выдвинем гипотезу о том, что для оценки влияния климатических факторов достаточно только одного фактора – температуры окружающего воздуха М=f(tвоз). Из предварительно проведенных исследований и анализа литературных источников известно, что температура окружающего воздуха оказывает большое влияние на изменение выбросов вредных веществ. Выдвинута гипотеза о том, что изменения выбросов тяжелых металлов от температуры окружающего воздуха описывается экспоненциальной моделью:  , (1) где | С | - | концентрация тяжелых металлов, мг/кг. | |
| a, b | - | параметры этой модели; | ||
| t | - | температура окружающего воздуха, 0С. | ||
Сезонную вариацию интенсивности движения в течение года можно учесть изменениями среднесуточного пробега, так как он определяется объёмами работ в промышленности, строительстве, аграрном секторе и в значительной мере влияет на интенсивность движения автотранспортных средств. В выполненных ранее исследованиях влияние интенсивности эксплуатации автотранспортных средств на выбросы тяжелых металлов не учитывалось. На основании изучения асимптотики была выдвинута гипотеза о возможности описания рассматриваемой зависимости уравнением гиперболы:
, (2)
| где | С | - | концентрация тяжелых металлов, мг/кг. |
| a, b | - | параметры модели; | |
| Lср | - | среднесуточный пробег, км. |
На массу выбросов тяжелых металлов автомобилями влияет ряд факторов, поэтому математические модели, описывающие закономерности влияния этих факторов, являются многофакторными. Используя уравнения (1) и (2), на основе правил построения многофакторных моделей разработана двухфакторная аддитивная математическая модель формирования загрязнения почвы:
, (3)
| где | С | - | концентрация тяжелых металлов, мг/кг. |
| а, b, d, f | - | параметры модели; | |
| t | - | температура окружающего воздуха, 0С; | |
| Lср | - | среднесуточный пробег, км. |
Для разработки математической модели транспортного потока вне населенного пункта выдвинуты следующие предположения.
Интенсивность транспортных потоков подвержена значительным временным изменениям, при этом наблюдается не только суточная, но также недельная и сезонная периодичность, которая может быть представлена рядом Фурье:
, (4)
| где | Ai, i, i | - | соответственно амплитуда, угловая частота и начальная фаза i-гармоники; |
| (T) | - | центрированная помеха; | |
| N0 | - | максимальная интенсивность; | |
| U(T) | - | временной множитель. |
Третья глава посвящена экспериментальным исследованиям. Целью экспериментов является определение численных значений параметров математических моделей и проверка их адекватности.
Экспериментальные исследования проводились параллельно в трех направлениях. Первое заключалось в исследование динамики транспортного потока на автомагистралях федерального и областного значения. В качестве объектов исследования выбрались наиболее оживленные тракты в окрестностях города Тюмени – Тобольский, Ялуторовский, Червишевский и Московский.
Эксперимент проводился на всех трактах одновременно, в одно и то же время исследовался один час максимальной интенсивности ежедневно в течение всей недели. Пик максимальной интенсивности дня был установлен с помощью предварительного эксперимента. Исследование транспортного потока проводились в течение всех четырех сезонов. При изучении динамики транспортных потоков экспериментально определены реальные динамические характеристики и характер их изменений во времени.
Эксперимент по исследованию транспортных потоков проводился с использованием различных методов. Проводилось натурное наблюдение с фиксированием транспортного потока на видеокамеру, исследование на стационарных постах и с помощью подвижных средств.
Второе направление экспериментальных исследований направлено на выявление влияния автотранспортных средств на загрязнение почвы. Загрязнение почвы автомобилями в основном характеризуется содержанием тяжелых металлов. Источниками поступления тяжелых металлов является не только автомобильный транспорт, но и промышленные предприятия города, топливно-энергетические комплекс, включающий в себя ТЭЦ-1, ТЭЦ-2, и ряд мелких котельных, применение органических и минеральных удобрений в сельском хозяйстве, а также свалки промышленно-бытовых отходов. Поэтому оценка влияния автомобильного транспорта на загрязнение почвы производилось вне черты города.
Для исследования загрязнений окружающей среды тяжелыми металлами использовались биоиндикаторы. В качестве биоиндикатора выбрана кора сосны обыкновенной (Pitras sylvestris). Так как кора имеет шероховатую поверхность, она способна удерживать соединения тяжелых металлов длительное время, что способствует их проникновению внутрь. Взятие проб коры производилось в течение всего года. Надрез снимался с нескольких стволов деревьев на равноудаленном расстоянии от автодороги с левой и правой стороны. После этого усредненная проба помещалась в стерильный маркировочный пакет и доставлялась в лабораторию для анализа. Всего было проанализировано 192 пробы коры.
Отбор проб осуществлялся в сухую погоду на разных трактах с разной интенсивность движения и техногенной нагрузкой.
Обработка образцов коры производилась на базе лабораторий кафедры общей и специальной химии ТюмГНУ. Определение концентрации тяжелых металлов в растительных образцах проводилось в соответствии с ГОСТ 30692-2000. Измерения массовой концентрации ионов определяемых металлов в растворе производились инверсионным вольтамперометрическим методом с помощью полярографа АВС-1.1.
На третьем этапе экспериментальных исследований собирались статистические данные об интенсивности эксплуатации автомобилей и сезонных условиях (температура окружающего воздуха) в период изучения загрязнения придорожной зоны.
После обработки экспериментальных данных многократных измерений растительных образцов на содержания тяжелых металлов за каждый месяц были построены графики изменения концентрации свинца и меди в течение года (рис. 3, 4).
Изменение концентрации тяжелых металлов в течение года описывается моделями (мг/кг):
Cpb=0,623 + 0,14· Cos (30 (T – 1,01)); (5)
Ccu=0,688 + 0,26· Cos (30 (T – 0,94)). (6)
 Рис. 3. Закономерность изменения концентрации свинца в течение года |
 Рис. 4. Закономерность изменения концентрации меди в течение года |
Как видно из вышеприведенных графиков, изменение концентрации тяжелых металлов в течение года имеет ярко-выраженную сезонную неравномерность. Наиболее значима во всех случаях первая гармоника (с периодом 1 год), влияние остальных гармоник статистически не значимо.
Далее устанавливалось влияние температуры окружающего воздуха на концентрацию свинца и меди в придорожной зоне (рис. 5,6).
 Рис. 5. Влияние температуры воздуха на концентрацию свинца в придорожной зоне |
 Рис. 6. Влияние температуры воздуха на концентрацию меди в придорожной зоне |
Влияние температуры воздуха на концентрацию тяжелых металлов описывается моделями (мг/кг):
. (7)
. (8)
Таблица 1
Статистические характеристики математических моделей влияния температуры воздуха на концентрацию тяжелых металлов
| Наименование характеристики | Численные значения характеристик | |
| Свинец | Медь | |
| Коэффициент корреляции | -0,83 | -0,95 |
| Коэффициент детерминации | 0,70 | 0,91 |
| t-статистика коэффициента корреляции | 4,84 | 10,17 |
| Уровень значимости коэффициента корреляции | 0,99 | 0,99 |
| Средняя ошибка аппроксимации, % | 8,41 | 5,52 |
| Sост. | 7,6810-2 | 5,8110-2 |
| Дисперсионное отношение Фишера | 2,9 | 12,8 |
| Уровень адекватности | 0,9 | 0,99 |
| Коэффициент эластичности | 5,510-2 | 0,11 |
| Коэффициент влияния | 0,31 | 0,55 |
Влияние среднесуточного пробега автомобилей на концентрацию тяжелых металлов описывается моделями (мг/кг):
; (9)
. (10)
 Рис. 7. Влияние среднесуточного пробега автомобилей на концентрацию свинца в придорожной зоне |
Двухфакторные модели имеют вид (мг/кг):
 | ; (11) | |
 | . (12) | |
 Рис. 8. Влияние среднесуточного пробега автомобилей на концентрацию меди в придорожной зоне | ||
Таблица 2
Статистические характеристики математических моделей влияния среднесуточного
пробега на концентрацию тяжелых металлов
| Наименование характеристики | Численные значения характеристик | |
| Свинец | Медь | |
| Корреляционное отношение | 0,71 | 0,78 |
| Коэффициент детерминации | 0,51 | 0,60 |
| t-статистика коэффициента корреляции | 3,24 | 3,94 |
| Уровень значимости коэффициента корреляции | 0,99 | 0,99 |
| Средняя ошибка аппроксимации, % | 11,7 | 14,1 |
| Sост. | 0,11 | 0,12 |
| Дисперсионное отношение Фишера | 1,54 | 3,09 |
| Уровень адекватности | 0,90 | 0,90 |
| Коэффициент эластичности | 1,85 | 3,05 |
| Коэффициент влияния | 1,83 | 2,95 |
 Рис. 9. Влияние температуры воздуха и среднесуточного пробега на концентрациюсвинца |
 Рис. 10. Влияние температуры воздуха и среднесуточного пробега на концентрацию меди |
На рис. 11. представлена закономерность изменения интенсивности движения транспортного потока вне населенного пункта в течение недели. Эта закономерность адекватно описывается моделью:
 Рис. 11. График зависимости интенсивности транспортного потока от дня недели |
Дисперсионное отношение Фишера для моделей превышает табличное значение с вероятностью более 0,90, средняя ошибка аппроксимации менее 15%. Это свидетельствует об адекватности моделей исследуемому процессу.
Таким образом, в результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований решены первые три задачи исследований.
Четвертая глава посвящена разработке методики расчета платы за загрязнения почвы автомобильным транспортом.
Плата рассчитывается на основании данных о пробеговых выбросах одиночных АТС, нормативов платы за выбросы от передвижных источников и суммирования полученных произведений по видам загрязняющих веществ. В данной методике на основе полученных исследований предложен коэффициент сезонной неравномерности выбросов тяжелых металлов, который является сезонной компонентой и позволяет учитывать изменение температуры окружающего воздуха и среднесуточного пробега в течение года на выбросы загрязняющих веществ.
Дифференцирование платы за загрязнение почвы производится с учетом географического местонахождения и функционального назначения предприятия. Корректирование платы за загрязнения почвы автотранспортными средствами поквартально позволит определить её с учетом сезонных изменений объёмов работ предприятия.
Таблица 4
Коэффициент сезонной неравномерности выбросов тяжелых металлов для различных климатических регионов и среднесуточного пробега
| Климатический район | Среднесуточный пробег, км | ||||||
| 0-50 | 50-100 | 100-150 | 150-200 | 200-250 | 250-300 | 300-350 | |
| Очень холодный | 1,07 | 1,10 | 1,15 | 1,21 | 1,30 | 1,48 | 2,08 |
| Холодный | 1,01 | 1,04 | 1,08 | 1,14 | 1,24 | 1,42 | 2,02 |
| Арктический | 0,97 | 1,00 | 1,04 | 1,10 | 1,20 | 1,38 | 1,97 |
| Умеренно холодный | 0,93 | 0,96 | 1,00 | 1,06 | 1,16 | 1,34 | 1,93 |
| Умеренный | 0,88 | 0,91 | 0,95 | 1,01 | 1,11 | 1,29 | 1,88 |
| Умеренно влажный | 0,82 | 0,85 | 0,89 | 0,95 | 1,05 | 1,23 | 1,82 |
| Умеренно теплый | 0,81 | 0,84 | 0,88 | 0,94 | 1,04 | 1,22 | 1,81 |
| Теплый влажный | 0,73 | 0,76 | 0,80 | 0,86 | 0,96 | 1,14 | 1,73 |
| Жаркий сухой | 0,78 | 0,81 | 0,85 | 0,91 | 1,01 | 1,19 | 1,78 |
| Очень жаркий сухой | 0,74 | 0,77 | 0,81 | 0,87 | 0,97 | 1,15 | 1,74 |
Таблица 5
Коэффициент сезонной неравномерности выбросов тяжелых металлов при разной температуре воздуха и среднесуточном пробеге
| Интервал температуры | Среднесуточный пробег, км | ||||||
| 0-50 | 50-100 | 100-150 | 150-200 | 200-250 | 250-300 | 300-350 | |
| -30...-25 | 1,28 | 1,31 | 1,35 | 1,41 | 1,51 | 1,69 | 2,28 |
| -25...-20 | 1,19 | 1,22 | 1,26 | 1,32 | 1,41 | 1,60 | 2,19 |
| -20...-15 | 1,10 | 1,13 | 1,17 | 1,23 | 1,33 | 1,51 | 2,10 |
| -15...-10 | 1,02 | 1,05 | 1,09 | 1,15 | 1,25 | 1,43 | 2,02 |
| -10...-5 | 0,95 | 0,98 | 1,02 | 1,08 | 1,18 | 1,36 | 1,95 |
| -5...-0 | 0,89 | 0,92 | 0,96 | 1,02 | 1,11 | 1,30 | 1,89 |
| 0...+5 | 0,83 | 0,86 | 0,90 | 0,96 | 1,05 | 1,24 | 1,83 |
| +5...+10 | 0,78 | 0,81 | 0,85 | 0,91 | 1,00 | 1,18 | 1,78 |
| +10...+15 | 0,73 | 0,76 | 0,80 | 0,86 | 0,95 | 1,14 | 1,73 |
| +15...+20 | 0,68 | 0,71 | 0,75 | 0,81 | 0,91 | 1,09 | 1,68 |
| +20...+25 | 0,64 | 0,67 | 0,71 | 0,77 | 0,87 | 1,05 | 1,64 |
| +25…+30 | 0,61 | 0,64 | 0,68 | 0,74 | 0,83 | 1,61 | 1,61 |
Методика направлена на возмещение экономического ущерба, связанного с воздействием выбросов загрязняющих веществ, на стимулирование снижения выбросов, на формирование средств для проектирования и строительства природоохранных объектов.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
- На основе выполненных исследований решена научно-практическая задача по установлению закономерностей формирования массовых выбросов тяжелых металлов с учетом сезонных условий эксплуатации автотранспортных средств.
- Выявлены факторы, влияющие на загрязнение почвы вблизи автомобильных дорог. Определены наиболее значимые из них: температура окружающего воздуха, интенсивность эксплуатации (среднесуточный пробег).
- Установлены виды математических моделей влияния температуры окружающего воздуха и среднесуточного пробега на изменение концентрации тяжелых металлов в придорожной зоне.
- Установлена закономерность формирования массовых выбросов тяжелых металлов с учетом сезонной вариации среднесуточного пробега и температуры окружающего воздуха.
- Экспериментально определены численные значения параметров математических моделей.
- Установлен характер изменения недельной интенсивности транспортного потока на автодорогах вне населенного пункта.
- На основании выполненных исследований предложена методика расчета платы за загрязнения почвы автомобильным транспортом.
- Разработан метод расчета корректирующего коэффициента сезонной неравномерности выбросов тяжелых металлов в зависимости от температуры окружающего воздуха и среднесуточного пробега автотранспортных средств.
- Внедрение методики позволит повысить эффективность природоохранных мер.
Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах.
- Панфилов А.А. Проблема загрязнения почвы автомобильным транспортом // Эксплуатация и обслуживание транспортно-технологических машин: Межвузовский сборник научных трудов. Тюмень: ТюмГНГУ, 2003. – С. 113-114.
- Панфилов А.А. Взаимосвязь автомобилизации и проблем экологической безопасности // Эксплуатация и обслуживание транспортно-технологических машин: Межвузовский сборник научных трудов. Выпуск 2. Тюмень: ТюмГНГУ, 2005. – С. 99-102.
- Панфилов А. А. Анализ подходов в математическом моделировании при исследовании транспортных потоков вне населенного пункта // Проблемы эксплуатации систем транспорта: Труды региональной научно-практической конференции. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2006. – С. 195-199.
- Панфилов А. А. Влияние автомобильного транспорта на загрязнения придорожной зоны тяжелыми металлами // Проблемы эксплуатации и обслуживания транспортно-технологических машин: Доклады международной научно-технической конференции. – Тюмень: Феликс, 2006. – С. 149-152.
- Захаров Н.С., Абакумов Г.В., Бугаев К.В., Быков Д.С., Ефимов В.В., Панфилов А.А. Актуальные проблемы эксплуатации автомобилей и транспортно-технологических машин в нефтегазодобывающем регионе // Известия вузов. Нефть и газ. – 2006. – №6 – С.74-75.
- Захаров Н.С., Панфилов А.А. Э кспериментальные исследования загрязнения придорожной зоны автомобильным транспортом в г. Тюмени // Политранспортные системы: Материалы IV Всероссийской науч.-техн. конф. Ч.1 – Красноярск: КГТУ, 2006. – С. 117-121.
- Панфилов А. А. Факторы, влияющие на загрязнение почвы придорожной зоны тяжелыми металлами // Политранспортные системы: Материалы IV Всероссийской науч.-техн. конф. Ч.1 – Красноярск: КГТУ, 2006. – С. 249-252.
| Подписано в печать 20.11.2006 Заказ № Формат 6084 1/16 Отпечатано на RISO GR 3750 | Бум. писч. №1 Усл. изд. л. 1,0 Усл. печ. л. 1,0 Тираж 120 экз. |
Издательство «НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Тюменский государственный нефтегазовый университет»
625000, Тюмень, ул. Володарского, 38
Отдел оперативной полиграфии издательства «Нефтегазовый университет»
625000, Тюмень, ул. Володарского, 38
