Помощь студентам в учебе
РАСЧЕТ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ОТ АВТОТРАНСПОРТАВ КРУПНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ГОРОДАХ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН
|
РЕФЕРАТ 2
ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ 4
ВВЕДЕНИЕ 6
ГЛАВА 1. АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ. ПОНЯТИЕ. ЗАГРЯЗНЕНИЕ. ОХРАНА (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ) 9
1.1. Атмосфера Земли. Понятие. Строение 9
1.2. Химический состав атмосферы 10
1.3. Значение атмосферы в природе и жизни человека 11
1.4. Загрязнение и типы загрязнения атмосферы 13
1.5. Автотранспорт - источник загрязнения атмосферного воздуха 17
1.6. Особенности автотранспорта как источника загрязнения 19
1.7. Загрязняющие вещества выбросов автотранспорта 21
1.8. Причины загрязнения автотранспортом 24
1.9. Факторы распространения выбросов автотранспорта 29
1.10. Последствия загрязнения атмосферы 31
1.11. Оценка загрязнения атмосферного воздуха 34
1.12. Охрана атмосферного воздуха 37
1.13. Мероприятия по охране атмосферного воздуха 39
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 42
2.1 .Объекты исследования 42
2.2. Методы исследования 75
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 79
3.1 Инвентаризация выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта 79
3.2. Определение концентраций загрязняющих веществ от автотранспорта в
атмосферном воздухе 86
3.3 Инвентаризация выбросов парниковых газов от автотранспорта 90
3.4. Расчет природоохранной эффективности мероприятий, направленных на
снижение негативного воздействия выбросов автотранспорта 92
ВЫВОДЫ 101
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 103
ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ 4
ВВЕДЕНИЕ 6
ГЛАВА 1. АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ. ПОНЯТИЕ. ЗАГРЯЗНЕНИЕ. ОХРАНА (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ) 9
1.1. Атмосфера Земли. Понятие. Строение 9
1.2. Химический состав атмосферы 10
1.3. Значение атмосферы в природе и жизни человека 11
1.4. Загрязнение и типы загрязнения атмосферы 13
1.5. Автотранспорт - источник загрязнения атмосферного воздуха 17
1.6. Особенности автотранспорта как источника загрязнения 19
1.7. Загрязняющие вещества выбросов автотранспорта 21
1.8. Причины загрязнения автотранспортом 24
1.9. Факторы распространения выбросов автотранспорта 29
1.10. Последствия загрязнения атмосферы 31
1.11. Оценка загрязнения атмосферного воздуха 34
1.12. Охрана атмосферного воздуха 37
1.13. Мероприятия по охране атмосферного воздуха 39
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 42
2.1 .Объекты исследования 42
2.2. Методы исследования 75
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 79
3.1 Инвентаризация выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта 79
3.2. Определение концентраций загрязняющих веществ от автотранспорта в
атмосферном воздухе 86
3.3 Инвентаризация выбросов парниковых газов от автотранспорта 90
3.4. Расчет природоохранной эффективности мероприятий, направленных на
снижение негативного воздействия выбросов автотранспорта 92
ВЫВОДЫ 101
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 103
В последние десятилетия в связи с быстрым развитием автомобильного транспорта существенно обострились проблемы воздействия его на окружающую среду.
Поскольку основная масса автомобилей сконцентрирована в крупных городах, воздух этих городов не только обедняется по содержанию кислорода, но и загрязняется вредными компонентами отработавших газов. В неблагоприятных условиях, связанных с загрязнением окружающей среды автотранспортом, проживает подавляющая часть населения крупных городов.
Усиливающийся процесс автомобилизации, сопровождающийся ростом техногенной нагрузки на окружающую среду, является одной из основных причин пониженного уровня экологической безопасности.
Автомобильный транспорт является наиболее агрессивным в сравнении с другими видами транспорта по отношению к окружающей среде. Автомобиль - это мощный источник химического, шумового, а также механического загрязнения атмосферного воздуха. Отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания содержат более 200 наименований вредных веществ, в т.ч. канцерогенных.
Влияние автомобильного транспорта на окружающую среду во многом определяется условиями его работы, которые в основном формируются комплексом транспортных, дорожных и погодно-климатических факторов.
Специфика загрязнения атмосферного воздуха транспортном проявляется в ежегодном увеличении численности автомобилей, в их пространственной рассредоточенности, в низком расположении источников загрязнения от земной поверхности, в непосредственной близости автомобильного транспорта к жилым районам, местам пребывания детского населения, местам отдыха и т.д.,
Согласно данным государственных докладов в настоящее время на долю автомобильного транспорта приходится больше половины всех вредных выбросов в окружающую среду. Проблема охраны атмосферного воздуха от выбросов автотранспорта становится все более актуальной. С ростом числа автомобилей ухудшается состояние окружающей среды городов и, как следствие, ухудшается состояние здоровья жителей. Выбросы автотранспорта осуществляются в «зоне дыхания» людей, в результате чего гораздо слабее действуют факторы рассеивания относительно промышленных источников.
Актуальность данной темы обусловлена тем, что загрязнение атмосферы выбросами от автотранспорта становится одним из основных бедствий для населения многих городов, в связи с чем, особое значение приобретают исследования, связанные с оценкой уровня загрязнения атмосферного воздуха с учетом воздействия автотранспорта.
Целью исследования являлся расчет загрязнения атмосферного воздуха выбросами автотранспорта на территории крупных промышленных городов Республики Татарстан (г.Нижнекамск, г.Набережные Челны, г.Казань) для дальнейшей разработки мероприятий по его снижению.
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:
1 .Инвентаризация выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта на территории гг. Нижнекамск, Набережные Челны, Казань.
2.Определение концентраций загрязняющих веществ от автотранспорта в атмосферном воздухе.
3. Инвентаризация выбросов парниковых газов от автотранспорта на территории гг. Нижнекамск, Набережные Челны, Казань.
4. Расчет природоохранной эффективности мероприятий, направленных на снижение негативного воздействия выбросов автотранспорта.
Объектами исследования являются выбросы автотранспорта в гг. Казань, Набережные Челны, Нижнекамск в периоды максимальной транспортной нагрузки.
Научная новизна работы заключается в следующем. Проведены расчеты загрязнения атмосферного воздуха выбросами транспортных потоков с учетом данных об экологических классах автомобилей, типов используемых топлив и их классах и других характеристик. В дополнение к традиционно учитываемым загрязняющим веществам определены выбросы специфических веществ (акролеин, 1,3-бутадиен, толуол, ксилол, стирол, бензол, формальдегид), а также парниковых газов. Полученные результаты инвентаризации выбросов позволяют выделить вклад автомобильного транспорта в общее загрязнение атмосферы городов. На основе полученной базы данных проведены расчеты эффективности ограничения передвижения транспорта с низкими экологическими классами.
Результаты проделанного исследования имеют огромную практическую значимость в природоохранной деятельности. Количественные оценки выбросов автотранспорта являются основой для развития системы расчетного мониторинга, разработки природоохранных мероприятий, направленных на снижение негативного воздействия выбросов автотранспорта, а также прогнозирования перспективных уровней загрязнения атмосферы с учетом развития автопарка и улично-дорожной сети и изменения схем дорожного движения.
Апробация работы: основные результаты диссертационного исследования были представлены на II Республиканской молодежной экологической научной конференции, посвященной 25-летию Академии наук Республики Татарстан и 15-летию принятия «Хартии Земли» (Казань, 2016), XXI Международной экологической студенческой конференции «Экология России и сопредельных территорий» (Новосибирск, 2016), Итоговой научной конференции аспирантов и молодых ученых ИПЭН АН РТ (Казань, 2017),Международной научной конференции студентов, аспирантов и ученых «Ломоносов» (Севастополь, 2017).
Публикации результатов работы, по материалам диссертационной работы опубликовано 14 научных работ.
Поскольку основная масса автомобилей сконцентрирована в крупных городах, воздух этих городов не только обедняется по содержанию кислорода, но и загрязняется вредными компонентами отработавших газов. В неблагоприятных условиях, связанных с загрязнением окружающей среды автотранспортом, проживает подавляющая часть населения крупных городов.
Усиливающийся процесс автомобилизации, сопровождающийся ростом техногенной нагрузки на окружающую среду, является одной из основных причин пониженного уровня экологической безопасности.
Автомобильный транспорт является наиболее агрессивным в сравнении с другими видами транспорта по отношению к окружающей среде. Автомобиль - это мощный источник химического, шумового, а также механического загрязнения атмосферного воздуха. Отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания содержат более 200 наименований вредных веществ, в т.ч. канцерогенных.
Влияние автомобильного транспорта на окружающую среду во многом определяется условиями его работы, которые в основном формируются комплексом транспортных, дорожных и погодно-климатических факторов.
Специфика загрязнения атмосферного воздуха транспортном проявляется в ежегодном увеличении численности автомобилей, в их пространственной рассредоточенности, в низком расположении источников загрязнения от земной поверхности, в непосредственной близости автомобильного транспорта к жилым районам, местам пребывания детского населения, местам отдыха и т.д.,
Согласно данным государственных докладов в настоящее время на долю автомобильного транспорта приходится больше половины всех вредных выбросов в окружающую среду. Проблема охраны атмосферного воздуха от выбросов автотранспорта становится все более актуальной. С ростом числа автомобилей ухудшается состояние окружающей среды городов и, как следствие, ухудшается состояние здоровья жителей. Выбросы автотранспорта осуществляются в «зоне дыхания» людей, в результате чего гораздо слабее действуют факторы рассеивания относительно промышленных источников.
Актуальность данной темы обусловлена тем, что загрязнение атмосферы выбросами от автотранспорта становится одним из основных бедствий для населения многих городов, в связи с чем, особое значение приобретают исследования, связанные с оценкой уровня загрязнения атмосферного воздуха с учетом воздействия автотранспорта.
Целью исследования являлся расчет загрязнения атмосферного воздуха выбросами автотранспорта на территории крупных промышленных городов Республики Татарстан (г.Нижнекамск, г.Набережные Челны, г.Казань) для дальнейшей разработки мероприятий по его снижению.
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:
1 .Инвентаризация выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта на территории гг. Нижнекамск, Набережные Челны, Казань.
2.Определение концентраций загрязняющих веществ от автотранспорта в атмосферном воздухе.
3. Инвентаризация выбросов парниковых газов от автотранспорта на территории гг. Нижнекамск, Набережные Челны, Казань.
4. Расчет природоохранной эффективности мероприятий, направленных на снижение негативного воздействия выбросов автотранспорта.
Объектами исследования являются выбросы автотранспорта в гг. Казань, Набережные Челны, Нижнекамск в периоды максимальной транспортной нагрузки.
Научная новизна работы заключается в следующем. Проведены расчеты загрязнения атмосферного воздуха выбросами транспортных потоков с учетом данных об экологических классах автомобилей, типов используемых топлив и их классах и других характеристик. В дополнение к традиционно учитываемым загрязняющим веществам определены выбросы специфических веществ (акролеин, 1,3-бутадиен, толуол, ксилол, стирол, бензол, формальдегид), а также парниковых газов. Полученные результаты инвентаризации выбросов позволяют выделить вклад автомобильного транспорта в общее загрязнение атмосферы городов. На основе полученной базы данных проведены расчеты эффективности ограничения передвижения транспорта с низкими экологическими классами.
Результаты проделанного исследования имеют огромную практическую значимость в природоохранной деятельности. Количественные оценки выбросов автотранспорта являются основой для развития системы расчетного мониторинга, разработки природоохранных мероприятий, направленных на снижение негативного воздействия выбросов автотранспорта, а также прогнозирования перспективных уровней загрязнения атмосферы с учетом развития автопарка и улично-дорожной сети и изменения схем дорожного движения.
Апробация работы: основные результаты диссертационного исследования были представлены на II Республиканской молодежной экологической научной конференции, посвященной 25-летию Академии наук Республики Татарстан и 15-летию принятия «Хартии Земли» (Казань, 2016), XXI Международной экологической студенческой конференции «Экология России и сопредельных территорий» (Новосибирск, 2016), Итоговой научной конференции аспирантов и молодых ученых ИПЭН АН РТ (Казань, 2017),Международной научной конференции студентов, аспирантов и ученых «Ломоносов» (Севастополь, 2017).
Публикации результатов работы, по материалам диссертационной работы опубликовано 14 научных работ.
1. На основе данных о составе и интенсивности движения автотранспорта на 573 участках и 51 перекрестке общей протяженностью 399,5 км в г.Казани, на 201 участке улиц и на 13 перекрестках общей протяженностью 198,5 км в г.Н.Челны и на 83 участках дорог и 3 перекрестках общей протяженностью 82,9 км в г.Нижнекамск были рассчитаны выбросы загрязняющих веществ в составе выхлопных газов транспортных потоков. Наиболее значимыми факторами воздействия выхлопных газов автомобилей на территории крупных промышленных городов РТ (г.Нижнекамск, г.Набережные Челны, г.Казань) являются диоксид азота и оксид углерода. Для этих загрязняющих веществ получены максимальные количественные значения выбросов по сравнению с другими веществами. Для учета различной токсичности выбрасываемых загрязняющих веществ были рассчитаны параметры потребления воздуха. По результатам сопоставления рассчитанных значений параметра потребления воздуха наиболее значительной примесью в выхлопных газах автомобилей является диоксид азота.
2. На основе полученных данных инвентаризации выбросов автотранспорта в гг. Казань, Н.Челны и Нижнекамск были произведены расчеты рассеивания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе. По результатам расчетов приземных концентраций, наиболее «проблемными» загрязняющими веществами в выхлопных газах автомобилей являются диоксид азота и оксид углерода. Для данных веществ получены наиболее обширные зоны возможного формирования сверхнормативных приземных концентраций. Повышенные значения концентраций загрязняющих веществ прилегают к жилым зонам, расположенным в зонах влияния наиболее интенсивных автомагистралей городов.
3. Проведена инвентаризация выбросов парниковых газов от автотранспортных потоков для гг. Казань, Н.Челны и Нижнекамск. Основную массу выбросов парниковых газов, поступающих в атмосферный воздух городов, составляет углекислый газ, затем следует метан и закись азота.
4. Проведена оценка вкладов автотранспорта различных экологических категорий в общее загрязнение. Основной вклад в общий объем выбросов совершают автомобили с экологическими классами ниже 3. Одной из наиболее эффективных мер, направленных на снижение выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух, является ограничение передвижения автотранспорта с низкими экологическими классами.
2. На основе полученных данных инвентаризации выбросов автотранспорта в гг. Казань, Н.Челны и Нижнекамск были произведены расчеты рассеивания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе. По результатам расчетов приземных концентраций, наиболее «проблемными» загрязняющими веществами в выхлопных газах автомобилей являются диоксид азота и оксид углерода. Для данных веществ получены наиболее обширные зоны возможного формирования сверхнормативных приземных концентраций. Повышенные значения концентраций загрязняющих веществ прилегают к жилым зонам, расположенным в зонах влияния наиболее интенсивных автомагистралей городов.
3. Проведена инвентаризация выбросов парниковых газов от автотранспортных потоков для гг. Казань, Н.Челны и Нижнекамск. Основную массу выбросов парниковых газов, поступающих в атмосферный воздух городов, составляет углекислый газ, затем следует метан и закись азота.
4. Проведена оценка вкладов автотранспорта различных экологических категорий в общее загрязнение. Основной вклад в общий объем выбросов совершают автомобили с экологическими классами ниже 3. Одной из наиболее эффективных мер, направленных на снижение выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух, является ограничение передвижения автотранспорта с низкими экологическими классами.