Введение 5
1. Охрана атмосферного воздуха в градостроительстве 8
1.1. Проблема загрязнения атмосферного воздуха в городах 8
1.1.1. Загрязнение в регионах России 8
1.1.2. Загрязнение воздуха в разных городах мира 11
1.2. Правовые основы регулирования охраны атмосферного воздуха 13
1.2.1. Нормативные правовые акты, регулирующие охрану атмосферного воздуха 13
1.2.2. Нормативы качества атмосферного воздуха 15
1.2.3. Предельно допустимые концентрации 16
1.2.4. Санитарно-защитные зоны как линии градостроительного регулирования,
обеспечивающие защиту здоровья и среды обитания человека 18
1.2.5. Требования к хозяйственной и иной деятельности, оказывающей вредное
воздействие на атмосферный воздух 18
1.2.6. Обязанности граждан, юридических лиц и индивидуальных предпринимателей,
имеющих стационарные и передвижные источники 20
1.3. Классификация источников загрязнения атмосферного воздуха 22
1.4. Воздействие загрязнителей на качество атмосферного воздуха 22
1.4.1. Последствия сгорания топливных жидкостей 23
1.4.2. Шумовое воздействие промышленных предприятий и автотранспорта 23
1.4.3. Пыль и другие аэрозоли 24
1.4.4. Смежные факторы 24
2. Характеристика исследуемой территории 26
2.1. Василеостровский район в планировочной структуре Санкт-Петербурга 26
2.2. Анализ исторических планов развития территории Васильевского острова 27
2.3. Градоэкологическая характеристика территории Василеостровского района 28
2.3.1. Природно-экологические условия 28
3. Методология решения поставленных задач 38
3.1. Расчет выбросов загрязняющих веществ от нестационарных источников 38
3.2. Расчет рассеивания вредных веществ 39
3.3. Оценка влияния гидротермического режима на концентрации вредных примесей в
атмосферном воздухе 39
3.4. Расчет зависимости площадей с различным уровнем концентрации загрязняющих
веществ от скоростей ветра 40
4. Влияние метеорологических параметров на качество атмосферного воздуха 41
4. 1. Метеорологические факторы, влияющие на качество атмосферного воздуха 41
4.1.1. Атмосферное давление 41
4.1.2. Температура 42
4.1.3. Ветер 42
4.1.4. Осадки 42
4.1.5. Туманы 43
4.1.6. Инверсии температуры 43
4.2. Потенциал загрязнения атмосферы (ПЗА) и рассеивающая способность
атмосферы (РСА) 44
4.3. Состояние атмосферного воздуха в Санкт-Петербурге 44
4.3.1. Наблюдения за качеством атмосферного воздуха 44
4.3.2. Методы оценки загрязнения атмосферного воздуха 46
4.4. Оценка риска для здоровья населения Санкт-Петербурга при ингаляционном
воздействии взвешенных веществ и бенз(а)пирена 47
4.5. Анализ динамики метеорологических факторов 47
4.6. Отопительный период. Средняя температура и продолжительность отопительного
периода 52
4.7. Зависимость концентраций загрязняющих веществ от скоростей ветра 54
4.8. Зависимость концентраций загрязняющих веществ от температуры воздуха 55
4.9. Зависимость концентраций загрязняющих веществ от количества осадков 57
4.10. Зависимость площадей с различной концентрацией загрязняющих веществ от
скорости ветра 58
5. Заключение 60
Используемые материалы 61
Приложения
В основе современного градостроительства лежит принцип устойчивого развития городских территорий. Данный постулат закреплен в главнейшем нормативном правовом акте этой деятельности - Градостроительном кодексе Российской Федерации. При этом под устойчивым развитием понимается обеспечение при осуществлении градостроительной деятельности безопасности и благоприятных условий жизнедеятельности человека, ограничение негативного воздействия хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду и обеспечение охраны и рационального использования природных ресурсов в интересах настоящего и будущего поколений.
В этой связи в последнее время вопросы градоэкологических обоснований при разработке различных документов территориального планирования (генеральных планов и проектов планировки территории) выходят на первый план. При этом необоснованные решения по учету экологических и санитарно-гигиенических особенностей при определении функционального зонирования городов, способны привести к существенному удорожанию, изменению стадийности освоения территорий и даже к принципиальной невозможности реализации запланированных решений при осуществлении инвестиционной деятельности и архитектурно-строительном проектировании.
На протяжении долгого времени градостроители обращали внимание на влияние метеорологических факторов на качество атмосферного воздуха и, соответственно, обитания человека на территории мегаполиса, однако, в последние годы данная проблема требует особого внимания в связи с растущими темпами урбанизации, автомобилизации, а так же в связи с современными изменениями климата.
Обращаясь к предыдущим исследованиям, стоит вспомнить, что в бакалаврской дипломной работе автором был произведен анализ масштабных преобразований промышленного комплекса Василеостровского административного района в период осуществления двух Генеральных планов Санкт-Петербурга (1985-2005 гг. и 2005-2025 гг.) и оценка качества атмосферного воздуха Василеостровского района Санкт- Петербурга на основе градоэкологических и модельных методов. Объектами исследования являлись промышленные предприятия Василеостровского района и их экологические характеристики: санитарная классификация производственных предприятий, размеры их санитарно-защитных зон, данные о валовых выбросах, количестве и составе выбрасываемых в атмосферу веществ; а так же транспортная инфраструктура Василеостровского района.
Оценка эффективности реализации решений Генеральных планов Санкт- Петербурга в части мероприятий по охране атмосферного воздуха была выполнена посредством сравнения двух Генеральных планов (1985-2005 гг. и 2005-2025 гг.). Оценка воздействия стационарных источников на атмосферный воздух проводилась посредством сравнения валовых выбросов промышленных предприятий на территории Василеостровского района Санкт-Петербурга, составов этих выбросов, размеров санитарно-защитных зон предприятий, а так же количества жилых зданий, попадающих в границы санитарно-защитных зон предприятий на период реализации двух Генеральных планов Санкт-Петербурга (1985-2005 гг. и 2005-2025 гг.).
В результатах было отмечено сокращение валовых выбросов от промышленных предприятий, оказывающих неблагоприятное воздействие на воздушный бассейн города, а также было выделено сокращения санитарно-защитных зон, имеющее немаловажную роль для застройщиков и инвесторов. Так же было отмечено, что в связи с сокращением площади санитарно-защитных зон, связанных с сокращением валовых выбросов и выводом некоторых предприятий из эксплуатации, существенно сократилось количество домов и учреждений, незаконно попадающих в границы санитарно-защитной зоны.
Оценка влияния автомобильного транспорта на качество атмосферного воздуха проводилась модельным методом путем определения расчетных концентраций основных загрязняющих веществ: Диоксида азота, Оксида азота, Сажи, Диоксида серы, Оксида углерода, Бенз(а)пирена и Формальдегида. Так же были выполнены расчеты предельно-допустимых концентраций (ПДК) указанных загрязняющих веществ в специально выбранных расчетных точках на территории жилой застройки, детских садов, школ, медицинских учреждений и спортивных объектов. В результате были выявлены объекты, расположенные в местах, где значения ПДК превышает норму. Так же при анализе карт рассеивания, полученных в УПРЗА «ЭКО центр», были посчитаны жилые дома, попадающие в разный диапазон загрязнения, в том числе дома, находящиеся в зоне с ПДК, превышающими норму.
Результаты вышеописанной деятельности получены при учете средних значений метеорологических величин и не учитывают неблагоприятные метеорологические условия, которые при определенных сочетаниях и синоптических условиях способны значительно изменить концентрации вредных веществ. В связи с этим основной целью магистерской работы было развитие исследования в части влияния метеорологических факторов на качество атмосферного воздуха в Санкт-Петербурге.
Основные цели исследования:
Основной целью магистерской диссертации была оценка влияния метеорологических факторов на качество атмосферного воздуха в Санкт-Петербурге при воздействии автотранспортных потоков на примере Василеостровского района.
Основные задачи исследования:
• Оценка воздействия автомобильного транспорта на качество атмосферного воздуха;
• Теоретический обзор влияния основных климатических параметров, таких как атмосферное давление, температура воздуха, скорость ветра, осадки, туманы и инверсии температуры на качество атмосферного воздуха;
• Оценка влияния гидротермического режима на концентрации вредных примесей в атмосферном воздухе;
• Расчет зависимости площадей с различным уровнем концентрации загрязняющих веществ от скоростей ветра.
В дипломной работе был произведен анализ влияния основных гидрометеорологических параметров на концентрации вредных примесей в атмосферном воздухе при воздействии автотранспортных потоков на примере Василеостровского района, а так же расчет зависимости площадей с различным
уровнем концентрации загрязняющих веществ от скоростей ветра.
Работы по оценке влияния метеорологических факторов на качество
атмосферного воздуха были выполнены путем корреляционного анализа зависимости концентраций загрязняющих веществ от количества осадков, температуры воздуха и скоростей ветра. Для анализа в процессе исследования были рассчитаны сглаженные среднесуточные значения выбранных параметров в Санкт-Петербурге с 2005 по 2013 г. Результаты показывают, что наибольшая зависимость загрязнения атмосферного воздуха наблюдается от температуры воздуха (коэффициент корреляции = -0,8), однако, как было выяснено, это обусловлено прежде всего наличием отопительного периода, в течение которого наблюдаются высокие концентрации вредных примесей в приземном слое воздуха. Так же прослеживается высокая зависимость загрязнения атмосферного воздуха от количества осадков (коэффициент корреляции = -0,76), которые оказывают на вредные примеси «вымывающий» эффект.
Интересно, но, несмотря на то, что наличие максимумов ветра всегда благоприятно сказывается на качестве атмосферного воздуха и способствует понижению уровня его загрязнения, результаты корреляционного анализа показали, что связь между выбранными элементами слабая (коэффициент корреляции = 0,4).
В части работ по расчету зависимости площадей с различным уровнем концентрации загрязняющих веществ от скоростей ветра, по результатам карт рассеивания загрязняющих веществ от передвижных источников на территории Василеостровского района была проанализирована зависимость площадей с различной концентрацией загрязняющих веществ от скорости ветра. Результаты анализа показывают, что для любой градации скорости ветра площадь загрязнения обратно пропорциональна скорости ветра. Как уже было сказано, наличие максимумов ветра всегда благоприятно сказывается на качестве атмосферного воздуха и способствует понижению уровня загрязнения воздуха.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
