АНАЛІЗ ВПЛИВУ АВТОТРАНСПОРТА НА АТМОСФЕРНЕ ПОВІТРЯ

Захарова Д.В.
Донецкий национальный технический университет

Источник: Інформатика та комп'ютерні технології — 2007 / Матеріали III науково-технічної конференції молодих учених та студентів. — Донецьк, ДонНТУ — 2007, с. 77-78.

Місто Донецьк — крупний промисловий центр з підприємствами чорної, кольорової, коксохімічної промисловості, який знаходиться під впливом викидів крупних ТЕС, розташованих за межами міста. Значний вклад в забруднення атмосферного повітря міста вносять викиди автотранспорту.
Метою роботи було визначення показників небезпеки різних видів автотранспорту та аналіз можливих заходів по зниженню викидів забруднюючих речовин. Актуальність роботи полягає в тому, що на даний час в місті Донецьку проходить постійний ріст викидів забруднюючих речовин від автотранспорту. Вклад викидів автотранспорту в 2008 році складав майже 41 % від загальної кількості викидів по місту. Основними причинами, що обумовлюють негативний вплив автотранспорту на довкілля є:
- відсутність чітких екологічних орієнтирів в Україні при прийнятті рішень в галузі розвитку та забезпечення функціонування автотранспорту;
- незадовільні екологічні характеристики палив;
- недостатній рівень технічного утримання парку машин;
- недостатній розвиток доріг і їх низька якість, а також недоліки в організації перевезень і руху автотранспортних засобів.

На рисунку 1 наведено динаміку викидів забруднюючих речовин по місту Донецьку.



Рисунок 1 — Динаміка викидів забруднюючих речовин від стаціонарних та пересувних джерел викидів по місту Донецьку


Аналіз даних рисунку 1 доводить, що за період з 1999 до 2008 року збільшення викидів забруднюючих речовин від автотранспорту відбулося на 34,8 тис. т. Також слід зазначити, що процес розширення автомобільних доріг обласного центру не встигає за зростанням числа автотранспорту. В результаті на дорогах Донецька виникають численні пробки і затори. В роботі зроблений аналіз по чисельності і видах автотранспорту. Дані цього аналізу наведені на рисунках 2 і 3.



Рисунок 2 — Динаміка змін кількості автотранспорту в Донецькій області




Рисунок 3 — Склад автотранспорту, що працює на бензині


Аналізуючи дані за видовою різноманітністю автотранспорту в м. Донецьку, явно видно що 85 % всього автопарку займають легкові автомобілі. Все інше це вантажні транспортні засоби (12 %) і пасажирські автобуси (3 %). В роботі вперше запропоновано ввести показник небезпеки автотранспорту, за яким можливо було б проаналізувати, який вид автотранспорту спричиняє найбільший негативний вплив на довкілля. Для розрахунку показника небезпеки пропонується наступна формула:

ПЕ = (qi/ГДКi)аi,


где ПЕ — показник небезпеки;
q — усереднений питомий викид забруднюючої речовини по різних групах автотранспорту, кг/т або г/с;

ПДК — ГДК — гранично допустима концентрація забруднюючої речовини, мг/м3;

аi — безрозмірна константа, що дозволяє привести ступінь забруднення i-тої речовини до ступеня забруднення діоксидом сірки.

Значення аi для речовин різних класів небезпеки наведено в табл. 1.

Таблиця 1 — Значення аi

В таблиці 2 наведені розрахунки показника небезпеки для різних груп автотранспорту з урахуванням питомих викидів забруднюючих речовин в кг/т палива. Питомі викиди було взято згідно [1, 2].

Таблиця 2 — Дані розрахунку показника небезпеки різних видів автотранспорту на підставі усереднених питомих викидів забруднюючих речовин автомобілями під час міських перевезень, кг/т палива

Аналіз отриманих даних показує, що найменш небезпечним є газове паливо. Серед груп автотранспорту, що працює на бензині, найменш небезпечним є вантажний автотранспорт і автобуси. А легкові автомобілі, що працюють на бензині мають найбільший негативний вплив на довкілля серед всіх видів бензинового транспорту. Це пояснюється тим, що останні працюють на паливі з низьким октановим числом, тоді як для роботи легкових автомобілів необхідний бензин марок А92, А95. У вітчизняній автомобільній промисловості не рідко такий високий показник октанового числа досягається за допомогою різного роду присадок, частіше за все використовується тетраетилсвинець. Концентрація саме цього компоненту у вихлопах легкових автомобілів набагато вище, ніж у інших видів транспорту. Згідно останнім даним Міжнародного центру по нагляду за якістю пального (IFGC) український бензин є не самих кращим в світі та займає 48 місце в рейтингу якості бензину з 100 країн світу. В 7 виданні ЄС Emission Inventory Guidebook (2002 р.) в розділі, присвяченому транспорту, наведено дані по викидах забруднюючих речовин від автотранспорту, які не враховуються в вітчизняних методиках. В таблиці 3 приводитися прив'язка європейських даних по транспорту до вітчизняних по перших 4 забруднювачах (оксид вуглецю, оксид азоту і діоксид сірки, вуглеводні), для інших передбачається склад викиду, узятий з європейських даних.

Таблиця 3 — Якісна і кількісна характеристика вихлопів від автотранспорту

Аналіз даних таблиці 3 дозволяє зробити висновок, які речовини становлять найбільшу загрозу довкіллю та здоров'ю людини. Це оксиди азоту, оксид вуглецю, формальдегід, стирол. Наявність у викидах вуглеводнів та оксидів азоту призводить до виникнення у сонячні дні фотохімічного смогу, одним з найбільш токсичних компонентів якого є формальдегід. Аналіз даних по концентраціях формальдегіду в атмосферному повітрі міста Донецька (рисунок 4) доводить, що ріст викидів автотранспорту суттєво вплинув на концентрацію формальдегіду.



Рисунок 4 — Динаміка змін концентрацій формальдегіду в атмосферному повітрі міста Донецька


В період з 2000 до 2009 року концентрація формальдегіду зросла з 0,2 ГДК до 4,7 ГДК, що значно погіршило якість атмосферного повітря в місті. Таким чином, аналіз динаміки змін чисельності автотранспорту, розраховані в роботі показники небезпеки автотранспорту, доводить, що першочергові заходи в галузі зменшення викидів від автотранспорту повинні бути застосовані до легкового автотранспорту, який працює на бензині. Головний заходом потрібно стати впровадження норм ЄВРО. В країнах Європи, а також ряду країн СНД вже проводиться впровадження нових екологічних стандартів ЄВРО-2, ЄВРО-3, ЄВРО-4, ЄВРО-5. Росія в 2010 році планує перейти на стандарт ЄВРО-4. В Європі вже введений стандарт ЄВРО-5. Заходи ЄВРО передбачають:
- удосконалення двигунів внутрішнього згорання. Вдосконалення процесу згорання палива в двигуні внутрішнього згорання, застосування електронної системи запалення приводить до зменшення у вихлопу забруднюючих речовин;
- установка на автомобілях каталітичних нейтралізаторів відпрацьованих газів на благородних металах, які повинні забезпечити протягом всього терміну служби автомашини зниження викидів летючих органічних сполук і оксиду вуглецю приблизно на 85 %, а оксидів азоту — приблизно на 60 %;
- поліпшення якості палива, повна відмова від етильованого бензину.

ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

  1. Расчетная инструкция (методика) по инвентаризации выбросов загрязняющих веществ автотранспортными средствами в атмосферный воздух: ОАО «НИИАТ».—2006,75с

  2. Методика розрахунку викидів забруднюючих речовин у повітря автотранспортом, який використовується суб'єктами господарської діяльності та іншими юридичними особами всіх форм власності. Держкомітет статистики України. — 2004, 7 с.