Загрязнение атмосферного воздуха транспортными потоками

Загрязнение атмосферного воздуха транспортными потоками оценивают путём измерений или в результате расчётов: поэтапно определяют количество выбросов отдельных загрязняющих веществ с отработавшими газами автомобилей, составляющих транспортный поток на участке дороги, затем определяют концентрации загрязняющих веществ в воздухе на разном расстоянии от дороги, после чего эти концентрации сравнивают с предельно-допустимыми. На основании этих результатов намечают мероприятия по снижению загрязнения воздуха на селитебных (жилых) территориях.

Исходными данными при оценке загрязнения воздуха являются пробеговые выбросы (в граммах вещества на единицу пути) загрязняющих веществ одиночных автомобилей на типизированных маршрутах движения или в отдельных фазах движения: при разгоне, движении с постоянной скоростью, замедлении и в режиме холостого хода. Пробеговые выбросы могут быть оценены экспериментально в реальных условиях или на специальных стендах, расчётным путём с использованием имитационных математических моделей, а также ориентировочно через удельные выбросы загрязняющих веществ на единицу массы сжигаемого топлива, эксплуатационный расход которого устанавливается для каждой марки автомобиля с учётом условий эксплуатации.

Факторы, влияющие на уровень пробеговых выбросов:

1) техническое состояние автомобиля;

2) наличие систем нейтрализации и отработавших газов;

3) скорость движения;

4) режим движения;

5) продольный уклон дороги;

6) состояние и качество дорожного покрытия;

7) природно-климатические факторы.

У бензиновых автомобилей при разгоне существенно возрастают выбросы СО и NO_x, причём с увеличением литража двигателя значения коэффициентов k_разгон снижаются. Расход топлива и выбросы C_xH_y также возрастают (в 3,5…8 раз). У дизельных автомобилей также увеличивается расход топлива и выбросы сажи. При замедлении значения выбросов снижаются в 3…10 раз.

Увеличение сопротивления качения на 10…12% увеличивает расход топлива на 2,5…5%. Увеличение шероховатости асфальтобетонных покрытий приводит к увеличению расхода топлива легковых автомобилей на 1,6…2,4% на каждый миллиметр глубины впадин шероховатости, что ведёт к увеличению выбросов.

С понижением температуры у всех двигателей наблюдается рост выбросов C_xH_y и СО, а также NO_x у бензиновых двигателей. У всех двигателей при +5°С отмечается максимальный расход топлива и выбросы NO_x.

Для оценки концентраций загрязняющих веществ в воздухе придорожных территорий важны выбросы не одиночных автомобилей, а транспортных потоков на каком-либо участке дороги или перекрестке – погонные выбросы. Значения погонных выбросов транспортных потоков (в г или кг на единицу длины участка дороги в единицу времени) устанавливают расчётным путём при известном составе транспортного потока, интенсивности и скорости движения.

Движение автомобилей в составе транспортных потоков на улично-дорожной сети отличается от движения одиночного автомобиля при отсутствии помех движению, что естественно влияет на режимы движения (скорости, ускорения) автомобилей, а, следовательно, на расход топлива и выбросы загрязняющих веществ. Погонные выбросы определяются отдельно для перегонов (движение транспортного потока с постоянными скоростями групп автомобилей) и для перекрёстков (меняется ускорение транспортного потока, появляются очереди на светофорах, работа в режиме холостого хода). Погонные выбросы в окрестностях перекрёстков в 5…8 раз выше выбросов транспортного потока при движении на перегонах.

Мероприятия по снижению концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе вблизи автомагистралей:

1. Снижение интенсивности выделения загрязняющих веществ автомобилями и транспортными потоками:

а) установление требований к токсичности отработавших газов новых автомобилей (стандарты Евро-1…Евро-6):

- совершенствование конструкции двигателя;

- установка и совершенствование нейтрализаторов отработавших газов;

- переход на альтернативные виды топлива;

б) совершенствование организации дорожного движения:

- обеспечение равномерности загрузки дорог в течение суток;

- введение зональных ограничений на движение транспортных средств, выделение улиц для грузового движения, развитие сети терминалов и отстойников большегрузных транспортных средств;

- улучшение информационного обеспечения участников движения (знаки, указатели, оперативное оповещение о движении, ремонте);

- сокращение количества светофорных объектов путём строительства разноуровневых пересечений, подземных и надземных переходов, других инженерных сооружений;

- оптимизация светофорного регулирования (алгоритмы адаптивного регулирования в зависимости от текущей загрузки улично-дорожной сети).

2. Создание препятствий на пути распространения загрязнений и их очистка различными методами:

а) увеличение расстояния между жилыми зданиями и автомагистралями;

б) рациональная планировка квартир;

в) нанесение на элементы дорожной инфраструктуры веществ, способствующих очистке воздуха;

г) высадка зеленых насаждений.