Эколого-экономическая оценка воздействия автотранспорта на воздушную среду Южно-Казахстанской области

 

 

  

В результате корреляционно-регрессионного анализа установлена прямая зависимость заболеваний с загрязнением. Коэффициент корреляции получился равным 0,72. Особенно на заболеваемость влияют выбросы сажи. Можно сказать, что 60% всех заболеваний населения города Шымкент происходит из-за выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта.

 

Совершенствование экологической безопасности автотранспортных потоков. Как известно, наибольший уровень выбросов загрязняющих веществ от транспортного потока происходит в узловых точках улично-дорожной сети (УДС). Концентрации токсичных веществ на перекрестках в 2,5-4 раза выше, чем на перегонах улиц. Зона влияния перекрестка (зона повышенных концентраций) достигает величины 200метров, при этом важное значение имеет расстояние между регулируемыми перекрестками.

На уровень загрязнения  воздушного бассейна города Шымкент  со сложившейся застройкой города существенное влияние оказывают методы управления дорожным движением на улично-дорожной сети. По методу управления движением  перекрестки подразделяются на регулируемые, нерегулируемые и с круговым движением. В городе Шымкент с повышенной интенсивностью движения транспортных потоков наиболее распространены перекрестки со светофорным регулированием. Поэтому рассмотрим режимы движения транспортных потоков в зоне регулируемого перекрестка, от продолжительности которых в значительной степени зависит токсичность отработанных газов.

Для моделирования движения транспортного потока в зоне регулируемого  перекрестка рассмотрим следующие  его фазы: движение с постоянной скоростью, замедление, пребывание в очереди (холостой ход), разгон и движение с постоянной скоростью. Однако режимы работы светофоров существенно влияют на продолжительность пребывания транспортного средства в различных фазах движения.

В режиме холостого хода выделяется наибольшее количество окиси углерода (СО), вследствие возрастания выброса продуктов неполного сгорания. Поэтому во многих странах мира нормируемым параметром при проверке автомобиля на токсичность отработанных газов является содержание СО в режиме холостого хода. На режим разгона приходится основная доля выброса окислов азота (Nox). В режиме замедления (режим принудительного холостого хода) наблюдается резкое увеличение доли углеводородов (СхНх) в отработанных газах.

Рассмотрим траекторию движения транспортного средства при различных режимах движения. На рисунке 4 показано 4 вида траектории.

Траектория 1 соответствует движению первого автомобиля, который останавливается на запрещающий сигнал светофора. Автомобиль пребывает в следующих фазах движения: замедление перед перекрестком, пребывание в очереди в период времени равного tk, разгон для достижения постоянной скорости движения.

Траектория 2 – типична для автомобилей, которые проходят все фазы движения.

Траектория 3 – движение последнего автомобиля в очереди у перекрестка. Автомобиль замедляет движение, останавливается на мгновение в конце очереди и разгоняется.

Траектория 4 – движение автомобиля на разрешающий сигнал светофора с постоянной скоростью.

 

 

 

Примечание: составлено автором

Рисунок 4 – Схема движения транспортных средств

 

Для определения площади  фазы замедления и разгона проводим линию ЕF параллельно линии МК (рисунок 4) При этом площадь прямоугольника EOKF соответствует площади фазы замедления, а площадь MLPK – площади фазы разгона автомобиля. Траектории линий, до и после этих трех площадей, соответствуют движению автомобиля с постоянной скоростью.

Таким образом, предположенная модель движения автомобиля в зоне регулируемого перекрестка представляется площадью, внутри которой находится автомобиль в соответствующей фазе движения. Например, траектория 2: линии СН – соответствуют движению автомобиля с постоянной скоростью, ДВ – фазе замедления, ВГ – фазе пребывания в очереди и ГС – фазе разгона автомобиля.

При известной величине площадей, соответствующим указанным  фазам движения, легко установить в любой точке Y вдоль улицы времени пребывания автомобилей в каждой фазе движения в период моделируемого времени. Для этого следует в любой точке Y провести линии (Y1), параллельной оси t, и подсчитать длину различных сегментов этой линии, огражденной различными площадями.

Расчетные показатели экономического эффекта перевода разных типов автомобилей  на газовое моторное топливо, в условиях сложившихся цен на моторные топлива и газобаллонное оборудование приведены в таблице 1.

 

Таблица 1 – Экономический  эффект от перевода автомобилей на газовое моторное топливо

 

Показатель	Опель «Вектра»		НИССАН «Премьера»		ГАЗ-3302 «Газель»		ЗИЛ-431 (130)
Годовой пробег, тыс.км.	25,0		25,0		30,0		30.0
Годовой расход топлива, л	2250		3250		5100		9000
Газовое топливо	ГСН*	КПГ**	ГСН	КПГ	ГСН	КПГ	ГСН	КПГ
Эквивалентное количество ГМТ (ГСН-л, КПГ-нм³)	2925	2250	4225	3250	6630	5100	11700	9000
Годовая экономия на топливе, тыс.тг.	23.65	39,15	34,15	56,9	53.5	89,25	49,5	112,5
Стоимость комплекта  газобаллонного оборудования, тыс.тг.	21,1	56,4	22,75	75,5	26,1	71,6	37	124,9
Срок окупаемости: - по времени, мес. - по пробегу, км	10,7   23000	17,2   35800	8,0   16700	15,9   33100	6,0   14700	9,5   24000	9,3   23300	13,3   33300
Чистый экономический  эффект за 3 года, тыс.тг.	49,8	61,75	79,65	95,25	114,6	196,15	115,5	212,6
Примечание – Составлено автором *    Сжиженный нефтяной  газ;  **  Компримированный природный  газ

 

К технико-экономическим достоинствам двигателей на газе следует отнести  следующие показатели:

–  увеличенный в 1,5 раза моторесурс, так как при работе газ на смывает масляную пленку на стенках цилиндра, из-за чего снижается  износ поршневой группы;

– срок службы масла дольше на 45-50%;

– существенно ниже эксплуатационные расходы на ремонт;

– газ гораздо дешевле  бензина или дизельного топлива. Заправившись на одинаковую стоимость, на газовом автомобиле можно проехать путь в 2-2,5 раза больший чем на бензиновом.

Мероприятия по  снижению негативного влияния автотранспорта на воздушную среду города.

На основе полученных данных  негативного воздействия  автотранспорта на атмосферный воздух можно предложить следующий комплекс первоочередных градорегулирующих  и организационных решений:

1. Строительство подземных  пешеходных переходов, в первую  очередь, на перекрестках с  высоким уровнем загрязнения  атмосферного воздуха и высокой  интенсивностью транспортных потоков.

2. Перераспределение  транспортных потоков на основных  магистралях города, исходя из расчета прохождения через перекрестки не более 800 автомобилей в час.

3. Создание системы  регулировки уличных светофоров  «Зеленая волна».

4. Создание уличного  защитного озеленения.

5. Создание автоматизированной  системы регистрации уровня загрязнения с целью оповещения населения о качестве атмосферного воздуха на перекрестках.

6. Проведение регулярных  влажных уборок асфальтовых покрытий  автомагистралей.

7. Поддержание надлежащего  качества дорожного полотна.

8. Использование экологически  чистого топлива.

Основными стратегическими  направлениями по снижению негативного  воздействия от автотранспорта на атмосферный  воздух являются:

– введение ограничений  въезда автотранспорта на отдельные  территории города;

– экономическое стимулирование улучшения экологических характеристик автотранспорта с введением административных и налоговых льгот;

– повышение эффективности  организации движения автотранспорта за счет строительства дорожных развязок;

– ужесточение требований к парковкам и размещению автотранспорта с использованием поступивших от парковок средств на развитие общественного транспорта;

– повышение качества моторного топлива, в том числе  улучшение экологических характеристик  топлива, используемого автотранспортом  городского хозяйства;

– переоборудование общественного транспорта для использования газообразного топлива;

– развитие общественного  транспорта как альтернативы использования  частного автотранспорта;

– развитие сети городского электротранспорта.

В результате проведенных  исследований разработаны мероприятия по снижению негативного влияния выбросов автотранспорта на окружающую среду и оздоровлению экологической обстановки г. Шымкент.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В диссертационном исследовании получены следующие результаты:

1. Выбросы автотранспорта  являются основным источником загрязнения воздушной среды г.Шымкент. За последние годы экологическая обстановка в г.Шымкент ухудшилась из-за роста количества автомобилей и выбросов загрязняющих веществ от них.

2. Результаты исследования  здоровья жителей, проживающих около основных магистралей города и в небольшой отдаленности от них, доказывают, что растет общая заболеваемость населения, особенно  растет заболеваемость по группам болезней вызываемых загрязнением автотранспорта, а именно: болезней сердечнососудистой системы,  органов дыхания, органов пищеварения. Если в 2003 году по болезням органов дыхания на 100 тыс.жителей было зарегистрировано 21942 человек, то в 2007 году эта цифра составила 24855 человек. Что касается болезней органов пищеварения, в 2003 году было 9765 больных, а в 2007 году зарегистрировано 13249 больных и такая ситуация просматривается по всем видам заболеваний. За период с 2003 по 2007гг. заболеваемость населения города Шымкент увеличилась в 1,5-2 раза.

В результате проведенного корреляционно-регрессионного анализа выявлено, что 60% заболеваний населения г.Шымкент связано с выбросами загрязняющих веществ от автотранспорта.

Ежегодно от выхлопных  газов и продуктов работы автотранспорта в атмосферу г.Шымкент поступает  около 70 тысяч тонн вредных веществ. Для сравнения все промышленные предприятия города выбрасывают в воздух порядка 30 тысяч тонн тех же загрязняющих веществ.

Проведенный социологический  опрос показывает, что население  неудовлетворено экологической  обстановкой в городе и считает, что одной из основных причин загрязнения окружающей среды являются выбросы автотранспорта. Жители города ощущают вредное влияние загрязнения окружающей среды на своем здоровье.

3. Рекомендуемая классификационная  типологизация известных и перспективных  составляющих базовых компонентов и механизмов формирования автомобильных выбросов в атмосферу, позволяет описывать и сравнивать их разновидности, а также служит отправной основой для совершенствования нормативно-методических, организационных эколого-экономических рыночных механизмов и решений по регулированию автомобильных выбросов в условиях городских систем. Данная классификация в силу системности структуры обладает свойствами системной модели, что придает ей многоцелевой характер.

4. Проведен расчет  массы загрязняющих веществ, попадающих в атмосферу г.Шымкент за период 2002-2007гг. Увеличение количества загрязняющих веществ, попадающих в атмосферу города Шымкент от автотранспорта, объясняется тем, что вырос парк автотранспорта г.Шымкент (за последние 3 года он увеличился на 11.4%) и возросла интенсивность его использования. Из наших расчетов следует, что количество выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта г.Шымкент за 2005-2007гг. возросло  на 25,245 тыс.тонн или на 21%. Выбросы, по оксиду углерода увеличились на 12,721 тыс.тонн, по углеводородам на 7,572 тыс.тонн, по оксидам азота на 2,640 тыс.тонн, по диоксиду серы на 0,256 тыс.тонн, по саже на 0,083 тыс.тонн.

5. Критерием оценки  влияния вредного действия загрязняющих  веществ на окружающую среду  был выбран ущерб, так как в величине ущерба через составляющие учитывается заболеваемость населения, количество загрязняющих веществ, их класс опасности и предельно допустимые концентрации, а также экологическая ситуация в Южно-Казахстанской области и городе Шымкент. Ущерб от выбросов загрязняющих веществ автотранспортом растет с каждым годом. Анализ расчетов показывает, что наибольшее содержание по массе в выбросах приходится на оксид углерода (СО), по величине ущерба для общества его доля по основным перекресткам г.Шымкент равна 39 798 014 тенге в год; ущерб от углеводородов составляет 5 305 375,5 тенге\год; а ущерб по оксиду азота составил 4 059 551,1 тенге\год.

 В качестве мероприятия для снижения уровня выбросов выбрано введение координированного светофорного управления по перекресткам, что уменьшает число остановок транспортного потока перед перекрестками, пешеходными переходами, автобусными остановками и т.д.

Как показывает расчет по основным перекресткам г.Шымкент после  внедрения мероприятия, ущерб от выбросов оксида углерода составил 12 854 835 тенге\год, от улеводородов составил 1 726 787,3 тенге\год; от оксида азота – 1 306 791,3тенге\год

Годовая экономия от снижения экологического ущерба при внедрении  координированного управления составила: по оксиду углерода 26 943 179 тенге\год, по выбросам углеводорода 3 578 588,2 тенге\год; по оксиду азота2 752 760,1 тенге/год

6. Разработана и предложена  программа природоохранных мероприятий  снижающих негативное влияние  автотранспорта на окружающую  среду г.Шымкент, которая внедрена и используется Департаментом природных ресурсов и регулирования природопользования Южно-Казахстанской области .

7. Рассчитан экономический  эффект от переоборудования общественного  транспорта для использования  сжиженного нефтяного газа в  качестве автомобильного топлива и электротранспорта города Шымкент. Количество автомобилей, работающих на сжиженном нефтяном газе растет. За 2007 год через газо-автозаправочные станции ТОО «Петро Казахстан Ойл Продактс» для заправки автотранспортных средств реализовано 13,850 тыс.тонн сжиженного топлива. За 2007 год крупными и средними предприятиями автотранспортного комплекса израсходовано 19,592 тыс.тонн этого же топлива.