2. Экология. Экологические и метеорологические проблемы больших городов и промышленных зон

К.т.н. Лисьев В.Н.

Харьковский национальный автомобильно–дорожный университет, Украина

Пути решения танспортных проблем в городах

Суммарное воздействие всех факторов антропогенного воздействия автомобильного транспорта на окружающую среду (ОС) в масштабах стран СНГ приносит ежегодный экологический ущерб (от загрязнения воздуха и воды, размещения отходов и воздействия шума, вибраций и т.д. на население и строительные конструкции) до (20–30) млрд. дол. Основная доля ущерба (78 %) связана с загрязнением атмосферы, а 18 % приходится на шумовые нагрузки. В структуре ингредиентного высокотоксичного загрязнения воздушного бассейна приоритет принадлежит выбросам свинца (55 %), затем оксидам азота (31 %), на альдегиды приходится около 7 % [1]. При этом следует отметить, что более половины соединений свинца и 80 % оксидов азота поступает в атмосферу от грузовых автомобилей и автобусов.

Автомобильный транспорт является одним из основных источников загрязнения атмосферного воздуха и в Украине. Только в 2012 году, по экспертным оценкам, выбросы ЗВ в воздух автомобилями составили свыше 2 миллионов тонн – треть от общего объема выбросов в государстве. Во многих городах выбросы автотранспорта составляют (60-92) % от общего количества выбросов загрязняющих веществ [2]. Во многих местах Киева (Бессарабка, бульвары Леси Украинки и Шевченко) выбросы ЗВ в атмосферу превышают все нормы. Да и их общие объемы продолжают расти. Сейчас на одного человека в Киеве приходится (120-150) кг выбросов в атмосферу за год.

Важно учитывать, что внутри города, на перекрёстках с недостаточной пропускной способностью, при заторах выброс ЗВ превышает выброс на перегонах (пробеговый выброс), и сама структура выбросов, в условиях города, меняется в худшую для человека и природы сторону. Исследования показывают, что высокие концентрации свинца в пыли (до 5,4 % от общего количества пыли) связаны с дорожными условиями: а) с наличием крутых спусков и подъемов; б) с соединением дорог разного уровня и с разным сроком эксплуатации. Получены, якобы вполне очевидные данные, что минимальное содержание свинца в пыли (в пределах 0,01% от общего количества пыли) отмечается в зоне строгой санитарной охраны; на тех участках, где по обеим сторонам автомобильной дороги имеются лесные массивы и автомобильный транспорт следует транзитом. На остальных участках содержание этого тяжелого металла в пыли составляет (0,96—1,9) % [3].

В РФ автотранспорт выбрасывает ежегодно в атмосферу, в весовых единицах более 250 килотонн металла, или примерно две-три смертельные дозы на человека в год. Свинец от автотранспорта в виде аэрозоля, поступая в окружающую среду, оседает в дорожных покрытиях, в почве придорожных зон, с дорожной грязью сползает в водоемы. Время нахождения мелких аэрозольных структур свинца в атмосфере составляет от одной до четырех недель. Отмечено, что кусты, деревья, травы вдоль дорог накапливают значительные количества этого тяжелого металла.

На обочине автомобильной дороги содержание СО превышает действующий санитарно гигиенический норматив ПДК в воздухе населенных пунктов (и дальнейшем ПДК) в (1,2–11) раз, оксидов азота – в (1,2–77) раз, сажи – в (1,5–8) раз [6]. На участках, расположенных в 100 м от обочины дороги, это превышение составляет соответственно для угарного газа от 1 до 6, для оксидов азота от 2 до 31 и для сажи от 1 до 3-х раз. Необходимо отметить, что содержание непредельных углеводородов на всех исследуемых участках было ниже ПДК [4].

В Москве при благоприятных метеорологических условиях, способствующих постепенному рассеиванию ЗВ и препятствующих их накоплению в приземном слое, вблизи автотрасс, превышение ПДК по NO₂ составляет (10-30) % , по СО – (10-20) % в течение дня. При неблагоприятных условиях длительное загрязнение воздуха может в течение нескольких дней и даже недель в кабинах и салонах автомобилей достигать (10-20) ПДК и более. Так, в Москве в 2012г. по данным Мосэкомониторинга благоприятная экологическая обстановка (менее 0,5 ПДК) была в течение 64 дней, умеренная (т.е. на уровне ПДК) – в течение 177 дней и неблагоприятная (более 10 ПДК) – в течение 124 ней [5].

Схожая ситуация и в Германии - в г. Котбус уровень отработавших газов (ОГ) является одним из самых высоких в Германии. В (2006–2011) г.г. превышающая норму концентрация ОГ фиксировалась в этом городе на протяжении до 86 дней, тогда как европейские экологические стандарты допускают превышение нормы лишь на 35 дней в году. Хуже дела обстоят лишь в Мюнхене и Штутгарте. В этих городах принятые ЕС нормативы максимального загрязнения воздуха - до 50 нг на кубометр воздуха - нарушались еще чаще [6].

Грузовики, автобусы и мощные агрегаты, использующие дизельное топливо, являются главными источниками выброса диоксидов двигателями внутреннего сгорания (97 % выбросов). В Великобритании, главным образом вследствие широкого применения дизельного топлива, выбросы транспортных средств являются вторым по величине источником диоксидов, вслед за мусоросжигательными установками. Наряду с ОГ (65 %), автотранспорт является источником загрязнения ОС продуктами разложения масла в картере двигателя – 20 %, испарениями бензина из бензобака и топливной системы - 9 % и частицами резины и металла – 6 %.

В общей сложности только один легковой автомобиль на 1 км пути выбрасывает от 44 г до 250 г загрязняющих веществ. Всего в течение года, на пример на каждого москвича, приходится (по разным подсчетам) от 120 до 190 кг ЗВ.

Каждый новый миллион автомобилей занимает (2-3) тыс. га земли под гаражи, стоянки, заправочные станции и станции технического обслуживания, вытесняя зеленые насаждения и парки, детские и спортивные площадки, и занимает примерно 15 тыс. км дорожного покрытия [7]. Причина всех этих экологических бед одна – избыточность! И эти проблемы можно решить лишь одним путем – минимизацией.

В тоже время, процент транспортной работы в виде перевозок железнодорожным транспортом на много превышает аналогичную работу, выполняемую автомобильным транспортом (при перевозке людей – на 7 %; при перевозке грузов – на 59 %). Учитывая, что железнодорожный транспорт в пределах промышленных зон уже полностью электрифицирован, то загрязнения им на ОС – будут минимальны.

Таким образом, единственной возможностью резко уменьшить загрязнение сред на урбанизированных территориях, прежде всего – в городах, это:

а) ограничение использования индивидуального легкового автотранспорта в центральной части городов, с численностью населения более 200 тыс. введением платы за "право вождения автомобиля в городах" в размере до 500 % от стоимости нового автомобиля;

б) замена индивидуального транспорта – общественным, прежде всего – трамваем, как скоростным электрофицированным транспортом, обеспечивающий массовые перевозки людей, способный работать на поверхности земли, под землей и на эстакадах – одновременно;

в) прейти от двух рельсовой системы к однорельсовой, с заменой стальных колес на резиновые или к полному отказу от рельсов, но с сохранением многозвенной последовательной системы транспорта, к так называемому "трамвая–автобусу" или "метробусу;

г) замена индивидуального автомобильного транспорта – общественным автомобильным транспортом – такси;

д) для перевозки грузов в черте города целесообразно применять транспорт, способный передвигаться как по рельсам, так и по асфальту, и получающий энергию как по проводам, так и использующий газовое топливо и т.д.

Экомомический эффект от внедрения данных предложений, по самым предварительным расчетам, превышает все затраты во много раз.