Определение содержания концентрации угарного газа вблизи автомобильных дорог (на примере села Кушнаренково)

Определение содержания концентрации угарного газа вблизи автомобильных дорог (на примере села Кушнаренково)
Соколова Т.В, Шахринова Н.В.
Бирский филиал Башкирского государственного университета, г. Бирск
  
  Аннотация
  Актуальность. Потенциальная угроза повышения концентрации угарного газа в воздухе в связи с увеличением количества автотранспортного потока может привести к неблагоприятным последствиям для окружающей среды и здоровья человека. Цель: определение концентрации угарного газа вблизи автомобильных дорог. Метод:  методика подсчета автомобилей разных типов.
  Ключевые слова: угарный газ, автотранспорт, атмосферный воздух, окружающая среда, здоровье человека.

  В последнее время, в связи с интенсивным развитием промышленного производства и быстрыми темпами жизни существенно обострились проблемы воздействия на окружающую среду. С каждым годом увеличивается нагрузка антропогенной деятельности на окружающую среду. 
  Одним из мощных источников загрязнения воздушной среды является автомобильный транспорт, увеличение численности которого привело к насыщению легковыми автомобилями и переключению на них большей части пассажирских перевозок. Это резко ухудшает санитарные условия проживания не только в крупных городах, но и в населенных пунктах сельской местности. Транспорт является одним из важнейших компонентов общественного и экономического развития, поглощающего значительное количество ресурсов и оказывающего серьезное влияние на окружающую среду. 
  Автомобили сжигают огромное количество нефтепродуктов, нанося одновременно ощутимый вред окружающей среде, главным образом атмосфере. Причем, атмосферный воздух загрязняется не только вредными компонентами отработавших газов, но и обедняется кислородом. Постоянный рост количества автомобилей оказывает определенную степень отрицательного воздействия на окружающую среду и здоровье человека [1].
  По своему воздействию на организм человека вещества, содержащиеся в отработанных газах, подразделяются на несколько групп. В группу нетоксичных веществ входят - азот, кислород, водяной пар, а также углекислый газ.
  Группу токсичных веществ составляют оксид углерода СО, оксиды азота, многочисленная группа углеводородов, включающая парафины, ароматические соединения и т.д. 
  Наибольшее количество загрязняющих веществ выбрасывается при разгоне автомобиля, особенно при быстром, а также при движении с малой скоростью (из диапазона наиболее экономичных). Относительная доля (от общей массы выбросов) углеводородов и оксида углерода наиболее высока при торможении и на холостом ходу, доля оксидов азота - при разгоне. Из этих данных следует, что автомобили особенно сильно загрязняют воздушную среду при частых остановках и при движении с малой скоростью.
  В отработавших газах двигателя внутреннего сгорания содержится свыше 170 вредных компонентов, из них около 160 – производные углеводородов, прямо обязанные своим появлением неполному сгоранию топлива в двигателе. Наличие в отработавших газах вредных веществ обусловлено в конечном итоге видом и условиями сгорания топлива [3].
  Оксид углерода (СО) – бесцветный непахнущий ядовитый газ. Наиболее распространенными симптомами отравления угарным газом являются головная боль, тошнота, одышка, головокружение и помрачнение сознания. Высокая концентрация газа незамедлительно приводит к смерти. Низкая - вызывает гриппоподобные симптомы и обычно не распознается.
  Максимальная концентрация газа наблюдается у проезжей части дороги в часы «пик» при безветренной погоде. Концентрация СО может быть рассчитана по методике Рябикова [2].
  Концентрация оксида углерода рассчитывается по следующей формуле:
     СО = (7,33+0,026 ? N) ?К1 ?К2 , где:
СО-концетрация оксида углерода у проезжей части дороги, мг/м3;
N-интенсивность движения автомашин, авто/час (определяется путём непосредственного подсчёта);
К1 –коэффициент учёта состава транспортного потока и его средней скорости (таблица 1);
К2-коэффициент учета продольного уклона дороги (при малом уклоне К=1).
1. CO =___________мг/м3
  Полученная концентрация окиси углерода у проезжей части дороги сравнивается с ПДК для атмосферы жилого массива 3,0 мг/м3 (но в городах с населением более 300 тыс. жителей ПДК=0,8 ПДК, т.е. для городской местности ПДК= 2,4 мг/м3).
  2.Определяется кратность превышения норматива.
  3.Определяется ширина санитарной зоны -  x м у дороги по формуле:           
     Х=(0,5СОх-СОпдк) / 0,1 = ________ м
  Результаты наблюдений за интенсивностью движения автомобилей и  составом транспортного потока  оформляются в виде таблицы 1.
  В наших исследованиях мы проводили работу по определению содержания концентрации угарного газа вблизи автомобильных дорог. В ходе исследования были определены некоторые наиболее загруженные автотранспортом улицы села Кушнаренково, центральные их участки. Количество автомобилей определялось десять раз и для расчетов использовались средние значения. Протяженность фактической санитарной зоны определялась по минимальному в пределах участка расстоянию от проезжей части до жилых массивов. Результаты исследования отражены в таблице 1. 
  
  
  Таблица 1
  Концентрация угарного газа вблизи автомобильных дорог 
  села Кушнаренково
Время наблюдения
  Количество автомобилей (N)
Концентрация СО (мг/м3)
Превышение ПДК

Место наблюдения
Общее количество
всех автомобилей
  
  
1800-1900
ул.Садовая аллея
39
7,4
2,4
1800-1900
ул.Горная
95
8,7
2,9
1800-1900
ул. Октябрьская
182
10,7
3,5
1800-1900
М7-Волга
220
11,6
3,8
  


Рисунок 1 Концентрация угарного газа на исследуемых участках
  Таким образом, в пределах вышеперечисленных участков наблюдается явное превышение ПДК (СО), несоответствие городской планировки и загрузки улиц автотранспортом. Это определяет потенциальную угрозу воздействия угарного газа на население микрорайонов.
  Угарный газ очень опасен, так как не имеет запаха и цвета, вызывает отравление и даже смерть. Класс опасности по классификации ООН - 2,3. Вторичная опасность по классификации ООН - 2,1.
  Природные фоновые уровни оксида углерода колеблются в пределах от 0,01 до 0,23 мг/м3 . В зоне городских автомагистралей крупных европейских городов его средние концентрации за 8 ч составляют, как правило, менее 20 мг/м3 , а пиковые величины за 1 ч - ниже 60 мг/м3. 
  Взвешенные частицы сами по себе и в комбинации с другими загрязнителями представляют очень серьезную угрозу для здоровья человека. Они составляют 40–70 % от всей дымовой взвеси. Концентрации, значительно превышающие 100 мкг/м3 и выраженные в виде ежедневной осредненной концентрации РМ10 (массовая концентрация взвешенных частиц), начинают влиять на показатели смертности, статистику возникновения респираторных и сердечно– сосудистых заболеваний, а также на другие показатели состояния здоровья. Именно по этой причине в пересмотренном варианте критериев качества атмосферного воздуха, рекомендованных ВОЗ для стран Европы, не дается рекомендуемый критерий по краткосрочным осредненным концентрациям. Исходя из рекомендаций ВОЗ, в странах ЕС установлены пределы порогового воздействия для РМ10. Для среднесуточной концентрации не допускается превышения порогового уровня 50 мкг/м3 более чем 35 раз в течение года, среднегодовая концентрация не должна превышать уровня в 40 мкг/м3. 
  Во многих странах принимаются меры по снижению концентрации окиси углерода в атмосферном воздухе промышленных городов. В частности, во Франции «Plan National Sant? Environnement (2004-2008)» - «Национальный план оздоровления окружающей среды на 2004-2008 годы» предусматривал уменьшить число смертей от отравления окисью углерода на 30 %. Следовательно необходимо обеспечить качество воздуха во всех городах страны на уровне европейских показателей, а также сократить на 30 % выбросы двигателей транспортных средств в результате модернизации вновь выпускаемых автомобилей и установки специальных фильтров на уже эксплуатируемые транспортные средства.
  
Литература
  
1. Луканин В.Н., Буслаев А.П., Трофименко Ю.В. Автотранспортные потоки и окружающая среда. – М.: ИНФРА-М, 1998. – 408 с.
2. Юрина С.В. Геоэкология и природопользование: методические указания. Оренбург: Изд-во ОГПУ, 2001. - 28c
3. Ясаманов Н.А. Основы геоэкологии: Учебное пособие для экологических специальностей вузов. М.: Издательский центр «Академия», 2003. - 352 с.
.......................