Воздействия выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от воздушных судов при взлетно-посадочном цикле

Содержание

Введение

Глава 1. Проблема загрязнения от воздушного транспорта

1.1. Воздушный транспорт в мире 

1.2. Проблема гражданской авиации  в России

1.3. Развитие авиации в РС(Я)

1.4. Производственная деятельность АО "Аэропорт Якутск"

1.5. Специфика воздействия воздушного транспорта на атмосферу 

Глава 2. Объекты и методы исследования

2.1. Характеристика воздушных судов авиапарка 

2.2. Методы расчета

Глава 3. Оценка воздействия на окружающую среду 

3.1. Общая характеристика микроклимата района исследования

3.2. Выбросы вредных веществ в атмосферу города Якутска

3.3. Загрязненность воздушного пространства

3.4. Воздействие на атмосферу от выбросов двигателей

3.5. Корреляционный анализ

Глава 4. Охрана окружающей среды от воздействия воздушного транспорта

4.1. Основные требования охраны окружающей среды при эксплуатации ВС

4.2. Современные технологии защиты окружающей среды 

4.3. Рекомендации













Введение

Цель работы. Оценка воздействия выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от воздушных судов при взлетно-посадочном цикле



Задачи: 

1. Осуществить информационный поиск по теме исследования негативного влияния на окружающую среду воздушного транспорта

2. Освоить современные методы расчета выбросов загрязняющих веществ от двигателей самолетов

3. Провести расчеты выбросов по типам воздушных судов и рассчитать весь объем по годам, в зависимости от количества взлетно-посадочных операций.

- 



Объект: воздушные суда (самолеты)

Предмет: процесс выбросов ЗВ в атмосферный воздух (воздушное пространство) 























Глава 1. Проблема загрязнения от воздушного транспорта

1.1. Воздушный транспорт в мире

В апреле 1947 года вступила в силу Чикагская конвенция, где 30 государств из 52 членов Чикагской Конференции ратифицировали это соглашение и прислали документы в США, где хранятся ратифицированные документы всех стран - членов ИКАО.

В эту Конвенцию изложены общие принципы применения конвенции. Содержит положения, регламентирующие воздушную навигацию при регулярном и нерегулярном воздушном сообщении, требования к воздушным судам. Международная организация гражданской авиации изложена в уставе ИКАО. Положение содержит о порядке регистрации в ИКАО, международные соглашения о воздушном сообщении и порядок их заключения между государствами. Вопросы о разрешении споров, возникающих между   

Таблица 1.

Основные исследовательские программы экологической направленности, реализуемые в зарубежном авиационном двигателестроении

Название программы  страна

Основные организации-участники

Сроки реализации  бюджет, млн. долл.

Ожидаемые результаты

(в части экологических характеристик)

UEET (Ultra Efficient Engine Technology) США

NASA, General Electric, Pratt & Whitney, Honeywell, Rolls- Royce, Boeing, и др.

2000-2006  370

Радикальное (на 70..80%) снижение эмиссии вредных веществ (прежде всего, окислов азота)

EEFAE (Efficient and Environmentally Friendly Aero Engine) - ЕС

EADS, BAE Systems, Dassault, SAAB, Alenia

2000-2004  97 (первый этап)

Создание технологии серийного двигателя с низким уровнем эмиссии (1-й этап);

Создание технологии “экологически чистого” авиадвигателя (2-й этап)

SILENCE(R)  ЕС

Более 50 компаний, в т.ч., Rolls- Royce, MTU, SNECMA Moteurs, и т.д.

2001-2005  56

Снижение уровня шума на местности на наиболее напряженных режимах работы на 50% от ныне достигнутого уровня

Дмитриев В.Г., Мунин А.Г. Экологические проблемы гражданской авиации // Аэрокосмический курьер, № 2, 2003, с. 15-17.



1.2. Проблема гражданской авиации  в России



1.3. Развитие авиации в РС(Я)

	Аэропорт «Якутск» расположен в центральной части Республики Саха (Якутия) и занимает доминирующее положение на рынке аэропортовых услуг в регионе. Более половины всех авиапассажиров республики обслуживаются в аэропорту «Якутск», более трети всех грузовых потоков республики, направляемых авиационным транспортом, обрабатываются в аэропорту «Якутск». Это связано не только с выгодным географическим положением, но и рядом других преимуществ. В соответствии с распоряжением Правительства Российской Федерации от 14 марта 1995 года № 334-р, аэропорт открыт для международных полетов и является единственным международным аэропортом в Республике Саха (Якутия). Имеется сертификат МАК от 27.02.2015 № 036 А-М сроком до 2020 года, который удостоверяет, что аэродром соответствует всем сертификационным требованиям авиационных правил и пригоден для обеспечения полетов по второй категории IKAO. Распоряжением Правительства Российской Федерации от 20 апреля 2016 года №726- р аэропорт включен в перечень аэропортов федерального значения. Распоряжением Правительства Российской Федерации от 24 июня 2015 г. №1162-р аэродром включен в перечень аэродромов совместного базирования Российской Федерации. В соответствии с одобренной Правительством Российской Федерации «Концепцией развития аэродромной (аэропортовой) сети Российской Федерации на период до 2020 года», аэропорт «Якутск» отнесен к числу внутрироссийских узловых аэропортов федерального значения со статусом международного и входит в состав социально и экономически значимых аэропортов национальной опорной аэропортовой сети Российской Федерации.

	Общество создано Указом Президента Республики Саха (Якутия) от 04 декабря 2009 года № 1688 «О реорганизации государственного унитарного предприятия «Аэропорт Якутск» и Распоряжением Правительства Республики Саха (Якутия) от 04 октября 2010 года № 1083-р «Об условиях приватизации ГУП «Аэропорт Якутск» путем реорганизации в форме преобразования из Государственного унитарного предприятия «Аэропорт Якутск» в Открытое акционерное общество «Аэропорт Якутск» и зарегистрировано 09 декабря 2010 года. В связи с изменением законодательства, касающегося акционерных обществ, Открытое акционерное общество «Аэропорт Якутск» в феврале 2015 года переименовано в Акционерное общество «Аэропорт Якутск». Единственным неизменным акционером Общества является Республика Саха (Якутия) в лице Министерства имущественных и земельных отношений Республики Саха (Якутия). 

По количеству отправленных и прибывших пассажиров АО «Аэропорт Якутск» занимает 28 место среди 262 аэропортов России, 11 место – по обработке грузов, 8 место по обработке почты. По данным показателям аэропорт «Якутск» не уступает свое положение и находится в тройке лидеров среди аэропортов Дальневосточного федерального округа после Хабаровска и Владивостока (Кневичи). 

Аэропорт «Якутск» используется в качестве международного полигона для испытаний воздушных судов в условиях экстремально низких температур, является запасным аэродромом для авиакомпаний Global Aviation Consulting (США), член Ассоциации «Аэропорт» гражданской авиации. 

По итогам 2015 года, среди 262 аэропортов России АО «Аэропорт Якутск» по количеству отправленных и прибывших пассажиров занимал 28 место, по обработке грузов – 11 место, по обработке почты – 8 место. По данным показателям, аэропорт «Якутск» занимал третью лидирующую позицию среди аэропортов Дальневосточного федерального округа после Хабаровска и Владивостока (Кневичи).  



Годовой отчет 2015 АО "Аэропорт Якутск"



	Рис 1. Космоснимок. Аэропорт Якутск относительно города



Рис 2. Космоснимок объекта



1.4. Производственная деятельность АО "Аэропорт Якутск"

Таблица 1. 

Расчетная интенсивность движения ВС в аэропорту Якутска.

годы

2012

2013

2014

2015

Тип ВС

Самолетовылеты

А 320

132

190

90

43

АН 148



68

82

93

АН 24

3086

3150

3789

3854

АН 26

 1187

1054

731

681

В 737

1086

1406

1728

1540

В 757

502

244

178

74

В 767

175

251

119

154

ТУ 204

16

56

74



ТУ-214





5

56

А 319



1

96

41

АН 74





64

50

А 330







144

АН 140

386

410

117



В 777

61

75

71



СRJ 200

181

136

63



ТУ 134

107

49

40



ТУ 154

147

51

7



ИЛ 76



44

74



АН-148

68

68

82

93

Ми-8

168

171

167

118

SSJ-100

16

357

530

600

Q-400

1

273

436

555

Q-300





11

368



Итого

7319

7986

8308

8371





Рис 3. Выполняемые маршруты из международного аэропорта «Якутск»













Таблица 2.

Основные производственные показатели аэропорта "Якутск" за 2012-2015 гг.

Показатель

Ед.изм

2012

2013

2014

2015

Обслужено пассажиров

Чел.

747129



840 479

870 040



871 875

- отправлено



Чел.

369 468

428 789

441 112



439 613



- прибыло

Чел.

377 661

411 690

428 928

432 262

Обработано грузов и почты всего-  

тонн

15 036

15 980

15 061

13 039



- отправлено



Тонн

45 990

5732

5144

4975

- прибыло

тонн

10 437

10 248

9 918

8 063

Самолетовылеты

Кол.

7 419

8 188

8 626

8 624

Суммарная взлетная масса

Тыс.тонн

342 607

388,5

391,2

377 626



















Таблица 3.

 Анализ обслуженных пассажиров по видам авиаперевозок за 2012-2015 гг.

Направления перевозок

2012

2013

2014

2015



пассажиры

Внутренние воздушные линии - центральные перевозки

474 606

534 093

568 030

575522

Внутренние воздушные линии - местные перевозки

228 033

245 395

251 412

263 858

Международные воздушные линии

44 490

60 991

50 598

32 495

Итого

747 129

840 479

870 040

871 875























Таблица 4. 

Обслужено пассажиров по авиакомпаниям-перевозчикам за 2012-2015

Показатель

Ед. изм.

2012

2013

2014

2015

ОАО  АК "Якутия"

пасс. 

374 268

351 507

374 050

372 719

ООО "Глобус", ОАО АК "Сибирь"

пасс.

143 733

172 660

181 475

183169

ОАО "Аэрофлот"

пасс.

-

51 982

70 899

99 271

ОАО АК "Полярные авиалинии"

пасс.

65 758

70 738

73 237

82 981

ОАО АК "ТРАНСАЭРО"

пасс.

66 590

57 739

63 307

45 529

ООО "Северный ветер"

пасс.

13 070

35 737

10 760

0

ЗАО АК "АЛРОСА"

пасс.

31 986

28 373

26 130

26 550

ЗАО АК "ИрАэро"

пасс.

18 713

25 641

22 442

12 466

ОАО АК "Ангара"

пасс.

-

4 304

7 718

8 593

ОАО АК "Уральские авиалинии"

пасс.

7 575

6 351

7 869

6 701

ОАО "Владивосток Авиа"

пасс.

9 279

19 036

-

-

Прочие АК

пасс.

17 057

16 411

32 153

33 896

Итого 

пасс.

747 129

840 479

870 040

871 875

Существенно сократилось количество обслуженных пассажиров авиакомпаний: ООО «Северный ветер» и «Трансаэро» – суммарно на 28 538 пассажиров – в связи с уходом в 2015 году с республиканского рынка авиаперевозок, «ИрАэро» снизило влияние на рынке на 9 976 пассажиров, «Уральские авиалинии» – на 1 168 пассажиров, «Якутия» – на 1 331 пассажир. В 2015 году прекратили выполнение полетов в г. Якутск авиакомпания «Северный ветер», входящая в группу компаний «Икар». В начале октября 2015 года прекратила выполнение полетов в г. Якутск АК «Трансаэро», с последующим аннулированием Министерством транспорта России сертификата эксплуатанта.

 

Таблица 5. 

Наиболее популярные города России

Города

2012

2013

2014

2015



Количество отправленных пассажиров

Владивосток

14 338

18 601

17 854

12 613

Иркутск

14 338

20 622

19 151

16 273

Москва

131 410

151 307

161 429

164 474

Новосибирск

32 711

35 944

39 953

39 438

Санкт-Петербург

7 904

8 856

9 567

10 007

Сочи

4 242

4 211

5 109

7 416

Хабаровск

16 474

25 530

23 749

17 104

Красноярск

1 237

3 521





Благовещенск

2 552

2 393





Анапа

2 095

2 226





Итого

227 301

273 211

276 812

267 325



Таблица 6. 

Наиболее популярные населенные пункты РС(Я)

Населенные пункты

2012

2013

2014

2015



Количество отправленных пассажиров

Батагай

9 609

10 585

10 388

10 704

Депутатский

5 410

5 409

5 653

5 346

Ленск

8 577

8 570

8 828

9 272

Мирный

11 558

11 579

10 743

11 078

Нерюнгри

7 793

8 893

8 293

7 651

Олекминск

7 896

7 438

8 912

10 518

Саскылах

5 583

6 098

5 854

6 201

Среднеколымск

5 677

5 981

6 185

6 261

Сунтар

5 100

5 433

5 570

5 625

Тикси

4460

4 999

6 070

6 784

Усть-Нера

-

-

5 165

5 885

Итого

71 663

74 985

81 661

85 325



















Таблица 7. 

Наиболее популярные города стран Дальнего Зарубежья

Города

2012

2013

2014

2015



Количество отправленных пассажиров

Камрань (Вьетнам)

-

3 395

-

2500

Краби (Таиланд)

-

-

1 551

-

Пекин

9 068

13 107

13 995

8 571

Пхукет

-

3 768

1 907

-

Сеул

508

307

2 506

2 453

Харбин

5 156

3 037

2 870

2 669

Бангкок

5 554

4 015

- 

-

Итого

20 286

27 629

22 829

16 193



1.5. Специфика воздействия воздушного транспорта на атмосферу 

	Воздушный транспорт в основном влияет на атмосферу Земли. Особенности воздействия летательных аппаратов на среду обитания связаны, во-первых, с тем, что современный парк самолетов и вертолетов имеет газотурбинные двигатели (ГТД). Самолеты старых типов с поршневыми двигателями внутреннего сгорания (ДВС) составляет небольшой процент от общего наличия машин, а удельный вес их токсичных выбросов еще меньше. Во-вторых газотурбинные двигатели работают на авиакеросине, химический состав которого несколько отличается от автомобильного бензина и дизельного топлива. И, в-третьих, основная масса отработавших газов выбрасывается летательными аппаратами непосредственно в воздушном пространстве на сравнительно большой высоте и лишь меньшая часть - в приземном слое и на земле в пределах аэродромов. 

	Общий выброс токсичных веществ аппаратами гражданской авиации может быть приблизительно оценен объемом потребляемого авиацией топлива, который составляет примерно 4% от общего расхода топлива на всех видах транспорта. Таким образом, доля загрязнений, вносимых авиатранспортом в атмосферу, невелика, и к тому же токсичные вещества рассеиваются в пределах больших пространств. 

	Тем не менее конструкторы авиационных двигателей ведут большие научно-экспериментальные работы по дальнейшему снижению содержания токсичных компонентов в отработавших газах, что приобретает важное значение в связи с ростом авиаперевозок в перспективе и совпадает с требованиями экономии жидкого топлива. Необходимость этой работы определяется также жесткими нормами на токсичность отработавших газов, разрабатываемыми Международной организацией гражданской авиации (ИКАО). 

	ГТД выбрасывает с отработавшими газами в основном оксид углерода, несгоревшие углеводороды, окислы азота и сажу. На стадии холостого хода (на стоянке) и рулении, при заходе на посадку в отработавших газах существенно повышается содержание окиси углерода и углеводородов, но при этом снижается наличие окислов азота. В крейсерском полете, когда двигатели работают в наиболее оптимальном режиме, содержание окиси  углерода и углеводородов падает, но возрастает выделение окислов азота. Наибольшее дымление (выброс сажи) происходит на взлете и наборе высоты, когда двигатели работают в форсажном режиме и, как правило, на обогащенной смеси.

	На воздушном транспорте трудную научно-техническую задачу представляет снижение уровня шума от самолетов и вертолетов. Главными источниками шума на летательных аппаратах являются двигатели и прежде всего система выхлопа отработавших газов, а также система всасывания воздуха. Значительный шум создают воздушные винты (на винтовых самолетах и вертолетах) и воздушный поток, обтекающий аппарат в процессе полета.

	В борьбе с шумом усилия исследователей и конструкторов направлены в первую очередь на систему выхлопа газов. С этой целью проводятся эксперименты с различными по конфигурации выхлопными соплами турбинных двигателей. В частности, выявлено, что замена обычных круглых в сечении сопел на звездчатые (ребристые) снижает уровень шума от выхлопа. 

Аксенов И.Я., Аксенов В.И. Транспорт и охрана окружающей среды. - М.: Транспорт, 1986. - 176 с., ил., табл. - Библиогр.: с. 173-174. 	  























Глава 2. Объекты и методы исследования

2.1. Характеристика воздушных судов авиапарка Якутска



2.2. Методы расчета

Контрольный параметр выброса в атмосферу. Негативное воздействие отработавших газов того или иного авиадвигателя на атмосферу в зоне аэропорта Международной организацией гражданской авиации ИКАО принято характеризовать отношением массы загрязняющих веществ ( М ), выброшенных в зоне аэродрома за взлётно-посадочный цикл, к взлётной тяге данного типа двигателя ( FOO ). Отношение М/FOO называют контрольным параметром выброса в атмосферу некого загрязняющего вещества для определённого типа двигателя [ 4, 2 ]. 

Масса каждого загрязняющего вещества M (в кг), образовавшегося в авиадвигателе и выброшенного в атмосферу за полный ВПЦ, может быть рассчитана по формуле:



M  =  ? EI i  . G топл. i  . ? i ,

( 1 )

где

EI i

–

удельный показатель выброса рассматриваемого загрязняющего вещества на  i-м режиме работы двигателя;  



G топл. i

–

расход топлива на  i-м режиме работы двигателя;



? i

–

продолжительность i-го режима работы двигателя; 



i

–

режим работы двигателя в зоне аэропорта (этап ВПЦ).



Контрольный параметр выброса в атмосферу является удобной удельной характеристикой авиационного двигателя как абсолютной, так и относительной. 

Расчёт выброса авиадвигателями продуктов сгорания топлива. Методология расчётного определения выбросов ЗВ при эксплуатации ГВС предполагает несколько уровней сложности методик, зависящих от решаемых задач и используемой при этом исходной информации. В соответствии с этими уровнями созданы и используются в природоохранной деятельности гражданской авиации:  

оценочные методики;

методики усреднённой оценки;

методика детальной оценки.

Примером оценочной (простейшей) методики расчёта выбросов ЗВ является методика САЕР (Doc CAEP/5-IP/22, 2001) [ 15 ] по определению массы парниковых газов, выделяемых при работе авиадвигателей в зависимости от количества сожжённого авиатоплива G топл, которая (для случая применения стандартного авиакеросина с массовым содержанием серы не более 0,445 %) содержит следующие расчётные соотношения: 





М СО2 (кг) = 3,15 . G топл (кг) ;

( 2 )



М H2О (кг) = 1,23 . G топл (кг) ;

( 3 )



М SО2 (кг) = 0,0009 . G топл (кг) .

   ( 4 )

Методики усреднённой оценки предполагают использование заранее рассчитанных и обобщённых показателей выбросов ЗВ как по отдельным ингредиентам, так и по их сумме. Атмосферный воздух в районе аэропорта загрязняется выбросами оксидов углерода, азота, серы – СО, NOx, SOx 1 , несгоревших углеводородов – СnНm, дымом (включая сажу и иные частицы) от:

	маршевых двигателей при выполнении самолётами взлётно-посадочных операций до высоты 900 м;

	вспомогательных силовых установок;

	маршевых двигателей при их опробовании в процессе ТО ВС. 

Механизм и особенности образования ЗВ в двигателях ВС подробно описаны в [ 2,8 ] .

В этом случае количество загрязняющего вещества (или суммы ЗВ), поступающего в атмосферу в зоне конкретного аэродрома от всех воздушных судов в течение определённого периода времени (за сутки, месяц, сезон, год) для каждого ЗВ могут быть рассчитаны по формуле:



M АП  =  ?  М ВПЦT   . N ВПЦ T  + ? М ОПT   . N ОП T  ,

( 5 )

где

М ВПЦT

–

количество нормируемого ЗВ, выбрасываемое ВС типа "т" за стандартный ВПЦ (см. прил. 5);  



М ОПT

–

количество нормируемого ЗВ, выбрасываемое за цикл опробования двигателей ВС типа "т" (см. прил. 6);  



N ВПЦ T

–

количество ВПЦ, совершённых всеми ВС типа "т" за рассматриваемый период времени; 



N ОП T

–

количество циклов опробования двигателей за рассматриваемый период времени (определяется по регламенту технического обслуживания ВС типа "т" и наработки ВС, приписанных к данной авиационно-технической базе); 



?

–

индекс ВС соответствующего типа.



Значения суммарных выбросов от всех маршевых двигателей и от ВСУ одного ВС указанного типа за стандартный ВПЦ приведены в прил. 5. Для раздельной оценки выбросов маршевых авиадвигателей при их опробовании на земле и выбросов ВСУ следует пользоваться данными прил. 6 и 7. 

Количество загрязняющего вещества от воздушных судов типа "т", поступающее в атмосферу на высотах заданного эшелона (более 900 м) маршрутного полёта, может быть рассчитано для каждого ЗВ по формуле, кг:

MТ КрВ  =  0,001  . EIТ КрВ  . ( GТ  топл ? –  GТ  топл ВПЦ ) ,

( 6 )

где

EIТ КрВ

–

удельный показатель выброса ЗВ для “крейсерских” условий полёта ВС типа "т", г/кг топлива;

GТ топл ?; GТ топл ВПЦ

–

расходы топлива двигателями ВС типа "т" суммарно за весь полёт и за ВПЦ в аэропортах вылета и прилёта, кг.

В связи с тем, что выбросы соединений серы (в пересчёте на SO2) в атмосферу с отработавшими газами прямо пропорциональны содержанию серы в топливе, удельный показатель выброса оксидов серы (г/кг топлива) на всех режимах работы авиадвигателей определяют по формуле:   

EI SOx   =  20  . S ,

( 7 )

где

S

–

общее содержание серы в топливе в соответствии с паспортными данными топлива, например [ 16 ] и прил. 15, % (масс).

При определении выбросов ЗВ ГВС по оценочной методике и по методикам усреднённой оценки в качестве исходных данных рекомендуется использовать материалы действующего Указания ДВТ Минтранса России от 10.04.96                № ДВ-45/И "Об утверждении нормативов расхода топлива и технических скоростей на эксплуатацию воздушных судов" [ 17 ], выдержки из которого приведены в прил. 8.

В случае, когда требуется оценить выбросы ЗВ для отечественных самолётов или вертолётов, фактические характеристики удельных нормативов выбросов  которых остаются пока недостаточно изученными, допустимо использовать метод аналогий и выбирать прототип из числа известных ВС. 

Таким образом, методы усреднённой оценки выбросов ЗВ авиадвигателями используют средние для двигателя данного типа показатели удельного образования и выброса ЗВ в атмосферу, а также усреднённые показатели режимов работы двигателей. Однако двигатели одного и того же типа имеют “экземплярный” разброс удельных показателей выброса ЗВ, обусловленный фактическими отклонениями в пределах установленных допусков:

геометрических размеров конкретных экземпляров; 

в настройке системы автоматического регулирования. 

Поэтому самые точные расчёты могут быть выполнены по методикам детальной оценки при использовании удельных показателей выбросов не средних для типа, а индивидуальных показателей для конкретного экземпляра ГВС. При таком подходе необходимо использовать данные о фактической длительности режимов работы двигателей в условиях конкретного аэропорта, а также учитывать атмосферные условия (давление, температуру и влажность воздуха) во время полёта, например, приведённые в прил. 12. Расчёты при детальных оценках выбросов ведут с использованием ЭВМ и специальных расчётных программ.

При таком подходе для расчёта количества ЗВ, выброшенных в атмосферу конкретным экземпляром ВС при маршрутном полёте на высотах заданных эшелонов, используется формула:

.                                                                                          

( 8 )

где

EIЭ

–

удельный показатель выброса ЗВ данного экземпляра двигателя на режимах полёта ВС на высотах более 900 м;

GЭ  топл

–

расход топлива двигателем экземпляра "э" на соответствующих режимах полёта ВС, кг; 

?

–

текущее время полёта;

?п

–

время полёта на высотах более 900 м.



Для детальной оценки выбросов ЗВ в зоне аэродрома, по методике ГосНИИ ГА (1991 г.) [ 18 ] необходимо знание таких показателей, как:

		технические характеристики конкретного двигателя (дроссельные характеристики, параметр форсирования и объём жаровой трубы камеры сгорания, частота вращения ротора и др.);

		атмосферные (метеорологические) условия в зоне аэропорта;

		качество используемого топлива;

		прочие конкретные данные. 

Так, в частности, для учёта фактической температуры окружающей среды расчёт ведут по формуле:        М ЗВ t =  М ЗВ МСА  .  k t ,

( 9 )

где

М ЗВ МСА , М ЗВ t

–

количество (масса) ЗВ, выброшенного в атмосферу, 





пересчитанное на стандартную температуру МСА ( = 15 оС), и приведенное к фактической температуре окружающей среды  t , соответственно;



k t

–

поправочный коэффициент, учитывающий реальную температуру окружающей среды t. 

 В методике Европейского агентства по охране окружающей среды  EMEP/CORINAIR – 2001 [ 19 ]  при детальном расчёте учитывается также дополнительная информация, например выполнение полёта ВС осуществляется по приборам или по правилам визуальных полётов и т.п. 

Вполне очевидно, что получить исходные данные для подобных расчётов очень трудоёмко, дорого и, как следствие, экономически не оправдано. Поэтому в повседневной природоохранной деятельности авиапредприятий проведение столь точных расчётов вряд ли целесообразно. Подобные расчёты используются для научно-исследовательских целей, при разработке путей и методов совершенствования конкретной авиатехники и т.д., и т.п.

Таким образом, описанные методики позволяют оценивать (рассчитывать) количество (массу) ЗВ, выбрасываемых в атмосферу, на всех этапах полёта с момента запуска двигателей ГВС перед взлётом и до их выключения после посадки.

Количество выброшенных в атмосферу ЗВ, рассчитанное по исходным данным реальных ВПЦ конкретных экземпляров ГВС в определённых аэропортах, пересчитанные от МСА к реальным атмосферным условиям взлёта, посадки и полёта, далее могут использоваться для расчётов уровней загрязнения в зоне рассмотренных авиапредприятий, то есть быть исходными данными проектов нормативов предельно допустимых выбросов (ПДВ) этих объектов ГА. [1]



Литература

1. Николайкин Н.И., Смирнова Ю.В., Карпин Б.Н.  Безопасность жизнедеятельности. Промышленная экология: Загрязнение атмосферы авиадвигателями воздушных судов: Пособие по выполнению практических занятий и дипломного проектирования.   – М.: МГТУ ГА, 2011. –68с.

2. 







Глава 3. Оценка воздействия на окружающую среду 

3.1 . Общая характеристика микроклимата

Население города Якутска составляет 299,2 тыс.жителей на 2015 г. Площадь 3,6 тыс.км2. Координаты метеостанции 620 01/ c.ш.  1290 43/  в.д. Промышленный, административно-территориальный и культурный центр, речной порт, аэропорт, автовокзал.

Город Якутск находиться в восточной части Приленского плато, на левом берегу реки Лена. Климат суровый, резко-континентальный, зона очень высокого ПЗА. 



Среднегодовые данные

Многолетние 

2012

2013

2014

2015

2016 

Осадки, (число дней)

175

208

225

216

216

231

Средняя скорость ветра, м/с 

1,8

1,5

1,6

1,6

1,4

1,7

Повторяемость приземных инверсий температуры, %

51

38,8

34,0

36,2

24,5

15,3

Повторяемость застоев воздуха, %

31

2,2

1,1

-

1,1

0,5

Повторяемость ветров со скоростью 0-1 м/сек, %

48

57,8

55,6

57,0

59,0

54,0

Повторяемость приподнятых инверсий температуры, %

41

34,8

44,4

35,3

37,5

41,8

Повторяемость туманов, %

6,0

6,7

8,1

12,3

4,7

7,6



Выбросы. 

Основные источники загрязнения атмосферы: объекты коммунального хозяйства, стройиндустрии, автотранспорт, а также предприятия теплоэнергетики, вносящие основной вклад в выбросы стационарных источников, которые расположены в северо-восточной части города. Зарегистрировано 118 предприятий, из которых более крупные пользователи: ОАО АК "Якутскэнерго" (Якутская ГРЭС, Якутская ТЭЦ), ГУП "ЖКХ РС (Я)", ОАО "ДСК", ООО "ЯКСМиК", ОАО УК "Теплоэнергия", ЗАО "Гордормостстрой", ОАО "Сахатранснефтегаз", ОАО НК "Туймаада-нефть", ОАО "Саханефтегазсбыт".

Табл. Изменения уровня загрязнения атмосферы, различными примесями, ИЗА и ПЗА за 2012-2016 годы. г. Якутск

Наименование примеси

Характеристика

годы

Т, %





2012

2013

2014

2015

2016



Взвешенные вещества

qcp

СИ

НП

0,228

5,2

34,7

0,165

4,0

7,2

0,180

2,8

10,5

0,152

2,8

3,4

0,176

4,0

7,4

-23

Диоксид серы

qcp

СИ

НП

0,001

0,04

0

0,001

0,04

0

0,001

0,08

0

0,001

0,03

0

0,001

0,07

0

0

Оксид углерода

qcp

СИ

НП

0,8

3,2

4,3

0,6

1,0

0,0

1,0

2,0

0,2

1,6

1,6

0,2

1,4

0,8

0,0

75

Диоксид азота

qcp

СИ

НП

0,028

2,4

4,0

0,035

3,1

1,5

0,033

4,4

1,2

0,024

3,1

0,6

0,020

1,2

0,1



Оксид азота

qcp

СИ

НП

0,009

0,3

0

0,005

0,2

0,0

0,007

0,2

0,0

0,008

0,2

0,0

0,015

0,3

0,0

67

Сероводород

qcp

СИ

НП

<0,001

1,3

1,3

0,000

0,8

0,0

0,001

1,3

0,1

<0,001

1,5

0,1

<0,001

1,0

0,0

0

Фенолы

qcp

СИ

НП

0,002

1,9

3,8

0,002

2,0

1,0

0,002

2,1

0,7

0,001

2,0

2,0

0,001

1,8

0,3

-50

Аммиак

qcp

СИ

НП

0,030

2,2

4,1

0,031

2,9

1,5

0,030

2,0

0,7

0,029

3,2

2,9

0,030

2,4

0,4

0

Формальдегид

qcp

СИ

НП

0,008

1,8

0,6

0,010

1,9

2,4

0,005

1,3

0,0

0,005

1,0

0,0

0,007

1,4

0,1

-13

Бенз(а)пирен */ (1x10-6) мг/м3

qcp

СИ

1,9

3,6

1,7

6,7

0,7

2,2

0,6

2,4

0,5

1,9

-74

Металлы (мкг/м3)

Железо

Марганец

Медь

Никель

Свинец

Хром

Цинк

qcp

qcp

qcp

qcp

qcp

qcp

qcp

1,4

0,034

0,047

0,021

0,012

0,024

0,580

1,1

0,023

0,047

0,026

0,012

0,025

0,518

1,1

0,022

0,040

0,027

0,018

0,026

0,650

0,7

0,017

0,036

0,022

0,014

0,019

0,361

1,4

0,024

0,004

0,013

0,005

0,014

0,069



В целом по городу

ПЗА

СИ

НП

ИЗА5(нов.)

ИЗА5(ст.)

2,7

5,2

34,7

6,2



8,9

3,1

6,7

7,2

5,9



9,6

3,1

4,4

10,5

4,0



5,5

3,0

3,2

3,4

3,5



5,1

2,9

4,0

7,4

3,7



6,0



ИЗА 5(нов.) - с учетом измененных значений ПДКс.с. формальдегида и фенола.

ИЗА 5(ст.) - с учетом прежних значений ПДКс.с.  формальдегида и фенола.

3.2. Выбросы вредных веществ в атмосферу города Якутска 

Сведения о сети мониторингах: наблюдения проводятся на трех стационарных постах Государственной службы наблюдений за состоянием окружающей среды (ГСН). Методическое руководство сетью осуществляет Центр мониторинга загрязнения окружающей среды ФГБУ "Якутское управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды". Сеть ГСН работает в соответствии с требованиями РД 52.04.186-89.

Станции подразделяются: "городская фоновая" - в жилом микрорайоне города (станция 1), "промышленная" (станция 3), "авто" - вблизи автомагистрали с интенсивным движением (станция 15).



Выбросы вредных веществ в атмосферу в 2012 г. (тыс.т)



Твердые

SO2

NOx

CO

CH, прочие

Всего

Автотранспорта

-

-

-

-

-

33,7

Стационарных источников 

0,3

0,02

5,2

4,8

0,1

10,4

Суммарные

-

-

-

-

-

44,1

Плотность выбросов на душу населения (кг)

1,1

0,07

18,7

17,2

0,4

158,4

Плотность выбросов на единицу площади (кг/км2)

8,3

5,6

1444,4

1333,3

27,8

12250,0

 

Качество воздуха

Концентрация диоксида серы: средняя за год и максимальная разовая концентрации значительно ниже 1 ПДК.

Концентрация диоксида азота/оксида азота: средняя за год концентрация диоксида азота не превышала 1 ПДК. Максимальная разовая концентрация диоксида азота на станции 15 составляла 3,1 ПДК. Среднегодовая и максимальная разовая концентрации оксида азота значительно ниже 1 ПДК.

Концентрации оксида углерода: Средняя за год концентрация оксида углерода не превышает 1 ПДК. Максимальная разовая концентрация составила 1,0 ПДК, наблюдалась в Центральном районе города (станция).

Концентрация взвешенных веществ: среднегодовая концентрация взвешенных веществ, в целом по городу, превышала ПДК в 1,1 раза. Уровень запыленности неоднороден. В Центральном районе средняя концентрация выше ПДК в 1,7 раза. Максимальная разовая концентрация достигала уровня 4,0 ПДК. Наибольшая повторяемость (НП) случаев превышения 1 ПДК зафиксирована в Центральном районе - 7,2%. 

Концентрация бенз(а)пирена: средняя за год концентрация бенз(а)пирена составила 1,7 ПДК, а максимальная из средних за месяц концентрация наблюдалась в январе на станциях 1 и 3 и составила 6,7 ПДК. Годовой ход средних концентраций   бенз(а)пирена характеризуется повышением в зимний период.

Концентрация специфических примесей: среднегодовая концентрация формальдегида превышала ПДК в 3,2 раза, аммиака и фенола - ниже 1 ПДК. Максимальная разовая концентрация фенола составила 2,0 ПДК, наибольшая разовая концентрация аммиака (станция 1) достигала значения - 2,9 ПДК и зафиксирована в июне, максимальные концентрации формальдегида превышала 1 ПДК в 1,3 раза и в 2,7 раза. Максимальная разовая концентрация сероводорода ниже 1 ПДК. 

Уровень загрязнения воздуха в городе: высокий. По значению индекса загрязнения атмосферы (ИЗА5), равного 9,56. Среднегодовые концентрации 3-х загрязняющих веществ превышает 1 ПДК: формальдегида,  бенз(а)пирена и взвешенных веществ. Стандартный индекс СИ равен 6,7. Наибольшая повторяемость НП - 7,2%.

Тенденция за 2003-2012 годы: за десятилетний период прослеживается тенденция роста загрязнения воздуха диоксидом азота. Наметилась тенденция снижения загрязнения воздуха оксидом углерода и снижение в воздухе концентраций взвешенных веществ. В 2013 году снизилась среднегодовая концентрация бенз(а)пирена. В течение 2004-2013 гг. наблюдалась тенденция повышения среднегодовых концентраций формальдегида. 



Выбросы вредных веществ в атмосферу в 2013 г. (тыс.т)



Твердые

SO2

NOx

CO

CH, прочие

Всего

Автотранспорта

-

-

-

-

-

34,2

Стационарных источников 

0,3

0,1

5,3

5,0

0,1

10,8

Суммарные

-

-

-

-

-

45,0.......................