First results of assessment of transport pressure on the RUDN University campus and the South-West Forest Park

Full Text

Введение Транспортная система города и автотранспортные средства (АТС) - признанные лидеры в загрязнении атмосферы крупных городов. Так, для Москвы их вклад составляет не менее 90 %[11]. По данным начала 2022 г., средняя нагрузка автотранспорта на почвенный покров по выбросам вредных веществ от АТС составляет 1,2 кг/м2 в год[12]. Поскольку методика этих оценок не указана, требуется подтверждение результатов. Среди основных компонентов выбросов - оксиды углерода, азота, серы, твердые частицы (ТЧ) различного размера и состава, нитрозамины, широкий спектр углеводородов (замещенных, незамещенных, алифатических, ароматических). Оценки массопотоков и геохимической активности поллютантов проводятся на основе инструментальных (непосредственные замеры на стендах, данные экологического мониторинга) или расчетных методов. В последнем случае применяются алгоритмы из официальных методик, а также определенные на основе сложившейся практики удельные показатели выбросов - в расчете на 1 км пробега АТС, на единицу площади автодороги, на единицу мощности двигателя и т. д. Безусловно, расчетные методы менее точны, являются укрупненными, ориентируются на типовые источники выбросов. Их преимущество - относительная дешевизна и быстрота расчета. Для определения точности таких оценок необходимо их сопоставление с экспериментальными данными. Настоящее сообщение демонстрирует результаты первого этапа исследований: расчет выбросов ТЧ и полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) - одной из наиболее токсичных групп поллютантов. Их поступление в окружающую среду частично обусловлено транспортом на ТЧ за счет процессов адсорбции комплексообразования. Материалы и методы Объект исследования - территория кампуса РУДН и прилегающего Юго-Западного лесопарка в Юго-Западном округе Москвы. Площадь территории 114 га; она окружена автодорогами (Ленинский пр-кт, ул. Саморы Машелы, ул. Академика Опарина) и пересекается ул. Миклухо-Маклая. На основе натурных наблюдений (данные учета автомобилей весной 2019 г.) и данных камер дорожного движения суммарная годовая нагрузка составляет более 70 млн АТС/год на пяти участках: 1 - ул. Миклухо-Маклая (1000 м); 2 - Ленинский пр-кт (1000 м, северная часть до пересечения с ул. Миклухо-Маклая); 3 - Ленинский пр-кт (1180 м, южная часть, после пересечения с ул. Миклухо-Маклая); 4 - ул. Саморы Машела (430 м); 5 - ул. Академика Опарина (1100 м). В совокупности дорожная сеть протяженностью 4,7 км создает мощнейшую круглосуточную генерацию выбросов автоволнового характера [1]. Оценки выбросов ТЧ от истирания дорожного полотна, от истирания шин, от выбросов с отработанными газами и выделяющихся при торможении, а также оценки выбросов ПАУ получены с использованием удельных характеристик, приведенных в [2-5]. Результаты и обсуждение В результате расчета поступления загрязняющих веществ от вышеперечисленных источников получены оценки, приведенные в таблице. ПАУ в результате транспортной активности поступают в окружающую среду как в газообразной форме (часть комплекса ПАУ - летучие вещества в составе выбросов отработанных газов), так и на ТЧ, что потребовало расчета их количества на первом этапе. Таким образом, суммарная масса ТЧ, оцененная расчетными методами, составляет 320,66 т/год, а масса ПАУ - 216,3 кг/год. Эти оценки можно соотнести с масштабами изучаемой территории: при отсутствии рассевания примесей за счет атмосферного переноса за ее пределы на каждый квадратный метр территории могло бы оседать около 0,28 кг ТЧ и 0,19 г ПАУ ежегодно. Ориентируясь на приведенные данные для Москвы[13], можно считать, что это около 23,33 и 0,0158 % от суммарных поступлений поллютантов в почвы соответственно, что в принципе реалистично. При этом подчеркнем: даже столь низкая доля ПАУ в реальности представляет значительную нагрузку за счет их высокой токсичности. Среди выбросов ПАУ преобладают газообразные вещества в составе отработанных газов двигателей внутреннего сгорания (53,6 %), а также ПАУ на частицах, поступающих от истирания дорожного полотна (42,9 %). Предварительная оценка поступления ТЧ и ПАУ Характеристика Участки 1 2 3 4 5 Ширина дорожного полотна, м 14,5 35,0 35,0 8,5 8,5 Количество АТС/год 7 812 769 28 519 834 27 107 788 1 576 800 5 142 120 Выбросы ТЧ, т/год, в том числе: 33,57 122,54 137,32 2,94 24,29 - с отработанными газами 0,10 0,37 0,41 0,01 0,07 - от истирания шин 1,46 5,33 5,97 0,13 1,06 - при торможении 0,20 0,72 0,68 0,04 0,13 - от истирания дорожного полотна 31,8 116,13 130,25 2,76 23,03 Выбросы ПАУ 22,64 82,63 92,68 1,96 16,39 Preliminary evaluation of emission of particulate matter and PAHs Characteristic Road segments 1 2 3 4 5 Width of the roadway, m 14.5 35.0 35.0 8.5 8.5 Number of vehicles/year 7 812 769 28 519 834 27 107 788 1 576 800 5 142 120 PM emissions, t/year, including: 33.57 122.54 137.32 2.94 24.29 - with exhaust gases 0.10 0.37 0.41 0.01 0.07 - from tire abrasion 1.46 5.33 5.97 0.13 1.06 - at braking 0.20 0.72 0.68 0.04 0.13 - from abrasion of the roadway 31.8 116.13 130.25 2.76 23.03 PAHs emissions 22.64 82.63 92.68 1.96 16.39 Заключение Полученные оценки свидетельствуют о весьма существенных уровнях загрязнения. Однако это укрупненные оценки; формируются ли такие уровни загрязнения в реальности, можно установить на основе экспериментальных данных. Система импактного экологического мониторинга [6-8] позволяет верифицировать расчетные оценки данными измерений накопления поллютантов (ТЧ) в снеге. Значительный вклад в загрязнение вносят ПАУ и другие поллютанты - липофильные химические соединения, сорбируемые ТЧ от истирания дорожного полотна. Этот источник поставляет в атмосферу максимальное количество ТЧ (94,8 %). Таким образом, даже при условии замены значительной доли АТС на электротранспорт, транспортная система города продолжит оставаться одним из наиболее заметных источников загрязнения атмосферы города.

About the authors

Margarita M. Redina

Peoples’ Friendship University of Russia (RUDN University)

Email: redina-mm@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0002-3169-0142

Dr.Sc. (Econ.), Associate Professor, Professor of the Department of Environmental Security and Product Quality Management, Institute of Environmental Engineering

6 Miklukho-Maklaya St, Moscow, 117198, Russian Federation

Aleksandr P. Khaustov

Peoples’ Friendship University of Russia (RUDN University)

Author for correspondence.
Email: khaustov-ap@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0002-5338-3960

Dr.Sc. (Geol.)., Professor, chief specialist, Institute of Environmental Engineering

6 Miklukho-Maklaya St, Moscow, 117198, Russian Federation

References

Supplementary files