Разработка методов мониторинга загрязнения воздушной среды автомагистралей крупных городов для предотвращения образования фотохимического смога

• Автор: Зубкова, Ирина Юрьевна
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 177 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
Г1. Характеристика воздействия городского автотранспортного комплекса на воздушную среду урбанизированной территории
1.2. Влияние параметров городских автомагистралей на величину и состав отработавших газов автомобильного транспорта
1.3. Значение диоксида азота как определяющего фактора протекания фотохимических реакций и образования фотохимического смога на автомагистралях
1.4. Анализ основных технических направлений снижения антропогенного воздействия автомобильного транспорта на воздушную среду городских комплексов
1.5. Выводы по главе
ГЛАВА 2. НАТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИОКСИДА АЗОТА В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ ГОРОДСКИХ УЛИЦ
2.1. Анализ градостроительных факторов, влияющих на концентрацию диоксида азота в атмосферном воздухе городских улиц
2.2. Анализ климатологических факторов, влияющих на концентрацию диоксида азота в атмосферном воздухе городских улиц
2.3. Интенсивность движения автомобильного транспорта как фактор, влияющий на концентрацию диоксида азота в атмосферном воздухе
городских улиц
2.4. Планирование натурных замеров и обоснование репрезентативности выборки объектов исследования
2.5. Методика проведения натурных замеров и методика исследования
2.6. Результаты натурных обследований и характеристика перекрестков по содержанию диоксида азота в атмосферном воздухе
2.7. Выводы по главе
ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ НАТУРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Многофакторный регрессионный анализ результатов натурных исследований
3.2. Оценка вероятности образования фотохимического смога в условиях крупных городских комплексов
3.3. Разработка математической модели прогноза возникновения пороговой концентрации формирования фотохимического смога в воздушной среде автомагистралей городских комплексов
3.4. Выводы по главе
ГЛАВА 4. НАПРАВЛЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Разработка основ системы автоматизированного мониторинга для предотвращения образования фотохимического смога в атмосферном воздухе урбанизированной территории
4.2. Выбор режимно-эксплутационных характеристик, направленных на снижение содержания диоксида азота в отработавших газах

ВВЕДЕНИЕ
Техногенные выбросы в атмосферу являются важнейшим фактором, определяющим качество жизни в крупных городах. Традиционно наиболее серьезным источником загрязнения атмосферы считают промышленные предприятия, однако спад промышленного производства в последние годы привел к тому, что в крупных промышленных мегаполисах выбросы автотранспорта соизмеримы по объему с выбросами предприятий. Более того, выбросы производств, как правило, проходят стадию очистки и поступают в атмосферу через жерла высоких труб, что способствует рассеянию примесей и снижает их концентрацию в приземном слое. Газообразные продукты автомобильных выхлопов поступают непосредственно в приземный слой воздуха практически без всякой предварительной очистки. В результате улицы городов становятся распределенными источниками загрязнения атмосферы.
Отработавшие газы двигателя внутреннего сгорания автомобиля - это смесь более 200 различных компонентов, большая часть которых токсична. Кроме того, в атмосферном воздухе в результате химических реакций эти соединения преобразуются в другие, часто более токсичные. Одним из примеров такого превращения является прохождение в атмосфере, загрязненной выбросами автомобильного транспорта, реакций фотохимического окисления. Вещества, получающиеся в результате таких реакций, образуют фотохимический смог, обладающий сильным раздражающим долговременным действием на здоровье человека.
Сегодня, когда темпы автомобилизации общества значительно ускорились, проблема образования фотохимического загрязнения стоит перед каждым крупным городом, особенно если климатические условия способствуют прохождению фотохимических реакций в воздушном бассейне урбанизированной территории. Главным условием прохождения реакций фотохимического окисления является одновременное наличие инсоляции и

Мировая наука широко ведет научно-исследовательские работы по переводу автотранспорта с жидкого топлива на природный газ, внедряются новые сорта экологически более совершенных жидких топлив, например, неэтилированного бензина, новых видов топлив растительного и животного происхождения, водотопливных эмульсий /20, 72, 1 12, 117/.
Альтернативой используемым в настоящее время дизельному и бензиновому топливам является природный газ. Особенно актуально его использование для территорий с плотной застройкой. Использование природного газа в качестве топлива позволяет значительно снизить влияние автотранспорта на здоровье населения и окружающую природную среду. Основная причина этого заключается в составе топлива. Природный газ состоит из 90-98% метана, нетоксичного углеводорода, который при сгорании дает, главным образом, диоксид углерода и воду. Г аз является нетоксичным и легче воздуха. Природный газ, в принципе, это готовое к использованию топливо, и не требуется дополнительных энергетических затрат на процесс его производства.
Имеются также и необходимые предпосылки для использования биогаза, возобновляемого топлива с отличными экологическими характеристиками как в местном, так и в глобальном аспекте. Транспортные средства, работающие на природном газе, могут также работать на биогазе, который, подобно природному газу, состоит в основном из метана. Если природный газ представляет собой ископаемое топливо, то биогаз синтезируется посредством биообработки органических материалов. Это значит, что горение биогаза не содействует возникновению парникового эффекта /60, 72/.
Бензин, как и дизельное топливо, также производится из полезных ископаемых, поэтому диоксид углерода, который получается в результате его сгорания, способствует усилению парникового эффекта. Что касается других выбросов вредных веществ, внедрение трехкомпонентных каталитических нейтрализаторов на новых автомобилях принесло просто таки революционные