Науковий вісник НГУ

Прогнозування рівня забруднення атмосферного повітря в зоні впливу міських автомагістралей

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 2

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Екологічна безпека, охорона праці

Останнє оновлення: 02 квітня 2016

Опубліковано: 02 квітня 2016

Перегляди: 4756

Автори:

М.М. Бєляєв, доктор технічних наук, професор, Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, професор кафедри гідравліки та водопостачання, м. Дніпропетровськ, Україна

Т.І. Русакова, кандидат технічних наук, Дніпропетровський національний університет імені О. Гончара, доцент кафедри аерогідромеханіки та енергомасопереносу, м. Дніпропетровськ, Україна

В.Є. Колесник, доктор технічних наук, професор, Державний вищий навчальний заклад «Національний гірничий університет», професор кафедри екології, м. Дніпропетровськ, Україна

А.В. Павличенко, кандидат біологічних наук, доцент, Державний вищий навчальний заклад «Національний гірничий університет», доцент кафедри екології, м. Дніпропетровськ, Україна

Реферат:

Мета. Розробка методики оцінки забруднення атмосферного повітря в зоні впливу міських автомагістралей, що базується на рівняннях відривних течій нев'язкої рідини, яка враховують специфіку житлової забудови, а також закономірності хімічних перетворень забруднюючих речовин.

Методика. Прогноз рівня забруднення атмосферного повітря викидами автотранспорту на вулицях міста ґрунтується на спільному рішенні гідродинамічної задачі з визначення поля швидкості вітрового потоку в зоні міської автомагістралі та завдання з перенесення домішок в атмосфері. Для визначення поля швидкості вітрового потоку використовували метод відривних вихрових течій ідеальної нестисливої рідини. Закономірності перенесення домішок в атмосфері встановлювали за допомогою рівняння конвективно-дифузійного переносу домішки та її хімічної трансформації в атмосфері. Прогноз концентрацій забруднюючих речовин проводився шляхом чисельного моделювання на прямокутній різницевій сітці з використанням методу маркування розрахункової області на основі поперемінно-трикутної різницевої схеми.

Результати. Розроблена методика дозволяє оперативно прогнозувати рівні забруднення атмосферного повітря викидами автотранспорту при розташуванні будівель і автомагістралі за типом «вуличний каньйон» з урахуванням хімічних перетворень забруднюючих речовин. Застосування розробленої чисельної моделі дозволило на практиці встановити динаміку вмісту діоксиду азоту в повітрі біля будинків, прилеглих до автомагістралі. Проведено порівняльний аналіз зміни концентрації діоксиду азоту відносно його гранично допустимої концентрації в атмосфері та середньорічних значень.

Наукова новизна. Розроблена методика оцінки рівнів забруднення атмосферного повітря на різних відстанях від автомагістралі, що дозволяє враховувати специфіку хімічних перетворень забруднюючих речовин у повітрі та вплив структури житлової забудови на їх розсіювання.

Практична значимість. Розроблена прогнозна методика може бути використана при плануванні автомагістралей у нових районах міст або при реконструкції старих для проведення серій розрахунків, що вимагають перебору різних варіантів розташування будівель і авто-магістралей за певних метеорологічних умов. Отримані закономірності поширення забруднюючих речовин на різних відстанях від автомагістралі рекомендується застосовувати для своєчасного впровадження природоохо-ронних заходів.

Список літератури / References:

1. Kim, J.J., Smorodinsky, S., Lipsett M., Singer, B.C., Hodgson, A.T. and Ostro, B., 2004. Traffic-related air pollution near busy roads: the East Bay children's respiratory study. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, 170 (5), pp. 520−526.

2. Чуваєв П.І. Вплив автомобільного транспорту на навколишнє середовище / П.І. Чуваєв // Вісник Національного транспортного університету. – К.: НТУ – 2013. – № 27. – С. 380−383.

Chuvaev, P.I., 2013. Influence of motor transport on environment, Visnyk Natsionalnoho Transportnoho Universutetu, 27, pp. 380−383.

3. Жуков М.Н. Метод підвищення детальності просторового розподілу забруднення (на прикладі Київської агломерації) / М.Н. Жуков, І.Р. Стахів // Науковий вісник Національного гірничого університету. – 2014. – №1. – С. 113−118.

Zhukov, M.N., Stakhiv, I.R., 2014. The method of detalization of pollution spatial distribution (on the example of Kiev metropolitan area), Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 1, pp. 113−118.

4. Sider, T., Hatzopoulou, M., Eluru, N., Goulet-Langlois, G. and Manaugh, K., 2015. Smog and socio-economics: An evaluation of equity in traffic-related air pollution generation and exposure. Environment and Planning B: Planning and Design, Vol. 42, pp. 870−887.

5. Beckerman, B., Jerrett, M., Brook, J.R., Verma, D.K., Arain, M.A. and Finkelstein, M., 2008. Correlation of nitrogen dioxide with other traffic pollutants near a major expressway, Atmospheric Environment, 42, pp. 275−290.

6. Kessler, Ch., Niederau, A. and Scholz, W., 2006. Estimation of NO₂/NO_x relations of traffic emissions in Baden-Wurttemberg from 1995 to 2005. In: 2 conf. Environment Transport, incl. 15th conf. Transport and Pollution. Reims, France, 12−14 June, no. 107, Vol. 2, pp. 101−105.

7. Abo-Qudais, S. and Abu Qdais, H., 2005. Performance evaluation of vehicles emissions prediction models. Clean Technologies and Environmental Policy, no. 7, pp. 279−284.

8. Hatzopoulou, M., and Miller, E. J., 2010. Linking an activity-based travel demand model with traffic emission and dispersion models: Transport's contribution to air pollution in Toronto. Transportation Research Part D: Transport and Environment, 15(6), pp. 315−325.

9. Denby, Br., Douros, I. and Fragkou, L., 2011. Modelling of Nitrogen Dioxide (NO₂) for air quality assessment and plan-ning relevant to the European Air Quality Directive. ETC/ ACM Technical Paper, 15, pp. 167−174.

10. Sathe Yogesh, V., 2004. Air quality modeling in street canyons of Kolhapur City, Maharashtra, India, Universal J. of Environmental Research and Technology, no. 2, vol. 2, pp. 97−105.

2016_01_biliaiev
2016-04-02  498.59 KB  1067

• < Попередня