Методика определения выбросов автотранспорта для проведения сводных расчетов загрязнения атмосферы городов

Назва: 
Методика определения выбросов автотранспорта для проведения сводных расчетов загрязнения атмосферы г

Download

МИНИСТЕРСТВО ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

 

Республиканский нормативный документ

Охрана атмосферного воздуха

МЕТОДИКА

определения выбросов автотранспорта

для проведения сводных расчетов

загрязнения атмосферы городов

РНД 211.2.02.11-2004

Издание официальное

Астана, 2004


II

 

Предисловие

 

1 РАЗРАБОТАН Республиканским научно-исследовательским Центром охраны атмосферного воздуха, НИИ «Атмосфера»

ВНЕСЕН Республиканским научно-исследовательским Центром охраны атмосферного воздуха

2 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Министра охраны окружающей среды Республики Казахстан
от 20.12.2004 г. № 328 п

3 ОДОБРЕН на заседании рабочей группы Министерства охраны окружающей среды Республики Казахстан, протокол №1 от 20 декабря 2002 года

4 РЕГИСТРАЦИЯ не требуется согласно письма Министерства юстиции Республики Казахстан №4-01-10-6/7082 от 17.10.2001г.

5 СОГЛАСОВАН С:

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

7 ПЕРИОДИЧНОСТЬ ПРОВЕРКИ 1 РАЗ В 5 ЛЕТ

Документ оформлен с учетом требований РНД 211.1.01.02-1994 «Правила изложения и оформления нормативных документов», Алматы, 1994 и СТ РК 1.5-2000 «Требования к построению, изложению, оформлению и содержанию государственных и фирменных стандартов, стандартов научно-технических, инженерных обществ и других общественных объединений и изменений к ним»

Настоящий документ не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения разработчика.

 
 



Содержание

 


1.. Область применения.................................................................. 19

2 . Нормативные ссылки ............................................................... 19

3 . Определения, обозначения и сокращения.................................. 20

4 . Общие положения ..................................................................... 20

5 . Расчет выбросов автотранспорта на автомагистралях ............ 21

5.1 . Расчет выбросов движущегося автотранспорта ................ 22

5.2 . Расчет выбросов автотранспорта в районе регулируемого перекрестка         24

6 . Организация и проведение натурных обследований структуры и интенсивности автотранспортных потоков на основных автомагистралях .................................................. 26

Литература..................................................................................... 31

 
 

III

 

 




Введение

 
 

IV

 

 


В настоящем документе, переработанном на основе новейших нормативно-методических документов,

IV

 представлены методические подходы к организации и проведению сводных расчетов загрязнения атмосферы выбросами автомобильного транспорта.

 

Приложением к РНД являются также разрабатываемые программы для различных ЭВМ, согласованные в установленном порядке с разработчиками методики и утвержденные Министерством охраны окружающей среды Республики Казахстан [1].



РЕСПУБЛИКАНСКИЙ НОРМАТИВНЫЙ ДОКУМЕНТ

МЕТОДИКА

определения выбросов автотранспорта

для проведения сводных расчетов

загрязнения атмосферы городов

РНД

211.2.02.11-2004


 

Дата введения 1.01.2004 г.

1 Область применения

Настоящий документ устанавливает порядок расчета выбросов автомобильного транспорта для их использования при проведении сводных расчетов загрязнения атмосферы городов; может быть применен ко всем категориям автотранспортных средств при эксплуатации в городских условиях.

Полученные по настоящему документу результаты используются в качестве исходных данных для проведения сводных расчетов загрязнения атмосферы городов выбросами промышленности и автотранспорта.

Любая деятельность по проведению сводных расчетов загрязнения атмосферы городов, проводимая в Республике Казахстан, должна осуществляться в соответствии с настоящим документом и удовлетворять рекомендациям, приведенным в нем.

2 Нормативные ссылки

ГОСТ 17.2.1.04-77. Охрана природы. Атмосфера. Источники и метеорологические факторы загрязнения, промышленные выбросы. Основные термины и определения. М. Изд-во стандартов, 1978.

ГОСТ 17.2.3.02-78. Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями. М., Изд-во стандартов, 1980.

РНД 211.2.01.01-97. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. Алматы, 1997.


3 Определения, обозначения и сокращения

В настоящем документе применяются термины и определения в соответствии с ГОСТ 17.2.1.04-77, ГОСТ 17.2.1.03-84.

4 Общие положения

4.1 Настоящая методика предназначена для оценки величин выбросов загрязняющих веществ в атмосферу автотранспортными потоками на городских магистралях.

4.2 Полученные величины выбросов автотранспортных потоков на городских автомагистралях применяются при проведении сводных расчетов загрязнения атмосферного воздуха города (региона) выбросами промышленности и транспорта.

4.3 В качестве исходных данных для расчета выбросов автотранспорта в атмосферу используются результаты натурных обследований структуры и интенсивности автотранспортных потоков с подразделением по основным категориям автотранспортных средств.

4.4 Приведенные в данном документе усредненные удельные значения показателей выбросов отражают основные закономерности их изменения при реальном характере автотранспортного движения в городских условиях, определяемых целесообразным выбором передаточного отношения от двигателя к трансмиссии. При этом учитывается, что в городе автомобиль совершает непрерывно разгоны и торможения, перемещаясь с некоторой средней скоростью на конкретном участке автомагистрали, определяемой дорожными условиями.

4.5 Расчеты выбросов выполняются для следующих вредных веществ, поступающих в атмосферу с отработавшими газами автомобилей:

-          оксид углерода (СО):

-          оксиды азота NOx (в пересчете на диоксид азота);

-          углеводороды (СН) [2];

-          сажа;

-          диоксид серы (S02);

-          формальдегид;

-          бенз(а)пирен;

-          соединения свинца [3].

4.6 Используемые при расчете выбросов параметры определяются на основе натурных обследований, проведение которых осуществляется по достаточно простой схеме, не требующей инструментального оснащения и продолжительного обучения. Это позволяет выполнять такие работы практически в любом городе с необходимой периодичностью, что весьма важно для регулярной корректировки информации о выбросах автотранспорта в целях поддержания работы компьютерного банка данных о выбросах промышленности и автотранспорта города в оперативном режиме.

5 Расчет выбросов загрязняющих веществ автотранспортом

Расчет выброса i-го загрязняющего вещества автотранспортным потоком (MLi) определяется для конкретной автомагистрали, на всей протяженности которой структура и интенсивность движения изменяется не более чем на 20-25%. При большем различии автотранспортных характеристик автомагистраль разбивается на участки, которые в дальнейшем рассматриваются как отдельные источники.

Такая магистраль (или ее участок) может иметь несколько нерегулируемых перекрестков или (и) регулируемых при интенсивности движения менее 500 авто/час.

Для автомагистрали (или ее участка) с повышенной интенсивностью движения (более 500 авто/час) дополнительно учитывается выброс автотранспорта (МП) в районе перекрестка.

В районе перекрестка выбрасывается наибольшее количество вредных веществ за счет торможения и остановки автомобиля перед запрещающим сигналом светофора и последующим его движением в режиме «разгона» по разрешающему сигналу светофора. Это обусловливает необходимость выделить на выбранной автомагистрали участки перед светофором, на которых образуется очередь автомобилей, работающих на холостом ходу в течение времени действия запрещающего сигнала.

Таким образом, для автомагистрали (или ее участка) при наличии регулируемого перекрестка суммарный выброс М будет равен:

    (5.1)

где:

 - выброс в атмосферу автомобилями, находящимися в зоне перекрестка при запрещающем сигнале светофора;

 - выброс в атмосферу автомобилями, движущимися по данной автомагистрали в рассматриваемый период времени;

n и m - число остановок автотранспортного потока перед перекрестком соответственно на одной и другой его образующих улицах за 20-минутный период времени;

индексы 1 и 2 соответствуют каждому из 2-х направлений движения на автомагистрали с большей интенсивностью движения, а 3 и 4 - соответственно для автомагистрали с меньшей интенсивностью движения.

5.1 Расчет выбросов движущегося автотранспорта

Выброс i-того загрязняющего вещества (г/с) движущимся автотранспортным потоком на автомагистрали (или ее участке) с фиксированной протяженностью L (км) определяется по формуле:

,                   (5.2)

где:

-пробеговый выброс i-гo вредного вещества автомобилями K-й группы для городских условий эксплуатации, г/км (по табл. 1.);

K-        количество групп автомобилей;

-  фактическая наибольшая интенсивность движения, т.е. количество автомобилей каждой из К групп, проходящих через фиксированное сечение выбранного участка автомагистрали за единицу времени в обоих направлениях по всем полосам движения, шт/час;

-  поправочный коэффициент, учитывающий среднюю скорость движения транспортного потока (V, км/час) на выбранной автомагистрали (или ее участке), (по табл. 2);

1/3600- коэффициент пересчета «час» в «сек»;

L -        протяженность автомагистрали (или ее участка), км;

L0 -      протяженность очереди автомобилей перед запрещающим сигналом светофора и длина соответствующей зоны перекрестка (для перекрестков, на которых проводились дополнительные обследования), км.

Таблица 1

Значения пробеговых выбросов ML1 (г/км) для различных групп автомобилей

Наименование группы автомобилей

Номер группы

Выброс, г/км

СО

NOх (в пересчете на NO2)

СН

сажа

SO2

формальдегид

соединения свинца

бенз(а)пирен

Легковые

I

19.0

1.8

2.1

-

0.065

0.006

0.019

1.7´10-6

Легковые дизельные

2.0

1.3

0.25

0.1

0.21

0.003

-

-

Грузовые карбюраторные с грузоподъемностью до 3 т (в т.ч. работающие на сжиженном нефтяном газе) и микроавтобусы

II

69.4

2.9

11.5

-

0.20

0.020

0.026

4.5´10-6

Грузовые карбюраторные с грузоподъемностью более 3 т (в т.ч. работающие на сжиженном нефтяном газе)

III

75.0

5.2

13.4

-

0.22

0.022

0.033

6.3´10-6

Автобусы карбюраторные

IV

97.6

5.3

13.4

-

0.32

0.03

0.041

6.4´10-6

Грузовые дизельные

V

8.5

7.7

6.0

0.3

1.25

0.21

-

6.5´10-6

Автобусы дизельные

VI

8.8

8.0

6.5

0.3

1.45

0.31

-

6.7´10-6

Грузовые газобаллонные, работающие на сжатом природном газе

VII

39.0

2.6

1.3*

-

0.18

0.002

-

2.0´10-6

6

 

Примечание: * - значение выброса за вычетом метана.

 

Таблица 2

Значения коэффициентов rv.k.1, учитывающих изменения количества выбрасываемых вредных веществ, в зависимости от скорости движения

 

Скорость движения (V, км/час)

 

10

15

20

25

30

35

40

45

50

60

75

80

100

rv.k.1

1.35

1.28

1.2

1.1

1.0

0.88

0.75

0.63

0.5

0.3

0.45

0.5

0.65

Примечание: для диоксида азота значение rv.k.1 принимается постоянным и равным 1 до скорости 80 км/час.

5.2 Расчет выбросов автотранспорта в районе регулируемого перекрестка

При расчетной оценке уровней загрязнения воздуха в зонах перекрестков следует исходить из наибольших значений содержания вредных веществ в отработавших газах, характерных для режимов движения автомобилей в районе пересечения автомагистралей (торможение, холостой ход, разгон).

Выброс i-гo загрязняющего вещества автомобилями в зоне перекрестка при запрещающем сигнале светофора определяется по формуле:

,                      (5.3)

где:

 -значения удельных выбросов для автомобилей, находящихся в зоне перекрестка, г/мин (по табл. 3);

K -       количество групп автомобилей;

Р -       продолжительность действия запрещающего сигнала светофора (включая желтый цвет), мин;

Т -       количество циклов действия запрещающего сигнала светофора за 20-минутный период времени;

 - количество автомобилей в каждой из K групп, образующих «очередь» в зоне перекрестка на обследуемой автомагистрали.

Значения МПk определяются по таблице 3, в которой приведены усредненные значения удельных выбросов (г/мин), учитывающие режимы движения автомобилей в районе пересечения перекрестка (торможение, холостой ход, разгон); а значения Р, Т, GK.T - по результатам натурных обследований.


Таблица 3

Удельные значения выбросов для автомобилей, находящихся в зоне перекрестка Мп.1

Наименование группы

Номер группы

Выброс, г/мин

СО

NOx (в пересчете на NO2)

CH

сажа

SO2

формальдегид

соединения свинца

бенз(а)-пирен

Легковые

I

3.5

0.05

0.25

-

0.01

0.0008

0.0044

2.0´10-6

Легковые дизельные

Iд

0.13

0.08

0.06

0.035

0.04

0.0008

-

-

Грузовые карбюраторные с грузоподъемностью до 3 т (в т.ч. работающие на сжиженном нефтяном газе) и микроавтобусы

II

6.3

0.075

1.0

-

0.02

0.0015

0.0047

4.0´10-6

Грузовые карбюраторные с грузоподъемностью более 3 т. (в т.ч. работающие на сжиженном нефтяном газе)

III

18.4

0.2

2.96

-

0.028

0.006

0.0075

4.4´10-6

Автобусы карбюраторные

IV

16.1

0.16

2.64

-

0.03

0.012

0.0075

4.5´10-6

Грузовые дизельные

V

2.85

0.81

0.3

0.07

0.075

0.015

-

6.3´10-6

Автобусы дизельные

VI

3.07

0.7

0.41

0.09

0.09

0.020

-

6.4´10-6

Грузовые газобаллонные, работающие на природном газе

VII

6.44

0.09

0.26*

-

0.01

0.0004

-

3.6´10-6

Примечание: * - значение выброса за вычетом метана.


6 Организация и проведение натурных обследований структуры
и интенсивности автотранспортных потоков
на основных автомагистралях

Для определения выбросов автотранспорта на городских автомагистралях и последующего их использования в качестве исходных данных при проведении расчетов загрязнения атмосферы проводится изучение особенностей распределения автотранспортных потоков (их состава и интенсивности) по городу и их изменений во времени (в течение суток, недели и года).

Территориальные различия состава и интенсивности транспортных потоков зависят от площади и поперечных размеров города, количества населения, схемы планировки улично-дорожной сети, особенностей расположения промышленных предприятий, автохозяйств, автозаправочных станций и станций техобслуживания.

Временные различия в значительной степени связаны с режимом работы промышленных предприятий и учреждений города и с климатическими особенностями района, в котором расположен город.

6.1. На основе изучения схемы улично-дорожной сети города, а также полученной в органах государственной автомобильной инспекции (ГАИ) и архитектурных управлениях информации о транспортной нагрузке составляется перечень основных автомагистралей (и их участков) с повышенной интенсивностью движения и перекрестков с высокой транспортной нагрузкой. В качестве таких магистралей (участков) рассматриваются:

- для городов с населением до 500 тысяч человек - магистрали (или их участки) с интенсивностью движения в среднем более 200-300 автомобилей в час;

- для городов с населением более 500 тыс. человек - магистрали (или их участки) с интенсивностью движения в среднем более 400-500 автомобилей в час.

Выбранные автомагистрали (или их участки) и перекрестки наносятся на карту-схему города (с учетом масштаба карты). На этой карте фиксируются и перекрестки, на которых предполагается проведение дополнительных обследований.

6.2 Для определения характеристик автотранспортных потоков на выбранных участках улично-дорожной сети проводится учет проходящих автотранспортных средств в обоих направлениях с подразделением по следующим группам:

I. Л - легковые, из них отдельно автомобили производства стран СНГ (СНГ) и отдельно зарубежные;

II. ГК<3 - грузовые карбюраторные грузоподъемностью менее 3 тонн и МА - микроавтобусы (ГАЗ-51-53, УАЗы, "Газель", РАФ и др.);

III. ГК>3 - грузовые карбюраторные грузоподъемностью более 3 тонн (ЗИЛы, Урал и др.):

IV. АК - автобусы карбюраторные (в ПАЗ, ЛАЗ, ЛИАЗ);

V. ГД - грузовые дизельные (КРАЗ, КАМАЗ);

VI. АД - автобусы дизельные (городские и туристические);

VII. ГГБ - грузовые газобаллонные, работающие на сжатом природном газе.

6.3 Подсчет проходящих по данному участку автомагистрали транспортных средств проводится в течение 20 минут каждого часа. При высокой интенсивности движения (более 2-3 тыс. автомашин в час) подсчет проходящих автотранспортных средств проводится синхронно раздельно по каждому направлению движения (а при недостаточности числа наблюдателей - первые 20 минут - в одном направлении; следующие 20 минут - в противоположном направлении). Местоположение одного наблюдателя и направления движения учитываемых машин показано на рис.1.

6.4 Для выявления максимальной транспортной нагрузки наблюдения выполняются в часы «пик». Для большинства городских автомагистралей отмечается два максимума: утренний и вечерний (соответственно с 7-8 часов до 10-11 часов и с 16-17 часов до 19-20 часов), для многих транзитных автомагистралей наибольшая транспортная нагрузка характерна для дневного времени суток.

С целью получения исходных данных о выбросах для проведения сводных расчетов загрязнения атмосферы города наблюдения организуются в часы «пик» летнего сезона года.

Натурные обследования состава и интенсивности движущегося автотранспортного потока проводятся не менее 4-6 раз в часы «пик» на каждой автомагистрали.

6.5 Результаты натурных обследований структуры и интенсивности движущегося автотранспортного потока заносятся в полевой журнал по форме приведенной в табл. 4.

6.6 Для оценки транспортной нагрузки в районе регулируемых перекрестков проводятся дополнительные обследования.

6.6.1 Последовательно (а при возможности, одновременно) на каждом направлении движения в период действия запрещающего сигнала светофора (включая и желтый цвет) выполняется подсчет автотранспортных средств (по группам, согласно п.6.2), образующих «очередь». Одновременно фиксируется длина «очереди» в метрах. Подсчеты проводятся не менее 4-6 раз в периоды, указанные в п.6.4.

6.6.2 Результаты дополнительных обследований заносятся в полевой журнал по форме, приведенной в табл.5.

Таблица 4

Полевой журнал

обследования характеристик движущегося автотранспортного потока

наименование улицы ________________________________________

направление движения_______________________________________

ширина проезжей части _____________________________________

количество полос___________________________________________

Дата

Время подсчета, за период 20 минут

Число автомобилей по группам

Скорость движения потока км/час

Л

ГК<3, МА

ГК>3

АК

ГД

АД

ГГБ

Легковые

Грузовые

Автобусы

СНГ

зарубежные

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

                         

6.7 В ходе проведения натурных обследований дополнительно определяется ряд параметров, необходимых как для расчета выбросов согласно п.5 настоящего документа, так и проведения расчетов загрязнения атмосферы.

6.7.1 На каждой автомагистрали (или ее участке) фиксируются следующие параметры:

-          ширина проезжей части (в метрах);

-          количество полос движения в каждом направлении;

-          протяженность выбранного участка автомагистрали (в км) с указанием названий улиц, ограничивающих данную автомагистраль (или ее участок);

-          средняя скорость автотранспортного потока с подразделением на три основные категории: легковые, грузовые и автобусы (в км/час) (определяется по показаниям спидометра автомобиля, движущегося в автотранспортном потоке).

Определение средней скорости движения основных групп автотранспортного потока выполняется по всей протяженности обследуемой автомагистрали или ее участка, включая зоны нерегулируемых перекрестков и регулируемых перекрестков, выбранных согласно раздела 4 настоящего документа.

6.7.2 На обследуемом перекрестке фиксируются следующие параметры:

-          ширина проезжей части (в метрах);

-          количество полос движения в каждом направлении;

-          протяженность зоны перекрестка в каждом направлении (в метрах).

6.7.3 К полевым журналам по формам таблиц 4 и 5 прилагаются схемы расположения обследуемых автомагистралей и перекрестков с регулируемым движением.


Таблица 5

Полевой журнал

обследования автотранспортных потоков на перекрестках

наименование улиц, образующих перекресток__________________

направление движения автотранспорта________________________

ширина проезжей части___________________________________

количество полос________________________________________

количество циклов действия запрещающего сигнала светофора за 20-минутный период времени     

Дата

Время работы запрещающего сигнала светофора, мин.

Число автомобилей по категориям

Длина очереди автотранспорта (м)

Л

ГК<3, МА

ГК>3

АК

ГД

АД

ГГБ

СНГ

зарубежные

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

                     


ЛИТЕРАТУРА

1         Методические рекомендации по инвентаризации и нормированию выбросов автотранспорта в Санкт-Петербурге. С-Пб., 1995.

2         Ложкин В.Н., Лемочка О.И. и др. Экспериментально-расчетная оценка выбросов вредных веществ с отработавшими газами ДВС на эксплуатационных режимах работы. Технический отчет по НИР. С-Пб., НПО ЦНИТА, 1990.

3         Жегалин О.И., Лупачев П.Д. Снижение токсичности автомобильных двигателей. М., Транспорт, 1985.

4         Методика проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу автотранспортных предприятий (расчетным методом). М., 1998.

5         Методика определения массы выбросов загрязняющих веществ автотранспортными средствами в атмосферный воздух. М., 1993.

6         Методика расчета выбросов загрязняющих веществ автотранспортом на городских магистралях. М., 1997.

7         Сравнительная оценка методик расчета выбросов от автотранспорта и возможностей их использования при проведении комплексных оценок рассеивания загрязняющих веществ. Отчет по НИР. Пермский Гос. Университет, 1998.

8        Перечень и коды веществ, загрязняющих атмосферный воздух. – СПб.: Изд-во «Петербург - XXI век», 2000. - 320 с.



[1] Названия Министерств, ведомств и организаций приведены на момент утверждения документа

[2] используется ПДКм.р углеводородов предельных С1219 (код 2754) [8]

[3] расчет выбросов соединений свинца для автомобилей, движущихся по городским автомагистралям, производится в том случае, если в данном городе используется этилированный бензин. Рассчитанные значения выбросов соединений свинца целесообразно уточнить с учетом, доли этилированного бензина в общем потреблении бензинов всех марок в данном городе.

Download