Приложение. Методика определения выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух от автотранспортных потоков, движущихся по автомагистралям Санкт-Петербурга

Приложение

Методика
определения выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух
от автотранспортных потоков, движущихся по автомагистралям Санкт-Петербурга
(утв. распоряжением Комитета от 17 февраля 2012 г. N 23-р)

Настоящая методика является переработкой утвержденной распоряжением Комитета по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности N 309-р от 8 декабря 2005 года "Методики определения выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух от автотранспортных потоков, движущихся по автомагистралям Санкт-Петербурга".

В основу новой методики положена разработанная ОАО "НИИ Атмосфера" в 2010 году "Методика определения выбросов автотранспорта для проведения сводных расчетов загрязнения атмосферы городов"(9), откорректированная с учетом особенностей структуры и интенсивности автотранспортных потоков на автодорогах Санкт-Петербурга и удельных показателей пробеговых выбросов загрязняющих веществ автотранспортом разных категорий, используемых в странах ЕЭС и, в том числе, в Финляндии.

Настоящая методика устанавливает порядок расчета максимальных разовых выбросов автотранспорта, движущегося по автодорогам Санкт-Петербурга и может быть применена ко всем категориям автотранспортных средств при эксплуатации в городских условиях.

I. Общие положения

1.1. Настоящая методика предназначена для оценки величин выбросов загрязняющих веществ в атмосферу автотранспортными потоками на улицах и дорогах разной категории (далее по тексту - автодороги) Санкт-Петербурга.

1.2. Полученные величины выбросов автотранспортных потоков на городских автодорогах могут применяться для оценки степени негативного воздействия выбросов автотранспортных потоков на действующих и проектируемых автодорогах разной категории Санкт-Петербурга, а также при проведении сводных расчетов загрязнения атмосферного воздуха города выбросами промышленности и транспорта.

1.3. В качестве исходных данных для расчета выбросов автотранспорта в атмосферу на действующих автодорогах Санкт-Петербурга используются результаты натурных обследований структуры и интенсивности автотранспортных потоков с подразделением по основным категориям автотранспортных средств.

1.4. Приводимые в данном документе удельные выбросы загрязняющих веществ представляют собой усредненные для рассматриваемых категорий автомобилей значения удельных выбросов загрязняющих веществ(6) при их движении на участках городских автодорог, а также в условиях их пребывания на пересечениях городских автодорог с учетом структуры, интенсивности и характера движения автотранспорта по автодорогам улично-дорожной сети Санкт-Петербурга. При назначении удельных выбросов загрязняющих веществ для автодорог принималось во внимание то, что в городских условиях автомобиль на конкретном участке автодороги совершает непрерывные разгоны и торможения, перемещаясь с некоторой средней скоростью, определяемой дорожными условиями. При назначении удельных выбросов загрязняющих веществ для пересечений автодорог принималось во внимание то, что в условиях пребывания в зоне перекрестка автомобиль, кроме торможения и разгона, определенную часть времени может стоять при запрещающем сигнале светофора при работе двигателя на "холостом ходу"(7).

1.5. При расчете выбросов автотранспорт подразделяется на следующие пять категорий:

- легковые;

- автофургоны и микроавтобусы до 3,5 тонн;

- грузовые от 3,5 до 12 тонн;

- грузовые свыше 12 тонн;

- автобусы свыше 3,5 тонн.

1.6. Расчеты выбросов выполняются для следующих загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу с отработавшими газами автомобилей:

- оксид углерода (СО);

- оксиды азота NO x (в пересчете на диоксид азота)*;

- углеводороды (СН)**;

- сажа;

- диоксид серы ();

- формальдегид;

- бенз(а)пирен.

1.7. Используемые при расчете выбросов параметры определяются на основе натурных обследований, проведение которых осуществляется по достаточно простой схеме, не требующей сложного инструментального оснащения и продолжительного обучения. Это позволяет выполнять такие работы практически на любой автодороге Санкт-Петербурга с заданной периодичностью обследований, что весьма важно для регулярного пополнения и корректировки информации о выбросах автотранспорта в целях поддержания работы компьютерного банка данных о выбросах промышленности и автотранспорта города Санкт-Петербурга в оперативном режиме, а также для решения прикладных задач в градостроительной деятельности города и международной деятельности Комитета по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности Санкт-Петербурга.

_____________________

* - для проведения расчетов загрязнения атмосферы в целях учета трансформации оксидов азота в атмосфере осуществляется разделение оксидов азота на диоксид азота () и оксид азота (NО) согласно п. 2.2.5(4).

** - для легковых автомобилей, автофургонов и микроавтобусов (категории I, II - табл.II.1 и табл.II.3) при проведении расчетов загрязнения атмосферы используется ПДКм.р. по бензину (код 2704); для грузовых автомобилей и автобусов (категории III, IV, V - табл.II.1 и табл.II.3) - по керосину (код 2732)(5).

II. Расчет выбросов загрязняющих веществ автотранспортом

Выброс i-го загрязняющего вещества автотранспортным потоком () определяется для конкретной автодороги, на всей протяженности которой структура и интенсивность автотранспортных потоков изменяется не более, чем на 15-20%. При изменении структуры и интенсивности автотранспортных потоков на большую величину, автодорога разбивается на участки, которые в дальнейшем рассматриваются как отдельные источники.

Такая автодорога (или ее участок) может иметь несколько нерегулируемых или (и) регулируемых перекрестков.

Для автодороги (или ее участка) с повышенной интенсивностью движения (более 2500-3000 а/час) целесообразно дополнительно учитывать выброс автотранспорта () в районе перекрестков.

В районе перекрестка выбрасывается значительное количество загрязняющих веществ автомобилем за счет торможения и остановки автомобиля перед запрещающим сигналом светофора и последующим его движением в режиме "разгона" по разрешающему сигналу светофора.

Это обуславливает необходимость выделять на выбранной автодороге участки перед светофором, на которых образуется очередь автомобилей, работающих на холостом ходу в течение времени действия запрещающего сигнала светофора.

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

(II.1)

где:

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

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

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

и - число периодов движения автотранспортного потока в районе перекрестка при разрешающем сигнале светофора за 20-минутный период времени;

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

II.1. Расчет выбросов движущегося автотранспорта

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

,	г/с (II.2)

(г/км) - удельный пробеговый выброс i-го вредного вещества автомобилями k-й категории, определяемый по табл.II.1.;

x - количество категорий автомобилей;

- фактическая наибольшая интенсивность движения, т.е. количество автомобилей каждой из k категорий, проходящих через фиксированное сечение выбранного участка автодороги в единицу времени (20 мин.) в обоих направлениях по всем полосам движения;

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

L(км) - протяженность автодороги (или ее участка) из которого исключена протяженность очереди автомобилей перед запрещающим сигналом светофора, включающая длину соответствующей зоны перекрестка (для перекрестков, на которых проводились дополнительные обследования).

Таблица II.1

Удельные пробеговые выбросы загрязняющих веществ (г/км)
для различных категорий автомобилей

Наименование категории автомобилей	Номер категории	Выброс, г/км
		СО	NО x (в пересчете на )	CH	Сажа		Формальдегид	Бенз(а)пирен
Легковые	I	1,5	0,5	0,3
Автофургоны и микроавтобусы, до 3,5 т	II	8,4	1,8	2,1
Грузовые, от 3,5 до 12 т	III	6,8	6,4	4,8	0,38
Грузовые, свыше 12 т	IV	7,3	7,6	6,0	0,45
Автобусы, свыше 3,5 т	V	5,2	4,8	4,2	0,28

Таблица II.2

Значения коэффициентов ,
учитывающих изменения количества выбрасываемых вредных веществ
в зависимости от средней скорости движения

	Скорость движения V, км/ч
V	5	10	15	20	25	30	35	40	45	50	60	70	80	100	110	120
	1,4	1,35	1,30	1,20	1,10	1,00	0,90	0,75	0,65	0,50	0,30	0,40	0,50	0,65	0,75	0,95
(NO x)	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,2	1,5

II.2. Расчет выбросов автотранспорта в районе регулируемого перекрестка

Выброс i-го загрязняющего вещества автомобилями по конкретному направлению движения в районе перекрестка при запрещающих сигналах светофора за 20-минутный период дополнительного обследования, определяется по формуле:

,

г (II.3)

где:

(с) - продолжительность действия запрещающего сигнала светофора (включая желтый цвет) в течение 20 минут;

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

(г/мин) - удельный выброс i-го загрязняющего вещества автомобилями, k-й категории, находящихся в "очереди" у запрещающего сигнала светофора;

- количество автомобилей k-й категории, находящихся в "очереди" в районе перекрестка в конце каждого цикла действия запрещающего сигнала светофора.

Значения определяются по табл.II.3., в которой приведены усредненные значения удельных выбросов (г/мин), учитывающие режимы движения автомобилей в районе перекрестка (торможение, холостой ход, разгон), а значения , , - по результатам натурных обследований.

Таблица II.3

Удельные выбросы
для автомобилей, находящихся в зоне перекрестка

Наименование категории автомобилей	Номер категории	Выброс, г/км
		СО	NО x (в пересчете на )	CH	Сажа		Формальдегид	Бенз(а)пирен
Легковые	I	0,3	0,01	0,24	0,01
Автофургоны и микроавтобусы, до 3,5 т	II	1,8	0,03	0,20	0,03
Грузовые, от 3,5 до 12 т	III	1,3	0,10	0,50	0,22
Грузовые, свыше 12 т	IV	2,5	0,13	0,80	0,45
Автобусы, свыше 3,5 т	V	1,1	0,10	0,52	0,2

Суммарный разовый выброс i-го загрязняющего вещества (г/с) автотранспортом в одном направлении движения за 20-минутный период дополнительного обследования в районе перекрестка определяется по формуле:

,	г/с (II.4)

где:

,

г (II.4а)

где:

(в км) - расстояние, проходимое автомобилями в одном направлении при разрешающих сигналах светофора в течение 20 минут, состоящее из длины очереди автомобилей, образуемой при запрещающем сигнале светофора, и длины соответствующей зоны перекрестка;

- количество циклов работы разрешающего сигнала светофора в течение 20 минут;

- количество автомобилей каждой "k" категории, проходящих через зону перекрестка в одном направлении при разрешающем сигнале светофора;

При необходимости оценки общего разового выброса i-го загрязняющего вещества (г/с) автотранспортом в районе перекрестка суммируются разовые выбросы по каждому направлению движения.

III. Организация и проведение натурных обследований структуры
и интенсивности автотранспортных потоков на автодорогах разной категории

Для определения выбросов автотранспорта на городских автодорогах 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, бензозаправочных станций, станций техобслуживания, терминалов и т.д.(8).

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

III.1. На основе изучения схемы улично-дорожной сети города, а также полученной в органах государственной инспекции безопасности дорожного движения (ГИБДД) и архитектурных управлениях информации о транспортной нагрузке составляется перечень автодорог (и их участков) с различной интенсивностью движения и перекрестков с высокой транспортной нагрузкой.

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

III.2. Для определения характеристик автотранспортных потоков на выбранных участках улично-дорожной сети проводится учет проходящих автотранспортных средств в обоих направлениях с подразделением по следующим категориям:

I легковые - (Л);

II - автофургоны и микроавтобусы до 3,5 тонн - (AM);

III - грузовые от 3,5 до 12 т - ();

IV - грузовые свыше 12 т - ();

V - автобусы свыше 3,5 т - ().

III.3. Подсчет проходящих по данному участку автодороги 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).

III.3.1. Подсчет проходящих по обследуемой автодороге (или ее участку) транспортных средств может проводиться с использованием видеозаписывающих устройств (видеокамеры, фотокамеры с функцией видео и т.п.). Камера устанавливается на штатив в месте наблюдения за участком автодороги. Запись проводится в течение 20 мин. 2-3 раза в течение каждого часа.

III.4. Для выявления максимальной транспортной нагрузки наблюдения выполняются в часы "пик". Для большинства городских автодорог отмечается два максимума: утренний и вечерний (соответственно с 7-8 часов до 10 до 11 часов и с 16-17 часов до 19-20 часов), для многих транзитных автодорог наибольшая транспортная нагрузка характерна для дневного времени суток.

Натурные обследования состава и интенсивности движущегося автотранспортного потока проводятся не менее 8-10 раз в часы "пик" на каждой автодороге в течение 5-7 будних дней летнего периода.

Исходя из применяемой в Санкт-Петербурге практики деления городских автодорог на три типа: центральные, радиальные и транзитные (в том числе кольцевая автодорога) целесообразно для определения максимальных разовых выбросов загрязняющих веществ автотранспортом проводить наблюдения за структурой и интенсивностью автотранспортных потоков:

на центральных и транзитных автодорогах - в 8-10 час.,15-16 час. и 18-20 час.;

на радиальных автодорогах - в 8-10 час. и 18-20 час.

III.5. Результаты натурных обследований структуры и интенсивности движущегося автотранспортного потока заносятся в полевой журнал по форме, приведенной в таблице III.1.

Таблица III.1

Полевой журнал обследования характеристик движущегося автотранспортного потока
(название автодороги, направление движения)
(ширина проезжей части, количество полос движения)
Дата	Время подсчета, за период 20 минут	Число автомобилей по категориям					Скорость движения потока, км/ч
		Л	AM				Легковые	Грузовые	Автобусы
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10

III.6. Для оценки транспортной нагрузки в районе регулируемых перекрестков проводятся дополнительные обследования.

III.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 категориям, согласно п.III.2.), образующих "очередь". Одновременно фиксируется длина "очереди" в метрах. Подсчеты проводятся не менее 4-6 раз в периоды, указанные в п.III.4.

III.6.2. Результаты дополнительных обследований заносятся в полевой журнал по форме, приведенной в табл.III.2.

Таблица III.2

Полевой журнал обследования автотранспортных потоков на перекрестках
(наименование улиц, образующих перекресток)				(направление движения автотранспорта)						(ширина проезжей части, количество полос)
Дата	Время работы запрещающего сигнала светофора, мин.		Число автомобилей по категориям								Длина очереди автотранспорта (м)
			Л		AM
1	2		3		4	5	6		7		8

III.7. В ходе проведения натурных обследований дополнительно определяется ряд параметров, необходимых как для расчета выбросов согласно п.II и III настоящего документа, так и проведения расчетов загрязнения атмосферы.

III.7.1. На каждой автодороге (или ее участке) фиксируются следующие параметры:

- ширина проезжей части (в метрах);

- количество полос движения в каждом направлении;

- протяженность выбранного участка автодороги (в км) с указанием названий улиц, ограничивающих данную автодорогу (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 категорий автотранспортного потока выполняется по всей протяженности обследуемой автодороги или ее участка, включая зоны нерегулируемых перекрестков и регулируемых перекрестков, выбранных согласно разделу I настоящего документа.

III.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).

III.7.3. К полевым журналам по формам таблиц III.1 и III.2 прилагаются схемы расположения обследуемых автодорог и перекрестков с регулируемым движением.

III.8. Обработка данных натурных обследований для их использования при проведении расчетов загрязнения атмосферы должна включать: определение средних значений интенсивности движения (за 20 мин.) по каждой группе автомобилей для каждого часа "пик" в течение всего периода наблюдений.

Из полученного ряда средних значений выбираются наибольшие средние значения интенсивности движения для каждой категории автомобилей, которые включаются в расчетные формулы II.2. и II.3. в качестве величин и .

Литература

1. Федеральный закон "Об охране атмосферного воздуха". М., 1999.

2. Постановление Правительства Российской Федерации N 182 от 2 марта 2000 года "О порядке установления и пересмотра экологических и гигиенических нормативов качества атмосферного воздуха, предельно допустимых уровней физических воздействий на атмосферный воздух и государственной регистрации вредных (загрязняющих) веществ и потенциально опасных веществ". М., 2000.

3. Постановление Правительства РФ от 26 ноября 2009 года N 956 (с изменениями согласно Постановления Правительства РФ от 12 октября 2005 года N 609 "Об утверждении технического регламента "О требованиях к выбросам автомобильной техникой, выпускаемой в обращение на территории Российской Федерации, вредных (загрязняющих) веществ" (в редакции Постановления Правительства РФ от 27.11.2006 N 718).

4. Методическое пособие по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух (дополненное и переработанное). СПб., 2005.

5. Перечень и коды веществ, загрязняющих атмосферный воздух. Издание восьмое, переработанное и дополненное. СПб., 2010.

6. Ассоциация автомобильных инженеров РФ, Материалы работы 61-й научно-технической конференции "Требования ЕВРО 4: применение в Российской Федерации и технологии обеспечения соответствия", 15 апреля 2008 года, НИЦИАМТ, Москва - Дмитров, 2008 год.

7. Ложкин В. Н., Гаврилов С. Ю. Современные проблемы и пути реализации международных требований контроля технических нормативов экологической безопасности автотранспортных средств в Российской Федерации/Информационный бюллетень N 1 (37): "Вопросы охраны атмосферы от загрязнения", НПК "Атмосфера" при ГГО им. А. И. Воейкова, СПб., 2008, - С.105-124.

8. Ложкин В. Н., Ложкина О. В. Мировые тенденции развития систем контроля экологических показателей автомобильного транспорта и проблемы их реализации в РФ (на примере Санкт-Петербурга)/Сборник трудов 9-й международной научно-практической конференции "Организация и безопасность дорожного движения в крупных городах", Санкт-Петербург, 23-24 сентября 2010 года, - С.96-101.

9. Методика определения выбросов автотранспорта для проведения сводных расчетов загрязнения атмосферы городов. СПб, 2010 год.