Analytical assessment of the impact of vehicle emissions on the atmosphere and their minimization

The paper considers emissions of pollutants from motor transport, in total atmospheric pollution they amount to 70% on the example of a specific megalopolis. The highway is considered as a linear source consisting of single point sources of pollution. Special attention is paid to suspended fine particles in the solid phase.

Definitely, when assessing the level of environmental pollution, it is important to take into account not only the total number of vehicles, but also the ratio of cars of different categories, since they, having different emission factors, supply unequal volumes (mass) exhaust gas components.

The variability of traffic density on the streets of six administrative districts of Voronezh and the complexity of zoning the city territory based on three-year monitoring have been established. It is proposed to place accounting points on streets that differ in their status in the general transport network of the city in order to obtain reliable data during the monitoring period.

The simulation of diffusion movements and migrations of solid-phase air pollutants in roadside areas has been carried out. The model of diffusion movements and migrations of heavy metals is considered in relation only to passive contaminants.

A choice was made and a method was recommended for investigating the level of dustiness of motor transport roads, which allows dust particles from 0.1 microns to 250 microns to be fixed in the air. An algorithm for an improved monitoring system for the content of fine dust in the atmosphere of a residential area is proposed.

To minimize the emission of suspended solids, a two-stage emission purification system consisting of a gas-liquid absorber and a catalytic adsorberis proposed.

The paper considers emissions of pollutants from motor transport, which make up 70% of the total air pollution using a specific metropolis as an example. The motorway is considered as a linear source consisting of point single sources of pollution. Particular attention is paid to suspended fine particles in the solid phase.

Certainly, when assessing the level of environmental pollution, it is important to take into account not only the total number of motor vehicles, but also the ratio of cars of different categories, since they, having different emission factors, supply unequal volumes (mass) of exhaust gas components.

The variability of the traffic flow density on the streets of six administrative districts of Voronezh and the complexity of zoning the city territory based on three-year monitoring were established. It is proposed to locate the metering points on streets that differ in their status in the general transport network of the city in order to obtain reliable data during the monitoring period.

Modeling of diffusion movements and migrations of solid-phase polluting ingredients of the air of roadside areas was carried out. The model of diffusion movements and migrations of heavy metals is considered in relation only to passive contaminants.

The choice and recommendation of the methodology for studying the level of dustiness of roads of motor transport is implemented, allowing recording dust particles from 0.1 μm to 250 μm in the air. An algorithm of an improved system for monitoring the content of fine dust in the atmosphere of a residential area is proposed.

To minimize the emission of suspended matter, a two-stage emission purification system is proposed, consisting of a gas-liquid absorber and a catalytic adsorber.

1. . Delphi (2012 г.) Мировые стандарты выбросов – тяжелые транспортные средства и автомобили повышенной проходимости. Дельфи, Мичиган.

2. . Хейдер У., Шапхофф С., Гертен Д., Лухт В. (2011). Риск серьезного воздействия изменения климата на земную биосферу. ЭнвиронРесЛетт 6:034036

3. . Хироюки Ю., Мисава К., Судзуки Д., Танака К., Мацумото Дж., Фуджи М., Танака К. (2011). Детальный анализ выбросов выхлопных газов дизельных автомобилей: оксиды азота, углеводороды и гранулометрический состав. Процесс Возгорания Инст. 33:2895-2902.

4. . Звягинцева А. В., Самофалова А. С. Материалы конференции AIP. 2313, 060020 (2020).

5. . ГН 2.1.6.3492-17 Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе городских и сельских поселений [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/556185926.

6. . СанПиН 2.1.6.1032-01 «Гигиенические требования к обеспечению качества атмосферного воздуха населенных мест». Министерство здравоохранения Российской Федерации Главный государственный санитарный врач Российской Федерации. Постановление от 17 мая 2001 года N 14. О введении в действие санитарных правил [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/901787814

7. . Углеводороды [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://xumuk.ru/kov/1482.html

8. . Удельная теплота сгорания [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%82%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D1%82%D0%B0_%D1%81%D0%B3%D0%BE%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F .

9. . Зольность [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Зольность.

10. . Методическое пособие по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух (Дополненное и переработанное). – С.-Пб.: ОАО «НИИ Атмосфера», 2012. – 224 с.

11. . Методика расчета осредненных за длительный период концентраций выбрасываемых в атмосферу вредных веществ (Дополнение к ОНД86) // Главная геофизическая обсерватория им. А. И. Воейкова (ГГО) Росгидромета при участии Научно-исследовательского института охраны атмосферного воздуха Министерства природных ресурсов РФ (НИИ Атмосфера). Режим доступа: http://www.geol.vsu.ru/ecology/ForStudents/Documentarium/OND-86%20(dopolnenie).%20Metodika%20rascheta%20osrednennyh%20za%20dlitel’nyi%20period%20koncentracii%20vybrasyvaemyh%20v%20atmosferu%20vrednyh%20veschestv.pdf.

12. . Методика микроскопического анализа дисперсионного состава пыли с применением персонального компьютера (ПК) // Перечень методик измерений концентраций загрязняющих веществ в выбросах промышленных предприятий, допущенных к применению в 2014 году. Волгоград: ООО «ПТБ Волгоградгражданстрой», СПБ.: ОАО «НИИ Атмосфера»; 2013. – С. 1-3.

13. . Методика выполнения измерений дисперсного состава пыли с применением ПК в атмосферном воздухе и в воздухе рабочей зоны: утв. Госстандарт РФ 08. 08. 2003. – Волгоград, 2003. – С.1-3. © Электронный научный журнал «Инженерный вестник Дона», 2007-2018. Инженерный вестник Дона, № 2 (2018) Режим доступа: http://iivdon.ru/ru/magazine/ archive/n2y20185/4976.

14. . Звягинцева А. В. Серия конференций IOP: Материаловедение и инженерия, 919, 62054, (2020).

15. . Звягинцева А. В., Сазонова С. А., Кульнева В. В. Моделирование технологических процессов слесарно-сварочного функционирования // Моделирование систем и процессов. – 2020. – Том 13. – C. 12-21.

16. . Звягинцева А. В., Самофалова А. С., Кульнева В. В. Информационно-аналитический расчет и построение карт рассеивания загрязняющих веществ при стоянках железнодорожных цистерн с нефтепродуктами // Моделирование систем и процессов. – 2020. – Том 13. – С. 22-32.

17. . Скрипачев В. О. и др. Приложения дистанционного зондирования: общество и окружающая среда. 19 100328 (2020).

18. . Скрипачев В. О. и др. Дистанционное зондирование. 12, 371, 1-31 (2020).

19. . Морозов О., Журба В., Неклюдов И., Мац О., Проголаева В., Бошко В. Письма о наномасштабных исследованиях. 11 44 (2016).

20. . Azarov A. V., Zhukova N. S., Kalyuzhina E. A. Environmental and Working Area Dust Emission from the Gypsum Warehouse // Procedia Engineering. – Vol. 150: 2nd International Conference on Industrial Engineering (ICIE-2016) / ed. by A. A. Radionov. – [Elsevier publishing], 2016. – Р. 2080-2086.

21. . Zvyagintseva A. V. // International Journal of Hydrogen Energy. – 45, 46, 24991-25001 (2020).

22. . Walsh MP (2011) Mobile source related air pollution: effects on health and the environment. Encyclopedia of Environ Health 3:803-809.

23. . Huttunen S. The integrative effects of airborne pollutants on boreal forest ecosystems // Proc. оf the Symp. On the Effects of Airborne Pollution on Vegetation. – Warsawa, 20-24 August 1979. – P. 111-132.

24. . Manion P. D. Tree disease concepts // New Jersey: Prentice Hall., 1991. – 402 p.

25. . Song Zhiyao, Wu Tingting, Xu Fumin, Li Ruijie. A simple formula for predicting settling velocity of sediment particles // Water Science and Eng., 2008, v. 1, № 1, pр. 37-43.

26. . Concha F., Almendra E. R. Settling velocities of particle systems: 1. Settling velocities of individual spherical particles // International Journal of Mineral Processing, 1979, v. 75, № 4, pр. 349-358.

27. . Zigrang D. J., Sylvester N. D. An explicit equation for particle settling velocities in solid-liquid systems // AIChE J., 1981, v.27, № 6, pр.1043-1052.

28. . Brown P. P., Lawler D. F. Sphere drag and settling velocity revisited // Journal of Environmental Engineering, 2003, v. 129, № 3, pр. 222-232.

29. . Camenen B. Simple and general formula for the settling velocity of particles // Journal of Hydraulic Engineering, 2007, v. 133. – № 2, pр. 229-238.

30. . Jimenez J. A., Madsen O. S. A simple formula to estimate settling velocity of natural sediments // Journal of Waterway, Port, Coastal and Ocean Eng., 2003, v. 129, № 2, pр. 70-83.

31. . Owen P. Dust deposition from a turbulent airstreams. In: Aerodynamic Capture of particles. New York, 1960, pр. 6-25.

32. . Zvyagintseva A. V. Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. 84, 9, 1097-9 (2020).

33. . Зарипов Ш. Х. Математические модели переноса загрязнений в окружающей среде // Ш. Х. Зарипов, Р. Ф. Марданов, А. К. Гильфанов, В. Ф. Шарафутдинов, Т. В. Никоненкова. – Казань: Казан. ун-т, 2018. – 47 с.

34. . Kozlovtseva E. Yu., Azarov V. N., Stefanenko I. V. Analysis of the dust particles distribution and ventilation as a way to improve indoor air quality // Energy Management of Municipal Transportation Facilities and Transport – EMMFT 2017, 10-13 April 2017: IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science / Far Eastern State Transport University, Russian Federation. – 2017. – 90. – 6 p. URL: iopscience.iop.org/article/10.1088/1755- 1315/90/1/012025/pdf.

35. . Маринин Н. А. Об оценке концентрации мелкодисперсной пыли (РМ10 и РМ2,5) в атмосфере городов / В. И. Азаров, Д. А. Жоголева, Н. А. Маринин // Известия Юго-Западного государственного университета. – № 5(38). – 2011. – Часть 2. – Курск. – С. 144-149.

36. . Звягинцева А. В. // Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 45, 46, 24991-25001 (2020).

37. . Звягинцева А. В. Анализ основных технологических и инженерно-технические мероприятий, направленных на сокращение пылегазовых выбросов при массовых взрывах на карьерах горно-обогатительного комбината // А. В. Звягинцева, А. Ю. Завьялова // Гелиогеофизические исследования. – 2015. – № 1. – С. 1.

38. . Савранский В. А. Перспективные направления совершенствования системы мониторинга и прогнозирования ЧС // В. А. Савранский, П. С. Тихонов. – Текст: непосредственный // Молодой ученый. – 2023. – № 6 (453). – С. 111-113. – URL: https://moluch.ru/archive/453/99871/ (дата обращения: 01.09.2024).