Расчет газовых выбросов от двигателей внутреннего сгорания на объектах строительства

Е.С. Иванов – к.т.н., доцент

ФГОУ ВПО «Московский государственный университет природообустройства»,

г. Москва, Россия

Экспертиза различных проектов по строительству жилых, административных, офисных зданий и сооружений в г. Москве выявила недостаточные проработки разделов «Защита окружающей среды».

Из исходно-разрешительной документации видно, что местная администрация выдает разрешение на строительство объектов, и при этом слабо информирует население о характере объекта, о его влиянии на окружающую среду в период строительства. Недостаточно внимания уделяются вопросам благоустройства территории объектов. Отсюда возникают нередкие конфликты между населением и застройщиком, населением и местной администрацией.

В период строительства ухудшаются условия передвижения, отдыха и проживания людей. На объектах строительства возникают временные ограждения, котлованы, траншеи, строительный мусор, шум и вибрация от работающих машин и оборудования, увеличивается загазованность атмосферного воздуха. Меняется привычная ситуация, к которой привыкли люди. Строительство может продолжаться от нескольких месяцев до нескольких лет, и всё это время население будет испытывать неудобства в новых условиях проживания.

В проектах недостаточно полно разрабатываются или вовсе отсутствуют мероприятия по защите окружающей среды, в том числе и населения, на период строительства или реконструкции объекта.

В проектах организации строительства (ПОС), в разделах по защите окружающей среды обычно имеются расчёты по поступлению и содержанию вредных веществ в атмосферный воздух в период эксплуатации объекта, и отсутствуют такие расчеты на период его строительства. В период строительства в атмосферный воздух могут поступать отработанные газы от бензиновых и дизельных двигателей внутреннего сгорания (ДВС) дорожно-строительных машин, обслуживающего грузового транспорта, сварочного, гидроизоляционного и другого оборудования. Основными загрязняющими веществами от ДВС являются: азот диоксид, железо оксид, марганец и его соединения, сера диоксид, углеводороды, углерод чёрный (сажа), углерод оксид, фториды газообразные (фтористый водород).

Известно, что вещества, поступающие в атмосферу от строительных машин, оборудования и транспорта, оказывают различные токсичные воздействия на организм человека.

Оксид углерода (СО) воздействует на нервную и сердечно-сосудистую систему, вызывает удушение (соединяется с гемоглобином крови, которая становится неспособной переносить кислород в тканях). Поскольку оксид углерода – бесцветный газ и не имеет запаха, это делает его особенно опасным. При повышенных концентрациях (СО) появляется ощущение пульса в висках, головокружение.

Оксид NO ₂ не имеет цвета, запаха, очень ядовит, раздражающе действует на органы дыхания человека. Особенно опасны оксиды азота в городе, где они взаимодействуют с углеводородами выхлопных газов автомобилей, образуют фотохимический туман – «смог». Отравление оксидами азота начинается лёгким кашлем. При повышении концентрации NO ₂ возникает сильный кашель, рвота, иногда головная боль. При контакте оксида азота с влажной поверхностью в лёгких образуются кислоты НNO _х и НNO ₂, что приводит к отёку лёгких. При многочасовом воздействии переносимы концентрации не выше 70 мг/м³. Оксиды азота взаимодействуют со многими материалами, разрушая их.

Углеводороды обладают наркотическим воздействием. В малых количествах снижают активность, вызывают головную боль, головокружение, оказывают нервно-паралитическое действие на организм. Так, при вдыхании в течение 8 часов паров бензина в концентрации около 600 мг/м³ возникают головные боли, кашель, неприятные ощущения в горле.

Особую опасность представляют собой канцерогенные вещества, непосредственный контакт с которыми живой ткани, может привести к возникновению злокачественной опухоли. Наиболее опасно попадание этих веществ в органы дыхания. Из организма канцерогенные вещества не выводятся. К канцерогенным веществам относится бенз(а)пирин (С ₁₂ Н ₂₀), который обнаруживается в отработанных газах автомобилей.

По данным информационно-аналитического отдела ГПУ «Мосэкомониторинг», среднегодовые концентрации диоксида азота в Москве примерно на уровне предельно допустимых. Пагубно действует на органы дыхания диоксид серы. Он способен вызвать воспаление носоглотки, бронхит, кашель, хрипоту и боль в горле. Особенно чувствительны к нему люди с хроническими нарушениями, астмой.

Газовые выбросы, от работы двигателей внутреннего сгорания, негативно воздействуют не только на людей, но и на растения, на строительные материалы культурных памятников, разрушая их, на природные комплексы города.

Недопустимое количество вредных веществ в атмосферном воздухе может образоваться при следующем количестве одновременно работающих машин:

N_i = ,

где G – количество выбросов веществ, загрязняющих атмосферу при работе двигателей внутреннего сгорания строительных машин; ПДК – предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества на объекте строительства.

Количество выбросов веществ, загрязняющих атмосферу в период строительства объекта при работе двигателей строительных машин, можно определить по «Методике проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для дорожной техники (расчетным методом)», согласованной с Государственным комитетом РФ по охране окружающей среды и гидрометеорологии от 26.08.98 г. № 02-12/16-389 и утвержденной Министерством транспорта РФ от 28.10.1998 г.

Максимальный разовый выброс i -го вещества G рассчитывается для каждого вещества по формуле

G_i = , г/с,

где m – удельный выброс i -го вещества пусковым двигателем, г/мин; m – удельный выброс i -го вещества при прогреве двигателя машины k -й группы, г/мин; m – удельный выброс i -го вещества при движении машины i -й группы по территории с условно постоянной скоростью, г/мин; m – удельный выброс i -го компонента при работе двигателя на холостом ходу, г/мин; t , t – соответственно, время работы пускового двигателя и прогрева двигателя, мин; t – время движения машины по территории, мин; t – время работы двигателя на холостом ходу (в среднем составляет 1 минуту); N – наибольшее количество строительных машин, работающих на стройплощадке в течение одного часа.

Удельные выбросы i -го вещества приводятся в «Методике…».

При расчете выбросов от строительных машин, имеющих двигатель с запуском от электростартерной установки, член m t из формулы исключается.

Величина t практически одинакова для различных категорий машин, но существенно изменяется в зависимости от температуры воздуха (табл. 2.7. «Методики…»).

Общие максимально разовые выбросы от передвижных источников, определяются суммированием выбросов одноименных загрязняющих веществ от всех групп автомобилей и дорожно-строительных машин (расчет максимальных разовых выбросов от всех групп автомобилей проводится в соответствии с действующей «Методикой проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для автотранспортных предприятий», М., 1998).

Расчет выбросов в атмосферу от строительных машин при строительстве объекта проводится для условий, когда эти выбросы максимальны:

одновременно на стройплощадке работает наибольшее число единиц тяжелой строительной техники с наибольшей мощностью дизельных двигателей, запуск которых производится пусковыми установками с бензиновыми двигателями внутреннего сгорания;

работы ведутся в холодный период года (среднемесячная температура ниже -5ºС).

Поскольку источники выделения загрязняющих веществ в атмосферный воздух могут находиться в любом месте строительной площадки, за источник выброса должна приниматься вся стройплощадка.

Если значения приземных концентраций превысят предельно допустимые, тогда необходимо принять меры, снижающие выброс вредных веществ в атмосферу:

для запуска дизельных двигателей применять электростартерные установки;

использовать автотранспортную технику со штатными каталитическими нейтрализаторами;

организовать регулярный контроль за выхлопными газами, не допуская работу машин с неисправными двигателями.

Понятно, что уменьшить объемы строительных работ в Москве нет необходимости и невозможно. Однако можно уменьшить количество машин с вредными выбросами, заменив их на более «чистые» или выполнять работу меньшим количеством, но более производительными машинами, не концентрируя их по времени.

Расчеты по поступлению и содержанию вредных веществ в атмосферном воздухе в период строительства объектов в условиях стесненной городской застройки и высокой плотности населения, и мероприятия по защите населения от негативного воздействия этих веществ должны быть в каждом проекте.

Своевременная информация населения о характере проектируемого объекта, о принимаемых мерах по его защите от негативных воздействий в период строительства, будет способствовать снижению конфликтных ситуаций между населением, застройщиками и местной администрацией.

Проектные материалы в полном объеме должны характеризовать состояние территории и давать подробные покомпонентные оценки воздействия проектируемого объекта на окружающую среду, в том числе и в период его строительства.

Расчеты должны подтверждать, что объект в процессе строительства и эксплуатации не окажет сверхнормативного влияния на окружающую среду. Проектная документация должна соответствовать экологическим требованиям в области охраны окружающей среды.