Оценка воздействия безгаражного хранения автотранспорта на состояние селитебных территорий северных городов на примере Санкт-Петербурга

ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ В ОТРАСЛИ

УДК 338.45:629.331

Е. Г. Цыплакова

Оценка воздействия безгаражного хранения автотранспорта

на состояние селитебных территорий северных городов на примере Санкт-Петербурга

В статье рассматриваются вопросы экологической безопасности, связанные с безгаражным хранением автотранспорта в крупных городах. На примере Санкт-Петербурга анализируются эколого-экономические показатели такого хранения как основа для последующей разработки комплекса организационных, архитектурно-строительных, инженерных и технических мероприятий по обеспечению экологической безопасности селитебных территорий, особенно в центральной исторической части города.

The article covers problems concerning the ecological safety and connected with keeping the motor transport outside a garage on the residential area in the cities. On the example of Saint Petersburg the ecological and economical statistics of such keeping are analyzed in order to develop a set of organizational, architecture and building construction, engineering and technical steps to secure the ecology of the residential areas, particularly in the central historical part of the city.

Ключевые слова: качество жизни, экономическая оценка ущерба, экологическая безопасность, санитарно-гигиенические условия.

Key words: quality of life, economical impact assessment, ecological safety, sanitation.

Развитие автомобильного транспорта стало одним из выдающихся событий минувшего века. Вместе с тем оно породило массу новых серьезных проблем, к числу которых относится создание дискомфортных сред в зоне обитания человека. Последнее событие особенно важно, так как присутствие все возрастающего количества автотранспортных средств, особенно в зоне жилой застройки, и невнимание к местам хранения и парковок лишает человека последнего рубежа экологической защищенности и, по сути дела, не дает ему возможности другого выбора.

В связи с возросшим в 1990-е гг. количеством автомобилей во всех крупных городах России, в том числе в Санкт-Петербурге, в местах сосредоточения автомобильного транспорта (перекрестки, дорожные развязки, автомагистрали, зоны города с плотной жилой застройкой) концентрация в воздухе вредных веществ, выбрасываемых с отработавшими газами, согласно официальным данным,

зачастую превышает санитарные нормы в несколько раз. Массовая парковка и неорганизованное хранение автомобилей на придомовых территориях, особенно северных крупных городов, резко ухудшают качественный состав приземного слоя атмосферы, что негативно сказывается на здоровье населения, проживающего в прилегающих зонах застройки.

Безгаражное хранение автотранспорта на площадках, не приспособленных для автостоянок, создает серьезную экологическую проблему, особенно в центральной, исторической части города. Формирование города - длительный исторический процесс, в результате которого складывается планировочная структура застройки городских территорий. Городские системы росли, поглощая прилегающие деревни и села, перерождались, приспосабливаясь к новым условиям функционирования. В современном городе транспорт является градообразующим фактором. Сеть транспортных магистралей и улиц становится основой планировочной структуры города, поскольку социальный и технический прогресс порождает развитие активных сил города, повышение контактов населения и увеличение его подвижности. С другой стороны, крупные города, образовавшиеся в ранние эпохи, оказались не приспособленными к современному уровню автомобилизации. Противоречие между сложившейся планировочной структурой и возрастающим количеством автомобилей наблюдается почти во всех крупных городах мира. Вызвано это следующими причинами.

1. Особенность планировочной структуры старых городов заключается в том, что транзитный транспорт движется через центр, что приводит к его перегрузке.

2. В городах отсутствует четкая дифференциация уличной сети; скоростные улицы не в состоянии обеспечить транзитное движение; мала ширина проезжей части улиц, нет места для транспортных стоянок.

3. На улицах с интенсивным движением недостаточно транспортных развязок, транспортные потоки не полностью отделены от пешеходных.

4. Жилая застройка недостаточно изолирована от шума, газов пыли.

5. В зоне жилой застройки недостаточно мест для хранения возрастающего количества индивидуального транспорта.

Структура территорий, расположенных в историческом центре Санкт-Петербурга и прилегающих к нему, многократно изменялась и характеризуется в настоящее время повышенной интенсивностью застройки. Со второй половины XIX в. земельные участки внутри кварталов застраивались многоэтажными домами, которые соседствовали с архитектурно-историческими памятниками, мелкими

строениями и производственными предприятиями. Особенностью территорий этого вида является традиционная квартальная система планировки с периметральной застройкой. Дома возводились на любых свободных территориях в ущерб зеленым насаждениям. Строительство было подчинено стремлению максимально использовать площадь участков. В зависимости от их формы дома принимали самые разнообразные очертания в плане. Возникали узкие улицы, переулки, «глухие» дворы и дворы-«колодцы», не отвечающие требованиям санации, с нарушением условий инсоляции и аэрации. Последние несколько лет застраиваются новыми домами и оставшиеся свободные участки больших дворовых территорий.

В настоящее время в связи с бурным развитием автотранспорта и недостатком мест его хранения эти узкие улицы-каньоны, переулки, «глухие» дворы и дворы-«колодцы», и так не отвечающие требованиям санации, превращены в импровизированные автостоянки, где не только хранится как индивидуальный, так и общественный автотранспорт, но и производятся его мойка, профилактический и текущий ремонты. Все это происходит под окнами жилых квартир (особенно страдают жильцы первых этажей), а как известно, основным эксплуатационным свойством жилого здания, помимо морального и физического износов, является микроклимат помещений, который влияет на комфортность пребывания в доме и складывается из таких факторов, как тепловлажностный режим, чистота воздуха, зрительный и шумовой комфорт. Бесконечные торможения и остановки, пуск и прогрев двигателей, малые скорости при движении по дворовым территориям (режимы, характеризующиеся повышенным выбросом вредных веществ), шум двигателей, грохот дверей, рев сигнализации (особенно в ночные часы), неприятные запахи и испарения топлив, масел и т. д. с последствиями, которые трудно представить в полном объеме - все это создает неблагоприятную экологическую обстановку в жилых районах города исторической части Санкт-Петербурга. Территории дворов и уличных каньонов порой полностью заполнены автомобилями, отравляя окружающее пространство выхлопными газами, вредными испарениями и тяжелыми металлами.

В настоящее время в Санкт-Петербурге эксплуатируется более 1500 тыс. индивидуальных легковых автомобилей. При этом для постоянного хранения имеется 6 тыс. машиномест в капитальных гаражах, 272 тысячи временных гаражей-боксов и 88 тысяч машиномест на открытых охраняемых стоянках. Таким образом, 825 тысяч автомобилей не обеспечены местами хранения. В условиях высокого уровня автомобилизации (350...400 автомобилей на 1 тыс. жителей, нормативный - 280.300 автомобилей на 1 тыс. жителей) значительная часть свободных пространств, в основном га-

зонов и площадок, внутриквартальных проездов и дворовых территорий загромождается припаркованными автомобилями. Даже вновь осваиваемые жилые районы, построенные по новым проектам, не удовлетворяют все возрастающие потребности владельцев автомобилей.

Анализ условий хранения автотранспорта в Санкт-Петербурге и области показывает, что в автотранспортных предприятиях преобладает в основном хранение автомобилей на открытых площадках (безгаражное хранение) и закрытое в неотапливаемом помещении. Увеличивается число коллективных и частных автостоянок на открытых площадках. Индивидуальный транспорт хранится в закрытых неотапливаемых помещениях и на открытых организованных автостоянках. В последнее время появилась тенденция закрывать дворовые территории металлическими оградами и воротами и устраивать на них автостоянки, охраняемые или нет, или переоборудовать под автостоянки близлежащие газоны. Однако чаще всего индивидуальный автотранспорт хранится в непосредственной близости от жилья, вдоль проезжей части на улицах, во дворах или дворах-«колодцах» под окнами жилых квартир (так называемые импровизированные стоянки).

Как показывает анализ санитарно-гигиенических условий, наиболее острая экологическая ситуация возникает в местах автостоянок и парковки автомобилей. Режимы работы двигателей в данных условиях характеризуются «залповыми» выбросами отработавших газов при пуске прогрева и выезде на линию (рис. 1). Такие нестационарные режимы, как включение прогрева холодного двигателя, остановка и торможение при движении по дворовым территориям и внутриквартальным проездам, заставляют водителей использовать пониженные передачи, что ведет к работе двигателя на неэкономичных режимах и способствует загрязнению воздуха продуктами неполного сгорания топлива и увеличению транспортного шума.

Негативное воздействие на окружающую среду оказывают не только компоненты отработавших газов, но и углеводородные топлива, масла и смазки. Обладая большой способностью к испарению, особенно при повышении температуры, пары топлив и масел распространяются в воздухе. Поверхностные стоки, включающие дождевые и талые снеговые воды, воды от мойки автомобилей и т. д., содержат жидкие нефтепродукты, остатки моющих, дезинфицирующих, антиобледенительных и противогололедных реагентов, формовочных смесей, растворов, продукты разрушения искусственных покрытий и износа шин и губительно воздействуют на окружающую среду.

=о ГГ^ гттт

2

3

Режимы движения

1

4

mm

СО

CmHn

Nox

Рис. 1. Режим работы двигателя автомобиля: 1 - пуск двигателя;

2 - прогрев; 3 - холостой ход; 4 - выезд на линию

Парковка и хранение автомобилей на придомовых территориях особенно ухудшает состояние приземного (от 2.10 м) слоя атмосферы, что пагубно сказывается на здоровье детей и людей, значительную часть своего времени проводящих возле дома. Воздействие на организм человека может проявляться в виде острых и хронических отравлений и различного рода заболеваний (аллергии, злокачественные опухоли, лейкозы, лейкемии, анемии, психоневрологические расстройства, головные боли, слепота, потеря памяти и т. п.). Воздействие на организм человека различно: от неприятных ощущений до возникновения серьезных заболеваний, вплоть до онкологических, а при значительных воздействиях - до смертельного исхода.

Значение негативных факторов для Петербурга резко возросло за последние 10 лет как следствие более чем трехкратного увеличения численности единиц автотранспорта. Вместе с тем количественная оценка загрязнения городской среды объектами автотранспортного комплекса затруднена из-за отсутствия репрезентативной информационной базы. В отличие от стационарных источников для оценки загрязнения окружающей среды передвижными источниками, составляющими основную часть объектов автотранспортного комплекса, необходимо подробное описание всей инфраструктуры рассматриваемой территории. Тип, плотность и характер застройки, схемы организации движения, плотность проживающего населения, основные пассажиропотоки и множество других факторов оказывают значительное влияние на величину негативного воздействия, наносимого объектами автотранспортного комплекса.

В связи с необходимостью количественной и качественной оценки загрязнений, осуществления мер по их снижению и оценки эффективности этих мер возникла необходимость получения информации о выбросах от автотранспорта и тщательного рассмотрения вопроса о переносе примеси в условиях городской застройки.

84

Можно выделить как минимум четыре группы основных факторов, оказывающих определяющее воздействие на режим рассеяния примеси в городских условиях:

• характеристика застройки (наличие дворов-«колодцев», уличных каньонов);

• интенсивность автотранспортных потоков;

• расположение и характеристики стационарных объектов автотранспортного комплекса (автозаправки, станции автосервиса, стоянки автотранспорта);

• элементы улично-дорожной сети.

Построить модель загрязнения объекта окружающей среды с возможностью его оценки в любой точке изучаемого пространства позволяют расчетные методы. В ходе проведенных работ авторами осуществлено моделирование процессов загрязнения территорий улично-дорожной сети выбросами автотранспорта. В качестве базовой модели для расчета распространения выбросов автотранспорта в условиях городской застройки в рамках данной работы выбрана модель CALINE-4, представляющая разумный компромисс между сложностью расчетов и достоверностью получаемых результатов. При расчете техногенной нагрузки и вредных выбросов магистралей, перекрестков, автостоянок и дворовых парковок, а также эколо-го-экономического ущерба были апробированы некоторые отечественные методики (рис. 2-7).

1000

800

600

400

200

0

то  ^  tem

I к

я т П\^я и

Рис. 2. Сравнительная характеристика выбросов, г\мин, и техногенная нагрузка, tem\мин, от автотранспорта: 1 - пробеговый выброс на магистрали; 2 - выброс на перекрестке; 3 - суммарный выброс на пяти перекрестках; 4 - выброс при выезде с автостоянки (теплый период года); 5 - выброс при выезде с автостоянки (холодный период года); 6 - выброс при выезде с автостоянки (холодный период года) с применением предпускового разогрева;

7 - выброс при выезде с автостоянки (холодный период года) с применением подогрева в течение межсменной стоянки

1

2

3

4

5

6

7

В рамках данной работы проведен расчет величины экологоэкономического ущерба от автостоянок и построены гистограммы для всех автостоянок. На рис. 3-5 и в таблице представлена вели-

чина экономического ущерба от автотранспорта в Санкт-Петербурге при выезде и въезде на автостоянку для холодного и теплого времени года.

8000 П

7000-

6000-

5000-

4000-

3000-

2000-

1000-

0-

1

2

3

4

5

6

7

8

9

СО

Рис. 3. Величина предотвращенного ущерба, тыс. руб., от выбросов СО, г\мин, от автомобиля при выезде с территории стоянки и возврате при разных температурах окружающей среды,0 С: 1 - (+20); 2 - (+10); 3 - (+5); 4 - (-5.. .-10); 5 - (-10.-15); 6 - (-15.-20); 7 - (-20.-25); 8 - (ниже -25);

9 - подогрев двигателя при межсменной стоянке

1600

1400

1200

1000

800

600

400

200

0

-У

'

' 1 1

'

<*=? 1 1 г~91 <•

СН

Рис. 4. Величина предотвращенного ущерба, тыс. руб., от выбросов СН, г\мин, от автомобиля при выезде с территории стоянки и возврате при разных температурах окружающей среды, 0 С: 1 - (+20); 2 - (+10); 3 - (+5); 4 - (-5.-10); 5 - (-10.-15); 6 - (-15.-20); 7 - (-20.-25); 8 - (ниже -25);

9 - подогрев двигателя при межсменной стоянке

3500

3000

2500

2000

1500

1000

500

0

г ТҐ

1 23456789

№0х

Рис. 5. Величина предотвращенного ущерба, тыс. руб., от выбросов NOx, г\мин, от автомобиля при выезде с территории стоянки и возврате при разных температурах окружающей среды, 0 С: 1 - (+20); 2 - (+10); 3 - (+5); 4 - (-5.-10); 5 - (-10.-15); 6 - (-15.-20); 7 - (-20.-25); 8 - (ниже -25);

9 - подогрев двигателя при межсменной стоянке

Таблица 1

Величина предотвращенного ущерба, тыс.руб., от выбросов автомобиля при выезде с территории стоянки и возврате при разных температурах окружающей среды, 0 С

Вы- бро- сы +20 +10 +5 -5 --10 -10 --15 -15 -20 -20 --25 Ниже -25 Предпуско- вой подогрев

СО 153,81 286,41 463,21 2047,8 3334,9 4622,1 5907,4 7357,2 205,61

СН 23,82 42,38 67,13 391,39 638,91 886,43 1133,9 1412,4 35,58

NOx 83,86 138,56 211,49 933,51 1516,9 2100,3 2683,8 3340,2 94,81

На основании данных гистограмм можно сделать вывод, что максимальный ущерб приходится на зимний период времени года. Экономического результата снижения выбросов можно добиться, используя в зимний период предпусковой электроподогрев двигателя автомобиля.

На рис. 6 показана величина годового предотвращенного ущерба от автостоянок на 650, 500, 400, 300, 250, 50 автомобилей. На рис. 7 - общий экономический ущерб в сравнении с общим экологическим ущербом с применением предпускового электропрогрева.

50

45

40

35

30

25

20

15

10

5

0

V гь к~ к. к- пи, пи.

10

11

12

1

2

3

4

5

6

7

8

9

СО

СН

1\Юх

Рис. 6. Величина годового предотвращенного ущерба, тыс. руб.:

1 - холодный период, 650 автомобилей; 2 - теплый период, 650 автомобилей; 3 - холодный период, 500 автомобилей; 4 - теплый период, 500 автомобилей; 5 - холодный период, 400 автомобилей; 6 - теплый период, 400 автомобилей; 7 - холодный период, 300 автомобилей; 8 - теплый период, 300 автомобилей; 9 - холодный период, 250 автомобилей; 10 - теплый период, 250 автомобилей; 11- холодный период, 50 автомобилей; 12- теплый период, 50 автомобилей

Рис. 7. Круговая диаграмма для автостоянки с численностью машин 650

Рассмотренная на рис. 6 величина годового предотвращенного ущерба, относящаяся к подвижным источникам автотранспорта, позволяет оценить экологические и экономические последствия загрязнения атмосферного воздуха. Чтобы заинтересовать предприятия автотранспорта и автовладельцев во внедрении средозащитных мероприятий, необходимы экономические рычаги и стимулы со стороны государства.

Необходимо учесть, что существующие методики расчета экономического ущерба весьма несовершенны. Его величина всегда занижена против реально существующей из-за невозможности выразить при нынешнем развитии экономической науки все виды натурального ущерба в стоимостной форме.

Представленные в настоящей работе результаты исследований свидетельствуют, что загрязнение автотранспортом атмосферы жилой среды является одним из ведущих факторов воздействия на окружающую природную среду в целом и здоровье человека в частности. Особенно пристального внимания требует проблема загрязнения автомобильным транспортом внутриквартальных и дворовых территорий.

В ходе проведенных работ осуществлено моделирование процессов загрязнения междомовых территорий выбросами автотранспорта. Проведена классификация дворовых территорий по степени экологической опасности. В результате можно сделать следующие выводы.

1. Наиболее опасными для населения с точки зрения возникновения зон повышенной концентрации вредных веществ следует рассматривать места парковки автотранспортных средств внутри замкнутых дворовых территорий в непосредственной близости от стен жилого здания.

2. Дворы, имеющие характерный размер 10 и менее метров, отнесены к 1-й наиболее опасной с экологической точки зрения группе дворов и требуют первоочередных мер по освобождению от паркующихся в них автомобилей.

3. При неблагоприятных метеорологических условиях и расстояниях от припаркованных автомобилей в 2-3 м концентрация примеси в воздухе, инфильтруемом в жилые помещения 1-3 этажей, может достигать двукратного превышения предельно допустимых концентраций (ПДК).

Как следует из представленных данных, наибольшую опасность для возникновения повышенных концентраций в зоне дыхания людей представляют узкие уличные каньоны и парковка автомобилей непосредственно у стен зданий в «глухих» дворах и дворах-«колодцах». В этом случае зоны двукратного и более превышения ПДК могут быть и внутри жилых помещений. Как показывают расчеты по межзональной модели (СОМ^-2) инфильтрации примесей внутри помещений, строительные оболочки способны ослабить внешние концентрации лишь на 30.40 %

Результаты моделирования элементов улично-дорожной сети подтверждены данными натурных замеров. В качестве характеристики загрязнения воздуха автотранспортом для натурного исследования был выбран оксид углерода с учетом его высокой консервативности и сравнительно меньшей трудоемкости отбора и анализа проб (рис. 8).

60-ГЇ

50-

40-

СО, мг\м куб 3020 100

II III IV

Опытные участки

^ Г 4

1 4-А 1 \

ГО

Рис. 8. Максимальные измеренные концентрации СО опытных участков: 1 - открытая автостоянка; 2 - зеленый двор старой жилой застройки;

3 - озелененный двор-«колодец»; 4 - двор-«колодец»;

5 - открытый зеленый двор новой жилой застройки

V

Наиболее неблагоприятная экологическая обстановка отмечалась во дворах-«колодцах», имеющих небольшую площадь и окружены высокоэтажными зданиями (5-7 этажей). Наличие озеленения в «колодцах» способно защитить только верхние этажи, в то время как на уровне первых этажей концентрация СО очень часто превы-

шает ПДК. При наиболее неблагоприятных метеоусловиях зафиксированы концентрации СО в воздухе на уровне первого этажа дома порядка 10-12 ПДК (при двух и более работающих двигателях) и порядка 3-4 ПДК при одном работающем двигателе. В квартире на первом этаже концентрация СО обычно чуть ниже, чем на улице, или такая же - от 2-3 до 10-12 ПДК. Увеличение скорости ветра до 12 м/с существенно не приводило к интенсивному рассеянию примеси, и концентрация СО в тех же точках и аналогичных условиях составляла 2-3 ПДК. Интересно, что даже при данной скорости ветра и работе двигателя автомобиля, расположенного на расстоянии 8 м от стены здания, концентрация СО на уровне первого этажа дома составила 2,5 ПДК. При минимальном количестве автомобилей и неработающих двигателях концентрация СО составляла 0,4.. .0,8 ПДК.

Особенностью парковки в больших открытых дворах является расположение автомобилей вдоль проездов, отделенных от стен жилых зданий газоном шириной 2-3 м, у подъездов. Автомобили выстраиваются вдоль всего здания и при неблагоприятных метеоусловиях, интенсивности прибытия и отбытия создают повышенные концентрации СО у стен жилых домов: 1-3 ПДК.

Концентрация СО в зоне перекрестков и уличных каньонов даже при благоприятных метеоусловиях (скорость ветра - 7-12 м\с, Т - +18...20о С) составляла 2-4 и более ПДК. Парковка автомобилей вдоль проезжей части создает дополнительную нагрузку на уличный каньон. Кроме повышенных выбросов при пуске и прогреве двигателя автомобиля, уличная парковка является существенной помехой для движения автотранспорта и, следовательно, провоцирует повышение выброса в окружающую среду за счет неэкологичных режимов работы двигателей (разгон - торможение).

В защите жилых районов города от загрязнения автомобилями наша страна существенно отстала от развитых зарубежных стран. Анализ литературных источников и действующих нормативных актов показал, что экологическое состояние внутриквартальных проездов и дворовых территорий городских застроек не оценивается как неблагополучное для жизнедеятельности городского населения. В связи с этим возникла острая социально-экологическая проблема - комфортность проживания и безопасности жизнедеятельности горожан.

Выполненный анализ подтвердил актуальность выбранного направления и необходимость дополнительной оценки импровизированных автостоянок как объекта автотранспортного комплекса и прилегающих территорий как фрагмента уличнодорожной сети, а также разработки и внедрения целого комплекса мероприятий: организационных, архитектурно-строительных, инженерных, технических по обеспечению экологической безопасности селитебных территорий, особенно в центральной исторической части города.