Введение
1. Общее состояние проблемы 25
1.1 Характеристика городского транспорта как источника чрезвычайного загрязнения атмосферы городов в историко-социальном аспекте 27
1.1.1 Актуальные проблемы экологической безопасности городского транспорта: анализ международного опыта 27
1.1.2 Историческая роль городского транспорта в чрезвычайном загрязнении воздуха в городах Российской Федерации: анализ особенностей развития проблемы, путей ее решения и обоснование актуальных задач в сфере ослабления негативного воздействия ГТ на окружающую среду 32
1.1.3 Особенности токсического воздействия опасных примесных газов, выделяющихся при работе энергетических установок, обеспечивающих функционирование транспортных средств 38
1.1.4 Сравнительная характеристика нормативов качества атмосферного воздуха в России, Европейском Союзе и США по значению предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ 44
1.2 Развитие методологических основ контроля опасного воздействия городского транспорта на население: общая характеристика и требования к информационным базам 48
1.3 Анализ современных расчетных моделей для мониторинга и прогнозирования опасного воздействия городского транспорта по факторам химического загрязнения воздушной среды 57
1.3.1 Методические подходы для оценки выбросов загрязняющих веществ транспортными средствами 57
1.3.2 Математические модели рассеивания загрязняющих веществ вблизи транспортных коммуникаций 63
1.4 Специфика анализа шумового загрязнения городской среды в процессе мониторинга и прогнозирования безопасности городского транспорта 77
1.5 Методические особенности оценки риска здоровью, обусловленного воздействием городского транспорта 84
1.6 Современные подходы экономической оценки негативного воздействия транспорта на население и объекты инфраструктуры 92
Выводы по обзору литературы 96
2. Концепция новой методологии контроля чрезвычайного воздействия транспорта на городскую среду и население. Обоснование выбора Санкт-Петербурга в качестве демонстрационного объекта. Формирование первичных информационных баз данных 102
2.1 Концепция и логическая структура методологии 102
2.2 Обоснование выбора Санкт-Петербурга в качестве демонстрационного объекта. Формирование первичных информационных баз данных 107
2.2.1 Общая характеристика городского транспорта Санкт-Петербурга 107
2.2.2 Динамика изменения структуры и численности автопарка Санкт-Петербурга в 2004-2017 гг 111
2.2.3 Результаты натурного обследования автотранспортных потоков на автодорогах Санкт-Петербурга 119
Выводы по второй главе 127
3. Экспериментально-расчетное определение факторов эмиссии опасных компонентов, выделяющихся с отработавшими газами двигателей автотранспортных средств 130
3.1 Экспериментальное исследование показателей выбросов загрязняющих веществ двигателями грузовых автомобилей, пожарных автомобилей и городских автобусов 132
3.2 Инструментальное определение факторов эмиссии токсичных оксидов азота в выбросах легковых автомобилей во время движения 140
3.2.1 Объекты и методы исследования 140
3.2.2 Результаты бортового мониторинга содержания NOX в отработавших газах легковых автомобилей 145
3.3 Расчетно-экспериментальное определение факторов эмиссии мелкодисперсных взвешенных частиц PM10 и PM2.5, генерируемых при транспортном процессе 159
3.3.1 Определение факторов эмиссии взвешенных частиц, выделяющихся атмосферный воздух в результате износа тормозных колодок, протекторов шин и дорожного полотна 161
3.3.2 Определение факторов эмиссии взвешенных частиц, поступающих в придорожную воздушную среду в виде наносных частиц и в результате вторичного суспендирования 165
3.3.2.1 Экспериментальные исследования загрязнения воздушной среды чрезвычайно опасными частицами РМ10 и РМ2.5 вблизи автодорог 165
3.3.2.2 Определение факторов эмиссии РМ10 и РМ2.5 на основе математического моделирования переноса частиц в придорожной воздухе 176
3.4 Оценка погрешностей результатов измерений 179
Выводы по третьей главе 181
4. Метод контроля и прогнозирования экстремального воздействия транспорта на городскую среду и население на локальном и мезо уровне 184
4.1 Обоснование методики для расчета выбросов загрязняющих веществ от автотранспортных потоков 184
4.2 Оценка уровня шумового воздействия вблизи автомагистралей 186
4.3 Обоснование физико-математической модели рассеивания поллютантов вблизи автомобильных дорог при чрезвычайно неблагоприятных метеорологических условиях 187
4.4 Методика оценки и прогнозирования негативного воздействия городского транспорта по показателям опасности для здоровья населения 193
4.5 Постановка и результаты численных исследований чрезвычайного загрязнения воздуха в городской среде вблизи автодорог 210
4.6 Экспериментальное исследование акустического загрязнения вблизи автомагистралей 221
4.7 Оценка негативного воздействия автомобильного транспорта на городское население по показателям опасности для здоровья 223
Выводы по четвертой главе 225
5 Постановка и анализ результатов расчетно-аналитического исследования эффективности управления чрезвычайным воздействием транспорта на городскую среду и население Санкт-Петербурга на региональном уровне 230
5.1 Обоснование демонстрационных мероприятий и сценариев уменьшения негативного воздействия транспорта на городскую среду 230
5.2 Метод контроля и прогнозирования в долгосрочной перспективе техносферной безопасности городского транспорта по факторам химического и шумового загрязнения 236
5.2.1 Базовые принципы расчетной методологии 236
5.2.2 Адаптация программного обеспечения COPERT для оценки и прогнозирования валовых выбросов автомобильного транспорта применительно к условиям Российской Федерации 240
5.2.3 Информационные базы данных, содержащие сведения о парке автотранспортных средств, и допущения, заложенные в модели 243
5.2.4 Железнодорожные поезда, троллейбусы, трамваи и метро 245
5.3 Математическая модель оценки ущерба, причиняемого выбросами городского транспорта населению и объектам окружающей среды 246
5.4 Математическая модель оценки ущерба («внешних издержек»), причиняемого городскому населению транспортным шумом 251
5.5 Мониторинг и прогнозирование воздействия транспорта на городскую среду и население на региональном уровне 258
5.5.1 Прогнозирование загрязнения воздуха в долгосрочной перспективе 259
5.5.2 Оценка ущерба от выбросов вредных веществ ГТ в атмосферу Санкт-Петербурга по состоянию на 2015-2017 год 266
5.5.3 Долгосрочное прогнозирование социального ущерба от воздействия городского транспорта 275
5.6 Прогнозирование социального ущерба («внешних издержек») от воздействия транспортного шума 277
Выводы по пятой главе 280
Заключение 286
Список сокращений и условных обозначений 294
Словарь терминов 297
Список использованных источников 298
