Розробка методу оцінки ефективності використання захисних бар’єрів для зниження рівня забруднення повітря біля автотрас
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.249485Ключові слова:
забруднення повітря, захисний бар’єр, автотраса, чисельне моделювання, «TX Active» поверхняАнотація
Автотраса є інтенсивним джерелом забруднення довкілля. Найшвидшому антропогенному впливу піддається атмосферне повітря. Тому особливо важливим завданням є мінімізація рівня забруднення атмосферного повітря біля автотрас. Ефективним методом вирішення цього завдання є застосування захисних бар'єрів різної форми, що встановлюються біля автотрас. На стадії проектування даних захисних засобів виникає важливе завдання щодо оцінки їх ефективності.
Оцінка ефективності захисних бар'єрів методом фізичного експерименту потребує значного часу на постановку, проведення експерименту та аналіз результатів фізичного моделювання. Цей метод не завжди є зручним під час проведення проектних робіт. Альтернативним методом є метод математичного моделювання. Для проектувальника дуже важливо мати математичні моделі, які дозволяють швидко отримувати прогнозний результат та врахувати комплекс важливих факторів, від яких залежить ефективність захисного бар'єру.
Розроблено метод, що дозволяє оцінити ефективність використання захисних бар'єрів для зниження рівня забруднення атмосферного повітря біля автотраси. Встановлено, що збільшення висоти бар’єру на 80 % приводить до зниження концентрації домішки за бар’єром на 22 %. Виявлено, що при використанні бар’єру висотою 1,5 м приводить до зменшення концентрації домішки на 26 % у прилеглих до автотраси спорудах Розроблено метод для оцінки ефективності використання поглинаючих «TX Active» поверхонь на захисному бар'єрі, що розташований біля автотраси. В результаті проведених досліджень виявлено, що використання бар’єру з однією «TX Active» поверхнею приводить до зниження концентрації NO за бар’єром в середньому на 43 %. При використанні бар’єру з двома «TX Active» поверхнями зниження концентрації NO за бар’єром складає в середньому 85 %
Посилання
- Zhelnovach, G. (2017). Impact of motor transport enterprises on urban areas air quality. Vestnyk Kharkovskoho natsyonalnoho avtomobylno-dorozhnoho unyversyteta, 77, 75–80. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/vhad_2017_77_15
- Biliaiev, M. М., Rusakova, T. I., Kolesnik, V. Ye., Pavlichenko, А. V. (2016). The predicted level of atmospheric air pollution in the city area affected by highways. Naukovyi visnyk Natsionalnoho hirnychoho universytetu, 1, 90–97. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Nvngu_2016_1_16
- Chernychenko, I. O., Pershehuba, Ya. V., Lytvynenko, O. M., Shvaher, O. V. (2010). Osoblyvosti formuvannia kantserohennoho ryzyku dlia naselennia, shcho prozhyvaie v zoni vplyvu avtomahistrali. Hihiena naselenykh mists, 56, 159–167.
- Düring, I., Bächlin, W., Ketzel, M., Baum, A., Friedrich, U., Wurzler, S. (2011). A new simplified NO/NO2 conversion model under consideration of direct NO2-emissions. Meteorologische Zeitschrift, 20(1), 67–73. doi: https://doi.org/10.1127/0941-2948/2011/0491
- Hagler, G. S. W., Tang, W., Freeman, M. J., Heist, D. K., Perry, S. G., Vette, A. F. (2011). Model evaluation of roadside barrier impact on near-road air pollution. Atmospheric Environment, 45 (15), 2522–2530. doi: https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2011.02.030
- Brolin, N. (2010). Product Development of Curved Noise & NOx Barrier. Stockholm, 51. Available at: http://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:444437/FULLTEXT01.pdf
- Brantley, H. L., Hagler, G. S. W., J. Deshmukh, P., Baldauf, R. W. (2014). Field assessment of the effects of roadside vegetation on near-road black carbon and particulate matter. Science of The Total Environment, 468-469, 120–129. doi: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2013.08.001
- Heist, D., Isakov, V., Perry, S., Snyder, M., Venkatram, A., Hood, C. et. al. (2013). Estimating near-road pollutant dispersion: A model inter-comparison. Transportation Research Part D: Transport and Environment, 25, 93–105. doi: https://doi.org/10.1016/j.trd.2013.09.003
- Mao, Y., Wilson, J. D., Kort, J. (2013). Effects of a shelterbelt on road dust dispersion. Atmospheric Environment, 79, 590–598. doi: https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2013.07.015
- Biliaiev, M., Pshinko, O., Rusakova, T., Biliaieva, V., Sładkowski, A. (2020). Application of local exhaust systems to reduce pollution concentration near the road. Transport Problems, 15 (4), 137–148. doi: https://doi.org/10.21307/tp-2020-055
- Biliaiev, M., Pshinko, O., Rusakova, T., Biliaieva, V., Sładkowski, A. (2021). Computing model for simulation of the pollution dispersion near the road with solid barriers. Transport Problems, 16 (2), 73–86. doi: https://doi.org/10.21307/tp-2021-024
- Madalozzo, D. M. S., Braun, A. L., Awruch, A. M. (2012). A numerical model for pollutant dispersion simulation in street canyons. Mecanica Computacional, XXXI, 211–235. Available at: https://cimec.org.ar/ojs/index.php/mc/article/download/4062/3988
- Jeong, S. J. (2014). Effect of Double Noise-Barrier on Air Pollution Dispersion around Road, Using CFD. Asian Journal of Atmospheric Environment, 8 (2), 81–88. doi: https://doi.org/10.5572/ajae.2014.8.2.081
- Jeong, S. J. (2015). A CFD Study of Roadside Barrier Impact on the Dispersion of Road Air Pollution. Asian Journal of Atmospheric Environment, 9 (1), 22–30. doi: https://doi.org/10.5572/ajae.2015.9.1.022
- Kumar, P., Zavala-Reyes, J. C., Tomson, M., Kalaiarasan, G. (2022). Understanding the effects of roadside hedges on the horizontal and vertical distributions of air pollutants in street canyons. Environment International, 158, 106883. doi: https://doi.org/10.1016/j.envint.2021.106883
- Horgnies, M., Dubois-Brugger, I., Gartner, E. M. (2012). NOx de-pollution by hardened concrete and the influence of activated charcoal additions. Cement and Concrete Research, 42(10), 1348–1355. doi: https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2012.06.007
- Cackler, T., Alleman, J., Kevern J., Sikkema J. (2012). Technology Demonstrations Project: Environmental Impact Benefits with “TX Active” Concrete Pavement in Missouri DOT Two-Lift Highway Construction Demonstration. National Concrete Pavement Technology Center. Iowa State University. Available at: https://intrans.iastate.edu/app/uploads/2018/03/TX_Active_for_FHWA_w_cvr.pdf
- Pulvirenti, B., Baldazzi, S., Barbano, F., Brattich, E., Di Sabatino, S. (2020). Numerical simulation of air pollution mitigation by means of photocatalytic coatings in real-world street canyons. Building and Environment, 186, 107348. doi: https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2020.107348
- Zgurovskiy, M. Z., Skopetskiy, V. V., Hrusch, V. K., Belyaev, N. N. (1997). Chislennoe modelirovanie rasprostraneniya zagryazneniya v okruzhayuschey srede. Kyiv: Naukova dumka, 368.
- Merah, A., Noureddine, A. (2017). Modeling and Analysis of NOx and O3 in a Street Canyon. Der Pharma Chemica, 9 (19), 66–72. Available at: https://www.derpharmachemica.com/pharma-chemica/modeling-and-analysis-of-nox-and-o3-in-a-street-canyon.pdf
- Marchuk, G. I. (1982). Matematicheskoe modelirovanie v probleme okruzhayuschey sredy. Moscow: Nauka, 320. Available at: https://www.twirpx.com/file/392343/
- Samarskiy, A. A. (1983). Teoriya raznostnyh skhem. Moscow: Nauka, 657. Available at: https://www.twirpx.com/file/2232663
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Mykola Biliaiev, Vitalii Kozachyna, Viktoriia Biliaieva, Tetiana Rusakova, Oleksandr Berlov, Yuliia Mala
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
