Разработка методических основ для слоя «Экологический мониторинг» цифрового атласа транспортного комплекса в крупных городских агломерациях (на примере Московского мегаполиса) и анализ данных для оценки состояния и динамики изменения окружающей средыНИР

Development of methodological foundations for the “Ecological Monitoring” layer of the digital atlas of the transport complex in large urban agglomerations (using the example of the Moscow metropolis) and data analysis to assess the state and dynamics of environmental change

Источник финансирования НИР

Хоздоговор, Российский университет транспорта

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 октября 2023 г.-31 декабря 2023 г. Анализ накопления тяжелых металлов и металлоидов (ТММ) и бенз(а)пирена (БаП) в дорожной пыли и почвах под воздействием выбросов автотранспорта и натурные исследования загрязнения компонентов окружающей среды на территории Ленинградского направления Октябрьской железной дороги и Киевского направления Московской железной дороги на участках разного функционального назначения
Результаты этапа: Основные результаты работ первого этапа включают обобщение данных о загрязнении тяжелыими металлами и металлоидами (ТММ) и бенз(а)пиреном (БаП) дорожной пыли и придорожных почв на автомагистралях разных округов Москвы в 2017 г.; отбором проб и проведением химико-аналитических исследований образцов почвы и пыли на содержание ТММ дорожной пыли и почв в 2023 г. на территории Ленинградского направления Октябрьской железной дороги и Киевского направления Московской железной дороги для наполнения слоя «Экологический мониторинг» цифрового атласа транспортного комплекса для г. Москва; характеристикой метеоусловий, определяющих направление и дальность распространения загрязняющих веществ, на территории транспортных узлов Ленинградского направления Октябрьской железной дороги и Киевского направления Московской железной дороги г. Москвы; формированием массива геохимических данных с пространственной привязкой, характеризующих загрязнение ТММ и БаП дорожной пыли на автодорогах с разной интенсивностью движения на территории г. Москва в пределах МКАД за 2017 г. для наполнения слоя «Экологический мониторинг» цифрового атласа транспортного комплекса г. Москвы. 1) Охарактеризована технология временнóго анализа данных наблюдений для оценки состояния и динамики изменения окружающей среды в крупных городах. Рассмотрено специализированное программное обеспечение, предназначенное для обработки и анализа данных измерений физических переменных состояния атмосферы, в том числе, измерений концентраций загрязняющих веществ, в частности, чёрного углерода. Приведено описание алгоритма временнóго анализа данных наблюдений для оценки состояния и динамики изменения окружающей среды в крупных городах. 2) Проанализирована многолетняя динамика выбросов автотранспорта. Цель выполненных исследований – оценка изменений территориальной структуры выбросов от автотранспорта с пространственной дискретностью по муниципалитетам за последние 10 лет и выявление основных факторов этих изменений. Установлено, что изменение объемов эмиссии от автотранспорта Москвы снижается на фоне замедления темпов роста автомобилизации. На локальном уровне определяющим фактором автотранспортного загрязнения является изменение плотности застройки, транспортно-планировочная структура и строительство новых магистралей. Снижение загрязнения в Москве имеет центр-периферийный градиент и происходит в районах, где трансформация улично-дорожной сети сочетается с развитием системы общественного транспорта. На уровне районов, основным трендом последних лет стало увеличение равномерности загрязнения от автотранспорта, несмотря на рост автомобилизации, обусловленный ростом численности и доходов населения, регистрацией юридических лиц-собственников. Строительство новых магистралей и развязок способствует равномерной плотности улично-дорожной сети. Программы строительства нового жилья и масштабные проекты трансформации районов Москвы приводят к увеличению связности города и одновременно к выравниванию плотности автотранспортного загрязнения. Административные решения по сокращению интенсивности движения транспорта в центральных районах города способствуют также сокращению территориальной дифференциации загрязнения. Напротив, на локальном уровне выявлено усиление контрастности и появление локальных максимумов плотности выбросов от автотранспорта. Крупномасштабный анализ изменений объемов эмиссии от автотранспорта, рассчитанных на основе натурных наблюдений, по нескольким улицам (новым и старым) в муниципальном районе Очаково-Матвеевское показал, что позитивные изменения в динамике загрязнения в связи с дорожным строительством ограничены. Доказано, что строительство новых магистралей улучшает характер движения, снижает интенсивность заторов, но одновременно создает новые ареалы загрязнения на улицах, ведущих к магистрали. Снижение выбросов достигается только для легких грузовиков на бензине и тяжелых грузовиков на дизеле. 3) Выполнен анализ сезонной и суточной динамики выбросов автотранспорта на основе данных о загрязнении атмосферы черным углеродом (ВС). Реализована технология анализа данных наблюдений для оценки состояния и динамики изменения окружающей среды в крупных городах на примере сезонной и суточной динамики загрязнения атмосферы Московского мегаполиса. Представлены результаты измерения концентрации экологически-опасных продуктов горения ‒ ВС на территории Метеорологической обсерватории МГУ (МО МГУ) весной 2019 г. Проведены оценки варьируемости концентраций ВС совместно с измерениями метеорологических параметров. Изучена суточная динамика ВС, определяющая высокий уровень концентраций в ночное время из-за интенсивного движения грузового транспорта, утренний максимум, связанный с транспортной активностью и дневной минимум в период максимума фотохимической активности. Наблюдались повышенные концентраций ВС в течение рабочей недели и пониженные значения в выходные дни. Показана разница суточного и недельного хода концентрации ВС в отопительный период и после его окончания. 4) Проанализировано загрязнение дорожной пыли ТММ и БаП на автодорогах с разной интенсивностью движения на территории г. Москва в пределах МКАД. Выполнена оценка содержания потенциально токсичных элементов (ПТЭ) и БаП в дорожной пыли Москвы. Пробы пыли отобраны в девяти округах в пределах МКАД на дорогах с разной интенсивностью движения – на МКАД, ТТК, радиальных шоссе, крупных, средних и малых дорогах, а также внутри дворов с автостоянками и на пешеходных дорожках в лесопарках. В пробах проанализировано содержание As, Bi, Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, Sn, Ti, V, W and Zn методами ICP-MS и ICP-AES. Основными поллютантами пыли являются Sb, Zn, W, Sn, Bi, Cd, Cu, Pb, Mo. Загрязнение Cd, Sb, Pb и Zn в Москве в целом ниже, чем во многих крупных городах мира. Наиболее сильно пыль загрязнена в центре города. Локальные аномалии отдельных ПТЭ наблюдаются рядом с промышленными зонами в основном на западе, юге и юго-востоке Москвы. Экологическая опасность загрязнения БаП максимальна во дворах с автостоянками, на втором месте крупные автодороги, на третьем МКАД. Минимальную опасность представляет дорожная пыль на ТТК и радиальных шоссе. 5) Проведены полевые работы по отбору проб дорожной пыли и почв на территории Ленинградского направления Октябрьской железной дороги, Киевского направления Московской железной дороги и в прилегающих жилых кварталах в пределах г. Москва; охарактеризована методика отбора проб и предложена методика выделения микрочастиц из проб почвы и дорожной пыли. 6) Дана характеристика метеоусловий, определяющих направление и дальность распространения загрязняющих веществ, в период полевых работ на территории транспортных узлов Ленинградского направления Октябрьской железной дороги и Киевского направления Московской железной дороги г. Москва. Выполненные исследования обобщают данные о метеорологических условиях, определяющих направление и дальность распространения загрязняющих веществ. В исследованиях предложена и опробована технологии получения детализированных метеорологических данных для оценки метеорологических условий в период проведения полевых геохимических работ, на основе сбора и интерпретации данных персональных метеостанций NETATMO, референсных данных Росгидромета и данных реанализа. При проведении работ использовались методы пространственного анализа, реализованные на основе геоинформационных технологий. По результатам работы получены оценки метеорологических условий в период полевых работ (28 августа — 15 сентября 2023 г.) на территории транспортных узлов Ленинградского направления Октябрьской железной дороги и Киевского направления Московской железной дороги г. Москва.
2 1 января 2024 г.-31 марта 2024 г. Оценка накопления тяжелых металлов и металлоидов (ТММ) в дорожной пыли и почвах на территории Ленинградского направления Октябрьской железной дороги и Киевского направления Московской железной дороги г. Москвы на участках разного функционального назначения и подготовка геохимических данных
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".