РОЗДІЛ 3
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ЩОДО УРАХУВАННЯ ІНГРЕДІЄНТНОГО ТА ПАРАМЕТРИЧНОГО (АКУСТИЧНОГО ) ЗАБРУДНЕННЯ ПРИ ОБҐРУНТУВАННІ БУДІВНИЦТВА ОБХОДІВ НАСЕЛЕНИХ ПУНКТІВ

3.1 Програма експериментальних досліджень

Стан придорожнього простору населених пунктів не можна оцінити, не розглядаючи населений пункт у взаємодії з усіма територіями, що утворюють його екологічний простір. Необхідність урахування можливого впливу об'єктів, розташованих за межами розглянутої придорожньої території, зумовлює проведення експериментальних досліджень відповідно до науково - дослідної роботи (2008р. № 43-08-08, номер державної реєстрації 3358/07 від 21.10.08) «Визначення екологічного стану ділянки автомобільної дороги Р06 Ульяновка – Миколаїв км 185+080 – км 192+670 в межах м. Нова Одеса», а так само проведення експериментальних досліджень на ділянці автомобільної дороги М03 Київ – Харків – Довжанський 
км 424+200 – км 429+000 в межах м. Валки.  
Для обґрунтування будівництва обходу ділянки автомобільної дороги Р06 Ульяновка – Миколаїв км 185+080 – км 192+670 в межах м. Нова Одеса та М03 Київ – Харків – Довжанський км 424+200 – км 429+000 в межах 
м. Валки необхідно виконати наступні експериментальні дослідження:
- розрахунок викидів забруднюючих речовин на ділянках автомобільних доріг Р06 Ульяновка – Миколаїв км 185+080 – км 192+670 в межах м. Нова Одеса та М03 Київ – Харків – Довжанський км 424+200 – 
км 429+000 в межах м. Валки ;
- визначення інгредієнтного і параметричного (акустичного) забруднення придорожнього простору населених пунктів.
Оцінка стану забруднення атмосферного повітря на експериментальних ділянках автомобільних доріг Р06 Ульяновка – Миколаїв км 185+080 – км 192+670 в межах м. Нова Одеса та М03 Київ – Харків –Довжанський км 424+200 – км 429+000 в межах м. Валки в прилеглій житловій забудові може бути проведена на основі визначення в повітрі вмісту як основних компонентів відпрацьованих газів автомобільного транспорту (оксиду вуглецю, вуглеводнів, оксидів азоту, акролеїну, формальдегіду, з’єднань свинцю), так і продуктів їх фотохімічних перетворень (озону та ін.).
Для вивчення особливостей забруднення атмосферного повітря викидами автотранспорту необхідно організувати спеціальні спостереження, в результаті яких визначаємо:
- максимальні значення концентрацій основних забруднюючих речовин на ділянках автомобільних доріг в межах м. Нова Одеса та м. Валки з урахуванням різних метеоумов та інтенсивності руху;
- особливості розповсюдження викидів забруднюючих речовин в житлових кварталах різного типу забудови і в зелених зонах, що примикають до автомобільних доріг Р06 Ульяновка – Миколаїв км 185+080 – 
км 192+670 в межах м. Нова Одеса та М03 Київ – Харків – Довжанський 
км 424+200 – км 429+000 в межах м. Валки ;
- особливості розподілу транспортних потоків.
Детальний опис приладів і устаткування, що використовується для комплексного обстеження ділянки автомобільної дороги, а також методик вимірювання концентрації шкідливих речовин і шумових характеристик транспортних засобів, наведено в розділах 3.2.
Оцінка екологічної безпеки і розрахунок річних викидів забруднюючих речовин на ділянці автомобільної дороги Р06 Ульяновка – Миколаїв км 185+080 – км 192+670 в межах м. Нова Одеса та М03 Київ – Харків – Довжанський км 424+200 – км 429+000 в межах м. Валки проводиться згідно з ДБНА.2.2-1:2003 [69], ДБНА.2.2-3:2004 [70], а також 
ВБНВ.2.3-218-007:1998 [71].
Для систематизації і оцінки рівня забруднення атмосфери застосовуються наступні статистичні характеристики [72]:
- середнє арифметичне значення концентрації домішок забруднюючих речовин ;
- середнє квадратичне відхилення  результатів вимірювань від середнього арифметичного;
- максимальне значення концентрації домішки забруднюючих речовин ;
- коефіцієнт варіації , що враховує частку мінливості від середнього арифметичного значення.
Середнє арифметичне значення концентрації забруднюючих речовин є одиничним усередненим (основним) показником забруднення атмосфери.
Усі статистичні характеристики і одиничні індекси забруднення атмосфери (ІЗА) розраховуються за даними спостережень за концентрацією кожної контрольованої речовини окремо.
Для порівняння ступеня забруднення атмосфери в населених пунктах м. Нова Одеса та м. Валки використовується комплексний ІЗА – безрозмірна функція характеристик ступеня забруднення атмосфери декількома речовинами [73].

3.2 Аналіз методик визначення інгредієнтного та параметричного (акустичного) забруднення у придорожньому просторі

Істотною проблемою при аналізі якості атмосферного повітря і розробки дієвих заходів щодо підтримки чистоти повітряного басейну є фіксація і оперативна оцінка як тимчасових, так і просторових коливань концентрацій окремих інгредієнтів [63]. Часовий чинник може бути забезпечений автоматизацією і безперервністю процесу вимірювань. Просторова щільність вимірювань у кожному конкретному випадку вибирається на основі компромісу між необхідною точністю і економічними можливостями. Спостереження за забрудненням атмосферного повітря зазвичай проводяться на стаціонарних, маршрутних і пересувних (підфакельних) постах [74].
Автоматичні контрольно-вимірювальні станції (АКВС) залежно від специфіки місцевих умов, частоти появи і шкідливої дії різних викидів, як правило, розраховані на вимірювання концентрацій одного або декількох інгредієнтів з наступного ряду:  , , , вуглеводні , , , , , , , галогенировні вуглеводні, аміни. Разом зі шкідливими інгредієнтами зазвичай вимірюються температура, вологість повітря, швидкість і напрям вітру [75]. Це дозволяє встановити кореляцію з метеорологічними і кліматологічними даними для ідентифікації джерел викидів, аналізу причин тимчасових змін забруднення повітря.
Реєстрація забруднюючих речовин на станціях моніторингу здійснюється інструментальними методами. Концентрації досліджуваних речовин вимірюються безпосередньо в пункті спостереження, поблизу поверхні землі. Виняток становлять лише спостереження за інтегральною кількістю озону у всій товщі атмосфери на спеціальних озонометричних і фонових станціях. На інструментальних методах ґрунтується контроль викидів організованими джерелами. Тим часом такі методи часто виявляються недостатніми для задовільної кількісної характеристики складної просторово-часової структури розподілу концентрації забруднюючих речовин. При моніторингу джерел забруднення ці методи не можуть забезпечити кількісну характеристику викидів не тільки неорганізованих і розподілених джерел, але і організованих, якщо їх число достатньо велике [76].
Найбільш очевидними є можливості дистанційних методів, що пов’язані з отриманням детальнішої структури розподілу концентрації забруднюючих речовин в порівнянні із звичайними вимірюваннями на станціях.
Існуючі методи встановлення концентрації забруднюючих речовин в пробах атмосферного повітря виконуються за допомогою лабораторних аналізів. Лабораторні аналізи застосовують спектрофотометричний метод та метод газової хроматографії. 
Концентрацію забруднюючих речовин в повітрі можна швидко встановити експрес-методом за допомогою індикаторних трубок. Головними перевагами вказаного методу є швидкість проведення аналізу і одержання результатів безпосередньо на місті відбору проби атмосферного повітря: простота методу і апаратури, що дозволяє провести аналіз особам, які не мають спеціальної підготовки; мала маса; незначна вартість апаратури; точність аналізу; не потребує регулювання та настройки апаратури перед використанням; не потребує джерела електричної і теплової енергії [77, 78].
Для проведення експериментальних досліджень на ділянці автомобільної дороги рекомендується експресний метод встановлення концентрації шкідливих речовин. Під час комплексних обстежень екологічної безпеки автомобільної дороги виконуються заміри концентрацій забруднюючих речовин в атмосферному повітрі. У нашому випадку отримували концентрацію вуглецю оксиду  експрес-методом за допомогою ручного сильфоного аспіратора АМ-5 з комплектом індикаторних трубок ТІ СО-0.2. 
Аспіратор АМ-5 являє собою ручний прилад з обсягом одного ходу 100 мл. У середині сильфона розташовані пружини, що утримують його в розщепленому положенні. Існує пристосування, що служить для відламування кінців індикаторних трубок, а гумова трубка забезпечує хід сильфона [79].
Скляні індикаторні трубки ТІ СО-0.2 заповнені індикаторною масою, що утримується пористими прокладками, а герметичність досягнута запаюванням двох відтягнутих кінців. Кожна трубка має маркування, що включає формулу обумовленого газу, стрілку напрямку руху газу, профарбовану смугу для експериментальних оцінок і шкалу вимірювання концентрації газу. Така ж шкала вимірювання в натуральну величину з числовими значеннями об’ємних часток (у відсотках) розташована на футлярі для упаковки трубок.
Метод визначення концентрації оксидів азоту. Для безперервних інструментальних досліджень за концентрацією оксиду азоту , діоксиду азоту  і суми оксидів азоту  застосовується одна з модифікацій хемолюмінесцентного автоматичного газоаналізатора 645 ХЛ [79]. Дія цього методу полягає в тому, що реакція взаємодії оксиду азоту  з озоном  у відповідних умовах супроводжується люмінесценцією [74]:

,			      (3.1)

.				   (3.2)

Основна особливість реакції полягає в тому, що інтенсивність випромінювання пропорційна числу взаємодіючих молекул, тобто концентрації оксиду азоту. Приймачем випромінювання  в газоаналізаторах 645 ХЛ служить фотоелектронний помножувач. Озон, необхідний для протікання реакції, одержують з кисню навколишнього атмосферного повітря при високовольтному розряді в генераторі озону [80]. 
Для визначення концентрації діоксиду азоту  використовують каталітичний конвертер, нагрітий до температури 200°С. У цьому режимі роботи детектує випромінювання, обумовлене сумарною концентрацією оксидів азоту . Концентрація  визначається за різницею значень електричних сигналів, пропорційних концентрації . Таким чином, газоаналізатор має три канали вимірювання концентрації: , ,.
Для отримання максимальної чутливості приладу в камері, де відбувається реакція взаємодії аналізованого оксиду азоту з озоном, за допомогою прискорювача створюється оптимальне розрідження (60–80 кПа).
Метод визначення концентрації вуглеводнів. Для безперервних інструментальних спостережень за концентрацією вуглеводнів , метану  і суми вуглеводнів без метану  застосовується автоматичний газоаналізатор 623 КПІ [70, 81]. В основі визначення концентрації вуглеводнів в повітрі лежить зміна струму іонізації, що виникає при введенні органічних молекул.
Газоаналізатор виконаний за двоканальною схемою. Потік аналізованого атмосферного повітря поділяється на дві рівні частини. Одна частина без змін надходить в полум’яно-іонізаційний детектор (ПІД), де реєструється загальна сума вуглеводнів. 
Інша частина потоку проходить через пристрій відділення метану від решти вуглеводнів. Вихідний сигнал, відповідний концентрації в атмосфері вуглеводнів без метану, утворюється як різниця електричних сигналів з обох детекторів. Місця для розміщення приладів розташовують на тротуарі, на середині розподільної смуги при її наявності і за межами тротуару – на відстані половини ширини проїзної частини одностороннього руху. На вулицях, що перетинають основну автомобільну дорогу, пункти спостереження розміщують на краях тротуарів на відстані, що перевищує ширину автомобільної дороги в 0,5; 2; 3 рази.
Метеорологічні спостереження включають вимірювання температури повітря і швидкості вітру на рівнях 0,5м і 1,5м від поверхні землі. Аналогічні спостереження виконують на метеостанції, розташованій за населеним пунктом. 
При визначенні вмісту в атмосферному повітрі озону  одночасно на метеостанції проводяться спостереження за інтенсивністю прямої і сумарної сонячної радіації, що істотно впливає на швидкість фотохімічних реакцій в повітрі і утворення озону.
Розміщення і кількість постів спостереження за станом забруднення атмосферного повітря в населеному пункті залежать від правильності розташування поста на обстежуваній території. При виборі місця для розміщення поста, перш за все слід встановити, яку інформацію необхідно одержати: рівень забруднення атмосферного повітря, характерний для даного населеного пункту або концентрацію забруднюючих речовин на конкретній ділянці автомобільної дороги, що знаходиться під впливом викидів автотранспорту.
У першому випадку пост повинен бути розташований на такій ділянці місцевості, яка не піддається дії окремо розташованих джерел викидів. В другому випадку пост розміщується в зоні максимальних концентрацій забруднюючих речовин, пов’язаних з викидами автотранспорту.
Кожний пост спостереження необхідно розмістити на відкритому, провітрюваному з усіх боків майданчику. Якщо пост розмістити на закритій ділянці (поблизу високих будівель, на вузькій вулиці, під кронами дерев або поблизу низького джерела викидів), то він характеризуватиме рівень забруднення, створюваний в конкретному місці, та занижуватиме реальний рівень забруднення через поглинання відпрацьованих газів автотранспорту густою рослинністю або завищуватиме через застій повітря і скупчення шкідливих речовин поблизу будівель [82].
Стаціонарний і маршрутний пости розміщуються в місцях, вибраних на основі обов’язкового попереднього дослідження забруднення атмосферного повітря населеного пункту викидами автотранспорту [74, 83]. При цьому слід враховувати повторюваність напряму вітру над територією населеного пункту.
Число стаціонарних постів визначається залежно від чисельності населення, площі населеного пункту, ступеня індустріалізації та рельєфу місцевості, розосередженості місць відпочинку. Залежно від чисельності населення встановлюється: 1 пост – до 50 тис. мешканців; 2 пости – 100 тис. мешканців; 2 – 3 пости – 100 – 200 тис. мешканців; 3 – 5 постів – 200 – 500 тис. мешканців; 5 – 10 постів більше 500 тис. мешканців; 10 – 20 постів (стаціонарних і маршрутних) – більше 1 млн. мешканців. Кількість постів може бути збільшено в умовах складного рельєфу місцевості, за наявності великої кількості джерел забруднення, а також за наявності на даній території об’єктів, для яких чистота повітря має першорядне значення (наприклад, унікальних парків, історичних споруд та ін.)
Оскільки спостереження за рівнем забруднення придорожнього простору проводились в малих населених пунктах (чисельність населення до 50 тис. мешканців) на ділянках автомобільних доріг Р06 Ульяновка – Миколаїв км 185+080 – км 192+670 в межах м. Нова Одеса та М03 Київ – Харків – Довжанський км 424+200 – км 429+000 в межах м. Валки з складним режимом руху, то число постів спостереженням приймаємо рівним трьом.
Спостереження за рівнем забруднення придорожнього простору в малих населених пунктах необхідно організовувати відповідно до ДСТУ17.2.3.01:2004 «Охорона природи. Атмосфера. Правила контролю якості повітря населених пунктів» [84].
Результати спостереження та аналізу експериментальних даних на ділянках автомобільних доріг Р06 Ульяновка - Миколаїв км 185+080 – 
км 192+670 в межах м. Нова Одеса наведені у додатках В1, Ґ1, Ґ3 та 
М03 Київ – Харків – Довжанський км 424+200 – км 429+000 в межах 
м. Валки у додатках В2, Ґ2, Ґ4 . 
Методики виміру акустичних (шумових) характеристик транспортних засобів. При оцінюванні шумової дії автотранспортних потоків на навколишнє середовище і під час розробки шумозахисних заходів на різних стадіях проектування обходів населених пунктів необхідним є виконання акустичних розрахунків за визначенням шумових характеристик автотранспортних потоків на вулично-дорожній мережі міст та інших населених пунктів, а також очікуваних рівнів звуку на різних ділянках селитебних територій [85]. Відомо, що всі розрахункові методи мають деяку частку похибки, оскільки теоретично неможливо врахувати все різноманіття чинників навколишнього природного середовища і при розробці розрахункових методів завжди доводиться робити спрощувальні припущення і нехтувати чинниками, що не піддаються безпосередньому розрахунку (наприклад, кліматичними чинниками, чинниками, що характеризують технічний стан автомобілів в потоці та ін.) [86]. 
Водночас при розробці розрахункових методик багато авторів намагаються підвищити точність розрахунків за рахунок введення емпіричних поправок, отриманих шляхом аналізу результатів натурних вимірювань шуму автотранспортних потоків [87].
З вищесказаного можна зробити два основні висновки:
- по-перше, для отримання найбільш вірних шумових характеристик автотранспортних засобів на існуючих автомобільних дорогах необхідне проведення  натурних вимірювань автотранспортного шуму;
- по-друге, натурні вимірювання необхідні для уточнення методик щодо розрахунків.
У зв’язку з цим виникає необхідність розробки і використання на практиці єдиної методики вимірювання шумових характеристик автотранспортних потоків, а також аналогічної методики, але по відношенню до оцінки шумового режиму в житловій забудові (на селитебній території).
Натурні виміри шумових характеристик автотранспортних потоків повинні проводитися відповідно до ДБН А.2.2-1:2003 [69], ДБН А.2.2.-3:2004 [70], а також ВБН В.2.3-218-007:1998 [71]. 
В умовах обмеженої забудови допускається розташовувати вимірювальний мікрофон на відстані не менше ніж 7,5м від осі проїжджої частини автомобільної дороги, але не ближче ніж за 1м від стін будівель, суцільних огорож та інших споруд або елементів рельєфу, що відображають звук. У разі розташування вулиці або автомобільної дороги у виїмці, вимірювальний мікрофон встановлюють на брівці виїмки на висоті 1,5 ± 0,1м від рівня землі.
Місця проведення вимірювань вибираються на прямолінійних горизонтальних ділянках вулиці або автомобільної дороги із сталою швидкістю руху автотранспортних засобів і на відстані не менш ніж за 50м від транспортних вузлів і зупинок суспільного транспорту. Вимірювання проводяться при гарній погоді (за відсутності опадів або туману) і за умови, що поверхня проїжджої частини вулиці або автомобільної дороги є чистою і сухою. Швидкість вітру в момент проведення вимірювань не повинна перевищувати 5м/с [86]. При швидкості вітру понад 5м/с на вимірювальний мікрофон повинен бути надітий противітровий ковпак.
При проведенні вимірювань слід уникати додаткової дії на вимірювальну апаратуру вібрацій, магнітних і електричних полів, радіоактивного випромінювання і інших несприятливих чинників і керуватись при цьому інструкціями на апаратуру.
Вимірювання шумових характеристик проводяться в період максимальної інтенсивності руху транспортних засобів [88, 89].
Натурні вимірювання виконуються за допомогою акустичної апаратури – інтегруючих шумомірів, комбінованих вимірювальних систем, автоматичних пристроїв, що задовольняють вимогам нормативних документів [69]. Значення рівнів шуму повинні прочитуватися з приладів з точністю не нижче ніж 1 дБ (дБА).
Перед початком і після проведення кожного виміру апаратура повинна калібруватись. Перевагу надають калібруванню за допомогою акустичного калібратора, що дозволяє перевірити вимірювальний такт. За відсутності акустичного калібратора допускається електричне калібрування вимірювального такту, проте при цьому поза перевіркою залишається вимірювальний мікрофон.
Уся апаратура, що застосовується, за метрологічними характеристиками повинна задовольняти вимогам стандартизації і мати свідоцтва про державну перевірку. 
Для експериментальних досліджень на ділянках автомобільних доріг Р06 Ульяновка – Миколаїв км 185+080 – км 192+670 в межах м. Нова Одеса та М03 Київ – Харків – Довжанський км 424+200 – км 429+000 в межах м. Валки рекомендується використовувати апаратуру фірми «Брюль і К’ер» (Данія) і перш за все – прецизійні шумоміри типу DAS – 2230 і DAS – 2231 [62].
Можливі два способи виконання натурних вимірювань. Перший спосіб полягає у визначенні шумової характеристики безпосередньо на місці вимірювань. При другому способі досліджуваний шум записується в натурних умовах на магнітофон. Отримані магнітні записи шуму аналізуються в лабораторних умовах.
Вимірювальні мікрофони приладів під час вимірювань повинні бути направлені у бік транспортного потоку. Для зменшення впливу на точність вимірювань віддзеркалень звуку оператор повинен знаходитися на відстані не менш 0,5 м від вимірювального мікрофону. Перемикач частотної характеристики приладів встановлюється в положення корекції «А», а перемикач тимчасової характеристики – в положення «швидко». 
Інтервали між відліками рівнів звуку повинні складати 5 – 7 с. Відліки повинні проводитися протягом всього періоду вимірювань як за наявності на ділянці транспортних засобів, так і при їх відсутності.
Рівні шуму перешкод, що створюються сторонніми джерелами шуму в період вимірювання шумової характеристики автотранспортного потоку, повинні бути не менше ніж на 20 дБА нижче за рівні шуму транспортних засобів при проходженні експериментальної ділянки автомобільної дороги. 
Під час натурних вимірювань одночасно з визначенням шумових характеристик автотранспортного потоку визначається кількість транспортних засобів кожного виду (легкові, вантажні автомобілі, автобуси), що дозволяє розрахувати фактичну інтенсивність руху і фактичний склад транспортного потоку. 
При натурних вимірюваннях слід також оцінювати середню швидкість руху автотранспортного потоку. Для цього проводяться вимірювання часу проїзду різними автотранспортними засобами ділянки автомобільної дорогі завдовжки 20 – 30м. 
Середня швидкість потоку [90, 91] в цілому визначається за формулою 

,			       (3.3)

де  – середня швидкість легкових, вантажних автомобілів і автобусів відповідно;
 – процентна частка в потоці легкових, вантажних автомобілів і автобусів відповідно.
Середня швидкість транспортних засобів [91] розраховується за формулою 

,					      (3.4)

де  – число вимірювань.
Для визначення закономірностей зниження автотранспортного шуму із збільшенням відстані від автомобільної дороги рекомендується проводити одночасні попарні вимірювання шуму на двох ділянках, розташованих по перпендикуляру до автомобільної дороги, але на різних відстанях. При цьому одна ділянка постійно розташовується на відстані 7,5 м від осі ближньої смуги руху (як і при визначенні шумової характеристики), а друга ділянка вимірювань розташовується послідовно на відстані 15, 30, 60 і 120 м від автомобільної дороги. Різниця рівнів звуку в опорній точці (7,5 м) і точці виміру характеризує зниження акустичного забруднення між експериментальними ділянками. Аналіз попарних різниць рівнів шуму дозволяє отримувати закономірності зниження шуму незалежно від зміни шумової характеристики потоку, від однієї серії вимірювань до іншої і подавати їх у вигляді карт акустичного забруднення. 
Отримані при експериментальних вимірюваннях дані можуть бути використані як для безпосередньої оцінки шумових характеристик автотранспортних потоків і шумового режиму в селитебній території, так і для розробки та уточнення методик розрахунку очікуваного шумового режиму в межах населеного пункту.

3.3 Оцінка потенційних екологічно небезпечних ділянок інгредієнтного та параметричного (акустичного) забруднення на автомобільних дорогах Р06 Ульяновка – Миколаїв в межах м. Нова Одеса та М03 Київ – Харків – Довжанський км 424+200 – км 429+000 в межах 
м. Валки 

Вплив автомобільного транспорту на навколишнє середовище супроводжується не тільки споживанням природних ресурсів, але і забрудненням навколишнього середовища. З екологічних позицій забруднення навколишнього природного середовища являє собою комплекс негативних впливів на екологічні системи. Якщо рівень впливів забруднюючих речовин перевищує можливість організму до адаптації, то це призводить до його загибелі. Виникнення перешкод в екологічних системах може бути пов’язане з інгредієнтним та параметричним (акустичним) забрудненням навколишнього природного середовища [90].
Оцінка екологічних ситуацій на автомобільних дорогах повинна проводитись з урахуванням типів природно-господарських систем і територій, які знаходяться під охороною. У кожній з них оцінка екологічних ситуацій будується за різними критеріями, які обґрунтовуються розходженням:
- функцій екологічних систем;
- просторової щільності інформації;
- тимчасової мінливості екологічних систем;
- екологічних показників, що описують стан природно-господарських систем.
Найбільш важливою обставиною є те, що екологічна ситуація на автомобільних дорогах не може оцінюватися по-справжньому глибоко в межах лише однієї чи навіть декількох типів територій. Лише аналіз даних по всіх територіях (у межах деякого збалансованого за просторовим сполученням регіону) дає можливість оцінити ситуацію в цілому, що пов’язано з дією ефекту компенсації. 
Рівень забруднення атмосферного повітря від транспортного потоку на автомобільній дорозі [92] оцінюємо за формулою 

, 	(3.5)

де – фонове забруднення атмосферного повітря, мг/м3, приймається за даними гідрометеорологічної служби; 
 – сумарна інтенсивність руху на автомобільній дорозі, авт/год (додаток В); 
 – коефіцієнт токсичності автомобілів за викидами в атмосферу 
(табл. 3.1):

,                                              (3.6)

де  – склад руху в частках одиниці (додаток В); 
  – коефіцієнт, що враховує аерацію місцевості (табл. 3.2); 

Таблиця 3.1
Значення коефіцієнта токсичності для різних типів автомобілів
Тип автомобіля	Коефіцієнт 	
Легкий вантажний	2,3	
Середній вантажний	2,9	
Важкий вантажний (дизель)	0,2	
Автобус	3,7	
Легковий	1,0	
Мікроавтобус	1,5	

Таблиця 3.2
Значення коефіцієнта, що враховує аерацію місцевості
Тип місцевості	Коефіцієнт 	
1	2	
Транспортні тунелі	2,7	
Транспортні галереї	1,5	
Магістральні вулиці та дороги з багатоповерховою забудовою (з двох боків)	1,0	
Житлові вулиці з одноповерховою забудовою	0,6	
Міські вулиці й дороги з однобічною забудовою, набережні, естакади, віадуки, високі насипи	0,4	
Підземні пішохідні переходи	0,2	

 - коефіцієнт, що враховує зміни забруднення атмосферного повітря в залежності від величини поздовжнього ухилу автомобільної дороги (табл.3.3); 

Таблиця 3.3
Значення коефіцієнта, що враховує забруднення атмосферного повітря в залежності від повздовжнього ухилу автомобільної дороги
Поздовжній ухил, %	Коефіцієнт 	
0	1,00	
2	1,06	
4	1,01	
6	1,18	
8	1,55	
10	1,91	
Примітка: Всі проміжні значення в таблицях слід інтерполювати

 - коефіцієнт, що враховує зміну забруднення повітря в залежності від типу пересічення автомобільної дороги, (табл. 3.4); 

Таблиця 3.4 
Коефіцієнт забруднення атмосферного повітря на пересіченні автомобільних доріг
Тип організації дорожнього руху	Коефіцієнт 	
1	2	
Пересічення в різних рівнях	1,05	
Пересічення в одному рівні:		
- регульоване:	1,10	
- з керованим сигналом світлофора	1,20	
- з твердою координацією	1,40	
- ізольоване	1,80	
- нерегульоване (саморегульоване):	1,85	
- з віднесеним лівим поворотом	1,3	
- кільцеве	1,5	
- з обов’язковою зупинкою	2,00	

 – коефіцієнти зміни концентрації в залежності від швидкості вітру і відносної вологості повітря (табл. 3.5 та 3.6); 

Таблиця 3.5 
Коефіцієнт зміни забруднення атмосферного повітря в залежності від швидкості вітру
Швидкість вітру, м/с	Коефіцієнт 	
1	2,70	
2	2,00	
3	1,50	
4	1,20	
5	1,05	
6	1,00	

Таблиця 3.6 
Значення коефіцієнта, що визначає забруднення атмосферного повітря в залежності від відносної вологості повітря
Відносна вологість повітря, %	Коефіцієнт 	
100	1,45	
90	1,30	
80	1,15	
70	1,00	
60	0,85	
50	0,75	
40	0,60	
30	0,45	

 – коефіцієнт зміни забруднення атмосферного повітря при здійсненні захисних заходів за прогнозами екологів (табл. 3.7); 

Таблиця 3.7
Коефіцієнт зміни забруднення атмосферного повітря при здійсненні природозахисних заходів за прогнозами екологів
Роки		
2000	1,10	
2005	1,65	
2010	2,30	
2015	3,15	
2020	4,10	

 – коефіцієнт  швидкості транспортного потоку для автомобільних доріг загального користування [93]:

, 				     (3.7)

де  – швидкість потоку автомобілів, км/год. 

,					  (3.8)

де  – коефіцієнт щільності забудови чи озеленіння; 
 – щільність забудови чи озеленення приймається для: насипу – 0,05; виїмки – 0,10; забудови – 0,3; галереї – 0,5; тунелю – 0,7.
Оцінку потенційних екологічно небезпечних ділянок автомобільних доріг Р06 Ульяновка – Миколаїв км 185+080 – км 192+670 в межах м. Нова Одеса та М03 Київ – Харків – Довжанський км 424+200 – км 429+000 в межах м. Валки здійснюють на основі порівняння існуючого рівня інгредієнтного забруднення з нормативним значенням гранично - допустимої концентрації (ГДК) відповідно до табл. 3.8.

Таблиця 3.8 
Градація показника екологічної безпеки автомобільних доріг щодо забруднення атмосферного повітря
Модальна оцінка екологічної безпеки автомобільної дороги	Якісна оцінка стану
навколишнього
середовища, бали	Перевищення концентрації
	Показник
екологічної
безпеки дороги (градація)	
Екологічно безпечна	відмінна	≥ 1	< 1,0	
	добра	1 – 3	1,0 – 1,67	
Екологічно умовно безпечна	задовільна	3 – 5	1,67 – 6,67	
Екологічно небезпечна	незадовільна	> 5	> 6,67	

За поданими результатами [94] на ділянці автомобільної дороги 
Р06 Ульяновка – Миколаїв км 185+080 – км 192+670 в межах м. Нова Одеса складено карти забруднення навколишнього природного середовища за окремими інгредієнтами (додаток Ґ.1, Д.1-4, Е.1). 
Також за експериментальними результатами на ділянці автомобільної дороги М03 Київ – Харків – Довжанський км 424+200 – км 429+000 в межах м. Валки складено карти забруднення навколишнього природнього середовища за окремими інгредієнтами (додаток Ґ.2, Е.2). 
Розрахунковий рівень еквівалентного шуму на автомобільній дорозі загального користування визначають за формулою (3.9) в дБА [86, 93]:

,      (3.9)

де  – розрахунковий рівень шуму від транспортного потоку, дБА 
(табл. 3.9); 
Таблиця 3.9
Розрахунковий рівень шуму
Інтенсивність руху,
авт/год	Розрахунковий рівень шуму,
дБА	
100	68	
140	69	
170	70	
230	71	
300	72	
400	73	
500	74	
660	75	
880	76	
1150	77	
1650	78	

 – поправка, що враховує кількість автомобілів в потоці з карбюраторним двигуном, дБА; 
 – поправка, що враховує кількість автомобілів в потоці з дизельним двигуном, дБА; 
 – поправка, що враховує відхилення середньої швидкості руху на експериментальній ділянці автомобільної дороги в порівнянні зі швидкістю на горизонтальній ділянці, дБА;
 – поправка, що враховує величину поздовжнього ухилу дороги, дБА; 
 – поправка, що враховує тип покриття проїзної частини, дБА 
(табл. 3.10);

Таблиця 3.10
Поправка транспортного шуму, що враховує тип покриття проїзної частини
Тип покриття проїзної частини	Склад легкових автомобілів, %	Поправка, дБА	
Шорстка поверхнева обробка	до 10 
10 – 30 
30 – 55 
55 – 75 
75 – 90 
90 – 100	0 
+0,5 
+1,0 
+2,0 
+3,0 
+4,0	
Цементобетон, асфальтобетон	до 15 
15 – 45 
45 – 65 
65 – 90 
90 – 100	0
+0,5 
+1,0
+1,5 
+2,0	

 – поправка, що враховує наявність роздільної смуги. Якщо смуги немає, то поправка «дорівнює» 0, якщо смуга шириною до 5 метрів, то поправка – «мінус» 0.5 дБА, а понад 5 метрів – «мінус» 1 дБА; 
 – поправка, що враховує стан придорожньої смуги. Якщо шум розповсюджується над асфальтобетонною та цементобетонною поверхнею, то поправка становить 1 дБА, над зеленим газоном – «мінус» 
1 дБА та над снігом – «мінус» 1.5 дБА;
 – поправка, що враховує забудову в районі дороги, дБА (табл. 3.11);
 – поправка, що враховує тип пересічення доріг. Для пересічень в різних рівнях поправка становить 2 дБА, а для пересічень в одному рівні – 3 дБА.

Таблиця 3.11
Поправка, яка враховує тип забудови в районі дороги
Тип придорожньої забудови	Поправка (дБА) при середніх розривах між будинками на лінії забудови, м	
	понад 30	30 – 20	20 – 10	до 10	
1	2	3	4	5	
Двостороння при ширині вулиць в «червоних» лініях, м:
					
понад 50	0	0	0	0	
50 – 40
40-30
30-20
до 20	+0,1
+2,0
+3,0
+4,0	+0,1
+2,0
+3,0
+5,0	+0,2
+3,0
+4,0
+5,0	+0,2
+3,0
+5,0
+6,0	
Одностороння при відстані від краю проїзної частини до лінії забудови, м:
понад 40
40-25
25-12
до 12	

0
0
+1
+1,0	

0
0
+1
+2,0	

0
+1,0
+2,0
+3,0	

0
+1,0
+2,0
+3,0	

Градації показника екологічної безпеки ділянки автомобільної дороги Р06 Ульяновка – Миколаїв км 185+080 – км 192+670 в межах м. Нова Одеса за акустичним забрудненням [94] визначаються шляхом поділу фактичного рівня еквівалентного шуму на норму 40 дБА (табл. 3.12).
Також визначено показник градації екологічної безпеки ділянки автомобільної дороги М03 Київ – Харків – Довжанський км 424+200 – 
км 429+000 в межах м. Валки за акустичним забруднення шляхом поділу фактичного рівня еквівалентного шуму на норму 40 дБА.
Якщо рівень акустичного забруднення не перевищує 40 дБА або градацію показника екологічної безпеки 1,0 – це відповідає критерію оцінки екологічної безпеки «відмінна» або «екологічно безпечна». Якщо рівень акустичного забруднення буде в межах від 40 до 85 дБА або градація показника екологічної безпеки від 1,0 до 2,12, то «добра» чи «екологічно слабко безпечна».

Таблиця 3.12
Градація показника екологічної безпеки автомобільної дороги по акустичному забрудненню
Модальна оцінка екологічної безпеки дороги	Якісна оцінка стану навколишнього
середовища, бали	Рівень
акустичного
забруднення, дБА	Показник екологічної безпеки
(градація)	
Екологічно безпечна	відмінна	≤  40	≤  1,0	
Екологічно слабко безпечна	добра	40 – 85	1,0 – 2,12	
Екологічно умовно безпечна	задовільна	85 – 110	2,12 – 2,75	
Екологічно небезпечна	незадовільна	>110	>2,75	

Якщо рівень акустичного забруднення в межах від 85 до 110 дБА або градація показника екологічної безпеки від 2,12 до 2,75, то оцінка екологічної безпеки «задовільна» або «екологічно умовно безпечна». 
Якщо рівень акустичного забруднення понад 110 дБА або градація показника екологічної безпеки понад 2,75, то оцінка «незадовільна» або «екологічно небезпечна».
За результатами розрахунків [94, 95] значень еквівалентного шуму від транспортного потоку для кожної ділянки автомобільної дороги 
Р06 Ульяновка – Миколаїв км 185+080 – км 192+670 в межах м. Нова Одеса розроблено карти шуму (додатки Д.3-4, Е.7, Е.9, Е.11) та автомобільної дороги М03 Київ – Харків – Довжанський км 424+200 – км 429+000 в межах 
м. Валки (додатки Е.8, Е.10, Е.12).

3.4 Визначення комплексного показника забруднення навколишнього природного середовища при обґрунтуванні будівництва обходів населених пунктів

Визначення нормативів екологічної безпеки об’єкту автомобільно-дорожнього комплексу за основними елементами навколишнього природного середовища виконуємо в послідовності, що наведена нижче.
Визначаємо рівень забруднення в елементах навколишнього природного середовища за формулою [96]

,				(3.10)

де  – рівень викиду забруднення у придорожній простір, мг/м3; 
 – швидкість вітру, м/с; 
 – коефіцієнт, що враховує вплив кута розсіювання забруднювачів у вертикальній площині за рахунок турбулентності атмосфери (дорівнює 0,3); 
 – відстань від джерела забруднення елементів навколишнього середовища до розрахункової точки, м. Значення приймають як величину зони, залежно від інтенсивності руху чи категорії дороги (табл. 3.13); 
 – концентрація забруднюючих речовин, мг/м3; 
 – фонова концентрація, мг/м3; 
Т – час проходження 1 км дороги з розрахунковою швидкістю руху, с;
L – довжина розрахункової ділянки, км;
 – коефіцієнт впливу забудови (при відсутності забудови дорівнює 1,0); 
 – висота джерела забруднення над дорогою, м. (табл. 3.14).

Таблиця 3.13
Зони впливу автомобільної дороги на навколишнє середовище 
Назва зони	Відстань від кромки проїзної частини до зовнішньої межі по горизонталі, м	
	Інтенсивність руху, транспортних одиниць/добу. 
Категорія дороги	
	більше
10000	від 3000 до
10000	від 1000 до
3000	до 1000	
	І	II	III	IV, V	
А. Резервно-технологічна	30	30	12	6	
Б. Санітарно-захисна зона	250/150	150/90	60/30	50/30	
В.Зона впливу	3000/1500	2000/1000	600	300	
Примітка: В чисельнику представлені значення для степової і відкритої місцевості в знаменнику – для пересіченої, лісистої, гірської та місцевості з забудовою.

Таблиця 3.14 
Висота джерела забруднення атмосфери залежно від складу транспортного потоку 
Склад транспортного потоку, %	Висота джерела забруднення, м	
Легкових автомобілів понад 70	0,40	
Легкових автомобілів від 45 до 70	0,50	
Легкових автомобілів менше 45 	0,60	

Розраховуємо граничне значення викидів (рівня) забруднювачів елементів навколишнього середовища за формулою [96]

.			     (3.11)

де ГС – гранична концентрація речовини у атмосферному повітрі, мг/м3.
Розраховуємо гранично допустиме значення викидів забруднювачів в елементи навколишнього середовища за формулою [96]

			  (3.12)

де ГДК – гранично допустима концентрація забруднювальної речовини у атмосферному повітрі [96], мг/м3.
Визначаємо нормальні значення часткових показників екологічної безпеки для усіх забруднювачів навколишнього середовища

.				   (3.13)

Визначаємо граничне значення часткових показників екологічної безпеки для усіх забруднювачів

.				      (3.14)

Визначаємо гранично допустиме значення часткових показників екологічної безпеки для усіх забруднювачів
.				(3.15)
Розраховуємо вагові коефіцієнти часткових показників екологічної безпеки для усіх забруднювачів:

.					       (3.16)

Нормативи показників екологічної безпеки забруднювачів придорожньої смуги наведено в табл. 3.15.

Таблиця 3.15
Нормативи показників екологічної безпеки забруднювачів придорожньої смуги
Нормативи	Атмосфера	Літосфера	Акустика	

α	1,0
1,67
6,67
0,15	1,0
2,0
4,0
0,10	1,0
2,12
2,75
0,22	

Для встановлення фактичного комплексного показника екологічної безпеки ділянки автомобільної дороги Р06 Ульяновка – Миколаїв км 185+080 – км 192+670 в межах м. Нова Одеса та ділянки автомобільної дороги 
М03 Київ – Харків – Довжанський км 424+200 – км 429+000 в межах 
м. Валки треба визначити нормативне, граничне та допустиме значення показника сумарної дії факторів за формулами [96, 72]

,					(3.17) 
,					(3.18)

 					(3.19)

Оцінку екологічної безпеки автомобільних доріг здійснюють на основі порівняння фактичного показника  [96] з нормативним за табл. 3.16.

Таблиця 3.16
Градація показника екологічної безпеки  ділянки автомобільної дороги
Модальна оцінка екологічної безпеки дороги	Якісна оцінка стану
навколишнього
середовища	Показник екологічної
безпеки дороги (градація)	
Екологічно безпечна	відмінна	 - 	
Екологічно слабко безпечна	добра	 - 	
Екологічно умовно безпечна	задовільна	 - 	
Екологічно небезпечна	незадовільна	<	

За отриманими результатами [94] розрахунку комплексного показника екологічної безпеки ділянки автомобільної дороги розроблено карти шуму та проведено картографування полів розсіювання забруднюючих речовин (додаток Е).

ВИСНОВКИ ПО РОЗДІЛУ

1. У роботі проведено розрахунок викидів забруднюючих речовин на ділянці автомобільних доріг Р06 Ульяновка – Миколаїв км 185+080 – 
км 192+670 в межах м. Нова Одеса та М03 Київ – Харків – Довжанський 
км 424+200 – км 429+000 в межах м. Валки. 
Визначено основні екологічні характеристики і показники забруднення атмосфери придорожнього простору в населеному пункті 
м. Нова Одеса та населеному пункті м. Валки.
Досліджено спільний вплив дорожніх умов і експлуатаційного стану проїзної частини на акустичне забруднення придорожнього простору.
Дані спостережень за концентраціями домішок  на стаціонарних постах, розміщених поблизу досліджуваних ділянок автомобільних доріг, розглянуто як сукупність випадкових величин – разових показників забруднення атмосфери. 
2. Результати досліджень показали, що дані вимірів концентрацій домішок забруднюючих речовин у приземному шарі атмосфери населених пунктів з достатньою точністю відповідають логарифмічно-нормальному розподілу та перевищують нормативні значення ГДК більш ніж у 5 разів по , та більше ніж у 20 разів по  що відповідає незадовільному стану навколишнього природного середовища населеного пункту. Обчислено основні показники логарифмічно-нормального розподілу, значення максимальної концентрації з заданою імовірністю перевищення, а також показник .
3. Відповідно до обсягу даних спостережень і необхідністю розрахунку фонової концентрації забруднюючих речовин розраховано максимальні концентрації з імовірністю перевищення в 5; 1 і 0,1% випадків .
Основні шумові характеристики транспортних потоків залежать від інтенсивності, швидкості і питомої ваги вантажних автомобілів у потоці, організації руху, дорожніх умов і експлуатаційного стану проїзної частини. Використано методи, що дозволяють установлювати шумові характеристики при русі транспорту в умовах населених пунктів м. Нова Одеса та м. Валки, а саме: методи натурних вимірів, аналітичні методи і методи моделювання акустичного забруднення.
Метод натурних вимірів дозволяє досліджувати вплив названих вище параметрів на реальному транспортному потоці, встановлювати санітарно-гігієнічну оцінку шуму на відповідний період часу. 
Метод натурних вимірів дозволяє визначати шумові характеристики транспортних потоків (ШХТП), а також рівні звуку в придорожньому просторі населеного пункту, в приміщеннях житлових будинків. Аналітичний метод, пов’язаний з використанням детермінованих моделей, дозволяє прогнозувати транспортний шум.
Натурні виміри еквівалентного рівня транспортного шуму проведені за діючими в Україні методами інтегруючим прецизійним шумоміром DAS –2230 фірми «Бриль і К’ер» (Данія).
Планом експерименту було намічено вибірку обсягом 15 вимірів шумових характеристик транспортних потоків (ШХТП). 
Результати натурних вимірів наведено в додатках Ґ, Д, і розрахованих величин ШХТП у додатку Ж.
У результаті експериментальних досліджень були отримані карти рівнів шуму в придорожньому просторі населених пунктів (додаток Е), де криві рівних рівнів звуку показують відносне зниження рівня шуму від джерела акустичного забруднення.