Сетевое издание

Международный студенческий научный вестник

ISSN 2409-529X

Современные экологические проблемы крупных городов проявились в недостаточном внимании к увеличивающемуся загрязнению городского воздуха отработавшими газами (ОГ) вследствие бурного роста парка автотранспортных средств (АТС). В середине XX века, с внедрением нормативов на выбросы вредных веществ (ВВ) с ОГ двигателей автомобилей сначала в США (1963 г.), затем в Европе (1968 г.), а также с введением новых норм ЕЭК ООН в 1999 году, начались интенсивные исследования по уменьшению этих выбросов. Работы по снижению концентраций ВВ с ОГ автомобилей [1] ведутся мировым сообществом с 1970 года в рамках Комитета по внутреннему транспорту Европейской экономической комиссии ООН.

В настоящее время в России снижение выбросов ОГ всеми категориями АТС происходит путём их поэтапного обновления в соответствии с международными нормативами – Правилами ЕЭК ООН (Евро-1, Евро-2, Евро-3 и Евро-4) (рисунок 1) и повышения культуры их обслуживания в эксплуатации. Оснащение АТС антитоксичными системами нейтрализации ОГ двигателей [2] является наиболее эффективным мероприятием, позволившим снизить выброс ВВ парком АТС РФ к 2016 году более чем в 5 раз.

Рис. 1. Разница между годами перехода на экологические классы в Европе и РФ

В последнее десятилетие началось не только количественное ужесточение норм, ограничивающих выбросы ВВ с ОГ, но и их качественные изменения [3]. Выброс канцерогенных полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), вызывающих у человека раковые заболевания, с ОГ двигателей автомобилей существенно зависит от вида топлива, технического состояния систем питания и зажигания двигателя, а также от его экологического класса. Исследованиями сотрудников НАМИ установлено [4], что применение природного и сжиженного нефтяного газа в качестве моторного топлива на технически исправном АТС резко сокращает выброс канцерогенных ПАУ. Несмотря на это в Российской Федерации до сих пор не решена проблема обеспечения экологической безопасности АТС в особенности тех, возраст которых более 15 лет, вносящих наибольший вклад в загрязнение атмосферы городов. Более того, на сегодняшний день примерно 17 млн. АТС соответствуют требованиям только норм ЕВРО 0–1, и лишь несколько процентов автомобильного парка страны удовлетворяет нормам ЕВРО-4 и выше (таблица 1). Однако вывести эти АТС из эксплуатации и заменить их экологически менее опасными с электронным управлением работой двигателя, позволяющим контролировать концентрации токсичных компонентов состава выбросов ОГ, не представляется возможным, даже несмотря на то, что в течение последних десятилетий неоднократно ставился вопрос о введении экологического налога на АТС. Сам факт начисления этого вида налога вызывает множество споров. Кроме того, в стране отсутствует общая концепция обеспечения экологической безопасности городов, которая требует разработки системного подхода к управлению путём законодательного воздействия на основной источник загрязнения городов – автотранспортные потоки, формирующие комплекс токсичных веществ в приземном слое атмосферы и на поверхности автомобильных дорог.

Таблица 1

Основные показатели парка АТС в России на 01.07.2017 года [5]

Таким образом, выявлена и определена необходимость разработки комплексной методики оценки экологического ущерба от автотранспортных потоков, а также эффективности проводимых мероприятий по снижению выбросов ВВ.

Цель исследования: анализ основных подходов по оценке экологического ущерба от автотранспортных потоков.

Проведённый нами анализ действующих нормативных документов по нормированию и оценке предотвращенного экологического ущерба в процессе эксплуатации АТС (таблица 2) показал отсутствие единого подхода. Во «Временной методике определения предотвращенного экологического ущерба» за базовый показатель при оценке ущерба был принят диоксид серы, остальные методики оценивают экологический ущерб по величине относительной агрессивности ВВ относительно оксида углерода или коэффициентов эколого-экономической опасности i-го ВВ (группы веществ). Различия в подходах существенно меняют и точку зрения на вклад отдельных компонентов в приведенную по ПДК суммарную токсичность АТС с различными двигателями и не позволяют наиболее достоверно оценить вред, наносимый здоровью населения.

Таблица 2

Основные национальные нормативные документы Российской Федерации, регламентирующие оценку предотвращенного экологического ущерба

Исследованиями отечественных токсикологов (Измеров Н.Ф., Саноцкий И.В.) показано, что за статистически достоверный уровень нормирования ВВ, может быть принят только уровень средне-смертельных концентраций веществ, аэрогенно поглощенных в одном метре кубическом воздуха (CLi50, мг/м3). Причём дозу токсичности каждого ВВ предлагается оценивать как отношение концентрации (Сi, мг/м3) этого вещества к его CLi50 (Сi/СLi50). Этот подход реализован сотрудниками кафедры метрологии, стандартизации и сертификации (МСиС) ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный университет» [10] при нормировании суммарной дозной токсичности многокомпонентной смеси ВВ, образующейся от автотранспортного потока. Именно по суммарной дозе токсичности ВВ каждого АТС авторами предлагается рассчитывать экологический налог.

Однако в настоящее время в Российской Федерации экологический налог на АТС исчисляется в зависимости от мощности двигателя, установленного на АТС, и определяется региональными службами. Ставки налогов, установленные для АТС в Москве, приведены в табл. 3 [6]. Следует обратить внимание на разницу назначенных налогов для легковых и грузовых АТС большой мощности. Низкие ставки для автобусов можно объяснить социальным фактором, а для грузовых АТС – заниженные ставки труднообъяснимы, так как при одинаковой мощности двигателей грузовые автомобили потребляют больше топлива, а значит и больше влияют на загрязнение окружающей среды ОГ.

Таблица 3

Ставки налогов, установленные для АТС Москвы [6]

Оценка предотвращенного экологического ущерба по методике [7] позволила установить (табл. 4), что снижение ущерба для легковых автомобилей в денежном выражении при достижении норм Евро-6 будет обеспечено в 30 раз, а по грузовым автомобилям и автобусам – в 29 раз [6].

Таблица 4

Экологический ущерб и возможный годовой налог для различных норм Евро, тыс. рублей [6]

При выполнении действующих в настоящее время в РФ норм Евро-5 новые легковые АТС наносят ущерб от ОГ в 7,67 тыс. руб. за пробег в 300 тыс. км, т.е. ежегодный ущерб составляет 0,38 тыс. руб. (при пробеге 15 тыс. км). Эта цифра, казалось бы, должна стать экологическим налогом. Однако этот налог сегодня распространяется на легковые АТС, выпущенные в 2015 году (соответствующие нормам Евро-5). Как видно из таблицы 4 величина экологического налога в 2000 году, например, по нормам Евро-0 могла быть 11,60 тыс. рублей. При существующих в настоящее время нормах Евро-5 и 6 экологический налог составляет незначительную величину. Однако в РФ эксплуатируются достаточно много автомобилей экологических классов Евро-0 и Евро-1 (год выпуска до 2000 г. – рис. 1), поэтому проблема использования АТС более экологически чистых по ОГ еще остается.

Для снижения числа автомобилей с нормами ниже Евро-4 логичным мероприятием является введение доли экологического налога в комплексный транспортный налог (ТН). В этой ситуации уместно дополнительно обратить внимание на опыт зарубежных стран. Так, в ФРГ для сокращения эксплуатации АТС экологических классов Евро-0 и Евро-1 в 2009 году введен единый ТН, который рассчитывается исходя из двух факторов: экологического класса АТС для автомобилей впервые зарегистрированных до 30.06.2009 года и объема двигателя, если он впервые зарегистрирован с 01.07.2009 года. Водители платят за объем двигателя и за выброс диоксида углерода (СО2). Для автомобилей с бензиновыми двигателями каждые 100 см3 объема двигателя ТН составляет 2 евро, а для автомобилей с дизельными двигателями – 9 евро. Объем выбросов СО2 значительно дороже. Если автомобиль выделяет более 120 г СО2 на километр пробега, то каждый грамм обходится владельцу в 2 евро. Во Франции система почти аналогична, но налогом не облагаются автомобили, выделяющие менее 200 г СО2 на километр пути, а вместо объема двигателя водители платят налог на мощность. В США ТН включен в стоимость топлива, т.е. кто больше ездит, тот больше платит. Минимальные местные налоговые сборы на бензин установлены в штате Аляска (18,4 цента), а максимальные – в штате Нью-Йорк (59,7 цента). Подсчитано, что средняя ставка налога на топливо в США, включающего в себя федеральные и местные сборы, составляет 45 центов. Эту систему обещали ввести в России и даже увеличили стоимость топлива, но и ТН отменять не стали [6].

Таким образом, существуют два пути уменьшения налогооблагаемой базы: либо приобретение АТС с меньшим объемом, либо – с более высоким экологическим классом [6]. Например, в ФРГ владелец АТС с превышением нормативов содержания ВВ в выбросах обращается в автосервис, там автомобиль регулируют и устанавливают катализатор. Это обходится владельцу в некую сумму. Факт установки катализатора подтверждался документами от автосервиса. После чего владелец вынужден заправляться только топливом, высокого экологического класса. Расходы владельца компенсируются снижением налога на АТС при условии установки катализатора и предъявления чеков на покупку топлива. Срок окупаемости расходов для владельца составляет примерно два года, далее эксплуатация будет дешевле аналогичного автомобиля без катализатора благодаря налоговой политике государства.

Однако сотрудники кафедры МСиС считают [10], что постоянное стремление к ужесточению норм европейских стандартов на выбросы ОГ и введение на них ТН не решит проблемы обеспечения экологической безопасности автотранспортных потоков, так как в стандартах не регламентируются концентрации на порядки более токсичных ВВ, входящих в состав продуктов изнашивания шин, тормозных механизмов, дорожного полотна, канцерогенных асфальтовых испарений. По результатам исследований, проводимых специалистами ГПБУ «Мосэкомониторинг», основным загрязнителем городского воздуха в Москве (более 60 % ВВ) является истертая в мелкую пыль резина автомобильных шин. Установлено, что в шинной пыли присутствуют более 140 химических соединений различной степени токсичности, но особенно опасны для здоровья человека ПАУ и летучие канцерогенные ВВ – N-нитрозамины. Кроме того, при движении АТС происходит и износ дорожного полотна, в котором также содержится большое количество твёрдых частиц (ТЧ). Содержащиеся в мелкодисперсном аэрозоле, выделяемые этими источниками ВВ, также опасны для здоровья человека, потому что при попадании в бронхи и легкие они в течение нескольких суток переносятся непосредственно в кровь и лимфу человека за счет своей хорошей растворимости в воде и биологических жидкостях. Последствия наличия канцерогенных веществ в тканевых жидкостях организма медицине хорошо известны, так как часто приводят к летальным исходам. Таким образом, мы считаем, что оценку экологической безопасности необходимо проводить с учётом более объективного критерия – экологического ущерба не только от выбросов ВВ ОГ двигателей, но от других систем автомобиля, таких как тормозной механизм, шины, а также от продуктов изнашивания дорожного полотна, которые должны оцениваться в денежном выражении. Частично этот подход реализован сотрудниками НАМИ [4]: выполнен расчёт экологического ущерба от выбросов ТЧ с ОГ, от износа шин и дорожного полотна (табл. 5).

Таблица 5

Экологический ущерб от выбросов ТЧ с ОГ, от износа шин и дорожного полотна [4]

В частности показано, что в крупных городах с плотным движением АТС ущерб от шинной пыли в настоящее время превышает ущерб, наносимый от ОГ легкового автомобиля, более чем в 50 раз, а по автобусам и грузовому транспорту более чем в 300 раз. В этом случае возможная доля ежегодного экологического налога в комплексном ТН может составить даже для автомобилей, соответствующих нормативам Евро-6: по легковым автомобилям – 3,2 тыс. рублей; по грузовым и автобусам – 119,6 тыс. рублей [4]. Несмотря на комплексный учёт источников выбросов, оценка экологического ущерба ведётся только от выбросов ТЧ с ОГ, от износа шин и дорожного полотна, при этом также не учитываются ВВ на порядки более токсичные.

Исходя из вышеизложенного, следует, что в настоящее время требуются новые подходы и методы оценки экологического ущерба от автотранспортных потоков, и путей улучшения экологических показателей АТС. Необходимо разработать единую методику комплексную оценки экологической безопасности АТС и нанесённого ущерба водителю и пассажирам, а также АТС, дорожному обустройству и окружающей среде от выбросов ВВ – в денежном выражении.

При оценке экологического ущерба от автотранспортных потоков нами предлагается ввести показатель комплексного ущерба от АТС, находящихся в эксплуатации (УЭБ). Основными параметрами предлагаемого показателя комплексного ущерба должны быть: ущербы от выбросов ВВ ОГ (УОГ), продуктов изнашивания дорожного полотна (УДП), автомобильных шин (УШ) и тормозных механизмов (УТМ):

УЭБ = УОГ + УДП + УШ + УТМ, тыс. руб.

Такой показатель суммарного ущерба на текущий момент и его снижение по мере внедрения нормативов будет способствовать объективной комплексной оценке экологической безопасности АТС при его производстве и эксплуатации. Кроме того, ущерб от каждого источника выбросов предложено [10] оценивать с учётом суммарной дозы токсичности ВВ выбрасываемых АТС в приземный слой атмосферы автомобильных дорог – относительно которой и необходимо устанавливать ТН. Причём оценка комплексного ущерба (УЭБ) АТС возможна только путём проведения экологического аудита АТС при техническом осмотре. Прежде всего, этот комплексный показатель ущерба (УЭБ) будет полезен для конкретных условий эксплуатации в различных регионах РФ и крайне необходим для проведения сравнительной оценки при проведении организационно-технических мероприятий по снижению негативного влияния автотранспортными потоками на приземный слой атмосферы, а, следовательно, и на здоровье населения городов.

Выводы

Проведённый анализ основных подходов по оценке экологического ущерба от автотранспортных потоков показал отсутствие единой концепции. Кроме этого отсутствуют нормы и методы оценки экологического ущерба от выбросов ВВ продуктов изнашивания дорожного полотна, автомобильных шин и тормозных механизмов автотранспортных потоков, с учётом их токсичности, а также эффективности организационно-технических мероприятий. Для повышения объективности оценки экологического ущерба нами предлагается ряд мероприятий.

1. Разработать нормативную базу для муниципального экологического контроля и оценки ущерба на территории муниципального образования. Ввести обязательный экологический контроль АТС, находящихся на балансе автотранспортных предприятий.

2. Ввести требования к экологическому контролю фактического состояния АТС, находящегося в эксплуатации. Процедуру подтверждения экологического класса необходимо проводить в соответствии с Правила ЕЭК ООН, с учётом не только выбросов ВВ от ОГ, но и продуктов изнашивания дорожного полотна, автомобильных шин, а также тормозных механизмов.

3. Разработать систему экономического принуждения через налоговую политику к использованию АТС более высоких экологических классов, учитывая суммарную дозу токсичности ВВ от автотранспортного потока. Ужесточить требования к качеству моторного топлива и масел, а также на выбросы токсичных веществ в составе продуктов износа автомобильных шин, тормозных колодок, асфальтового покрытия. Внедрение предлагаемых нами корректирующих мероприятий позволит снизить общую сумму условно токсичных единиц, влияющих на экологические системы города.

4. Создать посты экологической полиции, которые позволят прекращать движение и запрещать эксплуатацию АТС с выбросом, не соответствующим установленным уровням. Проводить постоянный экологический мониторинг автотранспортных потоков с учётом изменения структуры парка АТС по экологическим классам, грузоподъемности, и расходу топлива, на котором работает двигатель АТС.

Работа выполнена под руководством профессора кафедры метрологии, стандартизации и сертификации – члена-корреспондента РАЕ, д.т.н., доцента Третьяк Л.Н.