Расчет загрязнения атмосферы выхлопными газами автомобилей
Целью задания является оценка ущерба здоровью людей в жилом массиве, примыкающем к автомагистрали. Взаимное расположение автомагистрали и жилого массива схематично показано на рис.14.
Рис.14. Взаимное расположение автомагистрали и
Исходными данными для расчета являются: длина l участка автомагистрали; среднее число nа автомашин, проходящих в обоих направлениях за минуту; доля k автомобилей с бензиновыми двигателями в общем числе nа; координаты Dx,Dy и Z контрольной точки относительно середины участка автомагистрали. Высота источника загрязнения H (расположение выхлопных труб автомобилей над полотном дороги) принимается равной 0,5 м. Исходные данные по вариантам задания приведены в Таблице 10.
Расчет ведется для наиболее неблагоприятного направления ветра — от источника загрязнения в сторону жилого массива.
Расчет проводят в следующем порядке.
3.3.1. По формуле (19) рассчитывают количество топлива G, сжигаемого всеми автомашинами в единицу времени, а по формуле (14) с учетом данных табл.3 определяют секундные выбросы CO, NO2 и соединений свинца. При расчетах количество автомобилей с бензиновыми и дизельными двигателями принимают с учетом параметров nа и k, приведенных в исходных данных. Результаты расчетов сводят в таблицу 11.
Исходные данные для расчета загрязнения
атмосферы автомобильными выбросами
| № вар. | Длина участка дороги l, м | Среднее число машин в обоих направлениях na,1/мин | Доля машин с бензиновыми двигателями k, % | Координаты контрольной точки |
| Dx, м | Dy, м | Z, м | ||
| 3.1 | ||||
| 3.2 | ||||
| 3.3 | ||||
| 3.4 | ||||
| 3.5 | ||||
| 3.6 | ||||
| 3.7 | ||||
| 3.8 | ||||
| 3.9 | ||||
| 3.10 |
Результаты расчета выброса вредных веществ автотранспортом
| Вид двигателя | Число автомашин, проходящих в единицу времени na, 1/мин | Расход топлива G, г/с | Количество выбрасываемых вредных веществ M, г/с |
| CO | NO2 | Pb | |
| Бензиновый | |||
| Дизельный | |||
| Сумма |
3.3.2. Для каждого вредного вещества по формуле (21) определяют условную концентрацию Сусл. Результаты заносят в таблицу 12.
3.3.3. По формулам (23)¸(30) вычисляют безразмерные координаты m1¸m4 и n1¸n4, характеризующие смещение контрольной точки относительно центра источника загрязнения.
3.3.4. По графикам на рис.6 для вычисленных пар параметров m и n определяют соответствующие значения функции Y (Y1¸Y4) и рассчитывают безразмерные параметры a и b.
3.3.5. По найденным значениям a и b из графика на рис.5 определяют значение функции j и по формуле (20) вычисляют абсолютные концентрации С вредных веществ в контрольной точке, а также их приведенные концентрации. Результаты заносят в табл 12.
Результаты расчета концентрации
| Загрязняющее вещество | ||
| СО | NO2 | Pb |
| Суммарное количество выбрасываемого вещества М, г/с | ||
| Условная концентрация Сусл, мг/м 3 | ||
| Концентрация С, мг/м 3 | ||
| Приведенная концентрация С/ПДК |
3.3.6. Оценивают ущерб, наносимый загрязнением атмосферы здоровью людей. Для контрольной точки по формуле (33) вычисляют комплексный показатель загрязнения воздуха P с учетом параметров a, b, n и Kib, определяемых по формулам (36)-(38) и данных таблицы 9. Увеличение общей R заболеваемости населения под влиянием суммарного загрязнения атмосферного воздуха рассчитывают по формуле (39).
3.3.7. В материалах, приведенных в разделе 2, выбирают аппаратуру для контроля параметров загрязнения воздуха и приводят ее описание.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Основы безопасности жизнедеятельности: Учебное пособие/
В.И.Козаченко, Б.Ю.Кольцов, Л.А.Нейман, Б.И.Попов.СПбГААП, СПб., 1994, 82 с.
2.Указания по расчету рассеяния в атмосфере вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. СН 369-74. М., Стройиздат, 1975, 24 с.
3.В.М.Эльтерман. Охрана воздушной среды на химических и нефтеперерабатывающих предприятиях. М., Химия, 1985, 160 с.
4.М.А.Пинигин, И.К.Остапович.Прогноз заболеваемости населения по комплексному показателю загрязнения атмосферного воздуха. В сб.»Проблемы донозологической гигиенической диагностики». Л., 1989, с.177.
5.Пинигин М.А. Гигиенические основы оценки суммарного загрязнения воздуха населенных мест.- Гигиена и санитария, 1985, N1, с.66-69.
6.Климова Д.М., Кутепов Е.Н. Изменение состояния здоровья при различных уровнях загрязнения атмосферного воздуха. В сб.»Проблемы донозологической гигиенической диагностики». Л., 1989, с.129.
7.Перегуд Е.А., Горелик Д.О. Экспериментальные методы контроля загрязнения атмосферы. Л., Химия, 1981.
8.Беккер А.А., Агаев Т.Б. Охрана и контроль загрязнения природной среды. Л., Гидрометеоиздат, 1989.
9.Клименко А.П. Методы и приборы для измерения концентрации пыли. М., Химия, 1978.
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ. …. ………….. 2
1.1. Главные виды и источники загрязнения атмосферы. …….. 2
1.2. Нормирование загрязнений атмосферы. …………. 4
1.3. Рассеяние промышленных выбросов через дымовые трубы. 5
1.4. Загрязнение атмосферы выхлопными газами автомобилей. .11
1.5. Определение ширины санитарно-защитной зоны. …….. 15
1.6. Оценка ущерба, наносимого загрязнением атмосферы
здоровью людей. ……………………… 16
2. МЕТОДЫ И ПРИБОРЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ
ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ. ………………. 18
2.1. Газоанализаторы. ………………………. 19
3. ВИДЫ ЗАДАНИЙ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ. … 33
3.1. Расчет ширины санитарно-защитной зоны. ………… 34
3.2. Расчет эффективности газоочистной установки. ……….. 37
3.3. Расчет загрязнения атмосферы выхлопными
газами автомобилей. …………………………….. 40 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК..…………. 44
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.
Определение загрязнения атмосферного воздуха выхлопными газами
Загрязнение атмосферного воздуха выхлопными газами автомобилей оценивается по концентрации угарного газа, мг/м 3 . Для расчета используется формула Бегма (Бегма и др.,1984; Шаповалов, 1990). Концентрация угарного газа рассчитывается для каждого типа транспорта, затем суммируется.
0,5 — фоновое загрязнение атмосферного воздуха нетранспортного происхождения, мг/м 3
N — суммарная интенсивность движения автомобилей на городской дороге, автом. /час
KТ — коэффициент токсичности автомобилей по выбросам в атмосферный воздух СО;
где Pj – количественный состав i-того вида транспорта (выражается в десятичной дроби). Значение коэффициента токсичности Ктi транспорта определяется по таблице 2.2.3.
КА — коэффициент, учитывающий аэрацию местности (Таблица 2.2.4);
1,065 — коэффициент, учитывающий изменение загрязнения атмосферного воздуха СО в зависимости от величины продольного уклона. Величина принимается 2-4 0 . Для данного значения продольного уклона используется средний коэффициент, который составляет 1,065
Кс — коэффициент, учитывающий изменение концентрации СО в зависимости от скорости ветра (Таблица 2.2.5);
Кв — значение коэффициента, учитывающего изменение концентрации СО в зависимости от влажности воздуха (Таблица 2.2.6);
Кп — коэффициент увеличения загрязнения атмосферного воздуха СО у перекрестков (Таблица 2.2.7).
ПДК выбросов автотранспорта по окиси углерода равно 5 мг/м 3 .
Таблица 2.2.3 — Значение коэффициента токсичности автомобилей по выбросам в атмосферный воздух СО, КTi
| Тип автомобиля | Коэффициент К Ti |
| Тяжелый грузовой (дизельный) | 0,2 |
| Автобус | 3,7 |
| Легковой | 1,0 |
Таблица 2.2.4.-Значение коэффициента, учитывающего аэрацию местности, КА
| Тип местности по степени аэрации | Коэффициент КА |
| Транспортные тоннели | 2,7 |
| Транспортные галереи | 1,5 |
| Магистральные улицы и дороги с многоэтажной застройкой с двух сторон | 1,0 |
| Жилые улицы с одноэтажной застройкой, улицы и дороги в выемке | 0,6 |
| Городские улицы и дороги с односторонней застройкой, набережные, эстакады, высокие насыпи | 0,4 |
Таблица 2.2.5 -Значение коэффициента, учитывающего изменение концентрации СО в зависимости от скорости ветра, КС
| Скорость ветра, м/с | Коэффициент КС |
| 1 | 2,70 |
| 2 | 2,00 |
| 3 | 1,50 |
| 4 | 1,20 |
| 5 | 1,05 |
| 6 | 1,00 |
Таблица 2.2.6 — Значение коэффициента, учитывающего изменение концентрации окиси углерода в зависимости от влажности воздуха, КВ
| Относительная влажность воздуха φ, % | Коэффициент КВ |
| 100 | 1,45 |
| 90 | 1,30 |
| 80 | 1,15 |
| 70 | 1,00 |
| 60 | 0,85 |
| 50 | 0,75 |
| 40 | 0,60 |
Таблица 2.2.7 — Значение коэффициента, учитывающего увеличение загрязнения атмосферного воздуха CO у перекрестков
| Условное обозначение | Тип пересечения | Коэффициент КП |
| 1 | Регулируемый перекресток | |
| 1а | Светофорами обычный | 1,8 |
| 1b | Светофорами управляемый | 2,1 |
| 1c | Саморегулируемый | 2,0 |
| 2 | Нерегулируемый | |
| 2a | Со снижением скорости | 1,9 |
| 2b | Кольцевой | 2,2 |
| 2c | С обязательной остановкой | 3,0 |
На основе данных по выбросу СO рассчитываются выбросы других веществ в выхлопном газе для каждого типа автотранспорта и для всех автотранспортных средств в целом (Таблица 2.2.8). Для расчета используется метод составления пропорции.
Таблица 2.2.8. — Содержание по объему веществ выхлопного газа (среднее значение), %
| Вещество | Легковой автомобиль, автобус | Грузовой автомобиль |
| 1 | 2 | 3 |
| Азот | 75,6 | 78,0 |
| Кислород | 5,8 | 10,4 |
| Пары воды | 5,8 | 3,32 |
| 1 | 2 | 3 |
| Др. углеводороды | 2,0 | 0,26 |
| Угарный газ | 2,1 | 2,5 |
| Углекислый газ | 8,6 | 5,5 |
| Альдегиды | 0,099 | 0,005 |
| Оксид серы | 0,001 | 0,015 |
Результаты расчетов оформляются в таблицу 2.2.9.
Таблица 2.2.9 – Состав выбросов выхлопных газов по улице.
| Вещество | Легковой автомобиль, автобус | Грузовой автомобиль | Суммарное содержание веществ |
| Азот | |||
| Кислород | |||
| Пары воды | |||
| Углекислый газ | |||
| Угарный газ | |||
| Др. углеводороды | |||
| Альдегиды | |||
| Оксид серы |
Расчет необходимого количества деревьев
Одно дерево в течение 1 года в среднем поглощает 120 кг углекислого газа, выделяя примерно равное количество кислорода, кустарники, в среднем, в 4-6 раза меньше (в зависимости от диаметра кроны). Автомобиль поглощает 120 кг кислорода при сжигании 50 литров бензина. Средняя скорость автотранспорта 50 км/ч, расход топлива – 10 литров на 100 км. Необходимо рассчитать количество деревьев и кустарников, требующихся для нейтрализации выхлопных газов автомобильного потока на исследуемой улице.
Сравнить полученные данные с существующим количеством зеленых насаждений.
Заключение
В заключении необходимо отразить следующие аспекты:
1. Процент озеленения территории, равномерность и грамотность распределения озеленения.
2. Интенсивность автотранспортного потока
3. Количество газов, выделяемых автотранспортными средствами
4. Необходимое количество озеленения.
Подготовить общий вывод по экологической ситуации на исследуемой территории. При наличии какого-либо вида проблем, предложить пути их решения.
Список рекомендуемой литературы
1. Аникеев В.А. Технологические аспекты охраны окружающей среды [Текст] / Аникеев В.А., Копп И.З., Скалкин Ф.В.// Л.: Гидрометеоиздат. – 1982. – 255 с.
2. Бретшнайдер Б. Охрана воздушного бассейна от загрязнений. Технология и контроль [Текст] /Бретшнайдер Б., Курфюст И.// Л.: Химия, – 1989. – 128 с.
3. Буренин Н.С. Пути снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу с целью обеспечения экологической безопасности в городах и промышленных центрах СССР [Текст] / Буренин Н.С., Николаев В.Д.// Л.: Общество „ Знание ” РСФСР (ЛДНТП). –1990. – 20 с.
49. Венедяпин А.А. Экологические проблемы мегаполисов и пути их решения [Текст] / Венедяпин А.А., Мамин Р.Г. и др. //Информационно-аналитический обзор. – М. – 1994. – 32 с.
5. Гетман П.Н. Воздушные выбросы автотранспорта в природную среду. Справочное пособие работника автовокзала [Текст] – Рига. – 1989. – 257 с.
6. Голубев И.Р. Окружающая среда и транспорт [Текст] / Голубев И.Р., Новиков Ю.В.// М.: – Транспорт – 1987. – 207 с.
7. Ерёмченко О.З. Учение о биосфере: Уч. пособие для вузов: рек. УМО вузов РФ [Текст] – Москва: – Академия,. – 2006.– 240 с.
8. Калинин В.М. Мониторинг природных сред. [Текст] Тюмень: – Изд-во Тюменского госуниверситета. – 2007. – 208 с.
9. Карасев В.Н. Урбоэкология и мониторинг городских насаждений [Текст] / Карасев В.Н., Карасева М.А. // – Йошкар-Ола: – Изд-во Марийского государственного технического университета. – 2009. – 184 с.
10. Мамин Р.Г. Урбанизация и охрана окружающей среды в Российской Федерации [Текст] – М.: – Изд-во РЭФИА. – 1995. – М/55047№ 1, 2.Ч. 1. – 80 с.Ч. 2. – 139 с.
11. Орнатский Н.П. Автомобильные дороги и охрана природы [Текст]- – М.: – Транспорт. – 1982. –176 с.
12. Экология большого города: Альм.: По материалам ЮНЕП, ХАБИТАТ и нац. источников [Текст] АО – ПРИМА-М‖ по охране окружающей среды при Правительстве Москвы, ЮНЕПКОМ нац. ком. содействия Программе ООН по окружающей среде. – М.: ПРИМА-ПРЕСС, 1996. – 178 с. – Библиогр. в конце отд. ст. ИСБН – 5900472–05–1. – Д8–96/33806.
Приложение 1
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
