Расчет загрязнения атмосферного воздуха автомобильным транспортом

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное общеобразовательное

учреждение высшего образования

«Рязанский государственный радиотехнический университет»

Кафедра БЖД и Э

Практическое задание №2

по дисциплине

«Экологическая безопасность»

РАСЧЕТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

АВТОМОБИЛЬНЫМ ТРАНСПОРТОМ»

Вариант 26

Выполнил:

студент гр. 5716

Чудаков М.Д.

Проверил:

к.т.н., доцент

Шилин А.В.

Рязань 2016

Цель работы: ознакомление с расчетом количества вредных выбросов от автотранспорта и с методами защиты атмосферного воздуха от загрязнений выбросами автомобильного транспорта.

Исходные данные для расчетов

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Таблица А.1 – Исходные данные для расчётов

Рисунок 1 – Зависимость величины коэффициента m, учитывающего дорожные и автотранспортные условия движения, от средней скорости транспортного потока

Таблица 2 – Средние эксплуатационные нормы расхода топлива на 1 км пути в литрах

Таблица 3 – Значения коэффициентов и

Таблица 5

Значения стандартного Гауссового отклонения

при удалении от кромки проезжей части

Приходящая солнечная радиация	Значения стандартного Гауссового отклонения при удалении от кромки проезжей части, в метрах
Сильная
Слабая
Примечание: Сильная солнечная радиация соответствует ясной солнечной погоде, слабая – пасмурной (в т. ч. дождливой). Величина должна приниматься в расчетный период наибольшей интенсивности движения (летний период). Уровень солнечной радиации принимается в зависимости от того, какая погода превалирует в расчетный месяц.

Таблица 6

Предельно допустимая концентрация токсичных составляющих отработавших газов в воздухе населенных мест, мг/м³

Вид вещества	Класс опасности	Среднесуточные предельно допустимые концентрации, мг/м
Оксид углерода (СО)		3,0
Углеводороды (СnHm)		1,5
Оксиды азота (NOx)		0,04

Исходные данные:

Автомобильная дорога III категории;

Интенсивность движения – N=182 авт./ч

Данные по составу транспортного потока представлены в табл. 8.

Таблица 8

Состав транспортного потока

Средняя скорость потока движения – 60 км/ч, т. е. по рис. 1 m = 0,10.

Скорость господствующего ветра – 3 м/с.

Угол направления ветра к оси трассы – 30°.

Автомобильная дорога на рассматриваемом участке проходит в границах населенного пункта; застройка находится на расстоянии 20 м от кромки проезжей части дороги.

Данные по фоновой концентрации отсутствуют.

РАСЧЕТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА АВТОМОБИЛЬНЫМ ТРАНСПОРТОМ

Методика расчета основана на поэтапном определении эмиссии (выбросов) токсичных веществ (оксида углерода – СО, углеводородов – C_nH_m, оксидов азота – NO_x)с отработавшими газами автомобильного транспорта, концентрации загрязнения воздуха этими веществами на различном удалении от дороги и сравнении полученных данных с предельно допустимыми концентрациями (ПДК) данных веществ в воздушной среде.

При расчете выбросов учитываются различные типы автотранспортных средств и конкретные дорожные условия.

В качестве расчетной принимается интенсивность движения различных типов автомобилей в смешанном потоке, которая определяется студентом или группой студентов на заданном участке автомагистрали.

Мощность эмиссии CO, C_nH_m, NO_x в отработавших газах отдельно для каждого газообразного вещества определяется по формуле:

, (1)

где q – мощность эмиссии данного вида загрязнений от транспортного потока на конкретном участке дороги, г/м·с; – коэффициент перехода к принятым единицам измерения;

m – коэффициент, учитывающий дорожные и автотранспортные условия, принимается по графику (рис. 1), в зависимости от средней скорости транспортного потока;

– средний эксплуатационный расход топлива для данного типа (марки) карбюраторных автомобилей, л/км; для оценочных расчетов может быть принят по средним эксплуатационным нормам с учетом условий движения, которые приведены в табл. 2;

– то же, для дизельных автомобилей, л/км;

– интенсивность движения каждого выделенного типа карбюраторных автомобилей, авт./ч.;

– то же, для дизельных автомобилей, авт./ч.;

и – коэффициенты, принимаемые для данного компонента загрязнения для карбюраторных и дизельных типов двигателей соответственно по табл. 3.

При расчете рассеяния выбросов от автотранспорта и определения концентрации токсичных веществ на различном удалении от дороги используется модель Гауссового распределения примесей в атмосфере на небольших высотах.

1. По формуле (1) определяется удельная эмиссия загрязняющих веществ по компонентам:

для оксида углерода:

для углеводородов:

для оксидов азота:

2. По формуле (2) определяется концентрация загрязнений атмосферного воздуха различными компонентами в зависимости от расстояния от дороги.

для оксида углерода:

г/м³ или 0,0547

мг/м³;

г/м³ или 0,0364

мг/м³;

г/м³ или 0,0273

мг/м³;

г/м³ или 0,0218 мг/м³;

г/м³ или 0,0168 мг/м³;

г/м³ или 0,0115 мг/м³;

для углеводородов:

г/м³ или 0,0112 мг/м³;

г/м³ или 0,00765 мг/м³;

г/м³ или 0,00559 мг/м³;

г/м³ или 0,00447 мг/м³;

г/м³ или 0,00344 мг/м³;

г/м³ или 0,00235 мг/м³;

для оксидов азота:

г/м³ или 0,0055 мг/м³.

г/м³ или 0,00366 мг/м³.

г/м³ или 0,00275 мг/м³.

г/м³ или 0,0022 мг/м³.

г/м³ или 0,00169 мг/м³.

г/м³ или 0,00115 мг/м³.

Результаты расчетов приводятся в табл. 9.

Таблица 9.

Зависимость концентрации загрязнений от расстояния

от проезжей части

Вид выбросов	Концентрация загрязнений в атмосфере на расстоянии в метрах от кромки проезжей части дороги, мг/м
Оксид углерода (СО)	0,0547	0,0364	0,0273	0,0218	0,0168	0,0115
Углеводороды (СnHm)	0,0112	0,00765	0,00559	0,00447	0,00344	0,00235
Оксиды азота (NOx)	0,0055	0,00366	0,00275	0,0022	0,00169	0,00115

График распространения загрязнений в зависимости от расстояния от дороги

Вывод: на расстоянии от 20 до 50 км идет нарушение предельно допустимой концентрации оксидов азота на 43%. Защитным мероприятием могут являться посадки четырех рядов деревьев с кустарником с высотой 1,5

метров на полосе газона 25-30 метров.