Расчет выбросов вредных веществ автомобильным транспортом - файл n1.doc
приобрестиРасчет выбросов вредных веществ автомобильным транспортом
скачать (208 kb.)
Доступные файлы (1):
| n1.doc | 208kb. | 15.09.2012 06:58 | скачать |
- Смотрите также:
- Программа - Расчет выбросов вредных веществ в атмосферу 1.0 (Программа)
- Среди правил еэк и так называемые Европейские стандарты на загрязнения, производимые автомобильным транспортом. Согласно этим правилам и поправкам к ним выделяют не (Документ)
- Нормирование и регулирование выбросов вредных веществ в воздушный бассейн (РГР) (Документ)
- Защита окружающей среды от вредных выбросов промышленных предприятий (Документ)
- Расчетно-графическая работа - Нормирование и регулирование выбросов вредных веществ в воздушный бассейн (Расчетно-графическая работа)
- Методики расчета выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух при проведении различных технологических процессов (Документ)
- Необходимо знать: правила перевозки опасных грузов автомобильным транспортом. Необходимо уметь (Документ)
- Охрана окружающей среды (Документ)
- Буренин Н.С., Волкодаева М.В., Губанов А.Ф. и др. Методическое пособие по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух (Документ)
- Расчет выбросов загрязняющих веществ воздушными судами (ан-24 и ми-8) Общие положения (Документ)
- Перечень методик расчета выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух стационарными источниками (Документ)
- Методическое пособие по расчету выбросов от неорганизованых источников в промышленности строительных материалов (Документ)
n1.doc
Уральский государственный университет
путей сообщения
Кафедра ИЗОС
Практическая работа
по экологии
| Проверил: | | |
| преподаватель | | |
| Насардинова Б.З. | | |
| | | |
Екатеринбург
2009
Теория
В условиях интенсивной антропогенной нагрузки экологическая безопасность окружающей среды представляется актуальнейшей проблемой, весьма далёкой от разрешения. Всё отчётливее проявляются последствия урбанизации, о чём указывается в Экологической доктрине Российской Федерации. Существенной особенностью загрязнения воздушной среды городов являются выхлопные газы автотранспорта. В ряде городов России, особенно в крупных административных и промышленных центрах, выхлопные газы автомобильного транспорта составляют 60-80% общих выбросов.
Автомобильные двигатели загрязняют атмосферу вредными веществами, которые представляют собой сложную смесь из более чем двухсот компонентов, среди которых немало канцерогенных. Основные виды выбросов загрязняющих веществ от мобильных источников приведены в табл 1.
Таблица 1-Основные виды выбросов загрязняющих веществ от мобильных источников
| Тип двигателя | Топливо | Основные виды загрязнений | Примеры |
| Четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания | Бензин | Углеводороды, оксид углерода, оксиды азота, свинец | Автомобили, автобусы, самолёты, мотоциклы |
| Двухтактный двигатель внутреннего сгорания | Бензин (с добавлением масла) | Углеводороды, оксид углерода, оксид азота, твёрдые вещества (сажа) | Мотоциклы, вспомогательные моторы |
| Дизель | Лигроин | Оксиды азота, твёрдые вещества (сажа) | Автобусы, тракторы, поезда |
По своему воздействию на организм человека вещества, содержащиеся в отработанных газах, подразделяются на несколько групп.
В группу нетоксичных веществ входят азот, кислород, водяной пар, а также углекислый газ.
Группу токсичных веществ составляют окись углерода СО, оксиды азота, многочисленная группа углеводородов, включающая парафины, ароматические соединения и т.д. Окись углерода поражает нервную систему человека, нарушает сердечную деятельность, препятствует кислородному обмену в крови. Углеводороды способствуют развитию раковых заболеваний.
Следующую группу образуют неорганические газы - оксиды серы и сероводород и сажа. Например, длительное воздействие сажи может провоцировать болезни органов дыхания, центральной нервной и иммунной систем.
Особую группу составляют полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), в том числе активный - бенз(а)пирен, являющийся сильным канцерогеном. Именно с бенз(а)пиреном связывают дополнительный риск возникновения онкологических заболеваний.
В случае присутствия этилированного бензина образуются токсичные соединения свинца. Свинец поражает нервную систему человека и костную ткань.
Состав отработанных газов основных типов двигателей — бензинового двигателя с электрическим зажиганием и дизеля — существенно отличается, прежде всего по концентрации продуктов неполного сгорания, а именно оксида углерода, углеводородов и сажи. В табл 2 показаны выбросы вредных веществ карбюраторного и дизельного двигателей (% к общему объёму выбросов).
Таблица 2-Выбросы вредных веществ карбюраторного и дизельного двигателей
| Вещество | Карбюраторный двигатель | Дизельный двигатель |
| Оксид углерода | 0,5-12,0 | 0,01-0,5 |
| Оксид азота | 0,005-0,8 | 0,002-0,5 |
| Углеводороды | 0,2-0,3 | 0,009-0,5 |
| Бенз(а)пирен | До 20 мкг/куб. м | До 10 мкг/куб.м |
Как видно из таблицы выбросы основных загрязняющих веществ значительно ниже в дизельных двигателях. Поэтому принято считать их более экологически чистыми. Наиболее полно положительные качества дизеля проявляются в режиме городского движения с большим процентом малых нагрузок и холостого хода. Однако дизельные двигатели отличаются повышенными выбросами сажи, которая насыщена канцерогенными углеводородами и микроэлементами.
Наиболее объёмным компонентом автомобильных выбросов является оксид углерода, на него приходится до 80% выбросов от легковых автомобилей и до 87% выбросов от грузового транспорта. Ко вторым по массе загрязнителям атмосферы от автотранспорта относятся углеводороды (14% от легкового и до 8% от грузового транспорта). Оксидами азота в большей степени насыщены выхлопы автобусов и легкового транспорта (до 8%). Оксид углерода, оксиды азота и углеводороды, как обладающие наибольшей токсичностью, являются основными нормирующими компонентами выхлопных газов автомобилей.
Наибольшее количество токсичных веществ выбрасывается автомобилями в воздух на малом ходу, на перекрёстках, остановках перед светофорами.
В табл 3 приведены значения концентрации основных примесей карбюраторного двигателя при различных режимах его работы.
Таблица 3 - Концентрации основных примесей карбюраторного двигателя при различных режимах его работы
| Режим работы двигателя | Оксид углерода, % по объёму | Углеводороды, мг/л | Оксиды азота, мг/л |
| Холостой ход | 4-12 | 2-6 | - |
| Принудительный холостой ход | 2-4 | 8-12 | - |
| Средние нагрузки | 0-1 | 0,8-1,5 | 2,5-4,0 |
| Полные нагрузки | 2 | 0,7-0,8 | 4-8 |
Подсчитано, что среднегодовой пробег каждого автомобиля 15 тысяч километров. В среднем за это время он обедняет атмосферу на 4350 кг кислорода и обогащает её на 3250 кг углекислого газа, 530 кг окиси углерода, 93 кг углеводородов и 7 кг окислов азота.
Количество выбросов вредных веществ, поступающих от автотранспорта, может быть оценено расчётным методом. Исходными данными для расчётов количества выбросов являются:
количество единиц автотранспорта разных типов, проезжающих по выделенному участку автотрассы за единицу времени. В соответствии с методикой автомобильный транспорт необходимо разделить на пять категорий: автобусы, легковые автомобили,
лёгкие, средние и тяжёлые грузовые автомобили.
нормы расхода топлива автотранспортом при движении в условиях города (средние нормы расхода топлива приведены в табл 4).
Таблица 4 - Средние нормы расхода топлива автотранспортом при движении в условиях города
| Тип автотранспорта | Средние нормы расхода топлива (л на 100 км) | Удельный расход топлива Уi (л на 1 км) |
| Легковой автомобиль | 11-13 | 0,11-0,13 |
| Грузовой автомобиль | 29-33 | 0,29-0,33 |
| Автобус | 41-44 | 0,41-0,44 |
| Дизельный грузовой автомобиль | 31-34 | 0,31-0,34 |
Значения эмпирического коэффициента, определяющего выброс вредных веществ от автотранспорта в зависимости от вида горючего, приведены в таблице 5. Коэффициент К численно равен количеству выбросов соответствующего компонента в литрах при сгорании в двигателе автомобиля топлива (в литрах) необходимого для проезда 1 км (т.е. равного удельному расходу).
Таблица 5 - Выброс вредных веществ от автотранспорта в зависимости от вида горючего
| Вид топлива | Значение коэффициента К | ||
| | Оксид углерода | Углеводороды | Диоксид азота |
| Бензин | 0,6 | 0,1 | 0,04 |
| Дизельное топливо | 0,1 | 0,03 | 0,04 |
Практическая работа № 1
Тема: Определение загруженности улиц автотранспортом и некоторых параметров окружающей среды, усугубляющих загрязнение
Цель: Данная практическая работа даёт возможность оценить загруженность участка улицы автотранспортом в зависимости от его видов, изучить и сравнить разные улицы по нагрузке на окружающую среду, обусловленную видами автотранспорта и его интенсивностью. Собранные параметры необходимы для расчётов уровней загрязнения воздушной среды.
Ход работы
Для более полной и достоверной оценки загруженности улиц автотранспортом подсчёты автомобилей необходимо производить одним из двух возможных вариантов.
вариант: подсчёт автомобилей производится на одной улице, но в течение двух временных отрезков. Например, в утренние часы (с 9 до 10 утра) и в дневные часы (с 17 до 18 часов).
вариант: подсчёт автомобилей производится на различных улицах (например, улица в центре города и на окраине или в спальном районе), но в течение одного временного отрезка.
Наша группа студентов будет работать по первому варианту.
Обработка результатов:
Все собранные материалы запишем в таблицы 6 и 7.
Таблица 6 - Характеристика улицы
| Тип улицы (характеристика улицы) | Уклон | Скорость ветра | Относительная влажность воздуха | Наличие защитной полосы из деревьев | Светофоров, дорожных знаков |
| Жилая улица с двухсторонней застройкой | 00 | 7-8 м/с | 91 % | кусты | пешеходный переход |
Таблица 7.1 - Интенсивность движения автомобилей на улице Черепанова, от улицы Готвальда до улицы Машинистов с 12:2 до 12:40
| Тип автомобиля | Количество автомобилей | Среднее количество автомобилей за 5 минут | Количество автомобилей за час | ||
| 5 минут | 5 минут | 5 минут | |||
| Легкий грузовой | 7 | 5 | 8 | 6,7 | 80 |
| Средний грузовой | 2 | 1 | 0 | 1 | 12 |
| Тяжелый грузовой | 1 | 0 | 0 | 1/3 | 4 |
| Легковой | 47 | 58 | 39 | 48 | 576 |
| Автобус | 4 | 4 | 4 | 4 | 48 |
| Общее количество автомобилей | 61 | 68 | 51 | 60 | 720 |
Таблица 7.2 - Интенсивность движения автомобилей на улице Черепанова, от улицы Готвальда до улицы Машинистов с 18:30 до 18:45
| Тип автомобиля | Количество автомобилей | Среднее количество автомобилей за 5 минут | Количество автомобилей за час | ||
| 5 минут | 5 минут | 5 минут | |||
| Легкий грузовой | 8 | 0 | 5 | 7,5 | 90 |
| Средний грузовой | 1 | 2 | 1 | 1,3 | 15,6 |
| Тяжелый грузовой | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Легковой | 63 | 71 | 59 | 64,3 | 772 |
| Автобус | 5 | 4 | 6 | 5 | 60 |
| Общее количество автомобилей | 77 | 77 | 71 | 78,1 | 937,6 |
Суммарная интенсивность движения автомобилей за сутки. В ходе работы мы нашли среднее количество за два часа утром и вечером. Найдем среднее количество автомобилей за час, и умножим полученное количество автомобилей на 24.
загруженность улиц автотранспортом согласно ГОСТ Р 52033-2003.
низкая интенсивность движения -4-9 тысяч автомобилей в сутки;
средняя -10-19 тысяч
высокая - 20-32 тысячи.
Как видно из госта на данном участке дороге высокая интенсивность движения
Построим диаграммы загруженности улиц автомобильным транспортом
днем
вечером
1- легкий грузовой
2- средний грузовой
3- тяжелый грузовой
4- легковой
5- автобус
По таблицам 7.1 и 7.2 видно, что большинство автомобилей – легковые,. Вечером интенсивность движения больше на 23 %. потому что днем практически все автолюбители находились на работе. Вечером они возвращались с работы.
Общий путь, пройденный каждым видом автотранспорта за 1 час ( L, км), по формуле:
где
N – количество автомобилей каждого типа за час;
l - длина участка, км.
6. Количество топлива:
Полученные результаты занесем в таблицу 8.
Таблица 8 - Расход топлива в зависимости от вида автомобилей
| Тип автомобиля | Количество автомобилей Ni | Qi, в том числе | |
| Бензин | Дизельное топливо | ||
| Легковые автомобили | 674 | 20,75 | - |
| Грузовые автомобили (на бензине) | 98,8 | 8,29 | - |
| Автобусы | 54 | 6,35 | - |
| Грузовые дизельные автомобили | 2 | - | 0,18 |
| | Всего ?Q | 35,39 | 0,18 |
7. Рассчитаем по каждому виду топлива количество выделившихся вредных веществ в литрах при нормальных условиях по формуле:
значения К возьмем из табл 5.
Результаты расчетов занесем в итоговую табл 9.
Таблица 9 - Количество вредных веществ в зависимости от вида топлива
| Вид топлива | ?Q | Количество вредных веществ | |||
| СО | Углеводороды | NO2 | |||
| Бензин | 35,39 | 21,23 | 3,54 | 1,4 | |
| Дизельное топливо | 0,18 | 0,018 | 0,005 | 0,007 | |
| | Всего V,л | 21,25 | 3,55 | 1,407 | |
Практическая работа № 2
Тема: Оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха отработанными газами автотранспорта на участке магистральной улицы (по концентрации СО)
Цель: оценить по концентрации окиси углерода - СО, мг/куб.м.
Формула оценки концентрации окиси углерода:
где
0,5 - фоновое загрязнение атмосферного воздуха нетранспортного происхождения, мг/куб.м;
N - суммарная интенсивность движения автомобилей на городской дороге, автомобиль/час;
Кt — коэффициент токсичности автомобилей по выбросам в атмосферный воздух окиси углерода;
Ка - коэффициент, учитывающий аэрацию местности;
Ку - коэффициент, учитывающий изменение загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода в зависимости от продольного уклона;
Кс - коэффициент, учитывающий изменения концентрации окиси углерода в зависимости от скорости ветра;
Кb - то же в зависимости от относительной влажности воздуха;
Кр - коэффициент увеличения загрязнения воздуха окисью углерода у пересечения улиц.
Коэффициент токсичности автомобилей определяется как средневзвешенный для потока автомобилей по формуле:
где
Pi - состав движения в долях единиц. Значение К ti определяется по таблице 1
Таблица 1 - Коэффициент токсичности автомобилей
| Тип автомобиля | Коэффициент Кti |
| Легковой | 1,0 |
| Лёгкий грузовой | 2,3 |
| Средний грузовой | 2,9 |
| Тяжёлый грузовой (дизельный) | 0,2 |
| Автобус | 3,7 |
Значение коэффициента Ка учитывающего аэрацию местности, определяют по таблице 2.
Таблица 2 - Коэффициент аэрации местности
| 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, виадуки, высокие насыпи | 0,4 |
| Пешеходные тоннели | 0,3 |
| Городские улицы с низкоэтажной застройкой | 0,8 |
Значение коэффициента Ку, учитывающего изменение загрязнения воздуха оксидом углерода в зависимости от величины продольного уклона, определяют по табл 3.
Таблица 3 - Коэффициент, учитывающий загрязнение воздуха окисью углерода в зависимости от продольного уклона улицы
| Продольный уклон (в градусах) | Коэффициент Ку |
| 0 | 1,00 |
| 2 | 1,06 |
| 4 | 1,07 |
| 6 | 1,18 |
| 8 | 1,55 |
Коэффициент изменения концентрации окиси углерода в зависимости от скорости ветра Кс определяется по табл 4.
Таблица 4 - Коэффициент изменения концентрации окиси углерода в зависимости от скорости ветра
| Скорость ветра, м/с | Коэффициент Кс |
| 1 | 2,70 |
| 2 | 2,00 |
| 3 | 1,50 |
| 4 | 1,20 |
| 5 | 1,05 |
| 6 | 1,00 |
Значения коэффициента Кь, определяющего концентрацию окиси углерода в зависимости от относительной влажности воздуха, приведены в таблице 5.
Таблица 5 - Коэффициент изменения концентрации окиси углерода в зависимости от влажности воздуха
| Относительная влажность, % | Коэффициент Кь |
| 100 | 1,45 |
| 90 | 1,30 |
| 80 | 1,15 |
| 70 | 1,00 |
| 60 | 0,85 |
| 50 | 0,75 |
Коэффициент увеличения загрязнения воздуха окисью углерода Кр пересечения улиц приведен в таблице 6.
Таблица 6 - Коэффициент увеличения загрязнения воздуха окисью углерода в местах пересечения улиц
| Тип пересечения | Коэффициент Кр |
| Регулируемое пересечение: - светофорами обычное - светофорами управляемое | 1,8 2,1 |
| Нерегулируемое пересечение: - со снижением скорости - кольцевое -с обязательной остановкой | 1,9 2,2 3,0 |
Подставим значения коэффициентов в формулу и подсчитаем концентрацию окиси углерода:
днем
Вечером
Вывод
Полученные концентрации окиси углерода сравнили с ПДК выбросов автотранспорта по окиси углерода равной 5 мг/куб.м. днем выбросы превышают ПДК в 4,5раза вечером в 12,5 раз (стих ветер и увеличилось число машин)
Для снижения загрязнённости атмосферы автомобильным транспортом:
Установка на бензиновые двигатели катализаторов.
Перевод бензиновых двигателей на метан
Использовать топливо соответствующее нормам Евро-3.
Посадить тополя вдоль проезжей части
ТК дизель более экологичен, по возможности, использовать большие дизельные автобусы вместо ГАЗелей
