Тема: Оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха отработанными газами автотранспорта на участке магистральной улицы (по концентрации СО).
Необходимые данные для расчетов смотреть в первой практической работе.
Цель: оценить по концентрации окиси углерода — СО, мг/куб.м.
Формула оценки концентрации окиси углерода:
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:
Pi — состав движения в долях единиц данного вида транспорта от общего количества транспорта.
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 | 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 |
| 1,00 | |
| 1,06 | |
| 1,07 | |
| 1,18 | |
| 1,55 | |
| 1,67 | |
| 1,75 |
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
Источник статьи: http://lektsii.org/11-64625.html
Оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха отработанными газами автотранспорта на участке магистральной улицы (по концентрации угарного газа СО)
Задание 1
Оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха отработанными газами автотранспорта на участке магистральной улицы (по концентрации угарного газа СО)
Загрязнение атмосферного воздуха отработанными газами автомобилей удобно оценивать по концентрации окиси углерода, в мг/м 3 . Исходными данными для работы служат показатели, собранные студентами самостоятельно на любой из улиц г. Казани с интенсивным движением автотранспорта. Пример оформления собранных данных: магистральная улица города с многоэтажной застройкой с двух сторон, продольный уклон 2°, скорость ветра 4 м/сек, относительная влажность воздуха – 70%, температура 20 °С. Расчетная интенсивность движения автомобилей в обоих направлениях–- 500 автомашин в час (N). Состав автотранспорта: 10 % грузовых автомобилей с малой грузоподъемностью, 10 % со средней грузоподъемностью, 5% с большой грузоподъемностью с дизельными двигателями, 5% автобусов и 70% легковых автомобилей.
Ход работы:
Формула оценки концентрации окиси углерода (угарного газа) (Ксо) (Бегма и др., 1984; Шаповалов, 1990):
0,5 – фоновое загрязнение атмосферного воздуха нетранспортного происхождения, мг/м 3 ;
N – суммарная интенсивность движения автомобилей на городской дороге, автомобилей/час,
Кт – 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 величины продольного уклона;
Кс – коэффициент, учитывающий изменения концентрации окиси углерода в зависимости от скорости ветра;
КВ – то же в зависимости от относительной влажности воздуха;
Кп – коэффициент увеличения загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода у пересечений.
Коэффициент токсичности автомобилей определяется как средневзвешенный для потока автомобилей по формуле:
Р1 — состав автотранспорта в долях единицы,
KTi – определяется по табл. 1.1.
| Тип автомобиля | Коэффициент KTi |
| Легкий грузовой | 2,3 |
| Средний грузовой | 2,9 |
| Тяжелый грузовой (дизельный) | 0,2 |
| Автобус | 3,7 |
| Легковой | 1,0 |
Подставив значения согласно заданию (или собственные данные) получаем:
Кт = 0,1 × 2,3 + 0,1 × 2,9 + 0,05 × 0,2 + 0,05 × 3,7 + 0,7 × 1 = 1,415
Значение коэффициента КА, учитывающего аэрацию местности, определяется по табл. 1.2.
| 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 |
Для магистральной улицы с многоэтажной застройкой КА = 1. Значение коэффициента Ку, учитывающего изменение загрязнения воздуха окисью углерода в зависимости от величины продольного уклона, определяем по табл. 1.3.
| Продольный уклон, ° | Коэффициент Ку |
| 1,00 | |
| 1,06 | |
| 1,07 | |
| 1,18 | |
| 1,55 |
Коэффициент изменения концентрации окиси углерода в зависимости от скорости ветра Кс определяется по табл. 1.4.
| Скорость ветра, м/с | Коэффициент Кс |
| 2,70 | |
| 2,00 | |
| 1,50 | |
| 1,20 | |
| 1,05 | |
| 1,00 |
Значение коэффициента Кв, определяющего изменение концентрации окиси углерода в зависимости от относительной влажности воздуха, приведено в табл. 1.5.
| Относительная влажность | Коэффициент Кв |
| 1,45 | |
| 1,30 | |
| 1,15 | |
| 1,00 | |
| 0,85 | |
| 0,75 |
Коэффициент увеличения загрязнения воздуха окисью углерода у пересечений приведен в табл. 1.6.
| Тип пересечения | Коэффициент Кп |
| Регулируемое пересечение: | |
| — со светофорами обычное | 1,8 |
| — со светофорами управляемое | 2,1 |
| — саморегулируемое | 2,0 |
| Нерегулируемое: | |
| — со снижением скорости | 1,9 |
| — кольцевое | 2,2 |
| — с обязательной остановкой | 3,0 |
Подставим значения коэффициентов, оценим уровень загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода:
Ксо = (0,5+ 0,01 × 500 × 1,4) × 1 × 1,06 × 1,20 × 1,00 = 9,54 мг/м 3
ПДК выбросов автотранспорта по окиси углерода равно 5 мг/м 3 . Снижение уровня выбросов возможно следующими мероприятиями:
– запрещение движения автомобилей;
– ограничение интенсивности движения до 300 автомобилей/час;
– замена карбюраторных грузовых автомобилей дизельными;
Задание 2
Расчет зоны активного загрязнения выбросами в атмосферный воздух теплоэлектростанции
Исходные данные
В районе действует тепловая электростанция (ТЭС), работающая на кузнецком угле. В процессе эксплуатации ТЭС в атмосферный воздух попадают примеси аэрозолей и газообразных веществ. Массы годового поступления выбросов (mj) по видам составляют:
а) группа аэрозолей: m1 — зола угля, m2 — пыль угля.
б) группа газообразных веществ: m3 — сернистый ангидрид, m4— серный ангидрид, m5 – оксиды азота (по диоксиду азота NO2), m6 — оксид углерода (СО).
Характер выбросов по скорости оседания частиц различен:
а) примеси из группы аэрозолей имеют скорость оседания частиц от 1 до 20 см/сек.
б) примеси из группы газообразных веществ имеют скорость оседания менее 1 см/сек.
Зона активного загрязнения (ЗАЗ) ТЭС неоднородна и состоит из следующих типов территорий:
| № типа террит. | Тип территории | Si | бj |
| 1. | Территория населенных мест с плотности населения 3 чел/га (β) | S1 | β x 0.1 |
| 2. | Территория промышленных предприятий | S2 | |
| 3. | Леса 2 группы | S3 | 0.1 |
| 4. | Пашни | S4 | 0,25 |
| 5. | Территории пригородных зон отдыха, садовых и дачных участков | S5 |
Среднегодовое значение разности температур в устье источника выброса (трубы) и в окружающей среде составляет величину ΔТ. Среднегодовой модуль скорости ветра – у. Высота трубы – h(М).
2. Определить:
Зону активного загрязнения ТЭС.
М — приведенная масса годового выброса примесей данным источником (усл.т/год);
i — номер загрязняющего вещества (ЗВ);
N — общее число ЗВ;
А — показатель относительной опасности i-гo вещества, усл.т/т;
Sзаз — общая площадь зоны активного загрязнения (ЗАЗ), га, тыс. м 2 ;
i — номер части ЗАЗ, относящийся к одному из типов территорий;
f — безразмерная величина, определяемая в зависимости от характера рассеивания примесей в атмосфере;
h — геометрическая высота устья источника по отношению к среднему
φ — поправка на тепловой подъем факела выброса в атмосферу, безразмерная величина;
у — среднегодовое значение модуля скорости ветра на уровне флюгера, м/с;
∆Т — среднегодовое значение разности температур в устье источника (трубы) и в окружающей атмосфере, 0 С;
3. Методика расчета зоны активного загрязнения:
Источником загрязнения является труба ТЭС (согласно классификации — организованный источник). Для подобных источников ЗАЗ представляет собой кольцо, заключенное между окружностями с радиусами:
где h — высота источника, м (см. по варианту, табл. 1),
М – единицы измерения (метры);
φ — безразмерная поправка, вычисляемая по формуле
∆T — разность температур, град., (см. по варианту табл. 1).
Вычислив радиусы, находят площадь зоны активного загрязнения (Sзаз.) по формуле:
Для определения ущерба от загрязнения атмосферы (u = γ*6*M*f) рассчитываются необходимые величины. Показатель относительной опасности загрязнения атмосферного воздуха над зоной активного загрязнения (б) следует рассчитать, поскольку ЗАЗ неоднородна и состоит из территорий пяти типов (S1, S2, S3, S4, S5). Каждому типу (Si) соответствует табличное значение константы бi. Усредненное значение б для всей ЗАЗ определяется по формуле:
где б — показатель относительной опасности загрязнения атмосферы над всей зоной активного загрязнения (безразмерная величина);
Sзаз. — общая площадь ЗАЗ (га), величина вычисленная;
i — номер части ЗАЗ, относящийся к одному из типов территорий, указанных в задании, всего в ЗАЗ входят пять типов территорий;
Si — площадь одного из типов территорий (га), все пять площадей необходимо рассчитать, исходя из данных своего варианта (таблица.1);[1]
бi — показатель относительной опасности загрязнения атмосферы над i-м типом территории.[2]
Приведенная масса годового выброса 3В (М = Mобщ.) рассчитывается как сумма газообразных и аэрозольных примесей:
а) значение приведенной массы годового выброса газообразных примесей (Мгаз) определяется по формуле:
б) значение приведенной массы годового выброса аэрозольных примесей (Маэр) определяется по аналогичной формуле:
где Мгаз и Маэр — приведенные массы годовых газообразных и аэрозольных выбросов (усл.т./год);
j — вид загрязняющего вещества (по условию задачи вещества j1,j2 — аэрозольные, j3, j4, j5, j6 – газообразные;
Aj — показатель относительной агрессивности примеси j-oгo вида (усл.т./т.). Значения Aj см. в табл. 2.
Значение множителя f-поправки, учитывающей характер рассеивания примесей в атмосфере, определяется следующим образом:
а) для газообразных примесей с очень малой скоростью оседания (менее 1 см/сек) принимается, что
б) для частиц, оседающих со скоростью от 1 до 20 м/сек (в данной задаче группа аэрозольных примесей) принимается, что
где y — среднегодовое значение модуля скорости ветра (м/сек.),
φ — безразмерная поправка,
h — высота трубы (см. данные варианта, табл.1).
Значение f(газ.) и f(аэр.) при у = 3 м/сек. для некоторых значений ∆T и h приведены в таблице 2.
Если у ≠ 3 м/сек, то значения, приведенные в таблице 3 для заданных ∆T и h, следует умножить на поправку W, значение которой приведено в таблице 4.
Если у ≠ 3 м/сек и заданные в варианте величины ∆Т и h отсутствуют в таблице 3, величины f(газ.) и f(аэр.) следует рассчитывать по формулам.
Значение показателя относительной агрессивности вещества (Aj)
| Загрязняющие вещества, выбрасываемые вещества | Значение параметра Аj (усл.т./т) |
| 1 . Зола угля | |
| 2. Пыль угля (недожог) | |
| 3. Сернистый ангидрид SO2 | |
| 4. Серный ангидрид SO2 | |
| 5. Оксиды азота по NO2 | 41,1 |
| 6. Оксид углерода |
Значение функции 
(в числе) и функции 
(в знаменателе) при некоторых значениях ∆Т(С°) и h(М)
| Т(С°) | h(м)  | ||||||||||
| 1,0 4,08 | 0,91 3,76 | 0,83 3,54 | 0,67 3,02 | 0,5 2,5 | 0,4 2,18 | 0,33 1,96 | 0,29 1,8 | 0,25 1,67 | 0,22 1,55 | 0,20 1,47 | |
| 1,33 | 1,0 4,08 | 0,88 3,69 | 0,79 3,4 | 0,6 2,81 | 0,43 2,28 | 0,33 1,96 | 0,27 1,75 | 0,23 1,6 | 0,2 1,48 | 0,18 1,38 | 0,16 1,3 |
| 1,67 | 1,0 4,08 | 0,86 3,61 | 0,75 3,27 | 0,55 2,64 | 0,38 2,10 | 0,29 1,79 | 0,23 1,59 | 0,19 1,45 | 0,17 1,34 | 0,15 1,25 | 0,13 1,17 |
| 2,0 | 1,0 4,08 | 0,83 3,54 | 0,71 3,16 | 0,5 2,5 | 0,33 1,96 | 0,25 1,67 | 0,2 1,47 | 0,17 1,34 | 0,14 1,23 | 0,13 1,15 | 0,11 1,08 |
| 2,33 | 1,0 4,08 | 0,81 3,46 | 0,68 3,06 | 0,46 2,38 | 0,3 1,85 | 0,23 1,57 | 0,18 1,38 | 0,15 1,25 | 0,13 1,15 | 0,11 1,07 | 0,1 0,01 |
| 2,67 | 1,0 4,08 | 0,79 3,39 | 0,65 2,97 | 0,43 2,27 | 0,27 1,76 | 0,2 1,48 | 0,16 1,3 | 0,13 1,18 | 0,11 1,08 | 0,1 1,01 | 0,9 0,95 |
| 3,0 | 1,0 4,08 | 0,77 3,33 | 0,63 2,89 | 0,0 2,18 | 0,25 1,67 | 0,18 1,4 | 0,14 1,23 | 0,12 1,11 | 0,1 1,02 | 0,09 1,95 | 0,08 0,89 |
при некоторых значениях у
| у (м/сек) | 1,5 | 3,5 | 4,5 | |||||
| W | 2,0 | 1,6 | 1,33 | 1,0 | 0,89 | 0,8 | 0,73 | 0,67 |
Данные по вариантам для решения задания 2
| Вариант | m1, т/год | m2 , т /год | m3 , т /год | m4 , т /год | m5 , т /год | m6 , т /год | % от Sзаз | ∆М, % | ∆Т, 0 С | у, м/с | h, м |
| S1 | S2 | S3 | S4 | S5 | |||||||
| 1.0 | |||||||||||
| 3,0 | |||||||||||
| 1,5 | |||||||||||
| 2.0 | |||||||||||
| 3.5 | |||||||||||
| 3.5 | |||||||||||
| 4.0 | |||||||||||
| 4.0 | |||||||||||
| 4.5 | |||||||||||
| 4..5 | |||||||||||
| 5,0 | |||||||||||
| 5.0 | |||||||||||
| 4,5 | |||||||||||
| 4.5 | |||||||||||
| 4.0 | |||||||||||
| 4.0 | |||||||||||
| 3.5 | |||||||||||
| 3,5 | |||||||||||
| 3,0 | |||||||||||
| 3.0 | |||||||||||
| 2,0 | |||||||||||
| 2.0 | |||||||||||
| 1.5 | |||||||||||
| 1.5 | |||||||||||
| 1.0 |
Задание 3
Задание 1
Оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха отработанными газами автотранспорта на участке магистральной улицы (по концентрации угарного газа СО)
Загрязнение атмосферного воздуха отработанными газами автомобилей удобно оценивать по концентрации окиси углерода, в мг/м 3 . Исходными данными для работы служат показатели, собранные студентами самостоятельно на любой из улиц г. Казани с интенсивным движением автотранспорта. Пример оформления собранных данных: магистральная улица города с многоэтажной застройкой с двух сторон, продольный уклон 2°, скорость ветра 4 м/сек, относительная влажность воздуха – 70%, температура 20 °С. Расчетная интенсивность движения автомобилей в обоих направлениях–- 500 автомашин в час (N). Состав автотранспорта: 10 % грузовых автомобилей с малой грузоподъемностью, 10 % со средней грузоподъемностью, 5% с большой грузоподъемностью с дизельными двигателями, 5% автобусов и 70% легковых автомобилей.
Ход работы:
Формула оценки концентрации окиси углерода (угарного газа) (Ксо) (Бегма и др., 1984; Шаповалов, 1990):
0,5 – фоновое загрязнение атмосферного воздуха нетранспортного происхождения, мг/м 3 ;
N – суммарная интенсивность движения автомобилей на городской дороге, автомобилей/час,
Кт – 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 величины продольного уклона;
Кс – коэффициент, учитывающий изменения концентрации окиси углерода в зависимости от скорости ветра;
КВ – то же в зависимости от относительной влажности воздуха;
Кп – коэффициент увеличения загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода у пересечений.
Коэффициент токсичности автомобилей определяется как средневзвешенный для потока автомобилей по формуле:
Р1 — состав автотранспорта в долях единицы,
KTi – определяется по табл. 1.1.
| Тип автомобиля | Коэффициент KTi |
| Легкий грузовой | 2,3 |
| Средний грузовой | 2,9 |
| Тяжелый грузовой (дизельный) | 0,2 |
| Автобус | 3,7 |
| Легковой | 1,0 |
Подставив значения согласно заданию (или собственные данные) получаем:
Кт = 0,1 × 2,3 + 0,1 × 2,9 + 0,05 × 0,2 + 0,05 × 3,7 + 0,7 × 1 = 1,415
Значение коэффициента КА, учитывающего аэрацию местности, определяется по табл. 1.2.
| 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 |
Для магистральной улицы с многоэтажной застройкой КА = 1. Значение коэффициента Ку, учитывающего изменение загрязнения воздуха окисью углерода в зависимости от величины продольного уклона, определяем по табл. 1.3.
| Продольный уклон, ° | Коэффициент Ку |
| 1,00 | |
| 1,06 | |
| 1,07 | |
| 1,18 | |
| 1,55 |
Коэффициент изменения концентрации окиси углерода в зависимости от скорости ветра Кс определяется по табл. 1.4.
| Скорость ветра, м/с | Коэффициент Кс |
| 2,70 | |
| 2,00 | |
| 1,50 | |
| 1,20 | |
| 1,05 | |
| 1,00 |
Значение коэффициента Кв, определяющего изменение концентрации окиси углерода в зависимости от относительной влажности воздуха, приведено в табл. 1.5.
| Относительная влажность | Коэффициент Кв |
| 1,45 | |
| 1,30 | |
| 1,15 | |
| 1,00 | |
| 0,85 | |
| 0,75 |
Коэффициент увеличения загрязнения воздуха окисью углерода у пересечений приведен в табл. 1.6.
| Тип пересечения | Коэффициент Кп |
| Регулируемое пересечение: | |
| — со светофорами обычное | 1,8 |
| — со светофорами управляемое | 2,1 |
| — саморегулируемое | 2,0 |
| Нерегулируемое: | |
| — со снижением скорости | 1,9 |
| — кольцевое | 2,2 |
| — с обязательной остановкой | 3,0 |
Подставим значения коэффициентов, оценим уровень загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода:
Ксо = (0,5+ 0,01 × 500 × 1,4) × 1 × 1,06 × 1,20 × 1,00 = 9,54 мг/м 3
ПДК выбросов автотранспорта по окиси углерода равно 5 мг/м 3 . Снижение уровня выбросов возможно следующими мероприятиями:
– запрещение движения автомобилей;
– ограничение интенсивности движения до 300 автомобилей/час;
– замена карбюраторных грузовых автомобилей дизельными;
Источник статьи: http://zdamsam.ru/a26837.html