Задание 3 Определение количества антропогенных загрязнений

ИАТТС
-
«Экология»
-
Задание 3
Задание 3
Определение количества антропогенных загрязнений, попадающих в окружающую среду в результате работы автотранспорта
Автомобильный транспорт относится к основным источникам загрязнения окружающей среды. В крупных городах на долю автотранспорта приходится более половины объема вредных выбросов в атмосферу. В мегаполисах эта величина еще
больше: Санкт-Петербург – 71 %, Екатеринбург – 85 %, Москва – 88 %. Уровни загрязнения воздуха оксидами азота и углерода, углеводородами и другими вредными
веществами на большинстве автомагистралей в 5–10 раз превышают предельно допустимые концентрации.
Практически во всех субъектах РФ отмечено, что доля автомобилей, эксплуатируемых с превышением действующих нормативов по токсичности и дымности, составляет 20 – 25 %, а в отдельных регионах страны достигает 40 %.
Влияние на человека автомобильных выбросов и пыли
По воздействию на организм человека компоненты отработавших газов подразделяются на:
o Токсичные – оксид углерода(II), оксиды азота(II и IV), оксид серы(IV), углеводороды, альдегиды, соединения свинца;
o Канцерогенные – бенз(а)пирен;
o Раздражающего действия – оксид серы(IV), углеводороды.
Влияние перечисленных компонентов отработанных газов на организм человека зависит от их концентрации в атмосфере и продолжительности действия.
Оксид углерода при вдыхании попадает в кровь и образует с гемоглобином –
карбоксигемоглобин в 210 раз быстрее, чем кислород, что приводит к развитию кислородной недостаточности. Признаками кислородной недостаточности являются нарушения в центральной нервной системе, поражения дыхательной системы, снижение остроты зрения.
Оксиды азота в воздухе в зависимости от концентрации вызывают раздражение
слизистых оболочек носа и глаз, начало кислородного голодания, отек легких.
Оксид серы(IV) (сернистый ангидрид) даже при относительно низких концентрациях в воздухе увеличивает смертность от сердечно – сосудистых заболеваний,
способствует возникновению бронхитов, астмы, других респираторных заболеваний.
Углеводороды в результате фотохимических реакций, протекающих с участием
оксидов, азота образуют смог. Бенз(а)пирен, попадая в организм человека, постепенно накапливается до критических концентраций и стимулирует образование злокачественных опухолей.
Сажа не представляет непосредственной опасности для человека, однако она
является адсорбентом канцерогенных веществ и способствует усилению влияния
других токсических компонентов, например сернистого ангидрида.
Степень запыленности воздуха при движении автомобильного транспорта зависит от времени года, типа покрытия дороги, направления ветра, интенсивности движения, грузоподъемности автомобиля, типа шин.
Основным компонентом пыли является оксид кремния (кварц). В уличной пыли
обнаруживаются также примеси кальция, кадмия, свинца, хрома, цинка, меди, железа.
Вредное воздействие пыли на организм человека зависит от ее дисперсности, твердости частиц, формы пылинок и т. д. Мелкодисперсная пыль наиболее опасна, потому
1
ИАТТС
-
«Экология»
-
Задание 3
что оседает в легких и бронхах. При длительном вдыхании пыль приводит к возникновению профессиональных заболеваний. Особенно опасны для организма кислотосодержащие аэрозоли, адсорбирующие канцерогенные вещества, которые нарушают
кислотное равновесие тканевых клеток и, постепенно накапливаясь в организме, являются причиной возникновения злокачественных опухолей.
РАСЧЁТ ВЫБРОСА ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ
АВТОТРАНСПОРТНЫМИ СРЕДСТВАМИ ПРЕДПРИЯТИЯ
1. Используя данные о потреблении топлива всеми автотранспортными средствами условного предприятии, указанными в индивидуальном задании, рассчитайте
массы оксида углерода(II) СО, углеводородов VOC, оксидов азота NOx, оксида
серы(IV) SO2, оксида углерода(IV) СО2 и твёрдых частиц РМ, выбрасываемых в атмосферный воздух в сутки.
2. Рассчитайте массу бенз(а)пирена, выбрасываемого всеми автотранспортными
средствами, на заданном участке дороги, прилегающей к территории условного предприятия.
3. Повторите расчёты по п. 2 для объездного (более длинного) участка дороги.
Сравните результаты расчётов с данными, полученными в п. 2.
Принятые обозначения и данные для расчётов
Масса выбросов вредных веществ, поступающих от автотранспорта в атмосферу, оценивается расчетным методом. Исходными данными для расчета являются:
o число единиц j-ого расчётного типа р-ого вида автотранспорта предприятия
(табл. 1 индивидуальных заданий);
o k – коэффициент, учитывающий распределение потребления топлива соответствующего вида по расчётным типам автотранспортных средств (АТС) соответствующего экологического класса (табл. 1 «Расчётной инструкции…»);
o Q pj – потребление моторного топлива р-ого вида автотранспортными средствами j-ого расчётного типа при движении по городским улицам и дорогам за
определённый период;
o gipj – удельный выброс i-ого загрязняющего вещества автотранспортными
средствами j-ого расчётного типа при использовании р-ого вида топлива, г/кг
(табл. 3.1–3.4 «Расчётной инструкции…»);
o mijk – пробеговый выброс i-ого загрязняющего вещества АТС j-ого расчётного
типа при движении по улицам и дорогам k-ой категории, г/км (табл. 4.1–4.9
«Расчётной инструкции…»);
o lkl – протяжённость l-ого участка улиц и дорог k-ой категории, км;
o N jkl – интенсивность движения АТС j-ого расчётного типа на l-ом участке
улиц и дорог k-ой категории в течение суток, тыс. авт./сутки.
2
ИАТТС
-
«Экология»
-
Задание 3
Выполнение расчётов
► Потребление топлива соответствующего вида конкретным расчётным типом
АТС Q pj следует взять для соответствующего варианта из таблицы 1 индивидуальных заданий.
► Выброс i-ого загрязняющего вещества АТС соответствующего типа рассчитывается по формуле:
M ipj = g ipj ⋅ Q pj ⋅ 10−3 .
(1)
► Выброс i-ого загрязняющего вещества всеми АТС при использовании моторного топлива определённого вида рассчитывается по формуле:
J
M ip = ∑ M ipj .
(2)
j =1
► Выброс i-ого загрязняющего вещества всеми АТС при использовании всех
видов моторного топлива рассчитывается по формуле:
4
M i = ∑ M ip .
(3)
p=1
► Выброс i-ого загрязняющего вещества АТС соответствующего расчётного
типа при движении по участку улично-дорожной сети соответствующей категории в
течение суток рассчитывается по формуле:
M ijkl = mijk ⋅ Lkl ⋅ N jkl ⋅ 10−3 .
(4)
Пробеговые выбросы нетрадиционных загрязняющих веществ представлены в
табл. 4.1-4.9 «Расчётной инструкции…» для движения автотранспортных средств по
городским улицам и дорогам следующих категорий:
I.П - магистральные дороги регулируемого движения и магистральные
улицы общегородского значения регулируемого движения, магистральные
улицы районного значения в период пиковой загрузки (скорость сообщения
Vc ≤ 15 км/ч), а также магистральные улицы общегородского значения непрерывного движения и магистральные дороги скоростного движения при
Vc ≤ 30 км/ч;
I.МП - магистральные дороги регулируемого движения и магистральные улицы общегородского значения регулируемого движения в межпиковый период при Vc >15 км/ч;
II - магистральные улицы районного значения в межпиковый период
при Vc > 15 км/ч;
III - магистральные улицы общегородского значения непрерывного
движения при Vc > 30 км/ч;
IV - магистральные дороги скоростного движения при Vc > 30 км/ч.
► Выброс i-ого загрязняющего вещества всеми АТС при движении по участку
улично-дорожной сети соответствующей категории в течение суток рассчитывается
по формуле:
R
M ikl = ∑ M ijkl .
(5)
j =1
3