Оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха отработанными газами автотранспорта на участке магистральной улицы (по концентрации угарного газа СО)
Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







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/м3. 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):

Ксо = (0,5 + 0,01 N × Кт) × КА × КУ × КС × КВ × КП

где:

0,5 – фоновое загрязнение атмосферного воздуха нетранспортного происхождения, мг/м3;

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:

Кт = ΣР1 × КТi,

где:

Р1 - состав автотранспорта в долях единицы,

KTi – определяется по табл. 1.1.

Таблица 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.

Таблица 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.

Таблица 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.

Таблица 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.

Таблица 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.

Таблица 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/м3

ПДК выбросов автотранспорта по окиси углерода равно 5 мг/м3. Снижение уровня выбросов возможно следующими мероприятиями:

– запрещение движения автомобилей;

– ограничение интенсивности движения до 300 автомобилей/час;

– замена карбюраторных грузовых автомобилей дизельными;

– установка фильтров.

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:

Таблица 2.1

№ 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. м2;

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

уровню ЗАЗ, м;

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, 0С;

 

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:

М = Мгаз + Маэр, усл.т/год

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.

 

Таблица 2.2

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

 

Таблица 2.3

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

 

Таблица2.4

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  

Таблица 2.5

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, 0С 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/м3. 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):

Ксо = (0,5 + 0,01 N × Кт) × КА × КУ × КС × КВ × КП

где:

0,5 – фоновое загрязнение атмосферного воздуха нетранспортного происхождения, мг/м3;

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:

Кт = ΣР1 × КТi,

где:

Р1 - состав автотранспорта в долях единицы,

KTi – определяется по табл. 1.1.

Таблица 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.

Таблица 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.

Таблица 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.

Таблица 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.

Таблица 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.

Таблица 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/м3

ПДК выбросов автотранспорта по окиси углерода равно 5 мг/м3. Снижение уровня выбросов возможно следующими мероприятиями:

– запрещение движения автомобилей;

– ограничение интенсивности движения до 300 автомобилей/час;

– замена карбюраторных грузовых автомобилей дизельными;

– установка фильтров.

Задание 2









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.