Введение

Структура контрольной работы по дисциплине «Экологическая безопасность»:

— Титульный лист контрольной работы должен содержать: наименование учебного заведения, название дисциплины, наименование работы (контрольная работа), кем выполнено, кто проверил.

— Содержание контрольной работы

— Практическая работа №1

— Практическая работа № 2

— Практическая работа № 3

В методических указаниях приводятся 10 вариантов контрольной работы. Номер варианта контрольной работы студента (исходных данных в практических заданиях) должен соответствовать последней цифре номера его зачетной книжки.

Практическая работа № 1

Санитарно-гигиеническое нормирование качества атмосферного воздуха

Цель: научиться рассчитывать индекс загрязнения атмосферы.

Теоретические положения.

Нормирование качества окружающей среды – установление показателей и пределов, в которых допускается изменение этих показателей (для воздуха, воды, почвы и т. д.).

Цель нормирования – установление предельно допустимых норм (экологических нормативов) воздействия человека на окружающую среду. Соблюдение экологических нормативов должно обеспечить экологическую безопасность населения, сохранение генетического фонда человека, растений и животных, рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов.

Нормативы предельно допустимых вредных воздействий, а также методы их определения, носят временный характер и могут совершенствоваться по мере развития науки и техники с учетом международных стандартов.

Концепция нормирования впервые была разработана в области гигиены труда еще в 20-е годы прошлого столетия. Первоначально в СССР, а затем в США и других странах в санитарные законодательства были введены предельно допустимые концентрации (ПДК) содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны. В 1930-1950 годы были заложены основы методологии гигиенического нормирования химических веществ в воде водоемов, атмосферном воздухе населенных мест, почве, продуктах питания. В нашей стране и за рубежом была разработана и нашла широкое практическое применение методология гигиенического нормирования качества окружающей среды, основанная на принципиальном положении о соответствии ПДК безвредным для организма человека уровням, не оказывающим ни прямого, ни опосредованного влияния на здоровье настоящего и будущего поколений.

Санитарно-гигиенические нормативы — это устанавливаемые в законодательном порядке, обязательные для исполнения всеми ведомствами, органами и организациями допустимые уровни содержания химических соединений в объектах окружающей среды. Основной величиной экологического нормирования содержания вредных химических соединений в компонентах природной среды является предельно допустимая концентрация (ПДК).

Для санитарной оценки воздушной среды используются следующие показатели:

ПДКр.з. — предельно допустимая концентрация химического вещества в воздухе рабочей зоны, мг/м³. Эта концентрация при

 

41

ежедневной (кроме выходных дней) работе в пределах 8 ч или другой продолжительности, но не более 41 ч в неделю, в течение всего рабочего стажа не должна вызывать заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений. Рабочей зоной считается пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на которой находятся места постоянного или временного пребывания работающих. На территории предприятия содержание примесей принимается равным 0,3 от ПДКр.з..;

ПДКм.р. — предельно допустимая максимальная разовая концентрация химического вещества в воздухе населенных мест, мг/м³. Эта концентрация при вдыхании в течение 20-30 минут не должна вызывать рефлекторных (в том числе субсенсорных) реакций в организме человека;

ПДКс.с. — предельно допустимая среднесуточная концентрация химического вещества в воздухе населенных мест, мг/м³. Эта концентрация не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неопределенно долгом воздействии (годы).

ИЗА — комплексный индекс загрязнения атмосферы, учитывающий несколько примесей, представляющий собой сумму концентраций выбранных загрязняющих веществ в долях ПДК.

Оценка степени суммарного загрязнения атмосферы рядом веществ проводится двумя часто используемыми способами: по индексу загрязнения атмосферы I (ИЗА) и комплексному показателю загрязнения атмосферного воздуха (Р).

Расчет ИЗА выполняется, как правило, для пяти веществ, нормированное содержание которых в атмосферном воздухе максимально. Расчет нормированного содержания для одного вещества проводится по формуле

퐼_푖

_{= ^푞}ср.푖^∙푘푖_{, ^ПДК}сс.푖

где                      q_ср.i – среднее содержание i-го вещества в атмосферном воздухе

в пункте наблюдения, мг/м³ (табл. 4);

ПДК_ссi — предельно допустимая среднесуточная концентрация i— го вещества, мг/м³ (табл. 3)

k_i                 — безразмерный коэффициент, учитывающий принадлежность к разным классам опасности (табл.1).

Таблица 1

^{Значение k}i

ki	0,85	1,0	1,3	1,5
Класс опасности	4	3	2	1

Далее отбираются пять веществ с максимальными значениями нормированного параметра I_i. Расчет ИЗА проводится по этим веществам в соответствии с формулой

ИЗА = ^∑5                       푞ср.푖∙푘푖 = ∑⁵                         퐼 (max 1 − 5) ,

^{푖=1 ПДК}сс.푖

푖=1 ^푖

В соответствии со значениями ИЗА установлена качественная характеристика загрязнения атмосферного воздуха:

менее 5 – удовлетворительная обстановка,

[5-14) – относительно напряженная, [14-50) – существенно напряженная, [50-100) – критическая,

более 100 – катастрофическая обстановка.

Данный способ оценки качества атмосферного воздуха в достаточной степени условен и ориентирован в основном на получение сравнительных характеристик загрязнения.

При загрязнении воздуха чаще проявляется эффект неполной суммации, который следовало бы принимать во внимание при оценке качества воздуха. В расчете значений комплексного показателя загрязнения атмосферного воздуха (Р) эффект частичной суммации

учитывается с помощью коэффициента ⁿ , где n – число веществ в смеси.

В ФГБУ «Главная геофизическая обсерватория» по данным 677 станциях в 250 городах государственной наблюдательной сети сформирован список городов с наибольшим уровнем загрязнения атмосферного воздуха (Приоритетный список) в 2019 году.

В список включены города с очень высоким уровнем загрязнения воздуха, для которых комплексный индекс загрязнения атмосферы (ИЗА) равен или выше 14. ИЗА учитывает 5 загрязняющих веществ из полного перечня контролируемых в городе, вносящих наибольший вклад в уровень загрязнения. Величина ИЗА рассчитывается по значениям среднегодовых концентраций. Показатель характеризует уровень хронического, длительного загрязнения воздуха. При формировании перечня городов учитываются также показатели, характеризующие уровень кратковременного воздействия загрязненного воздуха (стандартный индекс — СИ и наибольшая повторяемость превышения ПДК — НП).

Приоритетный список 2019 г. включает 18 городов с общим числом жителей в них 3,3 млн. человек. Все города списка расположены на территории Азиатской части России (таблица 2).

Из Приоритетного списка вышли 5 городов, один находится на территории Дальневосточного федерального округа — Петровск- Забайкальский (Забайкальский край), четыре ─ на территории Сибирского федерального округа ─ Ангарск (Иркутская область), Барнаул (Алтайский край), Искитим (Новосибирская область) и Красноярск (Красноярский

край) в связи со снижением уровня загрязнения воздуха, в основном за счет снижения концентраций бенз(а)пирена.

Таблица 2

Города с наибольшим уровнем загрязнения атмосферы (приоритетный список) и вещества, его определяющие, в 2019 году

Город	Вещества, определяющие уровень загрязнения	Город	Вещества, определяющие                               уровень загрязнения
Абакан	БП, NO2, CO, ВВ, Ф	Свирск	БП, ВВ, NO2, SO2, CO
Братск	БП, ВВ, CS2, Ф, HF	Селенгинск	БП, O3, PM2.5, PM10, ВВ
Зима	БП, NO2, HCl, Ф, CO	Улан-Удэ	БП, PM2.5, PM10, ВВ, Ф
Иркутск	БП, ВВ, NO2, Ф, NO,	Усолье-Сибирское	БП, ВВ, NO2, Ф, SO2
Кызыл	БП, ВВ, NO2, Ф, CO	Черемхово	БП, NO2, ВВ, SO2, NO
Лесосибирск	БП, ВВ, Ф, NO2, CO	Черногорск	БП, NO2, Ф, ВВ, CO
Минусинск	БП, NO2, Ф, ВВ, CO	Чита	БП, ВВ, фенол, NO2, Ф
Новокузнецк	БП, ВВ, HF, NO2, NH3	Шелехов	БП, O3, ВВ, PM10, NO2
Норильск	SO2, NO, NO2, ВВ, БП	Южно-Сахалинск	Ф, БП, NO2, C, ВВ,

Примечания к таблице 2:

БП – бенз(а)пирен, ВВ – взвешенные вещества, РМ – взвешенные частицы фракций ^{PM2.5, PM10, Ф – формальдегид, CO – оксид углерода, CS}2 ^{— сероуглерод, HCl – хлорид водорода, HF – фторид водорода, NH}3 ^{– аммиак, NO}2 ^{– диоксид азота, NO – оксид азота, O}3 ^{– приземный озон, SO}2 ^{— диоксид серы, С – углерод (сажа).}

В таблице 2 по городам представлены 5 веществ, на основании которых посчитан ИЗА, т.е. 5 веществ с наибольшим нормированным содержанием.

В Приоритетный список вернулся Южно-Сахалинск (Сахалинская область.) в связи с ростом концентраций формальдегида.

В Приоритетном списке 2019 года сохранился город Норильск, где выбросы диоксида серы достигают значительных объемов. На рис. 1 по данным Росгидромета представлено, как менялось количество городов в Приоритетном списке за период 2010-2019 г.г.

Рисунок 1 – количество городов Приоритетного списка

Важно отметить, что резкое снижение оценки уровня загрязнения воздуха городов происходит в связи с изменением в 2014 году ПДКс.с. формальдегида, несмотря на то что существенных изменений в уровне загрязнения этих городов не наблюдается, а количество выбросов в атмосферу растет.

На основе анализа и обобщения материалов, представленных в Ежегодниках территориальных управлений по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, для сравнения степени загрязнения атмосферного воздуха в городах России в соответствии с существующими методами оценки присвоена категория качества воздуха в каждом городе, где проводятся наблюдения.

Задание на занятие.

Рассчитайте ИЗА, если в атмосферном воздухе в пункте наблюдения присутствуют диоксид азота, бенз(а)пирен, диоксид серы, оксид углерода, бензол, свинец, хлор и другие загрязнители, среднее содержание которых представлено в табл. 4.

Ход занятия.

Учащимся необходимо произвести расчет ИАЗ в соответствии с номером варианта. Номер варианта подбирается в соответствии со своим списочным номером

Среднесуточные предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест приведены в соответствии с ГН 2.1.6.1338-03 и представлены в таблице 3.

Таблица 3

Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест

№	Наименование вещества	Величина ПДК (мг/м3)		Класс опасности
		максимальная разовая	среднесуточная
1	2	3	4	5
1	Азота диоксид	0,085	0,04	2
2	Азот (II) оксид	0,4	0,06	3
3	Бенз/а/пирен	—	0,1 мкг / 100 м3	1
4	Бензол	0,3	0,1	2
5	Бром	—	0,04	2
6	Гексан	60	—	4
7	Магний оксид	0,4	0,05	3
8	Ртуть	—	0,0003	1
9	Свинец и его неорганические соединения (в пересчете на свинец)	0,001	0,0003	1
10	Сера диоксид	0,5	0,05	3
11	Углерод оксид	5	3	4
12	Формальдегид	0,035	0,003	2
13	Хлор	0,1	0,03	2

Таблица 4

Исходные данные для расчетов

	Среднее содержание загрязняющих веществ в точке отбора
№ вар	диокси д азота, мг/м3	бенз(а) пирен, мкг/м3	диок сид серы, мг/м3	окси д углер ода, мг/м3	бензо л, мг/м3	свинец, мг/м3	хлор, мг/м3	окси д азота , мг/м3	Бром, мг/м3	Магн ий окси д, мг/м3	Ртуть , мг/м3	Форм альде гид, мг/м3
1	0,056	0,0018	0,25	6,7	0,21	0,00041	0,063	0,28	0,059	0,28	0,000 45	0,006 3
2	0,082	0,0017	0,09	4,6	0,16	0,00038	0,055	0,15	0,071	0,15	0,000 58	0,003 5
3	0,043	0,0023	0,06	5,1	0,11	0,00023	0,033	0,29	0,046	0,09	0,000 37	0,002 8
4	0,108	0,0032	0,16	5,6	0,26	0,00052	0,062	0,3	0,112	0,3	0,000 67	0,004 8
5	0,059	0,0019	0,19	7,4	0,17	0,00036	0,039	0,48	0,065	0,48	0,001 25	0,006 9
6	0,071	0,0027	0,23	6	0,2	0,00045	0,041	0,35	0,087	0,35	0,000 87	0,005 8
7	0,096	0,0008 4	0,06	5,2	0,11	0,00024	0,028	0,09	0,039	0,08	0,000 92	0,006 7
8	0,112	0,0021	0,11	5,7	0,34	0,00048	0,064	0,41	0,152	0,41	0,001 05	0,004 9
9	0,065	0,0014	0,16	8,9	0,29	0,00051	0,048	0,37	0,124	0,37	0,000 93	0,007 2
10	0,087	0,0013	0,07	10,1	0,27	0,00049	0,056	0,29	0,098	0,29	0,001 08	0,008 1

 

 

 

Практическая работа № 2

Расчет массы выбросов загрязняющих веществ грузовыми автомобилями

 

Цель: научиться производить расчет выбросов загрязняющих веществ от грузовых автомобилей

Теоретические положения.

При нахождении массы выбросов (г, т) загрязняющих веществ грузовыми автомобилями с определенной грузоподъемностью и типом двигателя при движении по территории населенных пунктов, используют формулу

^푴풊풌풔 ^{= 풎}풊풌풔 ^{∙ 푳}풊풌풔 ^{∙ 푲}풓풊풔 ^{∙ 푲}풏풊풔^{, (1)}

где 풎_풊풌풔 — пробеговый выброс i-го загрязняющего вещества грузовыми автомобилями k-ой грузоподъемности с двигателем s-го типа при движении в пределах территории рассматриваемого населенного пункта, г/км (табл. 1);

푳_풊풌풔 — суммарный пробег грузовых автомобилей с двигателями s-го типа по территории населенных пунктов, (суммарный пробег может определяться на основании данных учета (отчетности) или обработки результатов выборочных обследований (опросов)), км/год;

푲_풓풊풔 — коэффициент, учитывающий изменение выбросов загрязняющих веществ при движении по территории населенных пунктов (табл. 2). Значения этого коэффициента

зависят                       от       типа           населенного                         пункта,                в     котором                  данный                вид          автотранспорта эксплуатируется, т.е. от численности населения данной местности;

^퐾푛푖푠 — коэффициент, учитывающий изменение пробегового выброса от уровня использования грузоподъемности и пробега (табл. 3, 4).

Таблица 1

Пробеговые выбросы загрязняющих веществ при движении автомобилей по территории населенных пунктов.

Грузоподъемность автомобиля или автопоезда, т	Тип двигателя	Пробеговый выброс 풎풊풌풔, г/км
		CO	CH	NO2	C	SO2	Pb
0,5 – 2,0	Б	22,0	3,4	2,6	0	0,13	0,019
2,0 – 5,0	Б Г Д	52,6 26,8 2,8	4,7 2,7 1,1	5,1 5,1 8,2	0 0 0,5	0,16 0,14 0,96	0,023 0 0
5,0 – 8,0	Б Г Д	73,2 37,4 3,2	5,5 4,4 1,3	9,2 9,2 11,4	0 0 0,8	0,19 0,17 1,03	0,029 0 0
8,0 – 16,0	Б Д	97,8 3,9	8,2 1,6	10,0 13,4	0 1,0	0,26 1,28	0,038 0
более 16,0	Д	4,5	1,8	16,4	1,1	1,47	0

Примечание: Б – бензиновый, Д – дизельный, Г – газовый (сжатый газ)

1. Токсичность отработавших газов при работе двигателя на сжиженном нефтяном газе принимается равной токсичности отработавших газов при работе двигателя на бензине, выбросы свинца отсутствуют.

2. Выбросы свинца рассчитываются только при использовании этилированного бензина.

Таблица 2

Значения 푲_풓풊풔 в зависимости от типа населенных пунктов.

Тип населенных пунктов	Значение 푲풓풊풔
	CO		CH		NO2		C	SO2	Pb
	Б, Г	Д	Б, Г	Д	Б, Г	Д	Д	Б, Г, Д	Б
Города с числом жителей более 1 миллиона человек	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,25	1,25
Города с числом жителей от 100 тысяч человек до 1 миллиона человек	0,89	0,95	0,85	0,93	0,79	0,92	0,8	1,15	1,15
Города с числом жителей от 30 до 100 тысяч человек	0,74	0,83	0,70	0,80	0,69	0,82	0,5	1,05	1,05
Прочие населенные пункты	0,58	0,64	0,50	0,60	0,60	0,70	0,3	1,00	1,00

Таблица 3

Значения 퐾_푛푖푠 для грузовых автомобилей с бензиновыми и газовыми двигателями.

Загрязняющ ее вещество	Коэффицие нт использован ия грузоподъе мности, γ	Значение 퐾푛푖푠 в зависимости от коэффициента использования пробега β
		0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0

Загрязняющ ее вещество	Коэффицие нт использован ия грузоподъе мности, γ	Значение 퐾푛푖푠 в зависимости от коэффициента использования пробега β
		0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
1	2	3	4	5	6	7	8	9
CO	< 0,2 0,2 – 0,4 0,4 – 0,6 0,6 – 0,8 0,8 – 1,0	0,52 0,56 0,60 0,64 0,68	0,53 0,58 0,63 0,68 0,73	0,54 0,61 0,67 0,73 0,79	0,55 0,63 0,70 0,77 0,84	0,56 0,65 0,73 0,81 0,89	0,57 0,67 0,77 0,86 0,95	0,58 0,70 0,80 0,90 1,00
CH	< 0,2 0,2 – 0,4 0,4 – 0,6 0,6 – 0,8 0,8 – 1,0	0,80 0,81 0,83 0,85 0,87	0,81 0,83 0,85 0,87 0,89	0,81 0,83 0,86 0,88 0,91	0,82 0,85 0,88 0,91 0,94	0,82 0,86 0,89 0,92 0,96	0,83 0,86 0,90 0,94 0,98	0,84 0,88 0,92 0,96 1,00
NO2	< 0,2 0,2 – 0,4 0,4 – 0,6 0,6 – 0,8 0,8 – 1,0	0,48 0,53 0,57 0,62 0,67	0,50 0,56 0,61 0,67 0,72	0,51 0,58 0,64 0,71 0,78	0,52 0,60 0,68 0,76 0,83	0,53 0,62 0,71 0,80 0,89	0,54 0,64 0,74 0,84 0,94	0,56 0,67 0,78 0,89 1,00
SO2	< 0,2 0,2 – 0,4 0,4 – 0,6 0,6 – 0,8 0,8 – 1,0	1,02 1,06 1,11 1,15 1,20	1,03 1,08 1,14 1,19 1,24	1,03 1,10 1,16 1,23 1,29	1,04 1,11 1,19 1,27 1,34	1,04 1,13 1,22 1,30 1,39	1,05 1,15 1,24 1,34 1,44	1,05 1,16 1,27 1,38 1,49
Pb	< 0,2 0,2 – 0,4 0,4 – 0,6 0,6 – 0,8 0,8 – 1,0	1,02 1,06 1,11 1,15 1,20	1,03 1,08 1,14 1,19 1,24	1,03 1,10 1,16 1,23 1,29	1,04 1,11 1,19 1,27 1,34	1,04 1,13 1,22 1,30 1,39	1,05 1,15 1,24 1,34 1,44	1,05 1,16 1,27 1,38 1,49

 

Таблица 4

Значения для грузовых автомобилей с дизелем.

Загрязняющ ее вещество	Коэффицие нт использован ия грузоподъе мности, γ	Значение в зависимости от коэффициента использования пробега β
		0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
CO	< 0,2 0,2 – 0,4 0,4 – 0,6 0,6 – 0,8 0,8 – 1,0	0,51 0,55 0,60 0,64 0,68	0,52 0,57 0,63 0,68 0,73	0,53 0,60 0,66 0,72 0,79	0,54 0,62 0,69 0,77 0,84	0,55 0,64 0,72 0,81 0,89	0,56 0,66 0,76 0,86 0,96	0,57 0,68 0,78 0,89 1,00
CH	< 0,2 0,2 – 0,4 0,4 – 0,6 0,6 – 0,8	0,63 0,66 0,70 0,73	0,64 0,68 0,72 0,76	0,65 0,70 0,74 0,79	0,66 0,71 0,76 0,82	0,67 0,73 0,79 0,85	0,67 0,74 0,81 0,88	0,68 0,76 0,84 0,92

Загрязняющ ее вещество	Коэффицие нт использован ия грузоподъе мности, γ	Значение 퐾푛푖푠 в зависимости от коэффициента использования пробега β
		0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
	0,8 – 1,0	0,76	0,80	0,84	0,88	0,91	0,95	1,00
NO2	< 0,2 0,2 – 0,4 0,4 – 0,6 0,6 – 0,8 0,8 – 1,0	0,75 0,77 0,79 0,81 0,83	0,75 0,77 0,80 0,82 0,86	0,76 0,78 0,82 0,84 0,89	0,76 0,79 0,83 0,87 0,92	0,76 0,79 0,84 0,89 0,94	0,77 0,80 0,85 0,91 0,97	0,77 0,81 0,87 0,93 1,00
SO2	< 0,2 0,2 – 0,4 0,4 – 0,6 0,6 – 0,8 0,8 – 1,0	1,02 1,07 1,12 1,16 1,21	1,03 1,09 1,15 1,20 1,26	1,04 1,10 1,18 1,25 1,32	1,04 1,12 1,20 1,29 1,37	1,05 1,14 1,23 1,33 1,42	1,05 1,16 1,26 1,37 1,48	1,06 1,18 1,29 1,41 1,53
С	< 0,2 0,2 – 0,4 0,4 – 0,6 0,6 – 0,8 0,8 – 1,0	0,25 0,38 0,43 0,50 0,60	0,35 0,39 0,46 0,54 0,66	0,36 0,40 0,49 0,58 0,73	0,36 0,41 0,51 0,63 0,80	0,36 0,42 0,53 0,67 0,86	0,37 0,43 0,56 0,71 0,93	0,38 0,44 0,58 0,75 1,00

Примечание к таблицам 3 и 4:

1. При отсутствии данных о фактических значениях γ и β принимается:

— для городских перевозок и перевозок сельскохозяйственных грузов γ = 0,6-0,8; β =

0,5;

— для междугородных перевозок γ = 0,8-1,0; β = 0,7.

2. Выбросы свинца рассчитываются только при использовании этилированного

бензина.

Масса выбросов загрязняющих веществ грузовыми (специальными) автомобилями с определенной грузоподъемностью и типом двигателя при движении вне населенных пунктов рассчитываются по формуле

푴^′          = 풎^′              ∙ 푳^′          ∙ 푲_풏풊풔, (2)

풊풌풔

풊풌풔

풊풌풔

где 푚^′ — пробеговый выброс i-го загрязняющего вещества грузовыми автомобилями k-ой грузоподъемности с двигателем s-го типа при движении вне населенного пункта, г/км (табл. 5);

퐿^′ — суммарный пробег грузовых автомобилей с двигателями s-го типа по территории вне населенных пунктов, км/год;

^퐾푛푖푠 — коэффициент, учитывающий изменение пробегового выброса от уровня использования грузоподъемности и пробега (табл. 3, 4).

Таблица 5

Пробеговые выбросы загрязняющих веществ при движении автомобилей вне территории населенных пунктов.

Грузоподъемность автомобиля или автопоезда, т	Тип двигателя	Пробеговый выброс 푚′ , г/км 푖푘푠
		CO	CH	NO2	C	SO2	Pb
0,5 – 2,0	Б	15,2	1,9	2,1	0	0,13	0,019

Грузоподъемность автомобиля или автопоезда, т	Тип двигателя	Пробеговый выброс 푚′ , г/км 푖푘푠
		CO	CH	NO2	C	SO2	Pb
2,0 – 5,0	Б Г Д	26,3 13,1 2,5	2,6 1,5 0,8	4,1 4,1 6,9	0 0 0,1	0,16 0,14 0,96	0,023 0 0
5,0 – 8,0	Б Г Д	40,8 20,2 2,6	4,1 2,4 1,2	8,0 8,0 9,1	0 0 0,2	0,19 0,17 1,03	0,029 0 0
8,0 – 16,0	Б Д	50,5 3,2	4,5 1,4	8,5 10,7	0 0,2	0,26 1,28	0,038 0
более 16,0	Д	3,6	1,5	13,1	0,3	1,47	0

Примечание: Б – бензиновый, Д – дизельный, Г – газовый (сжатый газ)

1. Токсичность отработавших газов при работе двигателя на сжиженном нефтяном газе принимается равной токсичности отработавших газов при работе двигателя на бензине, выбросы свинца отсутствуют.

2. Выбросы свинца рассчитываются только при использовании этилированного бензина.

Суммарный массовый выброс i-го загрязняющего вещества грузовыми автомобилями с учетом их среднегодового пробега, как по территории населенного пункта, так и за ее пределами, рассчитывают по формуле

푴_Г풊 = ∑^ퟓ

^∑ퟑ              (푴_풊풌풔 + 푴^′                         ) ∙ 푲_푻풊, (3)

풌=ퟏ

풔=ퟏ

풊풌풔

где 퐾_푇푖 — коэффициент, учитывающий влияние технического состояния автомобилей на массовый выброс i-го загрязняющего вещества. В зависимости от вида загрязняющего вещества принимается по табл. 6.

При отсутствии данных о распределении пробега грузовых автомобилей в городских и загородных условиях и наличии данных об общем пробеге автомобиля 퐿_푘푠, пробег 퐿_푖푘푠 и

퐿^′                определяется по формулам:

городские перевозки                                                                  퐿_푖푘푠 = 0,9 ∙ 퐿_푘푠; (4)

퐿^′        = 0,1 ∙ 퐿_푘푠; (5)

прочие перевозки                                                         퐿_푖푘푠 = 0,2 ∙ 퐿_푘푠; (6)

퐿^′        = 0,8 ∙ 퐿_푘푠; (7)

Таблица 6

Коэффициент, учитывающий влияние технического состояния автомобилей на массовый выброс i-го загрязняющего вещества 푲_푻풊.

Для грузовых автомобилей с бензиновыми и газовыми двигателями
CO	CH	NO2	SO2	Pb
2,0	1,83	1,0	1,15	1,15
Для грузовых автомобилей с дизельными двигателями
CO	CH	NO2	SO2	С
1,6	2,1	1,0	1,15	1,9

 

Задание на занятие

На балансе фирмы, занимающейся городскими грузоперевозками в городе с населением ХХ тысяч человек, стоят несколько дизельных грузовых машин и несколько машин на бензиновых двигателях с известной грузоподъемностью и среднегодовым пробегом одной машины. Этилированный бензин фирмой не используется. Определить массу выбросов загрязняющих веществ (по СО , CH, ^NO2^{, SO}2^{) от всех грузовых автомобилей, используемых фирмой за год.}

№ вари анта	Населени е, тыс. чел.	Кол-во машин		Грузоподъемность, т		пробег каждой машины, км/год
		дизель ная	бензин овая	дизельна я	бензиновая	дизельная	бензиновая
1	43	5	7	4	1,5	100000	190000
2	105	6	6	6,4	2,3	110000	185000
3	28	7	5	3	5,2	120000	160500
4	87	8	4	5,5	8,5	130000	125300
5	32	2	8	8,2	0,7	115000	147200
6	138	3	7	4,5	4,2	125000	120600
7	19	4	6	6	5,5	105000	104800
8	74	5	5	8,5	9	100000	164700
9	55	6	4	17	1,1	90000	127450
10	247	7	3	2,5	3	95000	165000

Практическая работа № 3

Оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха отработанными газами автотранспорта на участке магистральной улицы г. Иркутска

Цель занятия: научиться производить оценку уровня загрязнения атмосферного воздуха отработанными газами автотранспорта по концентрации окиси углерода.

Основные понятия

Загрязненность атмосферного воздуха отработанными газами автомобилей удобно оценивать по концентрации окиси углерода, в мг/м³.

Формула оценки концентрации окиси углерода (К_СО):

퐾_퐶푂 = (0,5 + 0,01 ∙ 푁 ∙ 퐾푚) ∙ Ка ∙ Ку ∙ Кс ∙ Кв ∙ Кп,                                                                                        (4)

где                    0,5 – фоновое загрязнение атмосферы  воздуха нетранспортного

происхождения, мг/м³;

N — суммарная интенсивность движения автомобилей на городской дороге, автом/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

퐾푚 = ^∑ 푃푖 ∙ 퐾푚푖                                    (5)

где Рi— состав автотранспорта в долях единицы; Kтi – коэффициент, зависящий от типа автотранспорта, определяется по таблице 9.

Таблица 9

Коэффициенты токсичности разных типов автотранспорта

Тип автомобиля	Kтi
Легкий грузовой Средний грузовой Тяжелый грузовой (дизельный) Автобус Легковой	2,3 2,9 0,2 3,7 1,0

Значение коэффициента Ка, учитывающего аэрацию местности, определяется в таблице 10.

Таблица 10

Тип местности по степени аэрации

Тип местности	Ка
Транспортные тоннели Транспортные галереи Магистральные улицы и дороги с многоэтажной застройкой с двух сторон Жилые улицы с одноэтажной застройкой, улицы и дороги в выемке Городские улицы и дороги с    односторонней застройкой, набережные, эстакады, виадуки, высокие насыпи Пешеходные тоннели	2,7 1,5 1,0   0,6 0,4 0,3

Значение коэффициента Ку, учитывающего изменение загрязнения воздуха окисью углерода в зависимости от величины продольного уклона, определяется по таблице 11.

Таблица 11

Продольный уклон местности

Продольный уклон, 0	Ку
0 2 4 6 8	1,00 1,06 1,07 1,18 1,55

Коэффициент изменения концентрации окиси углерода в зависимости от скорости ветра Кс определяется по таблице 12.

Таблица 12

Скорость ветра на изучаемом участке местности

Скорость ветра, м/с	Кс
1 2 3 4 5 6 10	2,7 2,0 1,5 1,2 1,05 1,0 0,8

Значение коэффициента Кв определяющего изменение концентрации окиси углерода в зависимости от относительной влажности воздуха, приведено в таблице 13.

Таблица 13

Относительная влажность воздуха на изучаемом участке местности

Относительная влажность,%	Кв
100 90 80 70 60 50	1,45 1,3 1,15 1.0 0,85 0,75

Коэффициент увеличения загрязнения воздуха окисью углерода у пересечений приведен в таблице 14.

Таблица 14

Тип пересечения на изучаемом участке местности

Тип пересечения	Кп
Регулируемое пересечение: — со светофорами обычное — со светофорами управляемое — саморегулируемое Нерегулируемое: -со снижением скорости — кольцевое — с обязательной остановкой Без пересечений	1,8 2,1 2,0   1,9 2,2 3,0 1,0

ПДК выбросов автотранспорта по окиси углерода равно 5 мг/ м³.

Снижение уровня выбросов возможно следующими мероприятиями:

 замена движения автомобилей;

 ограничение интенсивности движения до 300 авт / час;

 установка фильтров

Примеры решения типовых задач

Задание. Определить степень загрязнения окисью углерода автотранспортного потока, проходящего пожилой улицы с одноэтажной застройкой, если интенсивность движения составляет 60 машин в час, Пересечение улиц регулируется светофором. Поток автотранспорта состоит из 90% легковых автомобилей и 10% автобусов. Продольный уклон местности составляет 2⁰. Средняя скорость ветра, характерная для данного района – 2 м/с, а относительная влажность 70%.

Решение:

Из таблицы 9 находим коэффициенты Kтi для автобусов и легковых автомобилей, которые соответственно равны 3,7 и 1,0; подставив найденные коэффициенты в формулу 5, определим коэффициент токсичности автомобилей:

Кт=0,9· 1,0+0,1· 3,7=1,27

Значения коэффициентов Ка,Ку,Кв,Кс, Кп находим по таблицам 10-14 соответственно. Концентрацию окиси углерода определяем по формуле (4):

К_СО = (0,5 + 0,01· 60·1,27) · 0,6· 1,06· 2,0· 1,0· 1,8=2,889мг/м³

Задание.

1. Провести оценку  уровня загрязнения атмосферного воздуха отработанными газами автотранспорта, если:

— рассматривается магистральная улица  города с многоэтажной застройкой с двух сторон, без пересечений;

— продольный уклон улицы 2⁰;

— скорость ветра 4 м/сек;

— относительная влажность воздуха – 70%;

— температура 20 С⁰;

— расчетная  интенсивность  движения автомобилей   в   обоих направлениях – 500 автомашин в час;

2. Написать свое предложение по снижению загрязнения воздуха в городе Иркутск.

Состав автотранспорта для различных вариантов задания приведен в таблице 15.

Таблица 15

Процентный состав автотранспорта для рассматриваемой магистральной улицы города

Процентный состав автотранспорта, %	№ варианта задания
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
грузовых автомобилей с малой грузоподъемностью	10	50	10	—	5	20	—	15	5	—
грузовых автомобилей со средней грузоподъемностью	10	20	20	5	5	20	—	15	70	20
грузовых автомобилей с большой грузоподъемностью с дизельными двигателями	10	10	60	—	5	20	—	15	5	20
автобусов	50	10	5	75	20	20	5	50	—	—
легковых автомобилей.	20	10	5	20	65	20	95	5	20	60