Отработанными газами автотранспорта на участке улицы (по концентрации CO)
Загрязнение атмосферного воздуха отработанными газами автомобилей удобно оценивать по концентрации окиси углерода, в мг/м3. Исходными данными для работы служат показатели, полученные во время проведения предыдущей работы, можно проводить и в качестве самостоятельной работы. Например: 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.
Цель работы: оценить уровень загрязнения атмосферного воздуха отработанными газами автотранспорта на определенном участке городской улицы.
Ход работы
Концентрация оксида углерода KCO оценивается по следующей формуле:
, (1)
где 0,5 – фоновое загрязнение атмосферного воздуха нетранспортного происхождения, мг/м3;N – суммарная интенсивность движения автомобилей на городской дороге, авт./ 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 изменение 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:
, (2)
где Pi – состав автотранспорта в долях единицы;КТi – коэффициенты токсичности конкретного автомобиля в зависимости от типа машины приведены в табл. 6.
Таблица 6
Параметры коэффициента токсичности
автомобиля
| Тип автомобиля | Коэффициент KT |
| Легкий грузовой | 2,3 |
| Средний грузовой | 2,9 |
| Тяжелый грузовой (дизельный) | 0,2 |
| Автобус | 3,7 |
| Легковой | 1,0 |
Подставив значения согласно заданию (собственные значения), получаем: КТ = 0,1 · 2,3 + 0,1 · 2,9 + 0,05 · 3,7 + 0,7 · 1 = 1,41
Значение коэффициента КА, учитывающего аэрацию местности, определяется по табл. 7.
Таблица 7
Параметры коэффициента 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 |
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. 8.
Таблица 8
Параметры коэффициента КУ
| 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. 9.
Таблица 9
Параметры коэффициента КС
| 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. 10.
Таблица 10
Параметры коэффициента КВ
| 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. 11.
Таблица 11
Параметры коэффициента КП
| 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 коэффициента, оценим уровень загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода:
КСО = (0,5 + 0,01 · 500 · 1,4) · 1 · 1,06 · 1,20 · 1,00 = 8,96 мг/м3.
ПДК выбросов автотранспорта по окиси углерода равна 5 мг/м3. Снижение уровня возможно следующими мероприятиями:
ü запрещение движения автомобилей;
ü ограничение интенсивности движения до 300 авт/час (до снижения концентрации СО до предельно допустимой);
ü замена карбюраторных грузовых автомобилей дизельными;
ü установка фильтров.
Сделать вывод.
1.5. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВОД
Качество воды – это совокупность физических, химических, биологических и бактериологических показателей, обусловливающих пригодность воды для использования в промышленном производстве и быту. Требования к ее использованию на производственные цели устанавливаются в каждом конкретном случае в зависимости от назначения и особенностей применения воды.
Воду, используемую в промышленности подразделяют на охлажда-ющую, технологическую и энергетическую. Охлаждающая вода используется для охлаждения жидких и газообразных продуктов в теплообменных аппаратах, она не соприкасается с материальными потоками и не загрязняется. В промышленности 65–80 % воды используется для охлаждения. Энергетическая вода применяется для получения пара и нагревания оборудования, помещений, продуктов. Технологическую воду подразделяют на средообразующую, промывающую и реакционную. Средообразующая вода используется для растворения и образования пульп, при обогащении и переработке руд, гидротранспортировке продуктов и отходов производства; промывающая – для промывки газообразных (абсорбция), экстракции жидких и твердых продуктов; реакционная – в составе реагентов, а также при азеотропных перегонках. Технологическая вода непосредственно контактирует с продуктами и изделиями, в результате чего образуются промышленные стоки.
Сточная вода – это вода, бывшая в употреблении или прошедшая через какую-либо загрязненную территорию. Различают бытовые или хозяйственно-фекальные (БСВ), атмосферные (АСВ) и промышленные (ПСВ) сточные воды.
Для очистки сточных вод используют механические, физико-химические, химические, термические, биологические методы, которые в свою очередь подразделяются на рекуперационные и деструктивные. Рекуперационные предусматривают извлечение из сточных вод ценных веществ и их дальнейшее использование. В деструктивных методах загрязняющие воду вещества разрушаются путем окисления или восстановления.
Механические методы очистки сточных вод или так называемые методы осветления служат для удаления взвешенных грубо- или мелкодисперсных примесей. Грубодисперсные примеси удаляют из сточных вод чаще всего отстаиванием или флотацией; мелкодисперсные – фильтрованием, осаждением в центробежном поле. Выбор методов осветления зависит от дисперсности частиц, физико-химических свойств и концентрации примесей, расхода стоков и требуемой степени осветления. Методы механической очистки позволяют удалять частицы размером больше 10–50 мкм.
К физико-химическим методам очистки сточных вод относят: коагуляцию, флокуляцию, адсорбцию, ионный обмен, экстракцию, ректификацию, выпаривание, дистилляцию, ультрафильтрацию, кристаллизацию, десорбцию.
К химическим методам очистки сточных вод относят: нейтрализацию, окисление и восстановление, реагентные методы (перевод растворимых соединений в нерастворимые).
Биологическая очистка сточных вод микроорганизмами может проводиться как в аэробных, так и анаэробных условиях. В процессе биологической очистки формируются биоценозы: активный ил или биопленка.
К термическим методам очистки сточных вод относят: концентрирование с последующим выделением растворенных веществ; окисление органических веществ в присутствии катализаторов при атмосферном или повышенном давлении; жидкофазное или парофазное окисление органических веществ.
Кислые или щелочные воды перед выпуском в водоем или подачей на биологические очистные сооружения должны быть нейтрализованы. Кроме того, нейтрализация сточных вод необходима для предотвращения коррозии трубопроводов и других технологических систем.
Для обезвреживания промышленных сточных вод применяют следующие способы нейтрализации:
ü взаимную нейтрализацию кислых и щелочных стоков вод (если они имеются на данном предприятии);
ü нейтрализацию реагентами;
ü фильтрование через нейтрализующие материалы.
Эффективна нейтрализация стоков через доломитовый фильтр (CaCO3 · MgCO3), известняк (CaCO3), магнезит (MgCO3), обожженный магнезит (MgO). При выборе реагентов для нейтрализации стоков учитывают, будет ли в процессе очистки образовываться осадок или нет.
Различают три вида кислотосодержащих стоков:
1) воды, содержащие слабые кислоты (H2CO3, CH3COOH);
2) воды, содержащие сильные кислоты (HCl, HNO3). Для их нейтрализации может быть использован любой названный выше агент. Соли этих кислот хорошо растворимы в воде;
3) воды, содержащие серную и сернистую кислоты. Кальциевые соли этих кислот плохо растворимы в воде и выпадают в осадок.