Определение количества антропогенных загрязнений, попадающих в окружающую среду в результате работы автотранспорта

Цель работы: определение количества антропогенных загрязнений, попадающих в окружающую среду в результате работы автотранспорта на заданном участке автомобильной дороги.

Ход работы

Для исследования выбран участок автотрассы вблизи третьего корпуса НАУ длиной 0,6 км. Определено число единиц автотранспорта, проходящего по участку в течение 20 минут. Заполняем таблицу:

Тип автотранспорта	Всего за 20 мин	За 1 час, Nj	Общий путь за 1 час, Lj, км
Легковые автомобили			1399,5
Грузовые автомобили			166,5
Автобусы			139,5
Газель

Условно рассчитываем количество автомашин за час:

Легковые автомобили: N_j = 311·3 = 933;

Грузовые автомобили: N_j = 37 ·3 = 111;

Автобусы: N_j = 31·3 = 93;

Газель: N_j = 34·3 = 102.

Рассчитываем общий путь автомашин за час L_j, км(0,6 км –длина участка дороги):

Легковые автомобили: L_j = 933·0,6 = 1399,5 (км);

Грузовые автомобили: L_j = 111·0,6 = 166,5 (км);

Автобусы: L_j = 93·0,6 = 139,5 (км);

Газель: L_j = 102·0,6 = 153 (км);

Рассчитываем количество топлива (Q_j, л) разного вида, сжигаемого двигателями автомашин, по формуле:

Q_j = L_j·Y_j,

где L_j – общий путь, Y_j – расход топлива на 1 км, величины которого для каждого вида транспорта указаны в таблице:

Тип автотранспорта	Удельный расход топлива Yj (л на 1 км)
дизельное топливо	бензин
Легковые автомобили	0,11	0,13
Автобусы дизельные	0,41
Автобусы бензиновые		0,44
Грузовые автомобили	0,34
Газель		0,17

При расчёте количества сжигаемого топлива считаем, что ⅔ легковых автомобилей в качестве топлива используют бензин и ⅓ – дизельное топливо.

Расчётные значения расхода топлива заносим в таблицу:

Тип автомобиля	Lj	Qj
Бензин	Дизельное топливо
1. Легковые автомобили		121,3	51,3
2. Грузовые автомобили			56,61
3. Автобусы дизельные			57,2
4. Газель
Всего	åQ	155,22	165,11

Легковые автомобили (ДТ): Q_j = 1399,5 · ⅓ · 0,11 = 51,3 (л)

Легковые автомобили (бензин): Q_j = 1399,5 · ⅔ · 0,13 = 121,3 (л)

Грузовые автомобили: Q_j = 166,5 · 0,34 = 56,61 (л)

Автобусы: Q_j = 139,5 · 0,41 = 57,2 (л)

Газель: Q_j = 153 · 0,17 = 26,01 (л)

Рассчитываем объем выделившихся вредных веществ в литрах при нормальных условиях по каждому виду топлива (К·Q). Значения эмпирических коэффициентов (К), определяющих выброс вредных веществ от автотранспорта в зависимости от вида горючего, приведены в таблице:

Вид топлива	Значение коэффициента (К)
Угарный газ	Углеводороды	Диоксид азота
Бензин	0,6	0,1	0,04
Дизельное топливо	0,1	0,03	0,04

Результаты, полученные при расчёте объёмов выброса, заносим в таблицу:

Вид топлива	åQ, л	Количество вредных веществ, л
Угарный газ	Углеводороды	Диоксид азота
Бензин	155,22	93,13	15,52	6,2
Дизельное топливо	165,11	16,51	4,95	6,6
Всего	(V), л	109,64	20,47	12,8

Угарный газ (СО):

а) при сгорании бензина: 155,22 · 0,6 = 93,13

б) при сгорании дизельного топлива: 165,11 · 0,1= 16,51

Углеводороды (С₆Н₆):

а) при сгорании бензина: 155,22 · 0,1 = 15,52

б) при сгорании дизельного топлива: 165,11 · 0,03 = 4,95

Диоксид азота (NО₂):

а) при сгорании бензина: 155,22 · 0,04 = 6,2

б) при сгорании дизельного топлива: 165,11 · 0,04 = 6,6

Рассчитываем массу выделившихся вредных веществ (m, г) по формуле:

,

где М – молекулярная масса, V – объём.

Рассчитываем количество чистого воздуха, необходимое для разбавления выделившихся вредных веществ для обеспечения санитарно допустимых условий окружающей среды по формуле:

,

где m – масса вредных веществ (г), ПДК – предельно допустимая концентрация вредных веществ (мг/м³).

Результаты записываем в таблицу:

Вид вредного вещества	Кол-во, л (объем)	Масса, г	Объем воздуха для разбавления, м3	Значение ПДК, мг/м3
Угарный газ	109,64		45 667	3,0
Углеводороды	20,47	71,3	713 000	0,1
Диоксид азота	12,8	26,3	657 500	0,04

Расчёт массы выделившихся вредных веществ:

Угарный газ (СО): (г)

Углеводороды (С₆Н₆): (г)

Диоксид азота (NО₂): (г)

Расчёт объёма воздуха, необходимого для разбавления:

Угарный газ (СО): (м³)

Углеводороды (С₆Н₆): (м³)

Диоксид азота (NО₂): (м³)

Суммарное количество чистого воздуха, необходимое для разбавления выделившихся вредных веществ:

(м³)

Учитывая собственный рост (1,85м), ширину дороги (4·2,75м + 2·3м = 17м) и протяжённость исследуемого участка (1500м), рассчитываю доступное количество воздуха для разбавления выделившихся вредных веществ:

(м³)

Вывод: вблизи исследуемого участка автомобильной дороги чистого воздуха недостаточно для разбавления вредных веществ, выделяющихся при работе двигателей автомобилей и автобусов. Учитывая близость к автомагистрали жилых и общественных зданий, район можно отнести к экологически вредным.