ТЕМА 3. Расчет рассеяния выбросов от автотранспорта

Цель занятия:провести оценку приземных полей концентраций токсичных веществ по модели Гауссового распределения примесей в атмосфере.

Задачи:определить концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, учитывая метеоусловия района рассеивания и наметить лан мероприятий по защите жилой застройки.

При расчете рассеяния выбросов от автотранспорта и определения концентрации токсичных веществ на различном удалении от дороги используется модель Гауссового распределения примесей в атмосфере на небольших высотах. В настоящее время практически во всех странах модели такого типа доминируют в нормативных документах, определяющих правила расчета приземных полей концентраций.

В моделях гауссового типа предполагается, что рассеяние нейтрально-плавучей примеси в трехмерном пространстве происходит по нормальному закону распределения при условии сохранения термодинамических условий атмосферы и постоянства вектора скорости ветра. Учет ряда иных факторов, влияющих на перенос, рассеяние и осаждение примеси, выполняется введением различных поправок, которые позволяют учесть, например, отражение примеси от границ слоя рассеяния, взаимодействие примеси с поверхностью, сухое и влажное осаждение, химические превращения и пр. эффекты [9].

Задание:

1. Определить концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе от автотранспорта с учетом условий их рассеивания.

2. По результатов расчетов построить график загрязнения отработавшими газами придорожной зоны.

3. Наметить план мероприятий по снижению влияния и рассеивания выбросов автотранспорта на жилую зону.

Порядок выполнения расчетов:

Концентрация загрязнений атмосферного воздуха окисью углерода, углеводородами, окислами азота, соединениями свинца вдоль автомобильной дороги определяется по формуле:

(6)

где C – концентрация данного вида загрязнения в воздухе, г/м³;

σ – стандартное отклонение Гауссового рассеивания в вертикальном направлении, м (табл. 4);

V – скорость ветра, преобладающего в расчетный месяц летнего периода, м/с;

φ – угол, составляемый направлением ветра к трассе дороги. При угле от 90 до 30 градусов скорость ветра следует умножать на синус угла, при угле менее 30 градусов используют коэффициент 0,5;

F – фоновая концентрация загрязнения воздуха, г/м³.

Таблица 4 – Значения стандартного Гауссового отклонения при удалении

от кромки проезжей части

Приходящая солнечная радиация	Значения стандартного Гауссового отклонения σ при удалении от кромки проезжей части, в метрах
Сильная
Слабая
Примечание: Сильная солнечная радиация соответствует ясной солнечной погоде, слабая - пасмурной (в т.ч. дождливой). Величина должна приниматься в расчетный период наибольшей интенсивности движения (летний период). Уровень солнечной радиации принимается в зависимости от того, какая погода превалирует в расчетный месяц.

Результаты расчета по формуле 6 сопоставляются с предельно допустимыми концентрациями (ПДК), установленными органами Министерства здравоохранения с учетом класса опасности для токсичных составляющих отработавших газов тепловых двигателей в воздухе населенных мест (табл. 5).

Таблица 5 – Предельно допустимая концентрация токсичных составляющих отработавших газов в воздухе населенных мест, мг/м³

Вид вещества	Класс опасности	Среднесуточные предельно допустимые концентрации, мг/м3
Окись углерода		3,0
Углеводороды		1,5
Окислы азота		0,04
Соединения свинца		0,0003

По полученным результатам строится график загрязнения отработавшими газами придорожной зоны. Пример графика приведен на рисунке 4.

Рисунок 4 – Снижение концентрации СО за счет устройств трехрядных

посадок деревьев

При необходимости уменьшения ширины распространения загрязнения следует предусматривать защитные зеленые насаждения, экраны, защитные валы, прокладку автомобильной дороги в выемке (прил. А).

Выбор защитных мероприятий следует осуществлять на основе технико-экономического сравнения следующих основных вариантов:

- изменение параметров дороги, направленное на повышение средней скорости транспортного потока;

- ограничение движения отдельных типов автомобилей полностью или в отдельные интервалы времени;

- усиление контроля за движением автомобилей с неотрегулированными двигателями по участку, чувствительному к загрязнению воздушной среды, в целях минимизации токсичных выбросов;

- устройство защитных сооружений.