Обработка результатов и выводы
Рассчитайте общий путь, пройденный выявленным числом автомобилей каждого типа за 1 ч (L, км), по формуле
Lj = NjL,
где j – обозначение типа автотранспорта; L – длина участка, км; Nj – число автомобилей каждого типа, выявленных за 1 ч.
Рассчитайте количество топлива Qj, л, разного вида, сжигаемого при этом двигателями автомашин, по формуле Qj = LjYj.
Определите общее количество сожженного топлива каждого типа автомобилей и занесите результаты в табл. 4.
Таблица 4
Расход топлива
| Тип автомобиля | Lj | Qj, л | |
| Бензин | Дизельное топливо | ||
| 1. Легковые автомобили (бензиновые, дизельные) | |||
| 2. Автобусы дизельные | |||
| 3. Автобусы бензиновые | |||
| 4. Грузовые автомобили | |||
| 5. Газель | |||
| Всего | ∑Q,л |
Рассчитайте объем выделившихся вредных веществ в литрах при нормальных условиях по каждому виду топлива (КQ) и всего, занесите результат в табл. 5.
Таблица 5
Объем выбросов
| Вид топлива | ∑Q, л | Количество вредных веществ, л | ||
| Угарный газ | Углеводороды | Диоксид азота | ||
| Бензин | ||||
| Дизельное топливо | ||||
| Всего | V, л |
Рассчитайте массу выделившихся вредных веществ m, г, по формуле
VM
m = 
,
22,4
где М – молекулярная масса.
Рассчитайте количество чистого воздуха, необходимое для разбавления выделившихся вредных веществ для обеспечения санитарно-допустимых условий окружающей среды, заполняя табл. 6.
Таблица 6
Результирующая таблица
| Вид вредного выброса | Кол-во, л (объем) | Масса, г | Объем воздуха для разбавления, м3 | Значение ПДК, мг/м3 |
| Угарный газ | 3,0 | |||
| Углеводороды | 0,1 | |||
| Диоксид азота | 0,04 |
Сопоставьте полученные результаты с количеством выбросов вредных веществ, производимых находящимися в вашем районе заводами, фабриками, котельными, автопредприятиями и другими загрязнителями воздуха.
Принимая во внимание близость к автомагистрали жилых и общественных зданий, сделайте вывод об экологической обстановке в районе исследованного вами участка автомагистрали. Для этого рассчитайте объем необходимого воздуха (м3) для заданного вам участка дороги, принимая во внимание ширину дороги, тротуары с обеих сторон движения и свой рост. Сделайте расчет фактической концентрации вредных выбросов (мг/м3), исходя из рассчитанного объема воздуха (м3) и массы конкретного газового выброса (мг).
Сделайте вывод и оцените экологическую ситуацию на исследуемом участке автотрассы, сравнив фактическую концентрацию выбросов, поступивших в атмосферу, с ПДК.
Вариант 2
Для проведения работы выбираем участок вблизи учебного заведения, имеющий хороший обзор с прилегающей территории. В течение 20 мин определяем число единиц проезжающего автотранспорта, одновременно заполняя табл. 1.
Таблица 1
Интенсивность движения автотранспорта
| Тип транспорта | Количество проезжающих автомобилей за 20 мин в одном направлении | Интенсивность движения Nj за 1 ч | Средний эксплуатационный расход топлива G, л/км |
| Легковые автомобили | 0,12 | ||
| Грузовые автомобили (бензин) | 0,33 | ||
| Автобусы бензиновые | 0,37 | ||
| Дизельные грузовые автомобили | 0,34 | ||
| Автобусы дизельные | 0,28 | ||
| Газель (бензин) | 0,16 |
Количество выбросов вредных веществ, поступающих от автотранспорта в атмосферу, может быть оценено расчетным методом.
Рассчитаем мощность эмиссии q (количество выбросов) СО,
СхНх, NО2, Pb в отработавших газах для каждого из газообразных веществ по формуле
Q = 2,06 · 10-4 т [∑(Gik Nik Kk ) – ∑(Gid Nid Kd)], (г/с·м), (1)
где m – поправочный коэффициент, зависящий от средней cкорости транспортного потока (см. рисунок).
Gik, Gid – средний эксплуатационный расход топлива для данного типа карбюраторных и дизельных автомобилей соответственно, л/км (см. табл. 1);
Nik Nid – интенсивность движения каждого выделенного типа карбюраторных и дизельных автомобилей соответственно, авт./ч; Кк, Кд – коэффициенты, принимаемые для данного компонента загрязнения, для карбюраторных и дизельных типов соответственно (табл. 2).
Рис. 1. Зависимость поправочного коэффициента m от средней скорости транспортного потока
Таблица 2
Коэффициенты для компонентов загрязнений карбюраторных и дизельных двигателей
| Тип автотранспорта | К для компонентов Рк загрязнений | |||
| СО | СхНу | NO2 | Pb | |
| Легковые автомобили | 0,6 | 0,12 | 0,06 | 0,37 |
| Грузовые автомобили | 0,6 | 0,12 | 0,06 | 0,17 |
| Автобусы бензиновые | 0,6 | 0,12 | 0,06 | 0,17 |
| Дизельные грузовые автомобили | 0,14 | 0,37 | 0,015 | – |
| Автобусы дизельные | 0,6 | 0,06 | 0,06 | – |
Мощность эмиссии свинца в отработавших газах карбюраторных двигателей рассчитывается по формуле
QPb= 2,06 10 -7Тр КоKPb [∑ Gik Nik Pk], (г/с·м), (2)
где Тр – коэффициент, зависящий от скорости транспортного потока; для скорости, равной 80 км/ч, (Тр = 1);
Кo – коэффициент, учитывающий оседание свинца в системе выпуска отработавших газов (на деталях двигателя), (Kо = 0,8);
KPb – коэффициент, учитывающий долю отрабатываемого свинца в виде аэрозолей в общем виде выбросов, (КPb = 0,2);
Рк – содержание добавки свинца в топливе, применяемом в автомобиле данного типа. Для бензина марки АИ-76 Рк = 0,17 г/кг, а для АИ-93 Рк = 0,37 г/кг.
Рассчитываем концентрацию загрязнения атмосферного воздуха различными компонентами в зависимости от расстояния кромки дороги по формуле
С = (0,45g) 
(δV sin ϕ) + F, мг/м3, (3)
где g – мощность эмиссии различных компонентов загрязнения, рассчитанная ранее; δ – значение стандартного Гауссова рассеяния в вертикальном направлении, зависит от расстояния дороги и уровня радиации (табл. 3); V – скорость ветра, преобладающая в расчетный период месяца, равная 3 м/с; sinϕ – угол, составляющий направление ветра к трассе, 30°; F – фоновая концентрация загрязнений (г/м3).
Таблица 3 Значение стандартного Гауссова рассеяния δ
| Приходящая солнечная радиация | Значениеδ при удалении кромки проезжей части, м | |||||||||
| Сильная | 0,2 | |||||||||
| Слабая | – |
Предельно допустимые концентрации токсичных составляющих отработавших газов в воздухе населенных мест представлены в табл. 4.
Таблица 4
Предельно допустимые концентрации токсичных составляющих отработавших газов
| Виды выбросов | Среднесуточный ПДК, мг/м | Класс опасности |
| Окись углерода | 3,0 | |
| Углеводороды | 1,5 | |
| Оксид азота | 0,04 | |
| Соединение свинца | 0,0003 |
По полученным данным в результате расчетов строим графики зависимости концентраций выбрасываемых веществ (мг/м3) от расстояния от проезжей части (м). На них по значениям ПДК для соответствующих выбросов определяем безопасные расстояния от кромки дороги. По результатам работы оцениваем экологическую ситуацию на данном участке дороги и разрабатываем мероприятия по уменьшению количества выбросов и по защите атмосферного воздуха и человека от их воздействия.
Контрольные вопросы
1. Какой бензин называют этилированным?
2. От каких факторов в основном зависит количество выбросов в атмосферном воздухе в больших городах?
3. Как подразделяют по воздействию на организм человека компоненты отработавших газов?
4. Какие вещества составляют основную часть пылевых выбросов от работы автотранспорта?
5. Как влияют пылевые выбросы на здоровье человека?
6. Каковы пути снижения вредного воздействия выбросов от работы автотранспорта?
7. Что такое фотохимический смог? Процесс образования и влияние на человека.