Оценка загрязнения атмосферного воздуха отработанными газами автотранспорта на участке магистральной улицы (по концентрации CO).
Оценка загрязнения атмосферного воздуха отработанными газами автотранспорта на участке магистральной улицы (по концентрации CO).
Одиночный автомобиль, движущийся по дороге, не в состоянии оказать сколько-нибудь заметного влияния на окружающую среду. Совершенно другая ситуация складывается при движении совокупности различных транспортных средств по автомобильным дорогам. Здесь влияние на окружающую среду определяется не только техническими характеристиками автомобиля и дороги, но и интенсивностью, скоростью движения, а также – составом транспортного потока и плотностью дорожной сети.
Движение автомобиля в составе плотных транспортных потоков характеризуется изменением условий движения (скорости и ускорения). Это приводит к изменению нагрузочно-скоростных режимов работы двигателей, что оказывает существенное влияние на выброс вредных веществ. Также, к основным факторам, влияющим на выброс загрязнителей, относят технический уровень и эксплуатационное состояние автомобилей, количество и номенклатура перевозимых грузов.
Основными загрязнителями атмосферного воздуха, входящими в состав выхлопов автотранспорта, в зависимости от типа двигателя, являются: окись углерода (угарный газ) СО, оксиды азота NO и NO2, различные углеводороды CnHm, бенз(а)пирен, сернистый газ SO2.
Загрязнение атмосферного воздуха отработанными газами автомобилей удобно оценивать по концентрации окиси углерода (CO), мг/м3.
Условие задачи.
Расчитать концентрацию окиси углерода на участке магистральной улицы при выбросе отработанных газов автотранспорта.
Указания к решению задачи.
Формула оценки концентрации окиси углерода (Сco):
, (1)
где СФ - фоновое загрязнение атмосферного 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 (см. прил. 3);
КУ - коэффициент, учитывающий изменение загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода в зависимости от величины продольного уклона (см. прил. 4);
КС - коэффициент, учитывающий изменение концентрации окиси углерода в зависимости от скорости ветра (см. прил. 5);
КВ - значение коэффициента, учитывающего изменение концентрации окиси углерода в зависимости от влажности воздуха (см. прил. 6);
КП - коэффициент увеличения загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода у пересечений (см. прил. 7).
Коэффициент токсичности автомобилей определяется как средневзвешенный для потока автомобилей по формуле:
,
где Pi - состав движения в долях единицы для i-того вида транспорта. Коэффициент Pi приведен в таблице 2 в процентах, а при решении необходимо Pi выражать в виде десятичной дроби. Значение коэффициента токсичности КТi i-того вида транспорта определяется по приложению 8.
Пример.
Пусть на некотором участке магистральной улицы состав движения для легкого грузового транспорта – 20%,
среднего грузового транспорта – 10%,
тяжелого грузового транспорта – 10%,
автобуса – 10%,
легкового транспорта – 50%,
тогда коэффициент токсичности автомобилей на данном участке:
КТ = 0,2×2,3 + 0,1×2,9 + 0,1×0,2 + 0,1×3,7 + 0,5×1,0 = 1,64
Для оценки уровня загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода подставить значения коэффициентов в формулу (1). Соответствующие коэффициенты взять из таблиц 2 и 3, вариант исходных данных принять по последней цифре учебного шифра.
Таблица 2.
Состав движения Pi, %
| Вид транспортного средства | Варианты | |||||||||
| Легкий грузовой | ||||||||||
| Средний грузовой | ||||||||||
| Тяжелый грузовой (дизельный) | ||||||||||
| Автобус | ||||||||||
| Легковой |
Таблица 3.
Параметры улицы
| Параметр | Варианты | |||||||||
| Фоновая концентрация окиси углерода Cф, мг/м3 | 0,02 | 0,9 | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 1,5 | 0,01 | 0,01 | 0,03 | 0,6 |
| Интенсивность движения, автом./час | ||||||||||
| Тип местности | C | B | A | D | E | C | A | D | C | B |
| Продольный уклон, ° | ||||||||||
| Скорость ветра, м/с | ||||||||||
| Относительная влажность j, % | ||||||||||
| Тип пересечения | 1a | 1с | 2a | 1b | 2b | 2a | 2a | 1b | 2c | 1c |
Снижение уровня выбросов возможно следующими мероприятиями:
- запрещение движения автомобилей;
- ограничение интенсивности движения до 300 авт/час;
- замена карбюраторных грузовых автомобилей дизельными;
- переход на новые, альтернативные виды топлива;
- другие мероприятия.
Задание 3.
Таблица 4
| Номер варианта | Опасное вещество |
| хлористый водород - НСl | |
| окись азота - NO | |
| диоксид азота – NO2 | |
| серный ангидрид - S03 | |
| оксид углерода - СО | |
| диоксид углерода – CO2 | |
| фосфорный ангидрид – Р2О5 | |
| сероводород –H2S | |
| метан – СН4 | |
| фенол- С6O6OН |
Пример выполнения задания.
Таблица 5
| Номер варианта | Металл |
| свинец(РЬ) | |
| мышьяк (As) | |
| ванадий (V) | |
| ртуть (Hg) | |
| хром (Сг) | |
| кадмий (Cd) | |
| никель (Ni) | |
| цинк(Zn) | |
| медь (Си) | |
| алюминий (А1) |
Пример выполнения задания.
Охарактеризуйте абсорбцию, распределение и токсичность иона металла (на примере урана) в организме человека и животных.
Ответ.
Токсичность урановых соединений была отмечена давно, так как большое количество урановых руд перерабатывают для выделения из них элемента радия. Оценим химическое влияние урановых соединений на высшие организмы, не затрагивая радиационную опасность нестабильных урановых изотопов.
Уран - элемент с атомным номером 92 один из представителей группы актинидов имеет самую высокую атомную массу из всех встречающихся в природе элементов, может находиться в нескольких валентных состояниях (3,4, 5 и 6), но только U(IV) и U(VI) стабильны в водных растворах. Наиболее важными соединениями из этих двух серий являются оксиды и галогениды; их токсичность зависит от их физико-химических свойств, скорости попадания в организм, от присутствия высокотоксичных галогенпроизводных групп типа UF и других условий.
Абсорбция урана сильно отличается для его различных соединений в зависимости от их физико-химических свойств, а также пути их введения в организм. Величина легочной абсорбции урана (50%) получена при испытаниях на кроликах. Органы дыхания и желудочно-кишечный тракт могут стать важнейшими путями проникновения этого металла в организм. Однако абсорбция урана в кишечнике мало изучена. Некоторые соединения урана могут абсорбироваться кожей, уран найден также в кроветоке крыс после дермального контакта с уранил-нитратом.
Распределение урана в организме зависит от природы введенного вещества. После инъекции уран довольно быстро удаляется из кроветока, оседая в почках и костях. Соли уранила в отличие от соединений U(IV) не аккумулируются в заметном количестве ни в почках, ни в костях. Главный путь выведения урана U(VI) из организма - экскреция с мочой.
Почки - это главная мишень урана. Легкость образования бикарбонатных комплексов UO22+ совместно с наблюдением, что алкоголь понижает токсичный эффект, приводит к предположению, что бикарбонатный комплекс легко фильтруется через почечные клубочки, а затем разлагается при подкислении мочой в канальцах; свободный UO22+ может свободно реагировать с клетками последних. Установлено, что крысы и собаки сравнительно устойчивее к урану, чем кролики. В целом урановые соли могут вызвать острую почечную недостаточность.
Как и в случае других тяжелых металлов, хроническое действие низкими дозами урана защищает животных против последующей обычно уже смертельной дозы этого металла. Механизм подобной толерантности к урану не объяснен.
Оценка загрязнения атмосферного воздуха отработанными газами автотранспорта на участке магистральной улицы (по концентрации CO).
Одиночный автомобиль, движущийся по дороге, не в состоянии оказать сколько-нибудь заметного влияния на окружающую среду. Совершенно другая ситуация складывается при движении совокупности различных транспортных средств по автомобильным дорогам. Здесь влияние на окружающую среду определяется не только техническими характеристиками автомобиля и дороги, но и интенсивностью, скоростью движения, а также – составом транспортного потока и плотностью дорожной сети.
Движение автомобиля в составе плотных транспортных потоков характеризуется изменением условий движения (скорости и ускорения). Это приводит к изменению нагрузочно-скоростных режимов работы двигателей, что оказывает существенное влияние на выброс вредных веществ. Также, к основным факторам, влияющим на выброс загрязнителей, относят технический уровень и эксплуатационное состояние автомобилей, количество и номенклатура перевозимых грузов.
Основными загрязнителями атмосферного воздуха, входящими в состав выхлопов автотранспорта, в зависимости от типа двигателя, являются: окись углерода (угарный газ) СО, оксиды азота NO и NO2, различные углеводороды CnHm, бенз(а)пирен, сернистый газ SO2.
Загрязнение атмосферного воздуха отработанными газами автомобилей удобно оценивать по концентрации окиси углерода (CO), мг/м3.
Условие задачи.