Определение количества загрязняющих веществ, выделяемых автотранспортом на улицах города

  Федеральное  государственное  бюджетное  образовательное  учреждение

высшего  профессионального  образования

«Сибирская  государственная  геодезическая  академия»

(ФГБОУ  ВПО  «СГГА»)

Кафедра  безопасности  жизнедеятельности

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ

Тема: «Определение количества загрязняющих веществ, выделяемых автотранспортом на улицах города»

_______________________________________________________

                                   Студента 3 курса (заочной формы обучения)

Вариант №5

                         Выполнил:

 студент группы Бс3-Н

                                     Рядовая О.В.

№ зачетки 3-12-24635                                             

 Проверил:

                                                    Татаренко Валерий Иванович

Нягань 2014

1.Выбросы в атмосферу автомобилями.

Отработанные газы (ОГ) ДВС содержат сложную смесь, насчитывающую сотни соединений. В основном это газообразные вещества и небольшое количество твёрдых веществ, находящихся во взвешенном состоянии По химическим свойствам, характеру воздействия на организм человека вещества, составляющие отработанные газы, разделяются на нетоксичные (азот, кислород, углекислый газ, водяной пар, водород) и токсичные (угарный газ CO, углеводороды CnHm , оксиды азота NOx , диоксид серы SO2, сероводород H2S, альдегиды и др.). Присутствие CO в больших количествах (до 12%) характерно для ОГ бензиновых двигателей при работе на богатых топливовоздушных смесях. Среди органических соединений обнаруживаются представители циклических и ароматических углеводородов, среди которых немало канцерогенов (например, бенз[a]пирен).

2. обследование структуры и

интенсивности автотранспортных потоков.

В качестве исходных данных для расчета выбросов автотранспорта в атмосферу используются результаты натурных обследований структуры и интенсивности автотранспортных потоков с подразделением по основным категориям автотранспортных средств.

Используемые при расчете выбросов параметры определяются на основе натурных обследований, проведение которых осуществляется по достаточно простой схеме, не требующей инструментального оснащения и продолжительного обучения.

Для определения характеристик автотранспортных потоков на выбранных участках улично-дорожной сети проводится учет проходящих автотранспортных средств в обоих направлениях с подразделением по следующим группам:

I – легковые автомобили, отдельно, "отечественные" (ВАЗ, ГАЗ, УАЗ, ЗАЗ) и "зарубежные" (Лз), - импортные автомобили (а также автомобили, производимые на территории РФ по лицензии ряда фирм).

II – микроавтобусы (МА) и автофургоны (АФ), отечественного (ГАЗель, УАЗ) и зарубежного производства.

III – автобусы бензиновые (АК) - ПАЗ, ЛиАЗ, ЛАЗ, ГАЗ.

IV – автобусы дизельные (АД).

V – грузовые бензиновые свыше 3,5 т (включая, работающие на сжиженном нефтяном газе) -ГАЗ, ЗИЛ.

VI – грузовые дизельные до 12 т. Отечественного - КамАЗ, МАЗ, ЗИЛ и зарубежного производства (ГД < 12).

VII – грузовые дизельные свыше 12 т. Отечественного (МАЗ, КрАЗ) и зарубежного производства (ГД > 12).

Подсчет проходящих по данному участку автомагистрали транспортных средств проводится в течение 20 минут каждого часа (а при недостаточности числа наблюдателей – первые 20 минут – в одном направлении; следующие 20 минут - в противоположном направлении).

Для выявления максимальной транспортной нагрузки наблюдения выполняются в часы "пик". Для большинства городских автомагистралей отмечаются два максимума: утренний и вечерний (соответственно с 7-8 час до 10-11 час и с 16-17 час до 19-20 час), для многих транзитных автомагистралей наибольшая транспортная нагрузка характерна для дневного времени суток.

Натурные обследования состава и интенсивности движущегося автотранспортного потока проводятся в часы "пик" на каждой автомагистрали.

Результаты натурных обследований структуры и интенсивности движущегося автотранспортного потока заносятся в полевой журнал по форме, приведенной в табл.1.

Таблица 1 Полевой журнал обследования характеристик движущегося автотранспортного потока

Наименование улицы – Сергинская.;

Направление движения – к Загородных.;

Этажность прилегающих зданий – 1-9 эт.;

Ширина проезжей части (м) –  5;

Количество полос – 1;

Для оценки транспортной нагрузки в районе регулируемых перекрестков проводятся дополнительные обследования.

Последовательно (а при возможности одновременно) на каждом направлении движения в период действия запрещающего сигнала светофора (включая и желтый цвет) выполняется подсчет автотранспортных средств, образующих "очередь". Одновременно фиксируется длина "очереди" в метрах.

Результаты дополнительных обследований заносятся в полевой журнал по форме, приведенной в табл.2.

Таблица.2 Полевой журнал обследования автотранспортных потоков на перекрестках

Наименование улиц, образующих перекресток –– Сергинская -Загородных;

Направление движения автотранспорта – по Сергинская к ул.Загородных-;

Этажность прилегающих зданий – 1-9 эт.;

Ширина проезжей части (м) – 7;

Количество полос – 1.

На каждой автомагистрали (или ее участке) фиксируются следующие параметры:

- ширина проезжей части7 (в метрах);

- количество полос движения  в каждом направлении 1;

- протяженность выбранного  участка автомагистрали 0,921(в км) с указанием названий улиц, ограничивающих данную автомагистраль (или ее участок);

- средняя скорость автотранспортного  потока с подразделением на  три основные категории: легковые, грузовые и автобусы (в км/час) (определяется по секундомеру с учётом расстояния между постами наблюдения  по карте дубльГИС).

На обследуемом перекрестке фиксируются следующие параметры:

- ширина проезжей части 7 (в метрах);

- количество полос движения  в каждом направлении 1;

- протяженность зоны перекрестка  в каждом направлении 5(в метрах).

К полевым журналам по формам таблиц 1 и 2 прилагаются схемы расположения обследуемых автомагистралей и перекрестков с регулируемым движением.

3. Расчет выбросов загрязняющих

веществ автотранспортных потоков

Выброс i-го вредного вещества автотранспортным потоком определяется для конкретной автомагистрали на всей протяженности.

Выброс i-го загрязняющего вещества (г/с) движущимся автотранспортным потоком на автомагистрали (или ее участке) с фиксированной протяженностью L (км) определяется по формуле:

(г/км) – пробеговый выброс i-гo вредного вещества автомобилями k-й группы для городских условий эксплуатации, определяемый по табл. 3;

- количество групп автомобилей;

 (1/час) – фактическая наибольшая интенсивность движения, т.е. количество автомобилей каждой из групп, проходящих через фиксированное сечение выбранного участка автомагистрали в единицу времени в обоих направлениях по всем полосам движения;

 – поправочный коэффициент, учитывающий среднюю скорость движения транспортного потока ( км/ч) на выбранной автомагистрали (или ее участке) определяемый по табл. 3.2);

 – коэффициент пересчета;

(км) - протяженность автомагистрали (или ее участка), из которой исключена протяженность очереди автомобилей перед запрещающим сигналом светофора и длина соответствующей зоны перекрестка (для перекрестков, на которых проводились дополнительные обследования).

L(км)=921-40-5=876м=0,876км

МLi(CO)Io=0,876/3600*5*5*250*0,88=1,33 г/с

МLi(NO2)Io=0,876/3600*5*1,3*250*0,88=0,34 г/с

МLi(CН)Io=0,876/3600*5*1,1*250*0,88=0,29 г/с

МLi(сажа)Io=0,876/3600*5*0,03*250*0,88=0,008 г/с

МLi(SO2)Io=0,876/3600*5*0.03*250*0,88=0,008 г/с

МLi(фор-гит)Io=0,876/3600*5*0,005*250*0,88=0,001 г/с

МLi(бензапирен)Io=0,876/3600*5*0,4*250*0,88=0,1*10-6 г/с

МLi(CO)Iз=0,876/3600*5*2*350*0,88=0,74 г/с

МLi(NO2)Iз=0,876/3600*5*0,7*350*0,88=0,2 г/с

МLi(CН)Iз=0,876/3600*5*0,4*350*0,88=0,14 г/с

МLi(сажа)Iз=0,876/3600*5*0,02*350*0,88=0,007 г/с

МLi(SO2)Iз=0,876/3600*5*0,03*350*0,88=0,011 г/с

МLi(фор-гит)Iз=0,876/3600*5*0,002*350*0,88=0,0007 г/с

МLi(бензапирен)Iз=0,876/3600*5*0,2*350*0,88=0,07*10-6 г/с

МLi(CO)II=0,876/3600*5*12*30*0,88=0,38 г/с

МLi(NO2)II=0,876/3600*5*2*30*0,88=0,06 г/с

МLi(CН)II=0,876/3600*5*2,5*30*0,88=0,08 г/с

МLi(сажа)II=0,876/3600*5*0,08*30*0,88=0,002 г/с

МLi(SO2)II=0,876/3600*5*0,06*30*0,88=0,001 г/с

МLi(фор-гит)II=0,876/3600*5*0,011*30*0,88=0,0003 г/с

МLi(бензапирен)II=0,876/3600*5*0,8*30*0,88=0,02*10-6  г/с

МLi(CO)III=0,876/3600*5*35*5*0,88=0,1 г/с

МLi(NO2)III=0,876/3600*5*5,2*5*0,88=0,02 г/с

МLi(CН)III=0,876/3600*5*8,5*5*0,88=0,04 г/с

МLi(SO2)III=0,876/3600*5*0,04*5*0,88=0,0002 г/с

МLi(фор-гит)III=0,876/3600*5*0,04*5*0,88=0,0002 г/с

МLi(бензапирен)III=0,876/3600*5*1,2*5*0,88=0,006 *10-6  г/с

МLi(CO)V=0,876/3600*5*60*4*0,88=0,2 г/с

МLi(NO2)V=0,876/3600*5*5,2*4*0,88=0,022 г/с

МLi(CН)V=0,876/3600*5*10*4*0,88=0,042 г/с

МLi(SO2)V=0,876/3600*5*0,05*4*0,88=0,0002 г/с

МLi(фор-гит)V=0,876/3600*5*0,05*4*0,88=0,0002 г/с

МLi(бензапирен)V=0,876/3600*5*4*4*0,88=0,017*10-6  г/с

Таблица 3. Значения пробеговых выбросов (г/км) для различных групп автомобилей

Таблица 3.2. Значения коэффициентов , учитывающих изменения количества выбрасываемых вредных веществ в зависимости от скорости движения

4. Расчет выбросов загрязняющих

веществ в районе регулируемого перекрестка

При расчетной оценке уровней загрязнения воздуха в зонах перекрестков следует исходить из наибольших значений содержания вредных веществ в отработавших газах, характерных для режимов движения автомобилей в районе пересечения автомагистралей (торможение, холостой ход, разгон).

Выброс i-го загрязняющего вещества (ЗВ) в зоне перекрестка при запрещающем сигнале светофора определяется по формуле:

где: (мин) – продолжительность действия запрещающего сигнала светофора (включая желтый цвет);

- количество циклов действия запрещающего сигнала светофора за 20-минутный период времени;

- количество групп автомобилей;

(г/мин) – удельный выброс i-гo ЗВ автомобилями, k-й группы, находящихся в "очереди" у запрещающего сигнала светофора;

- количество автомобилей k группы, находящихся в "очереди" в зоне перекрестка в конце n-го цикла запрещающего сигнала светофора.

Значения определяются по табл. 4, в которой приведены усредненные значения удельных выбросов (г/мин), учитывающие режимы движения автомобилей в районе пересечения перекрестка (торможение, холостой ход, разгон), а значения , , - по результатам натурных обследований.

Mп1 (CO)Io=0,5/40*19*3*(0,8*4)=2,28

Mп1 (NO2)Io=0,5/40*19*3*(0,02*4)=0,057

Mп1(CН)Io=0,5/40*19*3*(0,12*4)=0,34

Mп1 (сажа)Io=0,5/40*19*3*(0,02*4)=0,05

Mп1 (SO2)Io=0,5/40*19*3*(0,006*4)=0,01

Mп1 (фор-гит)Io=0,5/40*19*3*(0,0005*4)=0,001

Mп1 (бензин)Io=0,5/40*19*3*(0,4*4)=1,14

Mп1 (CO)Iз=0,5/40*19*3*(0,3*14)=2,9

Mп1 (NO2)Iз=0,5/40*19*3*(0,01*14)=0,099

Mп1(CН)Iз=0,5/40*19*3*(0,05*14)=0,49

Mп1 (сажа)Iз=0,5/40*19*3*(0,01*14)=0,09

Mп1 (SO2)Iз=0,5/40*19*3*(0,006*14)=0,05

Mп1 (фор-гит)Iз=0,5/40*19*3*(0,0003*14)=0,002

Mп1 (бензин)Iз=0,5/40*19*3*(0,2*14)=1,99

Mп1 (CO)II=0,5/40*19*3*(2*2)=2,85

Mп1 (NO2)II=0,5/40*19*3*(0,04*2)=0,057

Mп1(CН)II=0,5/40*19*3*(0,25*2)=0,35

Mп1 (сажа)II=0,5/40*19*3*(0,04*2)=0,057

Mп1 (SO2)II=0,5/40*19*3*(0,012*2)=0,017

Mп1 (фор-гит)II=0,5/40*19*3*(0,0011*2)=0,001

Mп1 (бензин)II=0,5/40*19*3*(0,8*2)=1,14

Таблица 4. Удельные значения выбросов для автомобилей, находящихся в зоне перекрестка

Результаты расчётов приводят в таблице по аналогии с таблицей 4 с добавлением графы суммы выбросов по всем автомобилям, проезжающим по рассматриваемому участку дороги.

5. Расчет валовых выбросов загрязняющих

веществ За год по результатам наблюдений, а также из предположения о максимальной загрузке участка дороги

V = 13,15*M ,

где V- валовый выброс ЗВ в т/год,

13,15 – коэффициент пересчёта из предположения, что количество автомобилей, проезжающих через участок дороги  за сутки, больше в 10 раз числа автомобилей проезжающих в час в период «часа пик» [4].

M – выброс конкретного компонента  по п.3 (г/с)  или 0.017 из п.4 (0.017 – коэффициент пересчёта).

V (CO) =13,15*2,75*10-6 = 36,16 *10-6 т/год

 V(NO2) = 13,15*0,642*10-6 = 8,44 *10-6 т/год

V(CН) = 13,15*0,592*10-6 =  7,78*10-6 т/год

V (сажа) =13,15*0,017*10-6 = 0,22 *10-6 т/год

V (SO2) =  13,15*0,0204*10-6 =  0,26*10-6 т/год

V(фор-гит) =13,15*0,0024*10-6 =  0,03*10-6 т/год

V (бензапирен)= 13,15*0,213*10-6 =  2,8*10-6 т/год

Vmax = 9,15*104 * L* * n , т/год

(г/км) – пробеговый выброс i-гo вредного вещества автомобилями k-й группы для городских условий эксплуатации, определяемый по табл. 3;

9,15*104 - коэффициент пересчёта, учитывающий максимально возможную интенсивность движения, составляющую  2900 легковых автомобилей на полосу в час [5].

n – число полос движения на данном участке.

(км) – протяженность автомагистрали (или ее участка).

Vmax(Io) = 9,15*104 * 0,876*2,077 * 1= 16,64*104 т/год

Vmax (Iз) = 9,15*104 * 0,876*1,168 * 1= 9,36*104 т/год

Vmax (II)= 9,15*104 * 0,876*0,543 * 1= 4,35*104 т/год

Vmax(III) = 9,15*104 * 0,876*0,166 * 1= 1,33*104 т/год

Vmax (V)= 9,15*104 * 0,876*0,281 * 1= 2,25*104 т/год

Результаты расчётов приводят в таблице по аналогии с таблицей 4 с добавлением графы суммы выбросов по всем автомобилям, проезжающим по рассматриваемому участку дороги, а также графы с выбросами при максимальной загрузке дороги.

6. Список использованной  литературы

1.Александров В.Ю., Кузубова Л.И., Яблокова Е.П. Экологические проблемы автомобильного транспорта. - Н. - 1995.

2.Методика определения выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух от автотранспортных потоков, движущихся по автомагистралям Санкт-Петербурга.. СПб.- 2005.

3. Ложкин В.Н., Шкрабак В.С. Загрязнение атмосферы автомобильным транспортом. СПб., 2003.

4.Методика расчётов выбросов в атмосферу загрязняющих веществ автотранспортом на городских магистралях. М.- 1996.

5.Бабков В.Ф., Андреев О.В. Проектирование автомобильных дорог. Т.1.. – М.: Транспорт, 1987.