Определение выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от автотранспортных потоков

Размещено на http://www.Allbest.ru/

Первое высшее техническое учебное заведение России

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

Кафедра геоэкологии

Расчётно-графическая задача

По дисциплине «История природопользования»

Тема:

Определение выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от автотранспортных потоков

Автор: Тараненко К.К.

студент гр. ИЗС-14-1

Проверила: доцент Петрова Т.А.

Санкт-Петербург - 2014 год

1. Общие требования методики оценки величин максимально-разовых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу автотранспортными путями

Расчётно-графическая работа позволяет оценить величину максимально-разовых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу автотранспортными потоками на городских магистралях г. Санкт-Петербурга.

Полученные величины выбросов автотранспортных потоков на городских автомагистралях применяются при проведении свободных расчётов загрязнения атмосферного воздуха города выбросами промышленности и транспорта.

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.

Приведённые в данной расчётно-графической задаче удельные значения показателей выбросов отражают основные закономерности их изменения при реальном характере автотранспортного движения в городских условиях Санкт-Петербурга, определяемых целесообразным выбором передаточного отношения от двигателя к трансмиссии. При этом учитывается, что в городе автомобиль совершает непрерывно разгоны и торможения, перемещаясь с некоторой средней скоростью на конкретном участке автомагистрали, определяемой дорожными условиями.

Расчеты выполнены для следующих вредных веществ, поступающих в атмосферу с отработавшими газами автомобилей: оксид углерода (СО), диоксид азота (NO₂), углеводороды (бензин, керосин), сажа, диоксид серы (SO₂), формальдегид, бенз(а)пирен.

2. Проведение натуральных обследований структуры и интенсивности автотранспортных потоков

Для определения выбросов автотранспорта на городских автомагистралях и последующего их использования в качестве исходных данных при проведении расчетов загрязнения атмосферы проводится изучение особенностей распределения автотранспортных потоков (их состава и интенсивности) по городу и их изменений во времени.

Территориальные различия состава и интенсивности транспортных потоков зависят от схемы планировки улично-дорожной сети, особенностей расположения промышленных предприятий, автохозяйств, бензозаправочных станций и станций техобслуживания в разных районах города. Временные различия в значительной степени связаны с режимом работы промышленных предприятий и учреждений в разных районах города.

Временные различия в значительной степени связаны с режимом работы промышленных предприятий и учреждениях в разных районах города.

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» (Ло) (ВАЗ, ИЖ, ГАЗ, УАЗ,АЗЛК, ОКА, ЗАЗ) и «зарубежные» (Лз), - производства заводов дальнего зарубежья (в том числе производимых на территории РФ по лицензии заводов стран западного зарубежья).

II - микроавтобусы (МА) и автофургоны (АФ)

II - автобусы дизельные (АД)

Результаты натуральных обследований структуры и интенсивности движущегося автотранспортного потока заносятся в полевой журнал (Таблица 1).

Таблица 1

Полевой журнал обследования характеристик движущегося автомобильного потока

Дата	Время	Число автомобилей по группам
		Л	ГК	АД	Скорость движения потока, км/ч
		Ло	Лз	МА, АФ	ГК>3,5
3.09.14	19:30	24	189	4	8	9	50
21.09.14	19:53	11	47	2	3	8

Результаты дополнительных обследований заносится в полевой журнал (Таблица 2).

Таблица 2

Полевой журнал обследования автотранспортных потоков на перекрестках

Дата	Время работы запрещающего сигнала светофора, мин.	Число автомобилей по группам
		Л	ГК	АД	Длина очереди автотранспорта, м
		Ло	Лз	МА, АФ	ГК >3,5
3.09.14	?0,36	6	98	31	4	0	?10
21.09.14	?0,36	4	47	2	2	0	?8

3. Расчёт выбросов загрязняющих веществ автотранспортных потоков

загрязняющий атмосфера движущийся автотранспортный перекресток

Выброс i-го вредного вещества автотранспортным потоком М_Li определяется для конкретной автомагистрали на всей протяженности, для которой структура и интенсивность автотранспортных потоков изменяется не более чем на 20-25%.

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

,

где (г/км) - пробеговый корпус i-того вредного вещества автомобилями k-й группы для городских условий эксплуатации, определяемый по таблице 3;

k - количество групп автомобилей;

G_k 1/ч - фактическая наибольшая интенсивность движения, т.е.к количество автомобилей каждой из k 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 (V_k,i км/ч) на выбранной автомагистрали (или ее участке), определяемый по таблице

- коэффициент пересчета «часов» в «секунды»;

L (км) - протяженность автомагистрали (или ее участка), из которого исключена протяженность очереди автомобилей перед запрещающим сигналом светофора и длина соответствующей зоны перекрестка.

Расчёт выбросов загрязняющих веществ автотранспортными потоками в районе улицы Бассейной (Карта 1):

Будний день

М_СО = 1/1200*(24*0,5*5+189*2*0,5+4*12*0,5+8*60*0,5+9*0,5*7) =

= 1/1200*544,5 = 0,45375 г/с

М_NO2 = 1/1200*(24*1,3*0,5+189*0,7*0,5+4*2*0,5+8*5,2*0,5+9*0,5*6) =

= 1/1200*133,55 ? 0,111292 г/с

M_CxHy = 1/1200*(24*1,1*0,5+189*0,5*0,4+4*0,5*2,5+9*0,5*5+8*0,5*10)

= 1/1200*118,5 = 0,09875 г/с

M_Cажа = 1/1200*(24*0,5*0,03+189*0,5*0,02+4*0,5*0,08+9*0,5*0,3) =

= 1/1200*3,76 ? 0,0032 г/с

M_SO2 = 1/1200 * (24 * 0,5 * 0,03 + 189 * 0,5 * 0,03 + 4 * 0,5 * 0,06 + 8 *

0,5 * 0,05 + 9 * 0,5 * 0,07) = 1/1200 *3 ,83 ? 0,003192 г/с

М_{формальдегид} = 1/1200 * (24 * 0,5 * 0,005 + 189 * 0,5 * 0,002 + 4 * 0,5 *

0,011 + 8 * 0,5 * 0,05 + 9 * 0,5 * 0,025) = 1/1200*0,5835 = 0,00048625 г/с

M_{Бенз(а)пирен} = 1/1200 * (24 * 0,5 * 0,0000004 + 189 * 0,5 * 0,0000002 + 4*

0,5 * 0,0000008+8*0,5*0,000004+9* 0,5*0,000002) = 1/1200*0,0000647 =

= 0,000000053 г/с

Выходной день

М_СО = 1/1200*(11*0,5*5+47*2*0,5+2*12*0,5+3*60*0,5+8*0,5*7) =

= 1/1200*194,5 ? 0,16208 г/с

М_NO2 = 1/1200*(11*1,3*0,5+47*0,7*0,5+2*2*0,5+3*5,2*0,5+8*0,5*6) =

= 1/1200*57,4 ? 0,0478 г/с

M_CxHy = 1/1200*(11*1,1*0,5+47*0,5*0,4+2*0,5*2,5+8*0,5*5+3*0,5*10) =

= 1/1200*52,95 = 0,044125 г/с

M_Cажа = 1/1200*(11*0,5*0,03+47*0,5*0,02+2*0,5*0,08+8*0,5*0,3) =

= 1/1200*1,915 ? 0,0015958 г/с

M_SO2 =

1/1200*(11*0,5*0,03+47*0,5*0,03+2*0,5*0,06+3*0,5*0,05+8*0,5*0,07) =

= 1/1200*1,285 ? 0,0010708 г/с

M_{Формальдегид} =

1/1200*(11*0,5*0,005+47*0,5*0,002+2*0,5*0,011+3*0,5*0,05+8*0,5*0,02

5) = 1/1200*0,2605 = 0,000217083 г/с

M_{Бенз(а)пирен} =

1/1200*(11*0,5*0,0000004+47*0,5*0,0000002+2*0,5*0,0000008+3*0,5*0,

000004+8* 0,5*0,000002) = 1/1200*0,0000217 = 0,000000018 г/с

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 отработанных 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 М_П1 определяется по формуле (г/с):

,

где: Р(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-го ЗВ автомобилями, k-й группы, находящихся в "очереди" у запрещающего сигнала светофора;

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

Значения определяются по таблице «удельных значений выбросов для автомобилей. Находящихся в зоне перекрестка», в которой приведены усредненные значения удельных выбросов (г/мин), учитывающие режимы движения автомобилей в районе пересечения перекрестка (торможение, холостой ход, разгон), а значения P, , G_k,n - по результатам натурных обследований.

Расчёт выбросов загрязняющих веществ в районе регулируемого перекрёстка на пересечении Кузнецовкой и Варшавской улиц (Карта 2):

Будний день

M_CO=(0,3*3+10*1)+(0,8*1+0,3*3)+(0,3*6)+(0,3*1+10*1)+(0,8*1+0,

3*5)+(0,3*3)+(0,3*6)+(0,3*7)+(0,3*9)+(0,3*8)+(0,3*8)+(0,8*1+0,3*5)+(0,

3*3)+(0,3*3)+(0,3*5)+(0,3*4)+(0,3*5)+(0,3*6)+(0,8*1+0,3*4)+(0,8*1+0,3

*3)+(0,3*1+10*1)+(0,8*2+0,3*2)+(0,3*4+10*1))=0,6867 г/с

MNO₂=(0,01*3+0,12*1)+(0,02*1+0,01*3)+(0,01*3)+(0,01*1+0,12*1)+

(0,02*1+0,01*5)+(0,01*3)+(0,01*6)+(0,01*7)+(0,01*9)+(0,01*8)+(0,01*8)

+(0,02*1+0,01*5)+(0,01*3)+(0,01*3)+(0,01*5)+(0,01*4)+(0,01*5)+

+ (0,01*6)+(0,02*1+0,01*4)+(0,02*1+0,01*3)+(0,01*1+0,12*1)+(0,02*2

+0,01*2)+(0,01*4+0,12*1)=0,1449 г/с

М_СхНу= (0,05*3+1,2*1)+(0,12*1+0,05*3)+(0,05*3)+(0,05*1+1,2*1)+(0,

12*1+0,05*5)+(0,05*3)+(0,05*6)+(0,05*7)+(0,05*9)+(0,05*8)+(0,05*8)

+(0,12*1+0,05*5)+(0,05*3)+(0,05*3)+(0,05*5)+(0,05*4)+(0,05*5)+

+ (0,05*6)+(0,12*1+0,05*4)+(0,12*1+0,05*3)+(0,05*1+1,2*1)+(0,12*2

+0,05*2) + (0,05*4+1,2*1) = 0,096 г/с

М_сажа=(0,01*3)+(0,02*1+0,01*3)+(0,01*3)+(0,01*1)+(0,02*1+0,01*5)

+(0,01*3)+(0,01*6)+(0,01*7)+(0,01*9)+(0,01*8)+(0,01*8)+(0,02*1+

+0,01*5)+(0,01*3)+(0,01*3)+(0,01*5)+(0,01*4)+(0,01*5)+(0,01*6)

+(0,02*1+0,01*4)+(0,02*1+0,01*3)+(0,01*1)+(0,02*2+0,01*2)+(0,01*4)

= 0,01 г/с

М_SO2=(0,006*3+0,009*1)+(0,006*1+0,006*3)+(0,006*3)+(0,006*1+0,0

09*1)+(0,006*1+0,006*5)+(0,006*3)+(0,006*6)+(0,006*7)+(0,006*9)+(0,0

06*8)+(0,006*8)+(0,006*1+0,006*5)+(0,006*3)+(0,006*3)+(0,006*5)+(0,0

06*4)+(0,006*5)+(0,006*6)+(0,009*1+0,006*4)+(0,006*1+0,006*3)+(0,00

6*1+0,009*1)+(0,006*2+0,006*2)+(0,006*4+0,009*1)=1,011 г/с

M_{формальдегид}(0,0003*3+0,005*1)+(0,0005*1+0,0003*3)+(0,0003*3)+

+(0,0003*1+0,005*1)+(0,0005*1+0,0003*5)+(0,0003*3)+(0,0003*6)+

(0,0003*7)+(0,0003*9)+(0,0003*8)+(0,0003*8)+(0,0005*1+0,0003*5)+

+(0,0003*3)+(0,0003*3)+(0,0003*5)+(0,0003*4)+(0,0003*5)+(0,0003*6)+

+(0,0005*1+0,0003*4)+(0,0005*1+0,0003*3)+(0,0003*1+

+0,005*1)+(0,0005*2+0,0003*2)+(0,0003*4+0,005*1)=0,0005 г/с

M_{бенз(а)пирен}=(*3+*1) +

(*1+*3)+(*3)+(*1+*1)+(*1+

*5)+(*3)+(*6)+(*7)+(*9)+(

*8)+(*8)+(*1+*5)+(*3)+(*3)+(

*5)+(*4)+(*5)+(*6)+(*1+*

4)+(*1+*4)+(*1+*3)+(*1+*

1)+(*2+*2)+(*4+*1)=6,642* г/с

Выходной день

M_CO=((0,3*1)+(0,3*1+10*1)+(0,3*2)+(0,3*1)+(0,3*1+0,8*1)+(0,3*4)+

(0,3*4)+(0,3*2)+(0,3*1+10*1)+(0,3*6+0,8*1)+(0,3*2+0,8*1)+(0,3*5)+(0,3

*1)+(0,3*4)+(0,3*1)+(0,3*3)+(0,3*4+0,8*1)+(0,3*4)= 0,3357 г/с

M_NO2=((0,01*1)+(0,01*1+0,12*1)+(0,01*2)+(0,01*1)+(0,01*1+0,02*1)

+(0,01*4)+(0,01*4)+(0,01*2)+(0,01*1+0,12*1)+(0,01*6+0,02*1)+(0,01*2+

0,02*1)+(0,01*5)+(0,01*1)+(0,01*4)+(0,01*1)+(0,01*3)+(0,01*4+0,02*1)+

(0,01*4)= 0,00711 г/с

M_СхНу=((0,05*1)+(0,05*1+1,2*1)+(0,05*2)+(0,05*1)+(0,05*1+0,12*1)

+(0,05*4)+(0,05*4)+(0,05*2)+(0,05*1+1,2*1)+(0,05*6+0,12*1)+(0,05*2+0

,12*1)+(0,05*5)+(0,05*1)+(0,05*4)+(0,05*1)+(0,05*3)+(0,05*4+0,12*1)+(

0,05*4)= 0,09162 г/с

M_Сажа=((0,01*1)+(0,01*1)+(0,01*2)+(0,01*1)+(0,01*1+0,02*1)+(0,01*

4)+(0,01*4)+(0,01*2)+(0,01*1)+(0,01*6+0,02*1)+(0,01*2+0,02*1)+(0,01*

5)+(0,01*1)+(0,01*4)+(0,01*1)+(0,01*3)+(0,01*4+0,02*1)+(0,01*4)=

0,00495 г/с

M_SO2=((0,006*1)+(0,006*1+0,009*1)+(0,006*2)+(0,006*1)+(0,006*1+

0,006*1)+(0,006*4)+(0,006*4)+(0,006*2)+(0,006*1+0,009*1)+(0,006*6+0,

006*1)+(0,006*2+0,006*1)+(0,006*5)+(0,006*1)+(0,006*4)+(0,006*1)+(0,

006*3)+(0,006*4+0,006*1)+(0,006*4)= 0,002916 г/с

M_{формальдегид}((0,0003*1)+(0,0003*1+0,005*1)+(0,0003*2)+(0,0003*1)+

(0,0003*1+0,0005*1)+(0,0003*4)+(0,0003*4)+(0,0003*2)+(0,0003*1+0,00

5*1)+(0,0003*6+0,0005*1)+(0,0003*2+0,0005*1)+(0,0003*5)+(0,0003*1)

+(0,0003*4)+(0,0003*1)+(0,0003*3)+(0,0003*4+0,0005*1)+(0,0003*4)=

0,0002349 г/с

M_{формальдегид}(*1)+(*1+*1)+(*2)+(

*1)+(*1+)+(*4)+(*4)+(

*2)+(*1+*1)+(*5+*1)+(

*2+*1)+(*5)+(*1)+(*4)+(

*1)+(*3)+(*4+*1)+(*4)= 1,944

* г/с

Приложение

Карта 1

Карта 2

Размещено на Allbest.ru

...