Расчет токсичных выбросов в атмосферу при эксплуатации автомобилей

 

Цель работы – познакомиться с методикой расчета выбросов загрязняющих веществ (ЗВ) при эксплуатации автомобилей.

 В работе определяют мощность  эмиссии загрязняющих веществ qi, мг/м·с, рассчитывают концентрации  загрязняющих веществ в атмосферном  воздухе на различном расстоянии от дороги С, мг/м3, строятся графики зависимости изменения концентрации ЗВ при удалении от кромки дороги l, м.

Методика расчета

1. Определить мощность эмиссии qi, мг/м·с, загрязняющих веществ отдельно для каждого компонента (окиси углерода, оксидов азота, углеводородов) на конкретном участке дороги по формуле:

                                   qi=0,206·m·[∑(Gik·Nik·Kk) + ∑(Giд·Niд·Kд)]

где m - коэффициент, учитывающий дорожные и транспортные условия в зависимости от средней скорости транспортного потока V, км/ч;

Gik-средний эксплуатационный расход топлива для данного типа карбюраторных автомобилей, л/км; Giд - то же для дизельных автомобилей, л/км;

Nik-интенсивность движения каждого выделенного типа карбюраторных автомобилей, авт./ч; Niд - то же дизельных автомобилей, авт./ч;

Кк и Кд – коэффициенты эмиссии, принимаемые для каждого компонента загрязнения: с карбюраторными и дизельными типами ДВС.

 

2. Рассчитывают концентрации токсичных компонентов отработавших газов в атмосферном воздухе Сj, мг/м3, на различном удалении от дороги l, используя модель Гауссового распределения примесей в атмосфере на небольших высотах, по формуле:

Сj= ,

где δ - стандартное отклонение Гауссового рассеивания в вертикальном направлении, м; Vв - скорость ветра, преобладающего в расчетный период, м/с, - угол, составляемый направлением ветра и трассе дороги; Fj - фоновая концентрация загрязнения воздуха, мг/м3.

Исходные данные

Расчеты

Рассчитаем интенсивность движения автомобилей каждого типа:

 

Рассчитаем мощность эмиссии для каждого компонента:

Рассчитаем концентрации токсичных компонентов:

Таблица 1. Зависимость концентраций CO от расстояния (солнц. и дожд.)

L, м
10	3,98	7,97
20	1,99	3,98
40	1,33	1,99
60	1,00	1,33
80	0,80	1,00
100	0,61	0,80
150	0,42	0,57
200	0,33	0,44
250	0,27	0,36

 

Таблица 2. Зависимость концентраций NOx от расстояния (солнц. и дожд.)

L, м
10	0,83	1,66
20	0,42	0,83
40	0,28	0,42
60	0,21	0,28
80	0,17	0,21
100	0,13	0,17
150	0,09	0,12
200	0,07	0,09
250	0,06	0,08

 

Таблица 3. Зависимость концентраций УГЛ от расстояния (солнц. и дожд.)

L, м
10	0,40	0,80
20	0,20	0,40
40	0,13	0,20
60	0,10	0,13
80	0,08	0,10
100	0,06	0,08
150	0,04	0,06
200	0,03	0,04
250	0,03	0,04

 

На основе полученных данных строим графики зависимости концентрации компонентов от различного расстояния.

График 1.(СО) - ПДК на границе жилой зоны (100м) не превышена.

 

График 2.(NOx) - ПДК на границе жилой зоны (100м) не превышена.

График 3. Углеводороды - ПДК на границе жилой зоны (100м) превышена в дождливую погоду на 100% и в солнечную погоду на 50%.

Инженерные мероприятия.

Рассчитаем, на сколько процентов нужно понизить концентрацию углеводорода на границе жилой постройки в дождливую погоду: .

В связи с превышением предлагаю следующие мероприятия:

Четыре ряда деревьев с кустарником высотой 1,5 м на полосе газона 25…30 м (снижение

концентрации на 50%)

 

(соответствие  )

Вывод: в данной работе были рассчитаны мощность эмиссии загрязняющих веществ, а так же концентрации этих веществ в зоне дыхания человека на различном расстоянии от дороги и в зоне жилой постройки в дождливую и солнечную погоду.

После сравнения результатов c ПДК концентрации окиси углерода (CO) и концентрации оксидов азота (NOx) не превысили допустимое значение, концентрации углеводородов превысили ПДК на границе жилой постройки в дождливую погоду на 100% и в солнечную погоду на 50%, в связи с этим предлагаю посадить вдоль дороги четыре ряда деревьев.