Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
ОЦІНКА ЗАБРУДНЕННЯ АТМОСФЕРНОГО ПОВІТРЯ ВИКИДАМИ АВТОТРАНСПОРТУ
ІНСТРУКЦІЯ
до лабораторної роботи № 4
з курсу “Основи екології”
для студентів всіх напрямів та форм навчання
ЗАТВЕРДЖЕНО
на засіданні кафедри екології та
охорони навколишнього середовища
Протокол № _8_ від 24.04.05 р.
Львів – 2005
Ознайомитися з наслідками забруднень атмосферного повітря автомобільними викидами, їх складом, масштабами. На практиці визначити завантаження вулиць міста автотранспортом, оцінити ступінь забрудненості атмосферного повітря відпрацьованими газами автомобілів (за концентрацією СО). Зробити висновки про забруднення атмосферного повітря на певній ділянці вулиці автотранспортом та обговорити способи зменшення його негативного впливу на стан довкілля.
2. Короткі теоретичні відомості.
На вулицях міст і сіл України постійно зростає чисельність автомобілів, які негативно впливають на самопочуття мешканців, спричиняють як пряму, так і опосередковану дію: шум, забруднення повітря й ґрунтів, ущільнення ґрунтів тощо.
Склад вихлопних газів автомобіля коливається в широких межах і залежить від ряду факторів: типу двигуна (карбюраторний, дизельний), режиму роботи і навантаження, технічного стану, якості палива, кваліфікації і досвідченості водія (табл.1 додатку).
Вихлопні гази автомобільного транспорту містять в середньому 4-5% оксиду вуглецю, ненасичені вуглеводні й альдегіди з неприємним запахом, сірковмісні сполуки, сполуки свинцю в разі застосування етильованого бензину, оксиди азоту і особливо небезпечний канцероген бенз(α)пірен, сажу тощо.
Легковий автомобіль під час руху викидає до 3 м3 за годину оксиду вуглецю, а вантажний – 6 м3 і більше. Щороку понад 200 млн. автомобілів викидають в атмосферу близько 200 млн.т оксиду вуглецю, 40 млн.т вуглеводнів, 20 млн.т оксидів азоту та значну кількість свинцю.
В результаті інтенсивного руху автотранспорту вздовж автомагістралей утворюються своєрідні техногенні аномалії. Дослідження придорожніх екосистем показують, що вміст свинцю в польових і лукопасовищних рослинах на віддалі 1 м від проїжджої частини в середньому складає 80,0 мг/кг, 10 м – 62,5 мг/кг і 50 м – 25,0 мг/кг.
Відомо, що вихлопні гази автомобільних двигунів містять ряд шкідливих речовин: оксид вуглецю, оксиди азоту, диоксид сірки, канцерогенні речовини, сажу та інші. Одним із найнебезпечніших для довкілля у викидах є оксид вуглецю. Так, наприклад, при концентрації СО в повітрі 0,2 – 0,25 % людина через декілька хвилин втрачає свідомість, а збільшення концентрації призводить до її смерті. Доведено, що середньостатистичний автомобіль викидає в повітря за рік 770 кг СО, 226 кг вуглеводнів, 41 кг оксидів азоту і до 4,5 кг твердих речовин (сажа і зольні речовини).
В Україні проводяться заходи, які б забезпечили зменшення забруднень атмосфери.
Введені норми і правила оцінки токсичності автомобільних викидів, які відповідають рекомендованим Європейською економічною комісією ООН (ЄЕК ООН), наприклад, максимально допустимий вміст оксиду вуглецю (СО) у вихлопних газах автомобілів на холостому ході – 4,5 % за об’ємом. Ведуться роботи з підготовки норм ГДК оксидів азоту (NОх), альдегідів та канцерогенних речовин.
Автомобільні викиди зумовлюють появу смогів та кислотних дощів, почастішання респіраторних захворювань населення тощо. Особливо значне забруднення спостерігається поблизу перехресть вулиць, біля світлофорів, де автомобілі змінюють швидкість або двигуни працюють на холостому ході.
Забруднення й отруєння автомобілями навколишнього середовища відбувається головним чином внаслідок складу шкідливих компонентів у відпрацьованих газах.
Викиди шкідливих речовин у відпрацьованих газах автотранспорту регламентуються стандартами; вміст свинцю і оксидів сірки обмежуються стандартами на пальне. Найбільш токсичним компонентом є окисли азоту. Якщо шкідливість окису вуглецю прийняти за одиницю, то шкідливість окислів азоту дорівнює -10, а вуглеводнів - 0,65.
У ряді країн законодавчо встановлені гранично допустимі норми виділення токсичних компонентів автомобільними двигунами і заплановані більш жорсткі вимоги на майбутні роки.
Такі норми встановлені у відповідних правилах ЄЕК ООН і директивах ЄС. У таблиці 1 наведено нормативи токсичності і прогнози їхнього розвитку.
Останнім часом з метою зменшення негативного впливу автотранспорту на довкілля і здоров’я людей вживають заходи, серед яких заборона на використання домішок тетраетилсвинцю в пальне, перехід на природний газ тощо.
Таблиця 1.
Нормативи токсичності і прогнози їхнього розвитку
|
Екологічні стандарти |
Викиди забруднюючих речовин, г/квт*год |
Дх (Димність) М-1 (НЧ) |
|||
|
CO |
CH |
NOx |
PM (частинки) |
||
|
Правило 49 ЄЕК ООН |
14,0 |
3,5 |
18,0 |
---- |
---- |
|
Директива 88/77 ЄС |
11,2 |
2,4 |
14,4 |
---- |
---- |
|
Євро-1 (1993) |
4,5 |
1,1 |
8,0 |
0,36 |
---- |
|
Євро-2 (1995/96) |
4,0 |
1,1 |
7,0 |
0,15 |
1,065...2,26 (36-62,5) у залежності від витрати газу |
|
Євро-3 (2000/01) |
2,1 |
0,66 |
5,0 |
0,10 |
0,8 (2,9) |
|
Євро-4 (2005/06) |
1,5 |
0,46 |
3,5 |
0,02 |
0,5 (19) |
|
Євро-5 (2008) |
1,5 |
0,46 |
2,0 |
0,02 |
0,5 (19) |
|
Наднизькі викиди забруднюючих реч. |
1,5 |
0,25 |
2,0 |
0,02 |
0,15 (7) |
Оцінку завантаженості вулиць автотранспортом визначають за інтенсивністю руху:
Автомобілі поділяють на дві категорії: з карбюраторним двигуном і дизельні.
Автомобілі забруднюють повітря також гумовим, азбестовим та асфальтовим пилом, а також сажею. Пил утворюється від тертя гумових покришок з гальмовими стрічками та асфальтом. Один автомобіль розсіює за рік від 2 до 10 кг пилу. Разом із сажею та смолоподібними аерозолями пил утримує на собі бенз(а)пірен та сполуки металів, які викликають онкологічні захворювання шкіри, горла та легень. Пил та аерозолі значно послаблюють інтенсивність корисної дії ультрафіолетових променів у містах, що порушує обмін речовин в організмі та погіршує розвиток рослин.
Застосовуються і непрямі методи очищення атмосфери міст:
Здійснюється також більш суворий контроль за технічним станом транспортних засобів, в першу чергу – за станом двигунів автомобілів.
Студенти розподіляються на групи по 3 особи (один підраховує, другий записує, третій оцінює ситуацію), які після інструктажу займають спостережні пункти по обидва боки вулиці ( з пожвавленим рухом автотранспорту і де багато транспортних розв’язок і світлофорів).
Інтенсивність руху автотранспорту визначають методом підрахунку автомобілів різних типів – 3 рази по 20 хв.
Ступінь забрудненості повітря автотранспортом залежить не лише від інтенсивності руху, вантажності машин, кількості та характеру викидів, а й типу забудови, рельєфу місцевості, погоди, напряму вітру, вологості й температури повітря. Тому всі ці особливості слід зазначати.
Нахил визначають візуально чи з допомогою екліметра, швидкість вітру – анемометром, вологість повітря – психрометром, вміст СО, пилу, оксидів азоту і сірки, вуглеводнів визначають за стандартними методиками.
Зазначають наявність насаджень, які поглинають пил та інші забруднювачі, зменшують шумове навантаження, регулюють мікроклімат (вміст вологи, кисню, СО2, йонів, фітонцидів).
3.2. Визначення концентрації СО в забрудненому автомобільними викидами атмосферному повітрі
Вплив різних чинників (табл. 2-8) під час визначення концентрації СО враховує формула:
ССО = (А + 0,01NКm) · Ка · Кн · Кс · Кв · Кn , мг/м3 , (1)
де А – фонове забруднення атмосферного повітря (А = 0,5 мг/м3); N – сумарна інтенсивність руху автомобілів на ділянці вулиці (шт./год.); Кm – коефіцієнт токсичності автомобілів за викидами в повітря СО; Ка – коефіцієнт, що враховує аерацію місцевості; Кн – коефіцієнт, що враховує зміну забруднення атмосферного повітря оксидом вуглецю, залежно від величини поздовжнього нахилу; Кс – те саме відносно швидкості вітру; Кв – те саме відносно вологості повітря; Кn – коефіцієнт збільшення забрудненості атмосферного повітря оксидом вуглецю біля перехресть.
Коефіцієнт токсичності автомобілів визначають як середньо залежний для потоку автомобілів за формулою:
Кm = Рі ΣК′m ,
де Рі – склад руху – сумарна кількість типів автомобілів (частки одиниці, наприклад, при кількості типів автомобілів 5 – Рі = 0,5). Значення К′m визначають за таблицею 2.
Таблиця 2.
|
Тип автомобіля |
Коефіцієнт К′m |
|
Важкий вантажний Середній вантажний(мікроавтобус) Легкий вантажний Автобус Легковий |
2,9 2,3 2,0 3,7 1,0 |
Значення коефіцієнта Ка, що враховує аерацію місцевості, визначають за таблицею 3:
Таблиця 3.
|
Тип місцевості за ступенем аерації |
Коефіцієнт Ка |
|
Транспортні тунелі Транспортні галереї Магістральні вулиці і дороги з багатоповерховою забудовою з обох боків Вулиці та дороги з одноповерховою забудовою Міські вулиці та дороги з однобічною забудовою, набережні, естакади, високі насипи Пішохідні тунелі |
2,7 1,5 1,0 0,6 0,4 0,3 |
Для магістральної вулиці Ка = 1
Значення коефіцієнта Кн, що враховує зміни забруднення повітря СО відповідно величини повздовжнього нахилу вулиці, визначають за таблицею 4:
Таблиця 4.
|
Повздовжній нахил, град |
Коефіцієнт Кн |
|
0 2 4 6 8 |
1,00 1,06 1,07 1,18 1,55 |
Коефіцієнт Кс, що враховує вплив швидкості вітру на вміст СО в повітрі, визначають за таблицею 5:
Таблиця 5.
|
Швидкість вітру, м/с |
Коефіцієнт Кс |
|
1 2 3 4 5 6 |
2,70 2,00 1,50 1,20 1,05 1,00 |
Коефіцієнт Кв (враховує вплив відносної вологості повітря на концентрацію СО) поданий у таблиці 6:
Таблиця 6.
|
Відносна вологість повітря, % |
Коефіцієнт Кв |
|
100 90 80 70 60 50 40 |
1,45 1,30 1,15 1,00 0,85 0,75 0,60 |
Значення коефіцієнта Кn для різних типів перехресть наведені в таблиці 7:
Таблиця 7.
|
Тип перехрестя |
Коефіцієнт Кn |
|
Регульоване перехрестя: світлофорами звичайне світлофорами регульоване саморегульоване Нерегульоване: зі зниженою швидкістю кільцеве з обов’язковою зупинкою |
1,8 2,1 2,0 1,9 2,2 3,0 |
Підставивши значення наведених коефіцієнтів, обчислюють концентрацію оксиду вуглецю на певній ділянці вулиці за різних метеорологічних умов або на ділянках з різною забудовою. Роблять висновки, які чинники більше, а які менше впливають на забрудненість повітря оксидом вуглецю, що міститься у викидах автотранспорту.
3.3. Обробка результатів спостережень.
1. Здійснюють оцінку руху автотранспорту на певних ділянках вулиці (розташування і кількість пунктів спостереження визначає викладач). Дані заносять в таблицю 8.
(назва) Таблиця 8.
|
Тип автомобіля |
Кількість автомобілів, шт |
|||
|
Підрахунки (тривалістю по 20 хв кожен) |
Всього |
|||
|
І-й |
ІІ-й |
ІІІ-й |
||
|
Важкий вантажний |
||||
|
Середній вантажний(мікроавтобус) |
||||
|
Легкий вантажний |
||||
|
Автобус |
||||
|
Легковий |
Σ = N
Таблиця 9.
|
|
Нахил вулиці, град |
Швид-кість вітру, м/с |
Відносна вологість повітря, % |
Наявність і вид зелених насаджень, шт |
Темпе-ратура повітря, °С |
Погода (сонячна, хмарна, дощова) |
Контрольні запитання:
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ