Практическая работа 8. Оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха на участке магистральной улицы по концентрации угарного газа

Задание. Оценить загрязнение атмосферного воздуха в городе с населением 3000 тыс. человек по трем вариантам (в скобках варианты соответственно) - магистральная улица с многоэтажной застройкой с двух сторон (транспортные тоннели, пешеходные тоннели); продольный уклон 4° (2;6), скорость ветра 3м/сек (1,5; 1,2), относительная влажность воздуха 80%; температура воздуха 25°С; тип пересечения - саморегулируемое (со светофо­рами обычное, кольцевое); интенсивность движения (N) - 400 (500,300) автомашин в час. Состав автотранспорта: 10 (5,8)% грузовых автомобилей с малой грузоподъемностью, 10 (15,12)% со средней грузоподъемностью, 5 (7,8)% большой грузоподъемностью с дизельными двигателями, 10 (5,6)% автобусы, 65 (68,66)% легковых автомобилей. Предложить мероприятия по снижению уровня выбросов (запрещение движения автомобилей, огра­ничение интенсивности движения до n авто/час, замена карбюраторных двигателей на дизельные, установка фильтров).

Исходные данные

Таблица8.1

Показатели	магистральная улица	транспортные тоннели	пешеходные тоннели
Продольный уклон, °	4	2	6
Скорость ветра,м/сек	3	1,5	1,2
Относ.влажность воздуха, %	80
Температура воздуха, °С	25
Интенсивность движения (N), автомашин в час	400	500	300
Грузовые автомобили (с малой грузоподъёмн), %	10	5	8
Со средней грузоподъёмностью	10	15	12
С большой грузоподъемностью, дизельным двигателями.	5	7	8
Автобусы, %	10	5	6
Легковые автомобили	65	68	66
тип пересечения	саморегулируемое	со светофорами обычное	кольцевое

Таблица 8.2

Тип автомобиля	Коэффициент, КTi
Легкий грузовой	2,3
Средний грузовой	2,9
Тяжелый грузовой (дизельный)	0,2
Автобус	3,7
Легковой	1,0

Значения коэффициентов Ка,К_у,К_с,К_в, определяются соответственно по таблицам 8.3 -8.7 (для магистральной улицы с многоэтажной застройкой значение К_Аравно 1). ПДК выбросов автотранспорта по оксиду углерода равно 5 мг/м³).

Таблица 8.3

Тип местности по степени аэрации	Коэффициент КА
Транспортные тоннели	2,7
Транспортные галереи	1,5
Магистральные улицы и дороги с многоэтажной застройкой с двух сторон	1,0
Жилые улицы с одноэтажной застройкой, улицы и дороги в выемке	0,6
Городские улицы и дороги с односторонней застройкой, набережные, эстакады, виадуки	0,4
Пешеходные тоннели	0,3

Таблица 8.4

Продольный уклон	Коэффициент, Ку
0	1,00
2	1,06
4	1,07
6	1,18
8	1,55

Таблица 8.5

Скорость ветра, м/с	Коэффициент, КС
1	2,70
2	2,00
3	1,50
4	1,20
5	1,05
6	1,00

Таблица 8.6

Относительная влажность	Коэффициент, КВ
100	1,45
90	1,30
80	1,15
70	1,00
60	0,85
50	0,75

Таблица 8.7

Тип пересечения	Коэффициент, КП
Регулируемое пересечение:
- со светофорами, обычное	1,8
- со светофорами, обыкновенное	2,1
- саморегулируемое	2,0
Нерегулируемое:
- со снижением скорости	1,9
- кольцевое	2,2
С обязательной остановкой	3,0

Одним из основных загрязнителей воздушной среды городов является автотранспорт, особенно его выхлопные газы.

Многие страны, в том числе и Россия, принимают различные меры по снижению токсичности выбросов, путем лучшей очистки бензина, замены его на более чистые источники энергии (газовое топливо, этанол, электричество), снижение свинца в добавках к бензину. Проектируются более экономичные двигатели с более полным сгоранием горючего, создание в городах зон с ограниченным движением автомобилей и др. Но так как из года в год растет число автомобилей, загрязнение воздуха не снижается. Известно, что автотранспорт выбрасывает в воздушную среду более 200 компонентов, среди которых угарный газ, углекислый газ, оксиды азота и серы, альдегиды, свинец, кадмий и канцерогенная группа углеводородов (бензопирен и бензоатроцен). Расчет концентрации оксида углерода (К_СО) ведется по следующей формуле (А.И. Федорова, 2001 г.):

К_СО = (0,5 + 0,01 N • К_Т) • К_А • К_У • К_С • К_В • К_П ,(8.1)

где N - суммарная интенсивность движения автомобилей на городской дороге, автом./час;

К_Т - коэффициент токсичности автомобилей по выбросам в атмосферный воздух оксида углерода;

К_А - коэффициент, учитывающий аэрацию местности;

K_У - коэффициент, учитывающий изменение загрязнения атмосферного воздуха оксидом углерода в зависимости от величины продольного уклона;

К_С - коэффициент, учитывающий изменения концентрации оксида углерода в зависимости от скорости ветра;

К_В - то же, в зависимости от относительной влажности воздуха;

К_П - коэффициент увеличения загрязнения атмосферного воздуха оксидом углерода у пересечений.

Коэффициент токсичности определяется как средневзвешенный для потока автомобилей по формуле:

К_Т = P_iK_Ti, (8.2)

где P_i — состав автотранспорта в долях единицы; К_Тi - определяется по таблице 8.2.

Магистральная улица с многоэтажной застройкой с двух сторон:

Коэффициент токсичности:

К_Т = 0,1•2,3 + 0,1•2,9 + 0,05•0,2 + 0,1•3,7 + 0,65•1 = 1,55

Концентрация оксида углерода (К_СО):

К_СО = (0,5 + 0,01 •400 • 1,55) • 1 • 1,07 • 1,2 • 1,15 • 2,0= 19,8 мг/м³.

Транспортные тоннели:

Коэффициент токсичности:

К_Т = 0,05•2,3 + 0,15•2,9 + 0,07•0,2 + 0,05•3,7 + 0,68•1 = 1,429

Расчет концентрации оксида углерода (К_СО):

К_СО = (0,5 + 0,01 •500 • 1,429) • 2,7 • 1,06 • 2,35 • 1,15 • 2,1= 124,2 мг/м³.

Пешеходные тоннели:

Коэффициент токсичности:

К_Т = 0,08•2,3 + 0,12•2,9 + 0,08•0,2 + 0,06•3,7 + 0,66•1 = 1,43

Расчет концентрации оксида углерода (К_СО):

К_СО = (0,5 + 0,01 •400 • 1,43) • 0,3 • 1,18 • 2,65 • 1,15 • 2,2= 9,2 мг/м³.