Министерство образования и науки Российской Федерации

федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Северный (Арктический) федеральный университет имени м.В. Ломоносова»

Кафедра композиционных материалов и строительной экологии

(наименование кафедры)

Земцовская Ольга Николаевна

(фамилия, имя, отчество студента)

Институт

СиА

курс

3

группа

714

Экологическая безопасность строительства

(код и наименование направления подготовки/специальности)

РАСЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

По дисциплине

Экология

На тему

(наименование темы)

(номер и наименование программы подготовки)

Отметка о зачёте

(дата)

Руководитель

Заревина А.Ю

(должность)

(подпись)

(инициалы, фамилия)

(дата)

Архангельск 2013

ЛИСТ ДЛЯ ЗАМЕЧАНИЙ

ВАРИАНТ 1

1. РАСЧЕТ ВАЛОВЫЙ ВЫБРОС ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ

Рассчитать валовый выброс вредных веществ оксида углерода, оксида азота и углеводорода от автомобильного транспорта в городе:

а) годовой пробег грузового автомобиля с бензиновым ДВС - L_x=472,41 млн км;

б) годовой пробег грузового автомобиля с дизельным ДВС – L_у=70,59 млн км;

в) годовой пробег автобуса с бензиновым ДВС – L_z=253 млн км;

г) годовой пробег автобуса с дизельным ДВС – L_w=22 млн км;

д) годовой пробег легкового автомобиля – L_r=615 млн км.

Пробеги внутри перечисленных групп автомобилей распределяются пропорционально структуре парка:

а) легковые автомобили с бензиновым ДВС с рабочим объемом двигателя <1,3 л составляют 24%;

б) легковые автомобили с бензиновым ДВС с рабочим объемом двигателя 1,3-1,8 л составляют 65%;

в) легковые автомобили с бензиновым ДВС с рабочим объемом двигателя >1,8 л составляют 11%;

г) грузовые автомобили с бензиновым ДВС грузоподъемностью 0,5 – 2,0 т составляют 18%;

д) грузовые автомобили с бензиновым ДВС грузоподъемностью 2,0 – 5,0 т составляют 68%;

е) грузовые автомобили с бензиновым ДВС грузоподъемностью 5,0 – 8,0 т составляют 11%;

ж) грузовые автомобили с бензиновым ДВС грузоподъемностью >8,0 т составляют 3%;

з) грузовые автомобили с дизельным ДВС грузоподъемностью 2,0 – 5,0 т составляют 4%;

и) грузовые автомобили с дизельным ДВС грузоподъемностью 5,0 – 8,0 т составляют 5%;

к) грузовые автомобили с дизельным ДВС грузоподъемностью 8,0 – 16,0 т составляют 76%;

л) грузовые автомобили с дизельным ДВС грузоподъемностью >16,0 т составляют 15%;

м) автобусы с бензиновым ДВС (прочие) особо малого класса габаритной длиной <1,3 м составляют 2%;

н) автобусы с бензиновым ДВС (прочие) малого класса габаритной длиной 6 – 7,5 м составляют 15%;

о) автобусы с бензиновым ДВС (прочие) среднего класса габаритной длиной 8 – 9,5 м составляют 31,5%;

п) автобусы с бензиновым ДВС (маршрутные) среднего класса габаритной длиной 8 – 9,5 м составляют 31,5%;

р) автобусы с бензиновым ДВС (маршрутные) большого класса габаритной длиной 8 – 9,5 м составляют 20%;

с) автобусы с дизельным ДВС (маршрутные) среднего класса габаритной длиной 8 – 9,5 м составляют 1%;

т) автобусы с дизельным ДВС (маршрутные) большого класса габаритной длиной 10,5 – 12,0 м составляют 44%;

у) автобусы с дизельным ДВС (маршрутные) особо большого класса габаритной длиной >12,0 м составляют 55%.

Пробеговые выбросы загрязняющих веществ при движении автотранспортных средств и поправочные коэффициенты задаются.

Результаты расчетов представляются виде таблицы, по результатам расчетов должны быть сделаны следующие выводы:

-Какая группа автомобилей дает наибольший вклад в загрязнение атмосферы по сумме всех компонентов;

-Какая группа автомобилей дает наибольшей вклад в загрязнение атмосферы по CO₂;

-Какая группа автомобилей дает наибольший вклад в загрязнение атмосферы по NO₄.

1.1 Расчетные формулы

В общем виде расчет массы вредных выбросов, поступающих в атмосферный воздух, рассчитывают по формуле 1:

(1)

где: M_i – масса i-го вредного вещества;

k – количество класса автомобилей в данной группе;

g – количество типов двигателей, использованных в данном классе;

m_ikg – пробеговый выброс i-го вредного вещества автомобилей k-го класса с двигателем g-го типа по городу или вне населенного пункта, г/км;

ПК_ikg – произведение коэффициентов влияния, влияющие на факторы выбросов i-го вредного вещества автомобилей k-го класса с двигателем g-го типа.

По действующей методике для отдельных групп автомобилей существуют различные коэффициенты влияния. В результате этого исходная формула имеет следующие виды:

а) для легковых автомобилей k-го класса с двигателем g-го типа:

(2)

где: m_ikg – пробеговый выброс i-го вредного вещества автомобилей k-го класса с двигателем g-го типа по городу или вне населенного пункта, г/км;

L_kg – пробег легковых автомобилей k-го класса с двигателем g-го типа по территории наслененного пункта или вне его, млн км;

K_rig – коэффициент, учитывающий изменение выбросов загрязняющих веществ легковыми автомобилями при движении по территории населенного пункта;

k_tig – коэффициент, учитывающий влияние технологического состояния легковых автомобилей;

б) для грузовых автомобилей k-го класса с двигателем g-го типа:

, (3)

где: k_nig – коэффициент, учитывающий изменения пробегового выброса от уровня использования грузоподъемности и пробега;

в) для автобусов k-го класса с двигателем g-го типа использующихся на перевозке:

(4)

2. Решение

1. Рассчитаем выбросы СО.

Таблица 1 - Выброс СО

Вид транспорта	ν	пробеговый выброс	Пробег авто	%	Krig	Ktig	Knig
Легковой автомобиль с бензиновым ДВС	< 1,3	11,4	615	24	0,87	1,75	-
	1,3-1,8	13		65
	>1,8	14		11
Грузовой автомобиль с бензиновым ДВС	0,5-2,0	22	472,41	18	0,89	2	0,68
	2,0-5,0	52,6		68
	5,0-8,0	73,2		11
	>8,0	97,8		3
Грузовой автомобиль с дизельным ДВС	2,0-5,0	2,8	70,69	4	0,95	1,6	0,68
	5,0-8,0	3,2		5
	8,0-16,0	3,9		76
	>16,0	4,5		15
Автобус с бензиновым ДВС (прочие)	< 5	13,5	253	2	0,89	2	0,7
	6.0-7,5	44		15
	8,0-9,5	67,1		31,5
Автобусы с бензиновым ДВС (маршрутные)	8,0-9,5	67,1	253	31,5	0,89	2	0,9
	10,5-12,0	104		20
Автобусы с дизельным ДВС (маршрутные)	8,0-9,5	4,5	22	1	0,95	1,6	0,89
	10,5-12,0	4,9		44
	> 12,0	5		55

Для легковых автомобилей с бензиновым двигателем рассчитываем массу выбросов СО по формуле 2:

а)М_ikg (<1,3 л) =11,4 615 0,24 0,87 1,75 =2561,819т

% =2561,819 100/ 67173,288 =3,81%;

б) М_ikg (1,3-1,8 л) =13 615 0,65 0,87 1,75 =7912,052т

% =7912,052 100/ 67173,288 =11,78%;

в) М_ikg (>1,8 л) =14 0,11 0,87 1,75 =1441,960

% =1441,960 100/ 67173,288 =2,15%.

Для грузовых автомобилей с бензиновым двигателем рассчитываем массу выбросов СО по формуле 3:

а)М_ikg (0,5-2,0 т) =22 0,18 0,89 2 0,68 =2264,348т

% =2264,348 100/ 67173,288 =3,37%;

б) М_ikg (2,0-5,0 т) =52,6 0,68 0,89 2 0,68 =20452,323т

% =20452,323 100/67173,288 =30,45%;

в) М_ikg (5,0-8,0 т) =73,2 0,11 0,89 2 0,68 =4604,174т

% =4604,174 100/ 67173,288 =6,85%;

г) М_ikg (8,0-16,0 т) =97,8 0,03 0,89 2 0,68 =1677,676т

% =1677,676 100/ 67173,288 =2,50%.

Для грузовых автомобилей с дизельным двигателем рассчитываем массу выбросов СО по формуле 3:

а)М_ikg (2,0-5,0 т) =2,8 70,59 0,04 0,95 1,6 0,68 =8,183т

% =8,183 100/67173,288=0,01%;

б) М_ikg (5,0-8,0 т) =3,2 0,05 0,95 1,6 0,68 =11,690т

% =11,690 100/ 67173,288=0,02%;

в) М_ikg (8,0-16,0 т) =3,9 0,76 0,95 1,6 0,68 =216,565т

% =216,565 100/ 67173,288 =0,32%;

г) М_ikg (>16 т) =4,5 0,15 0,95 1,6 0,68 =49,319т

% =49,319 100/ 67173,288=0,07%.

Для автобусов с бензиновым двигателем (прочие) рассчитываем массу выбросов СО по формуле 4:

а)М_ikg (< 5,0 м) =13,5 253 0,02 0,89 2 0,7 =85,114т

% =85,114 100/ 67173,288=0,13%;

б) М_ikg (6,0-7,5 м) =44 0,15 0,89 2 0,7 =2080,570т

% =2080,570 100/ 67173,288=3,10%;

в) М_ikg ( 8,0-9,5 м) =67,1 253 0,63 0,89 2 0,7 =6663,03т

% =6663,03 100/67173.288 =9,10%.

Для автобусов с бензиновым двигателем (маршрутные) рассчитываем массу выбросов СО по формуле 4:

а)М_ikg 8,0-9,5 м) =67,1 253 0,315 0,89 2 0,9 =8566,750т

% =8566,750 100/ 67173,288 =12,75%;

б) М_ikg (10,5-12,0 м) =104 0,20 0,89 2 0,9 =8430,365т

% =8430,365 100/ 67173,288 =12,55%.

Для автобусов с дизельным двигателем (маршрутные) рассчитываем массу выбросов СО по формуле 4:

а)М_ikg (8,0-9,5 м) =4,5 22 0,01 0,95 1,6 0,89 =1,339т

% =1,339т 100/ 67173,288 =0,002%;

б) М_ikg (10,5-12,0 м) =4,9 0,44 0,95 1,6 0,89 =64,166т

% =64,166 100/67173,288 =0,10%;

в) М_ikg (>12 м) =5 0,55 0,95 1,6 0,89 =81,844т

% =81,844 100/ 67173,288 =0,12%.

Итого:67173,288 т.

2. Рассчитаем выбросы СН

Таблица 2 - Выбросы СН

Вид транспорта	ν	пробеговый выброс	Пробег авто	%	Krig	Ktig	Knig
Легковой автомобиль с бензиновым ДВС	< 1,3	2,1	615	24	0,92	1,48	-
	1,3-1,8	2,6		65
	>1,8	2,8		11
Грузовой автомобиль с бензиновым ДВС	0,5-2,0	3,4	372,41	18	0,85	1,83	0,87
	2,0-5,0	4,7		68
	5,0-8,0	5,5		11
	>8,0	8,2		3
Грузовой автомобиль с дизельным ДВС	2,0-5,0	1,1	70,59	4	0,93	2,1	0,76
	5,0-8,0	1,3		5
	8,0-16,0	1,6		76
	>16,0	1,8		15
Автобус с бензиновым ДВС (прочие)	< 5	2,9	253	2	0,85	1,83	0,88
	6.0-7,5	3,4		15
	8,0-9,5	5		31,5
Автобусы с бензиновым ДВС (маршрутные)	8,0-9,5	5	253	31,5	0,85	1,83	0,96
	10,5-12,0	7,7		20
Автобусы с дизельным ДВС (маршрутные)	8,0-9,5	1,4	22	1	0,93	2,1	0,92
	10,5-12,0	1,6		44
	> 12,0	1,6		55

Рассчитаем выбросы NO.

Таблица 3 - Выбросы NO

Вид транспорта	ν	пробеговый выброс	Пробег авто	%	Krig	Ktig	Knig
Легковой автомобиль с бензиновым ДВС	< 1,3	1,3	615	24	0,95	1	-
	1,3-1,8	1,5		65
	>1,8	2,7		11
Грузовой автомобиль с бензиновым ДВС	0,5-2,0	2,6	472,41	18	0,79	1	0,67
	2,0-5,0	5,1		68
	5,0-8,0	9,2		11
	>8,0	10		3
Грузовой автомобиль с дизельным ДВС	2,0-5,0	8,2	70,59	4	0,92	1	0,82
	5,0-8,0	11,4		5
	8,0-16,0	13,4		76
	>16,0	16,4		15
Автобус с бензиновым ДВС (прочие)	< 5	3	253	2	0,79	1	0,67
	6.0-7,5	6,1		15
	8,0-9,5	9,9		31,5
Автобусы с бензиновым ДВС (маршрутные)	8,0-9,5	9,9	253	31,5	0,79	1	0,89
	10,5-12,0	10,4		20
Автобусы с дизельным ДВС (маршрутные)	8,0-9,5	9,1	22	1	0,92	1	0,93
	10,5-12,0	10		44
	> 12,0	11		55

Результаты расчетов представим в виде таблицы:

Таблица 4 - Результаты расчетов

Группы и классы АТС	Выбросы СО		Выбросы СН		Выбросы NO3			CO+CH+NO3
	т	%	т	%	т		%	т		%
Легковые с бензиновым ДВС рабочим объемом
Менее 1,3	2561,819	3,81	422,042	5,84	182,286	3,94		3166,147	3,88
1,3-1,8	7912,052	11,78	1415,179	19,59	569,644	12,30		9896,875	12,1
1,8 и более	1441,960	2,15	257,914	3,57	173,522	3,75		1873,396	2,30
Итого	11915,831	17,74	2095,135	29,01	925,452	19,98		14936,418	18,3
Грузовые с бензиновым ДВС грузоподъемностью
0,5-2,0 т	2264,348	3,37	391,255	5,42	117,022	2,53		2772,625		3,40

Продолжение таблицы 4

Группы и классы АТС		Выбросы СО			Выбросы СН			Выбросы NO3				CO+CH+NO3
		т		%	т	%		т		%		т	%
2,0-5,0 т	20452,323		30,45		2043,220		28,28	867,162		18,72		23362,705	28,66
5,0-8,0 т	4604,174		6,85		386,780		5,35	253,047		5,46		5244,001	6,43
8,0 т и более	1677,676		2,50		157,269		2,18	75,014		1,62		1909,959	2,34
Итого	28998,521		43,17		2978,521		41,24	1312,245		28,33		33289,287	40,84
Грузовые с дизельными двигателями грузоподъемностью
0,5-2,0 т	8,183		0,01		4,616		0,06	17,492	0,38		30,291		0,04
5,0-8,0 т	11,690		0,02		6,820		0,09	30,397	0,66		48,907		0,06
8,0-16,0 т	216,565		0,32		127,587		1,77	543,098	11,73		887,250		1,09
16,0 т и более	49,319		0,07		28,329		0,39	131,188	2,83		208,836		0,26
Итого	285,757		0,42		167,352		2,32	722,175	15,59		1175,284		1,44
Автобусы с бензиновыми ДВС (прочие)
Менее 5 м	85,114		0,13		20,086		0,28	8,035	0,17		113,235		0,17
6,0-7,5 м	2080,570		3,10		176,621		2,44	122,530	2,65		2379,721		3,65
8,0-9,5 м	6663,03		9,10		545,449		7,55	417,607	9,02		7626,086		11,69
Итого	8828,714		12,33		742,156		10,27	548,172	11,84		10119,042		15,51
Автобусы с бензиновыми ДВС (маршрутные)
8,0-9,5 м	8566.750		12,75		595,035		8,24	554,732	11,98		9716,517		11,92
10,5-12,0 м	8430,365		12,55		581,812		8,05	369,999	7,99		9382,176		11,51
Итого	16997,155		25,30		1176,847		16,29	924,731	19,97		19098,693		23,43
Автобусы с дизельными ДВС (маршрутные)
8,0-9,5 м	1,339		0,002		0.553		0,01	1,713	0,04		3,605		0,004
10,5-12,0 м	64,166		0,10		27,828		0,38	82,822	1,79		174,816		0,21
Более 12,0 м	81,844		0,12		34,785		0,48	113,880	2,46		181,403		0,22
Итого	147,35		0,22		63,166		0,87	198,415	4,28		359,824		0,44
Всего выбросы вредных веществ	67173, 288		100		7223, 177		100	4631,190	100		78978,548		100

Вывод:

-Наибольший вклад в загрязнение атмосферы по сумме компонентов дает группа грузовых автомобилей с бензиновым ДВС (33289,287т);

-Наибольший вклад в загрязнение атмосферы по оксиду углерода дает группа грузовых автомобилей с бензиновым ДВС (28998,521т).

-Наибольший вклад в загрязнение атмосферы по оксиду азота дает группа грузовых автомобилей с бензиновым ДВС (1312,245т).