3931

2

УДК 502.1

Прохорова, Н. Л. Нормативы по защите окружающей среды [Текст] : методические указания к практическим занятиям для студентов заочной формы обучения по направлению подготовки 190600 – Эксплуатация транспортнотехнологических машин и комплексов / Н. Л. Прохорова ; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВПО "ВГЛТА". – Воронеж, 2013. – 39 с.

Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВПО "ВГЛТА" (протокол № 2 от 30 ноября 2012 г.)

Рецензент директор ФГУП «НИИЛГиС» канд. биол. наук, доц. О.М. Корчагин

Ответственный редактор д-р биол. наук, проф. Н.А. Харченко

3

ВВЕДЕНИЕ

Охрана окружающей среды, рациональное использование природных ресурсов, обеспечение экологической безопасности – неотъемлемое условие устойчивого экономического и социального развития государства. В целях эффективной охраны окружающей среды в разных странах осуществляется экологическое нормирование. Оно нацелено на научно обоснованное использование природных ресурсов. Основным критерием при определении допустимой экологической нагрузки является отсутствие снижения продуктивности, стабильность и разнообразие экосистем.

Транспортно-дорожный комплекс является важнейшим составным элементом экономики любой страны. Однако функционирование транспорта сопровождается и мощным негативным воздействием на природу. Вклад транспорта в ее загрязнение оценивается по всем компонентам экосистем:

атмосфере, воде, почве, растительному и животному миру Экологическое нормирование – это разработка и апробация научно

обоснованных критериев и норм предельно допустимого вредного воздействия на природную среду и человека, а также норм и правил природопользования на основе общих методологических подходов, комплексного изучения и анализа экологических возможностей экосистем и их отдельных компонентов.

Нормативы качества окружающей среды выступают как критерии ее состояния и определяются предельно допустимыми нормативами вредных воздействий, превышение которых создает угрозу для здоровья человека и бионты ландшафта.

В настоящее время нормирование выбросов вредных веществ в атмосферу основано на необходимости соблюдения гигиенических критериев качества атмосферного воздуха, воды и почвы населенных мест.

Цель данных методических указаний ознакомить студентов с законодательной базой нормирования, а также с методикой расчета выбросов загрязняющих веществ при эксплуатации автотранспортных средств.

4

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 1

РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ, ВЫБРАСЫВАЕМЫХ АВТОТРАНСПОРТОМ В АТМОСФЕРУ

Транспорт – один из основных загрязнителей атмосферного воздуха. Его доля в общем объеме выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных и подвижных источников по России составляет 38 % , что выше, чем доля любой из отраслей промышленности. В соответствии с видом транспортных средств выбросы загрязняющих веществ значительно разнятся. Например, 58 % от общего количества загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу, приходится на автомобильный транспорт, 25 % - на железнодорожный, 14 % - на дорожно-строительный комплекс, около 2 % - на воздушный транспорт и менее 1 % - на речной и морской.

В Воронеже основным источником загрязнения атмосферного воздуха также являются выбросы автотранспорта, удельный вес которых в общем объеме выбросов составляет 90 %. Для сравнения отметим, что среди промышленных источников загрязнения атмосферы ведущее место занимает ТЭЦ-2 (17 % в структуре загрязнения атмосферы воздуха города).

По состоянию на первое января 2012 года в регионе зарегистрировано более 903 тысяч транспортных средств, из них автомобилей почти 730 тыс., в том числе легковых – 609 тыс. За 2011 год прирост транспорта составил более 44,5 тысяч. Как отмечают эксперты, данный процесс происходит в условиях существенного отставания экологических показателей отечественных авто и топлива от достигнутого мирового уровня, а также при запущенной уличнодорожной сети. В Воронеже насчитывается более 296 тысяч единиц автотранспорта. Ежедневно это количество дополняется сотнями единиц транзитного транспорта. При этом доля автомобилей, использующих газовое топливо, не превышает 2 %.

Вредные вещества при эксплуатации подвижных транспортных средств поступают в воздух с отработавшими газами, испарениями из топливных систем при заправке, а также с картерными газами. На выбросы оксидов углерода значительное влияние оказывает рельеф дороги и режим движения автомашины. Так, например, при ускорении и торможении, в отработавших газах увеличивается содержание оксида углерода почти в 8 раз. Минимальное количество оксида углерода выделяется при равномерной скорости автомобиля 60 км/ч.

Проблема загрязнения окружающей среды выбросами автотранспорта с каждым годом становится все острее. Опасность воздействия отработавших газов увеличивается вследствие того, что вредные компоненты этих газов выбрасываются в атмосферу, окружающую людей, где естественный обмен воздуха ограничен из-за плотной застройки. Выхлопные газы автотранспорта стали основными источниками загрязнения атмосферы.

5

Задание 1. В личном пользовании жителей г. Воронежа находится 206534 автомобилей, из них 10 % грузовых, остальные – легковые. 30 % грузовых автомобилей имеют дизельные двигатели. Средний пробег автомобилей: легковых – 30 000 км, грузовых – 20 000 км в год. Сколько вредных веществ (СО, СхНу, NОх) поступает в атмосферу?

Задание 2. Интенсивность движения по проспекту Революции составляет 1250 автомобилей в час. Из них: 5 % - автобусы, 70 % которых имеют дизельный двигатель; 1 % - грузовые с бензиновым двигателем, остальные – легковые, 90 % из которых находятся в индивидуальном пользовании. Сколько вредных веществ (СО, СхНу, NОх) поступает в атмосферу на участке в 1 км?

Задание 3. Рассчитайте процентное содержание основных компонентов отработавших газов и определите процент снижения содержания вредных веществ, образующихся при использовании карбюраторного и дизельного двигателя. Для выполнения задания используйте данные таблиц.

Задание 4. При заправке автомобиля (40 литров) и его эксплуатации из указанного количества бензина испаряется 0,3 литра, остальное количество бензина сжигается. Сколько вредных веществ (СО, СхНу, NОх) поступит в атмосферу, если было произведено 5 заправок.

Задание 5. Каков валовой выброс загрязняющих веществ автопарка, если в месяц в нем расходуется 3500 кг бензина? Какая численность машин, зная, что расход топлива составляет 10л/100 км и пробег 2000 км в месяц?

Информация для расчетов дана в таблицах 1-3.

6

Таблица 2

Удельный выброс загрязняющих веществ при сжигании 1 кг топлива, г/кг

Таблица 3

Состав отработанных газов двигателей внутреннего сгорания

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 2

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ АВТОТРАНСПОРТА НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Проблема загрязнения атмосферного воздуха вредными веществами, содержащимися в отработанных газах автомобилей, является одной из глобальных. Степень воздействия автомобильного транспорта на окружающую среду определяется с помощью целого ряда расчетных операций. Вам необходимо оценить вклад движущегося транспорта в загрязнение атмосферного воздуха.

Задание 1. Определить интенсивность движения автотранспортных средств.

С этой целью подсчитывается количество движущегося транспорта по соответствующим видам подвижного состава за 1 час. Вид автомобиля определяется в зависимости от типа двигателя, используемого вида топлива (бензин или дизельное топливо), а также от объема двигателя и габаритных размеров.

7

Задание 2. Определите зону активного загрязнения.

Зона активного загрязнения (ЗАЗ) имеет объем параллелепипеда с длиной (L), равной длине трассы; шириной – (n), равной ширине транспортной магистрали, увеличенной на размер ширины полосы отвода (зона распространения загрязняющих веществ – 100 м); высота распространения загрязняющих веществ (h) – 5 м. Зона активного загрязнения рассчитывается по

формуле:

VЗАЗ = L (n + 200) h, м3

Вариант 1: L = 100 м., n = 10 м; вариант 2: L = 500 м. n = 10 м.

Задание 3. Определить концентрацию веществ, вырабатываемых автомобильным транспортом.

Для расчета произведенной массы выброса (х) загрязнителя от транспортных средств используется формула:

L mх . kгор . kхтс

Мх = _________________ мг/ м3 ,

VЗАЗ

где:

L – длина трассы, м;

Mх – масса токсичных выбросов (х) вещества, выбрасываемого одним автомобилем в зону активного загрязнения, мг/ м3;

mх – пробеговый выброс (х) вещества (таблица № 5);

Kгор – коэффициент, учитывающий изменение выбросов загрязняющих веществ при движении по территории населенных пунктов;

Kхтс – коэффициент, учитывающий влияние технического состояния автомобиля на массовый выброс (х) загрязняющего вещества (таблица № 6);

VЗАЗ – зона активного загрязнения, м3

Значение Кгор в зависимости от типа населенных пунктов для грузовых автомобилей и автобусов в городе с 1 млн жителей по всем видам

8

загрязняющих веществ, кроме оксида серы и свинца, равняется 1. Коэффициент для оксида серы и свинца составляет 1,25.

Таблица 5

Выбросы загрязняющих веществ от подвижного состава при движении в населенных пунктах (пробеговый выброс) mх, г/км

Для выполнения задания используются результаты заданий № 1 и 3. Полученные расчетные величины представьте в виде табл. 7 и сравните с ПДК.

Таблица 7

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу

9

Таблица 8

Предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в РФ

По результатам расчетов сделайте выводы.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 3

РАСЧЕТ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ОТ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ АВТОПРЕДПРИЯТИЙ

Задание 1. Расчет выбросов загрязняющих веществ при проведении сварочных работ.

На сварочном участке применяется электродуговая сварка штучными электродами, а также газовая сварка и резка металла. Количество выделяющихся загрязняющих веществ при сварке зависит от марки электрода и марки свариваемого материала, типа швов и других параметров сварочного производства.

Расчет валового выброса загрязняющих веществ, при всех видах электросварочных работ М, т/год, проводится по формуле:

M g B 10 6 ,

где g - удельный показатель выделяемого загрязняющего вещества г на кг расходуемых материалов, г/кг;

В - масса расходуемого за год сварочного материала, кг. Расчет максимально-разового выброса, G , г/с,

где g - удельный показатель выделяемого загрязняющего вещества г на кг расходуемых материалов, г/кг;

В/ – максимальное количество сварочных материалов, расходуемых в течение часа, кг;

t – время, затрачиваемое на сварку в течение рабочего дня, ч.

Расчет валового и максимально разового выброса загрязняющих веществ при газовой сварке ведется по тем же формулам, что и для электродуговой сварки, только вместо массы расходуемых электродов берется масса расходуемого газа. Данные для расчетов представлены в табл. 9.

10

Задание 2. Расчет выбросов загрязняющих веществ от станков механической обработки металлов.

Механической обработке подвергаются металлы, сплавы, неметаллы. Для холодной обработки материалов используют токарные, фрезерные, шлифовальные, заточные, сверлильные и другие станки.

Характерной особенностью процессов механической обработки хрупких металлов (чугун, цветные металлы и т.п.) является выделение твердых частиц (пыли металлической). При обработке стали на шлифовальных и заточных станках, также образуется абразивная пыль, а на остальных станках – отходы только в виде стружки. При применении смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) образуются аэрозоли минеральных масел и различных эмульсоров.

Расчет валового выброса загрязняющего вещества М, т/год, определяется отдельно для каждого станка по формуле:

M 3600K t n 10 6 ,

где К - удельное выделение загрязняющего вещества технологическим оборудованием, г/с;

t - время работы одной единицы оборудования в день, час. n – количество дней работы станка в год.

При расчете валовых и максимально-разовых выбросов пыли металлической принимают во внимание, что коэффициент оседания пыли Кос составляет 0,2, т.е. в атмосферу выбрасывается 20 % массы образующейся пыли.

Расчет максимально-разового выброса G, г/сек, для пыли производится по формуле: G К KOC 10 3 ,

где Кос – коэффициент оседания пыли металлической.