Архангельский_БСТ2154 экология
.pdfМинистерство цифрового развития, Связи и Массовых Коммуникаций Российской Федерации Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования «Московский Технический Университет Связи и Информатики» (МТУСИ)
Кафедра «Экология, безопасность жизнедеятельности и электропитание»
Отчет по лабораторным работам
по дисциплине:
«Информационная экология»
Выполнил: студент группы БСТ2154 Архангельский Максим Вячеславович Студенческий билет № ЗБСТ21001 Проверил:
Шакиров К.Ф.
Москва 2023
Практическое задание №1
Оценка уровня выбросов вредных веществ в атмосферу.
Цель работы: для промышленного предприятия, расположенного на ровной местности,
1)рассчитать величину максимальной концентрации вредного вещества
уземной поверхности, прилегающей к предприятию, при выбросе из трубы нагретой газовоздушной смеси;
2)определить расстояние от источника выброса, на котором достигается величина максимальной приземной концентрации вредных веществ (по оси факела);
3)определить фактическую концентрацию вредного вещества у поверхности земли с учетом фонового загрязнения воздуха и дать оценку рассчитанного уровня загрязнения воздуха в приземном слое промышленными выбросами путем сравнения со среднесуточной предельно допустимой концентрацией (ПДК);
4)определить опасную скорость ветра и рассчитать значения приземных концентраций вредных веществ в атмосфере по оси факела выброса на расстояниях X= 50, 500 м. от источника выброса;
5)рассчитать предельно допустимый выброс вредного вещества.
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.
Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества См,мг/м3, при выбросе нагретой газовоздушной смеси из одиночного источника при неблагоприятных метеорологических условиях определить по формуле:
2
где А — коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе (для Московского региона равен 140);
F — безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе (для газообразных вредных веществ
F = 1);
— безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности (в случае ровной местности =1);
m, n — безразмерные коэффициенты, вычисляемые согласно
пункту б.
Для определения См необходимо:
а) рассчитать среднюю линейную скорость 0, м/с, выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса:
3
б) значения коэффициентов m и n определить в зависимости от параметров f и м:
в) коэффициент m определить в зависимости от f по формуле:
г) коэффициенты n и d для п.2 определить в зависимости от величины м:
2. При неблагоприятных метеорологических условиях максимальная приземная концентрация вредных веществ достигается на расстоянии от источника выброса:
4. Расчет предельно допустимого выброса нагретого вредного вещества
(ПДВ) производится по формуле:
4
Исходные данные
Вариант |
Сф, |
М, г/с |
Q, м3/с |
ΔT, ◦C |
Н, м |
D, м |
Тип |
|
мг/м3 |
вещества |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
Оксид |
|
1 |
0,02 |
0,8 |
2,4 |
12 |
21 |
1,0 |
азота |
|
|
|
|
|
|
|
|
(NO) |
Средняя линейная скорость:
4 2,40 = 3,14 12 ≈ 3,057 м/с
Параметры и м: |
|
|
|
|
|
||||||
= 1000 |
3,0572 1 |
≈ 1,765 |
|
||||||||
212 12 |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 2,4 12 |
|
|
|
|
|
||||
= 0,65 √ |
|
|
|
≈ 0,722 |
|
||||||
|
|
|
|||||||||
м |
21 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Коэффициент m: |
|
|
|
|
|
||||||
= |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
≈ 0,824 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
0,67 + 0,1 √1,765 + 0,34 √1,765 |
|
Определить коэффициенты n и d в зависимости от величины м:
В данном случае, значение м = 0,722 попадает под условие
0,5 ≤ м < 2.
= 0,532 0,7222 − 2,13 0,722 + 3,13 ≈ 1,869
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
||
= 4,95 0,722 (1 + 0,28√1,765) ≈ 4,783 |
|
|||||||||
Расчет См: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
= |
140 0,8 1 |
0,824 |
1,869 1 |
≈ 0,127 |
мг |
||||
|
|
|
||||||||
м |
21 |
2 |
3 |
|
|
|
|
|
⁄м3 |
|
|
|
√2,4 12 |
|
|
При неблагоприятных метеорологических условиях максимальная приземная концентрация вредных веществ достигается на расстоянии от источника выброса:
21м = (5 − 1) 4,783 4 = 100,443 м
5
Вышеприведенные формулы для расчета м и м справедливы при опасной скорости ветра:
м = 0,5 м/с, если м ≤ 0,5м = м, если 0,5 < м ≤ 2
м = м(1 + 0,12√ ) для нагретых выбросов при м > 2
В данном случае м = м = 0,722 м⁄с
Значения приземных концентраций вредных веществ в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях от источника выброса при
опасной |
|
|
|
скорости |
|
|
ветра |
|
|
|
определяется |
по |
формуле |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
м |
|
|
|
|
|
|
где 1 – безразмерная величина, определяемая в зависимости от |
|||||||||||||||||||||||||||
соотношения X/Xм. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
⁄ |
|
≤ 1, 1 |
= 3 ( ⁄ |
|
4 |
− 8 ( ⁄ |
3 |
+ 6 ( ⁄ |
2 |
|
|
||||||||||||
При |
|
) |
|
) |
|
) |
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
м |
|
|
|
|
|
|
м |
|
|
|
|
|
м |
м |
|
|
|
||
При 1 < |
|
|
≤ 8, = |
|
|
1,13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
⁄ |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м |
|
|
|
|
|
|
|
|
) +1 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,13( ⁄ |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м |
|
|
|
|
|
|
|
|
1) При х = 50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
Х |
= |
|
50 |
|
|
|
= 0,497 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
100,443 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
S1 = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
≈ 0, 682 |
|
|
|
||||
|
|
Сх = 0,682*0,127 = 0,086 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
2) При х = 500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
Х |
|
= |
|
500 |
|
|
= 4,977 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
100,443 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
S1 = |
|
|
|
|
|
|
|
|
≈ 0,267 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
Сх = 0,267*0,127 = 0,033 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
⁄ м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,497 |
|
|
|
4,977 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,682 |
|
|
|
0,267 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,086 |
|
|
|
0,033 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчет предельно допустимого выброса нагретого вредного вещества (ПДВ) производится по формуле:
2 3
√
ПДВ = (ПДКсс − ф)
В данном случае для оксида азота (NO) ПДКсс = 0,06 мг⁄м3, поэтому
|
|
|
|
|
(21м)2 |
3 |
м3⁄с 12˚С |
|
ПДВ = (0,06 |
мг⁄ |
3 − 0,02 |
мг⁄ |
3) |
√2,4 |
|||
140 1 0,824 1,869 1 |
||||||||
|
м |
|
м |
|
≈ 0,2507 г⁄с
Вывод: в ходе лабораторной работы были произведены расчеты предельно допустимого выброса нагретого вредного вещества и максимального значения приземной концентрации вредного вещества для оценки уровня выбросов вредных веществ в атмосферу по заданным параметрам.
7
Практическое задание №8
Расчет и оценка загрязнения почв вдоль автодорог
Цель работы: произвести расчет и оценку загрязнения почв вдоль автодорог.
Исходные данные:
№ |
|
Тип |
|
, |
Интенсивность |
Средняя |
Марка |
|
Содержание |
Плотность |
|||||||||||||
варианта |
|
автомобиля |
л/км |
движения N, |
скорость |
бензина |
свинца в |
|
почвы , |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
1/сутки |
|
Движения |
|
|
|
бензине , |
|
кг/м3 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
транспортного |
|
|
|
г/л |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
потока , км/ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
Легковой |
0,11 |
1000 |
|
|
|
90 |
|
АИ- |
|
|
0,37 |
|
|
1100 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
92 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Зависимость коэффициента к от расстояния x от края дороги |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х, м |
10 |
|
20 |
|
30 |
40 |
|
50 |
|
60 |
|
80 |
|
100 |
|
150 |
|
200 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
к |
0,50 |
|
0,10 |
0,06 |
0,04 |
|
0,03 |
|
0,02 |
|
0,01 |
|
0,005 |
|
0,001 |
|
0,0002 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выполнение работы:
Мощность эмиссии свинца – количество выпавшего свинца за сутки на единицу длины автотрассы, мг/(м*сут), определяется следующим образом:
= 0,592*1*0,8*1000*0,11*0,37≈_19,275_мг/(м*сут)
Где:
− безразмерный коэффициент, учитывающий среднюю скорость движения транспортного потока (км/ч), определяемый с помощью графика, изображенного на рис. 1;
8
Рис.1. Зависимость величины коэффициента от средней скорости
транспортного потока (км/ч).
т − безразмерный коэффициент, учитывающий долю выбрасываемого свинца в виде условно твердых частиц, принимаемый равным 0,8;
− средняя интенсивность движения автомобилей различных классов в оба направления, авт/сут (или сут−1);
− средний расход бензина для карбюраторных автомобилей различных классов, л/км.
– содержание свинца в бензине.
Затем рассчитаем величину отложений свинца на поверхности почвы Рп,мг/м2:
где − коэффициент с размерностью м-1, зависящий от расстояния x от кромки дороги;
− безразмерный коэффициент, зависящий от розы ветров,
принимается равным 0,7;
− расчетный срок эксплуатации автодороги, в нашем случае принимается равным 365 дней (1 год);
F – фоновое загрязнение пахотного слоя почвы свинцом, примем равным
8 мг/м2.
9
Определим уровень УЗП, мг/кг, на различных расстояниях от кромки дороги:
где p – плотность почвы, кг/м3; h – глубина пахотного слоя почвы, принимается равным 0,2 м.
Занесу результаты Рп и Рс в таблицу.
№ |
x |
к |
Рп |
Рc |
1 |
10 |
0,50 |
992.95249 |
4.51342 |
|
|
|
|
|
2 |
20 |
0,10 |
204.9905 |
0.931775 |
|
|
|
|
|
3 |
30 |
0,06 |
126.19429 |
0.57361 |
|
|
|
|
|
4 |
40 |
0,04 |
86.7962 |
0.39452 |
5 |
50 |
0,03 |
67.09715 |
0.30498 |
|
|
|
|
|
6 |
60 |
0,02 |
47.3981 |
0.21544 |
7 |
80 |
0,01 |
27.69905 |
0.1259 |
|
|
|
|
|
8 |
100 |
0,005 |
17.849525 |
0.08113 |
|
|
|
|
|
9 |
150 |
0,001 |
9.9699049 |
0.04531 |
|
|
|
|
|
10 |
200 |
0,0002 |
8.393981 |
0.03815 |
|
|
|
|
|
Вывод: в ходе лабораторной работы был рассчитан уровень загрязнения почвы вдоль автодороги, по полученным данным был построен график. Увеличение расстояния до кромки дороги положительно влияет на загрязненность почвы.
10