Расчет концентрации, загрязняющий веществ вблизи автомобильных дорог

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра геоэкологии
РГР №2
Экология
По дисциплине
(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)
Тема работы:
Расчет концентрации, загрязняющий веществ вблизи
автомобильных дорог
Выполнил: студент гр.
ПТЭ-20
(шифр группы)
Лиханин М. Д.
(подпись)
(Ф.И.О.)
Оценка:
Дата:
Проверил
руководитель работы:
доцент
(должность)
Стриженок А. В.
(подпись)
Санкт-Петербург 2021
(Ф.И.О.)
Цель работы: ознакомиться с методикой расчета выбросов загрязняющих веществ при
эксплуатации автомобилей.
Исходные данные:
Вариант
Na, автомобилей в
час
1
1000
Число автомобилей по группам, %
1
25
2
25
3
25
4
20
5
0
6
5
v,км/ч

l,м
60
65
50
Задание:
1) Определить концентрации загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода, оксидами
азота и углеводородами в солнечную и дождливую погоду в расчетном поперечнике на
расстояниях l от кромки автомобильной дороги.
2) Построить графики зависимости изменения концентрации ЗВ от расстояния от кромки
дороги l.
3) Выбрать защитные мероприятия по снижению концентрации ЗВ в зоне жилой застройки,
удаленной на расстоянии l от дороги, до допустимого уровня, если скорость
господствующего ветра 3 м/с.
Автомобиль:
Группа Расход,
G, л/км
легковой
1
0,11
грузовой карбюраторный г/п, т:
до 6
2
0,16
6 и более
3
0,33
грузовой дизельный
4
0,34
Автобус:
карбюраторный
5
0,37
дизельный
6
0,28
Окись
Оксиды
Выброс углерода Углеводороды азота
Кк
0,6
0,12
0,06
Кд
0,14
0,037
0,015
Решение:
1. Мощность эмиссии ( в мг/м с) ЗВ:
для окиси углерода:
𝑞𝐶𝑂 = 0,206𝑚 [∑(𝐺COk ⋅ 𝑁𝐶𝑂𝑘 ⋅ 𝐾𝑘 ) + ∑(𝐺СОд ⋅ 𝑁𝐶𝑂д ⋅ 𝐾д )]
0,11 ⋅ 250 ⋅ 0,6 + 0,16 ⋅ 250 ⋅ 0,12 + 0,33 ⋅ 250 ⋅ 0,6 +
)=
+0,34 ⋅ 200 ⋅ 0,14 + 0,37 ⋅ 0 ⋅ 0,6 + 0,28 ⋅ 50 ⋅ 0,14
𝑞𝐶𝑂 = 0,206 ⋅ 0,15 ⋅ (
Для углеводородов и оксидов азота аналогично:
q (CO)
13,58
q (УВ)
2,81
q (NOx)
1,36
2. Концентрации загрязнения атмосферного воздуха токсичными компонентами
отработавших газов, мг/м3:
для окиси углерода: ССО 
2qCO
sin   2     в
 FCO
Значение стандартного Гауссовского отклонения от состояния погоды:
Состояние
погоды
Солнечная
Дождливая
10
1
2
20
2
4
Величина
40
4
6
 при удалении, м, от кромки проезжей части
60
6
8
80
8
10
Дождливая погода:
На расстоянии 10м:
2𝑞
2⋅13,58
𝐶𝑂
ССО = 𝑠𝑖𝑛 𝜙⋅√2𝜋⋅𝛿⋅𝜐
= 𝑠𝑖𝑛 65⋅
в
√2⋅3,14⋅2⋅3
= 2,19 мг/м3
На расстоянии 250м:
2𝑞
2⋅13,58
𝐶𝑂
ССО = 𝑠𝑖𝑛 𝜙⋅√2𝜋⋅𝛿⋅𝜐
= 𝑠𝑖𝑛 65⋅
в
√2⋅3,14⋅30⋅3
= 0,15 мг/м3
100
10
13
150
14
19
200
18
24
250
22
30
Солнечная погода:
На расстоянии 10м:
2𝑞
2⋅13,58
𝐶𝑂
ССО = 𝑠𝑖𝑛 𝜙⋅√2𝜋⋅𝛿⋅𝜐
= 𝑠𝑖𝑛 65⋅
√2⋅3,14⋅1⋅3
в
= 4,37 мг/м3
На расстоянии 250м:
2𝑞
2⋅13,58
𝐶𝑂
ССО = 𝑠𝑖𝑛 𝜙⋅√2𝜋⋅𝛿⋅𝜐
= 𝑠𝑖𝑛 65⋅
в
√2⋅3,14⋅22⋅3
= 0,20 мг/м3
Для углеводородов и оксидов азота рассчитываем аналогично.
Солнечная погода
С (СО)
С (УВ)
С (NOx)
5,915616 1,23976199 0,597855
Дождливая погода
С (СО)
С (УВ) С (NOx)
2,957808 0,619881 0,298927
2,957808
0,61988099 0,298927
1,478904
0,30994
1,478904
0,3099405
0,149464
0,985936
0,206627 0,099642
0,985936
0,206627
0,099642
0,739452
0,15497
0,739452
0,15497025 0,074732
0,591562
0,123976 0,059785
0,591562
0,1239762
0,059785
0,455047
0,095366 0,045989
0,422544
0,08855443 0,042704
0,311348
0,065251 0,031466
0,328645
0,06887567 0,033214
0,246484
0,051657 0,024911
0,268892
0,04275041 0,027175
0,197187
0,041325 0,019928
10
0,149464
20
40
0,074732
60
80
100
150
200
250
В результате расчетов можно сделать вывод:
Концентрация ЗВ на кромке автодороги и в жилой застройке (более 60м от кромки
дороги) в любую погоду не превышает регламентированные значения. Следовательно
природоохранные мероприятия проводить не обязательно.
Думаю это связано с тем, что скорость потока 55 км/ч находится в диапазоне, когда
выбросы ЗВ минимальны, и данная скорость является безопасной при движении в населенной
местности. Следовательно улучшение дорожного покрытия и другие способы повысить скорость
потока необязательны.
Графический материал:
1. График зависимости концентрации окиси углерода от расстояния.
0,7000
0,6000
0,5000
0,4000
Солнце
0,3000
Дождь
0,2000
0,1000
0,0000
0
50
100
150
200
250
300
2. График зависимости концентрации углеводородов от расстояния.
0,1400
0,1200
0,1000
0,0800
Солнце
0,0600
Дождь
0,0400
0,0200
0,0000
0
50
100
150
200
250
300
3. График зависимости концентрации оксидов азота от расстояния.
0,0700
0,0600
0,0500
0,0400
Солнце
0,0300
Дождь
0,0200
0,0100
0,0000
0
50
100
150
200
250
300