Распространение загрязнений воздушного бассейна от движущегося автотранспорта
Выбрасываемые в атмосферу отработанные газы и испарения топливных систем автотранспорта представляют собой смесь из более чем двухсот компонентов, среди которых немало канцерогенных веществ. Значения выбросов вредных веществ в отработанных газах автотранспорта зависит от различных факторов: соотношения в смеси воздуха и топлива, режимов движения автотранспорта, рельефа местности и качества дорог, технического состояния автомобиля, типа двигателя и др. Например, рельеф дороги и режим движения автомашин оказывают значительное влияние на выбросы оксида углерода (СО). При ускорении и торможении в отработанных газах содержание СО увеличивается в 8 раз. При медленном движении или стоянии автомобиля с включенным двигателем также резко увеличивает содержание СО в выбрасываемых газах (что характерно для автомобильных пробок). Минимальное количество угарного газа выделяется при равномерном движении автомобиля со скоростью 60 км/ч. Выбросы основных загрязняющих веществ (оксид углерода, оксид азота, углеводороды, бенз(α)апирен существенно ниже в дизельных двигателях по сравнению с карбюраторными. Однако дизельные двигатели отличаются повышенными выбросами сажи (при плохой регулировке двигателя и систем подачи топлива), которая насыщена канцерогенными углеводородами и микроэлементами, выбросы которых в атмосферу недопустимы. Нормируются выбросы загрязняющих веществ также ПДК. Концентрация загрязняющих веществ вдоль магистралей зависит от их массового выброса, величина которого в свою очередь определяется видом автотранспорта, типом двигателя и уровнем его технического состояния, плотностью автомобильного потока (интенсивностью движения) и средней скоростью. Последний из перечисленных параметров может меняться путем принятия градостроительных решений, позволяющих избежать задержки движения автотранспорта на светофорах, например, строительство эстакад и тоннелей на перекрестках, расширение проезжей части улиц и др. Масса выбросов от автомагистралей рассчитывается в соответствии с методикой, которая может быть использована для оценки показателей экологического воздействия и обоснования необходимости применения экологически ориентированных мероприятий по организации дорожного движения (ОДД). Влияние условий движения автомобилей в транспортном потоке на выброс загрязняющих веществ, прежде всего, проявляется через обусловленное организацией движения соотношение установившихся и неустановившихся режимов движения. Поэтому в общем виде величина выброса автомобилей i- го загрязняющего вещества М, на участке магистрали длиной 1, за единицу времени определяется по формуле: Mi=Mli+Di (3), где: Mli – выброс i-го загрязняющего вещества при непрерывном движении транспортного потока, г/ч (или г/с); Di – дополнительный выброс i – го загрязняющего вещества, связанный с задержкой транспортных средств, г/ч (г/с). Величина Mli отражает неизбежную часть выброса, определяемую техническим уровнем и состоянием транспортных средств, скоростью движения, интенсивностью движения и дорожными условиями. Величина Di отражает увеличение выброса, вызванное торможением и разгоном транспортных средств, а также работой двигателя на холостом ходу. В соответствии с учитывается выброс следующих загрязняющих веществ: оксид углерода – СО; углеводороды – СmHm; оксиды азота – NOx; диоксид серы – SO2; сажа – С. При расчетах следует учитывать, что в г. Москве автомобильные двигатели работают на бензине высокого качества, несодержащим сернистых соединений (выбросы SO2 отсутствуют), и не разрешается проезд автотранспорта с плохой регулировкой дизельного двигателя и системы подачи топлива. Для расчета выброса i-го загрязняющего вещества при непрерывном транспортном потоке (Мli) используется расчетная формула: Mli = , г/час (4), где: m`lik – пробеговый выброс i-го загрязняющего вещества автомобилем k-й расчетной группы, г/км; Ln – длина n-го перегона входного или выходного направления, км; Nkn – интенсивность движения автомобилей k-й расчетной группы на n-ом перегоне входного или выходного направления, авт/час. При этом надо учитывать, что транспортный поток подразделяется на пять групп расчетных автомобилей: - расчетный легковой автомобиль (РЛА) – усредненная модель легкового автомобиля, отражающая существующее распределение легковых автомобилей с двигателями различного литража в потоке; - расчетный грузовой автомобиль с бензиновым двигателем (РГАБ) –усредненная модель грузового автомобиля с бензиновым двигателем, отражающая существующее распределение грузовых автомобилей различной грузоподъемности в потоке;; - расчетный грузовой автомобиль с дизельным двигателем (РГАД) – усредненная модель грузового автомобиля с дизельным двигателем, отражающая существующее распределение грузовых автомобилей различной грузоподъемности в потоке; - расчетный автобус с бензиновым двигателем (РАБ) – усредненная модель автобуса с бензиновым двигателем, отражающая существующее распределение автобусов различного класса в потоке; - расчетный автобус с дизельным двигателем (РАД) – усредненная модель автобуса с дизельным двигателем, отражающая существующее распределение автобусов различного класса в потоке. Кроме того, для расчета массового выброса М каждого из загрязняющих веществ, содержащихся в отработанных газа, необходимо с помощью введения соответствующих коэффициентов учитывать уровень технического состояния автомобиля, его возраст и среднетехническую скорость. В результате формула (4) будет иметь следующий вид: = (5), где 3600 – коэффициент пересчета единицы массового выброса из г/ч в г/с; К1 – коэффициент уровня технического состояния автотранспорта; К2 – коэффициент влияния возраста автотранспорта ; К3 – коэффициент среднетехнической скорости, учитывающий отличие средней скорости транспортного потока в городе (V) от скорости по европейскому циклу. Коэффициент К3 для разных загрязняющих веществ определяется по формулам: для оксида углерода К3 = 1,268-0,015; для углеводородов К3=1,2-0,0116; для оксидов азота К3=1,0. Зависимости плотности автомобильного потока (Р) от интенсивности движения автотранспорта (Nkn) определяется по выражению Р= Nkn/V. Большое значение имеет оценка уровня концентрации загрязнителей в приземном слое городской среды. Отработавшие газы от автотранспорта составляют многокомпонентную смесь до 280 вредных ингредиентов. Наиболее опасными для человека являются окись углерода, оксиды азота, углеводороды и различные соединения свинца. Все горячие газы при смешении с окружающим воздухом быстро охлаждается и их плотность быстро приближается к плотности воздуха, поэтому он быстро рассеивается по территории как некий средний газ. В градостроительной практике за представительный показатель уровня загрязнения атмосферного воздуха принимается концентрация в приземном слое территории и по высоте здания окиси углерода (СО), у которой ПДКСС = 3 мг/м3 и ПДКМР =5 мг/м . Двигаясь со скоростью 80-90 км/ч, в среднем автомобиль превращает в углекислоту столько же кислорода, сколько 300-350 человек. Но дело не только в углекислоте. Годовой выхлоп одного автомобиля – это 800 кг окиси углерода, 40 кг окислов азота и более 200 кг различных углеводородов. В этом наборе весьма коварна окись углерода. Из-за высокой токсичности её допустимая концентрация в атмосферном воздухе не должна превышать 1 мг/м3. Известны случаи трагической гибели людей, запускавших двигатели автомобилей при закрытых воротах гаража. В одноместном гараже смертельная концентрация окиси углерода возникает уже через 2-3 минуты после включения стартера. В холодное время года, остановившись для ночлега на обочине дороги, неопытные водители иногда включают двигатель для обогрева машины. Из-за проникновения окиси углерода в кабину такой ночлег может оказаться последним. Уровень загазованности магистралей и примагистральных территорий зависит от интенсивности движения автомобилей, ширины и рельефа улицы, скорости ветра, доли грузового транспорта и автобусов в общем потоке и других факторов. При интенсивности движения 500 транспортных единиц в час концентрация окиси углерода на открытой территории на расстоянии 30-40 м от автомагистрали снижается в 3 раза и достигает нормы. Затруднено рассеивание выбросов автомобилей на тесных улицах. В итоге практически все жители города испытывают на себе вредное влияние загрязнённого воздуха. Градостроительные мероприятия, улучшающие условия рассеивания выхлопных газов автотранспорта в жилой застройке и позволяющие снижать концентрации до предельно допустимых значений – важный фактор в борьбе за чистоту воздушного бассейна в городе. Значения фоновых концентраций загрязняющих веществ типичны для многих районов Москвы, как соседствующих с территориями производственного назначения, так и находящихся от них на относительном удалении. Отработанные автомобильные газы содержат до 200 различных токсичных веществ. Наиболее опасными из отработанных автомобильных газов являются оксиды углерода, азота, углеводороды, в том числе – бензапирен. В практике расчета часто принимают концентрацию окиси углерода СО. Исходным моментом анализа загрязнения воздушной среды является определение концентрации окиси углерода на бордюре проезжей части, которая определяется по эмпирической формуле [2]: С = (6), где – расчетная концентрация СО на бордюре проезжей части; N – количество автомобилей в час в обоих направлениях (получено экспериментально): – скорость ветра на улице, м/с, при штиле =1 м/с; H – ширина улицы в линиях регулирования застройки, м; – коэффициент, учитывающий конструкцию двигателей, уровень технического обслуживания машин, вид топлива и т.д. В настоящее время =0,35; – коэффициент, учитывающий долю общественного и грузового транспорта в потоке и его среднюю скорость (табл.4); – коэффициент, учитывающий повышение уровня концентрации СО, вследствие прерывистости движения транспорта из-за наличия перекрестков (табл. 5).
Таблица 4 Значения при разных автотранспортных потоках
Таблица 5 Значения , учитывающие прерывистость транспортного потока
Расчет концентрации СО у бордюра перекрестка проводится по формуле: С = С , мг(СО)/м (7), где N >N Расчет концентрации СО за границей экранирующих сооружений проводится по формуле, полученной [8] на основании теоретических и экспериментальных исследований: 2 СЭК = А·е-0,169/К / 0,35К (8), где СЭК - концентрация загрязнителя на поверхности земли, мг/м3; А = 2000 МЛ / √π ·V0H; МЛ – мощность линейного источника на высоте экрана, г/сек·м; V0– скорость ветра, м/сек; Н – высота выброса газа, м; К = х/Н –кратность высот экрана, (х – расстояние от источника до расчетной точки, м). Изменение концентрации СО по высоте экранирующего сооружения зависит от мощности источника на бордюре проезжей части, высоты экрана и отвечает полученной на основании экспериментальных данных формуле: МЛ = МЛо / 3 √1– Н/14,1 (9), где МЛо – мощность источника на бордюре проезжей части, г/сек·м. По формулам (8) и (9) возможно определить концентрацию выхлопных газов автотранспорта в любой точке селитебной зоны за экранирующими сооружениями. Изменение концентрации СО за счет удаления от проезжей части дороги осуществляется по формуле : = ,где cх - концентрация СО на расстоянии х от бордюра, cp - концентрация СО на бордюре проезжей части. При этом снижение концентрации СО от расстояния можно определить по графику (рис.2).
Рис.2. Изменение загазованности (СО) в зависимости от расстояния
Определение уровня загазованности в расчетных точках Изменение концентрации оксида углерода СО в расчетных точках перед зданием и за ним определяется в зависимости от здания ширины и этажности по таблицам 6. Таблица 6 Концентрация СО (мг/м3) в зависимости от этажности и ширины здания
Расчет загрязнения атмосферного воздуха на территории застройки Существующая загазованность СО на фасаде здания Ст1оценивается по формуле: С т1=( -Д) К1 (10), где Сх= ; Сх – концентрация СО на расстоянии х от бордюра; – концентрация СО на бордюре проезжей части; – снижение концентрации выхлопных газов (СО) по территории застройки; Д – снижение концентрации СО зелеными насаждениями; К1 – изменение концентрации СО перед зданием в зависимости от его ширины и этажности. Концентрация СО за фасадом здания Ст2 рассчитывается по формуле: Ст2=Ст1 К2, где К2 – изменение концентрации СО за зданием в зависимости от его ширины и этажности. Для пофакторной и комплексной оценки загазованности необходимо построить картограмму концентраций загрязнителя (по уровню ПДК) территории жилой среды. После чего можно оценить по таблице 2 воздействие загрязнения на организм человека как фактора окружающей среды (ФОС), при наличии в воздушной среде загрязнителей от 0,8 до 1,2 ПДКСС дается 1 балл, от 1,2 до 2 ПДК – 2 балла, а более 2-х ПДК– 3 балла. Коэффициент значимости при воздействии загрязнения воздушной среды на человека имеет максимальное значение, что надо учитывать при расчете суммарных баллов ФОС жилой среды.
Популярное: Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (706)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |