Практическая работа № 2

Тема: «Расчетная оценка загрязняющих веществ, выделяемых автотранспортом»

 

Цель: формировать умения ориентироваться в наиболее общих      проблемах экологии и природопользования

(уметь оценивать количество выбросов вредных веществ в воздух от автотранспорта г.Перми)

Формировать ОК:

ОК 3. Решать проблемы, оценивать риски  и принимать решения в нестандартных

ситуациях.

ОК 6. Работать в коллективе и команде, обеспечивать ее сплочение, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.

ОК 7. Ставить цели, мотивировать деятельность подчиненных, организовывать и контролировать их работу с принятием на себя ответственности за результат выполнения заданий.

ОК 9. Быть готовым к смене технологий в профессиональной

Оснащение: калькуляторы

 

Время выполнения: 2 часа

 

Методические рекомендации:

1.Прочитайте введение.

 

Введение.

В настоящее время проблема загрязнения атмосферы стоит особо остро. Более половины вредных выбросов приходится на выхлопные газы автотранспорта. Основная причина загрязнения воздуха в данном случае заключается в неполном сгорании топлива. Всего 15% топлива расходуется на обеспечение движения, а 85% - «летит на ветер». К тому же камера сгорания автомобиля это своеобразный реактор, синтезирующий химические вещества и выбрасывающий их в атмосферу. Даже невинный азот из атмосферы, попадая в камеру сгорания, преобразуется в ядовитые оксиды азота.

В отработанных газах двигателя внутреннего сгорания содержится свыше 170 вредных веществ, из них около 160 – производные углеводородов, напрямую обязанные своим появлением неполному сгоранию топлива в двигателе. Количество вредных веществ в отработанных газах зависит от вида и условий сгорания топлива, состав их связан также с видами применяемого топлива, присадок и масел, режимом работы двигателя, его техническим состоянием, условиями движения авто транспортного средства и прочим.

В состав выбросов автомобиля помимо азота, кислорода, углекислого газа, и воды входят такие вредные компоненты, как окись углерода, углеводороды, оксиды азота и серы, твердые частицы.

Токсичность отработанных газов карбюраторных двигателей обуславливается, главным образом, содержанием окиси углерода и оксидов азота, дизельных двигателей -содержанием оксидов азота и сажи(табл.1).

К числу вредных компонентов относятся и твердые выбросы, содержащие свинец и сажу, на поверхности которой адсорбируются циклические углеводороды (некоторые из них обладают канцерогеными свойствами).

Закономерности распространения в окружающей среде твердых выбросов отличаются от закономерностей, характерных для газообразных веществ. Крупные фракции (диаметров более 1 мм), оседая поблизости от центра эмиссии на поверхности почвы и растений, в конечном счете накапливаются в вернем почвенном слое. Мелкие фракции (диаметром менее 1мм) образуют аэрозоли и распространяются с воздушными массами на большие расстояния.

В таблице десяти основных загрязнителей воздушной среды, составленной ООН, окись углерода, помеченная силуэтом автомобиля, стоит на втором месте.

Двигаясь со скоростью 80-90км/час, в среднем, автомобиль превращает в углекислоту столько же кислорода, сколько 300-350 человек при дыхании. Но дело не только в углекислоте. Годовой выброс одного автомобиля это 800 кг окиси углерода, 40 кг оксидов азота и более 200 кг различных углеводородов.

2. Выполните задания №№ 1-8.

3. Сделай обоснованный вывод по работе.

 

 

Ход выполнения работы:

1. Для оценки выбросов вредных веществ выбрать участок

 дороги , протяженностью 100м.

2. Составить кару-схему расположения данного участка

 дороги.

3. Осуществить подсчет количества единиц автотранспорта

четырех видов (легковые автомобили, автобусы, грузовые дизельные и грузовые карбюраторные автомобили), прошедших по выбранному участку дороги в течение 20минут. Полученные данные занести в таблицу 2.

4. Далее по формулам произвести вычислении

теоретического количества автомашин, которые могли пройти по участку за 1час и общий путь, проделанный каждыми из четырех типов автомобилей за это время, результаты занести в таблицу 2.

4.1.Количество единиц автотранспорта за 1час рассчитывают, умножая на 3 количество, полученное за 20 минут.

  4.2.Общий путь (L, км) рассчитывается по формуле:

Li = Ni * I, где

Ni - количество автомобилей каждого типа за 1час

        I - обозначение типа автотранспорта

I =0,1км

5. Для непосредственного расчета количества вредных

веществ, выбрасываемых в атмосферу, необходимо прежде всего знать, сколько топлива было затрачено автомобилями. Для определения количества использованного за 1час топлива необходимо применить формулу:

Qi =Li*Yi , где

Q_i - количество сжигаемого топлива за час, л;

L_i - общий путь, пройденный каждым типом автомобилей за час, км;

Yi -удельный расход топлива для каждого вида автотранспорта(л/км), (табл3).

Результаты расчетов занесите в таблицу 4.

6. Подсчитать общее количество бензина и дизельного

топлива, сжигаемого в двигателях автомашин:

Qбен= Qлегк+ Qгруз+ Qавтоб

Qдиз.т= Qдиз

7.Определить по формуле объемов вредных веществ (отдельно по трем компонентам-угарному газу, углеводороду ( пентану), диоксиду азота( IV):

Vв =Кв*Qт, где

Vв- объем вредного вещества, выделяемого автомобилем;

в- вид вредного вещества;

К- коэффицент, численно равный количеству выбросов соответствующего компонента( в литрах) при сгорании в двигателе автомобиля за 1км (табл5);

Q-Количество топлива, л;

Т- вид топлива.

Результаты занесите в таблицу 6.

8.Подсчитать массу вредных веществ и количество воздуха необходимое для их разбавления до значений, допустимых по санитарно-гигиеническим нормам. Массу выбросов рассчитайте по формуле:

m_в= Vв* Mв/22,4,где

                          m_в- масса вредного вещества;

                          Mв- молярная масса вещества;

Количество воздуха, необходимое для разбавления, определено по формуле:

Vвозд= mв/ПДКв, где

       ПДКв - предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе жилых районов.

Результаты занесите в таблицу 7.

 

 

Приложения

Таблица 1. Состав отработанных газов по объему (%%)

Компоненты	Двигатели
	карбюраторные	дизельные
Азот	74-77	76-78
Кислород	0.3-8	2-18
Пары воды	3-5.5	0.6-4
Двуокись углерода	5-12	1-10
Окись углерода	5-10	0.001-0.5
Оксиды азота	0-0.8	0.0002-0.5
Углеводороды	0.2-0.3	0.009=05
Альдегиды	0-0.2	0.001-0.009
Сажа	0-0.4	0.01-1
Бензапирен	10-20	До 10

* - в г/м³ **- в мг/м³

Таблица 2.  Количество единиц автотранспорта на выбранном участке

Вид автотранспорта	Всего за 20 мин, штук	Всего за 1 час, Ni штук	Общий пусть за 1 час, L, км
Легковые автомобили
Автобусы
Грузовые карбюраторные
Грузовые дизельные

 Таблица 3.  Удельный расход топлива для автотранспорта

Вид автотранспорта	Расход топлива, Y, л/км
	бензин	Дизельное топливо
Легковые автомобили	0.12	-
Автобусы	0.425	-
Грузовые карбюраторные	0.31	-
Грузовые дизельные	-	0.325

Таблица 4.  Количество топлива для автотранспорта

Вид автотранспорта	Общий путь за 1 час, Li, км	Количество топлива, Qi, л
		бензин	Дизельное топливо
Легковые автомобили
Автобусы
Грузовые карбюраторные
Грузовые дизельные
всего

 

Таблица 5. Коэффициент вредных выбросов

Тип топлива	Вид вредного вещества
	СО	углеводороды	NO2
Бензин	0.6		0.04
Дизельное топливо	0.1	0.03	0.04

 

Таблица 6. Количество выброшенных вредных веществ

Тип топлива	Количество топлива, л	Количество вредных веществ, л
		СО	углеводороды	NO2
бензин
Дизельное топливо
всего

 

Таблица 7. Количество воздуха, необходимого для разбавления вредных веществ до ПДК

Вид вредного вещества	Объем вредного вещества, Vв, л	Молярная масса	Количество воздуха для разбавления, Vвозд, м3	ПДК вредного вещества, мкг/м3
Углеводороды
NO2
всего

 

           

                                                                 

Список литературы

1.Аксенов И.Я., Аксенов В.И.Транспорт и охрана окружающей среды.-М.,1986.

2.Алексеев С.В. Практикуем по экологии. –М.,1996.

3.Голубев И.Р., Новиков Ю.В Окружающая среда и транспорт. – М.,1997