Отработанными газами автотранспорта на участке улицы (по концентрации CO)

Загрязнение атмосферного воздуха отработанными газами автомобилей удобно оценивать по концентрации окиси углерода, в мг/м³. Исходными данными для работы служат показатели, полученные во время проведения предыдущей работы, можно проводить и в качестве самостоятельной работы. Например: магистральная улица города с многоэтажной застройкой с двух сторон, продольный уклон 2 °, скорость ветра 4 м/сек, относительная влажность воздуха – 70 %, температура 20 °С. Расчетная интенсивность движения автомобилей в обоих направлениях – 500 автомашин в час (N). Состав автотранспорта: 10 % грузовых автомобилей с малой грузоподъемностью, 10 % со средней грузоподъемностью, 5 % с большой грузоподъемностью с дизельными двигателями, 5 % автобусов и 70 % легковых автомобилей.

 

Цель работы: оценить уровень загрязнения атмосферного воздуха отработанными газами автотранспорта на определенном участке городской улицы.

Ход работы

Концентрация оксида углерода K_CO оценивается по следующей формуле:

 

, (1)

где 0,5 – фоновое загрязнение атмосферного воздуха нетранспортного происхождения, мг/м³;N – суммарная интенсивность движения автомобилей на городской дороге, авт./ час;К_Т – коэффициент токсичности автомобилей по выбросам в атмосферный воздух окиси углерода;К_А – коэффициент, учитывающий аэрацию местности;К_У – коэффициент, учитывающий изменение загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода в зависимости от величины продольного уклона; К_С – коэффициент, учитывающий изменение концентрации окиси углерода в зависимости от скорости ветра;К_В – то же в зависимости от относительной влажности воздуха;К_П – коэффициент увеличения загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода у пересечений.

Коэффициент токсичности автомобилей определяется как средневзвешенный для потока автомобилей по формуле:

 

, (2)

где P_i – состав автотранспорта в долях единицы;К_Тi – коэффициенты токсичности конкретного автомобиля в зависимости от типа машины приведены в табл. 6.

 

Таблица 6

Параметры коэффициента токсичности

автомобиля

 

Тип автомобиля	Коэффициент KT
Легкий грузовой	2,3
Средний грузовой	2,9
Тяжелый грузовой (дизельный)	0,2
Автобус	3,7
Легковой	1,0

 

Подставив значения согласно заданию (собственные значения), получаем: К_Т = 0,1 · 2,3 + 0,1 · 2,9 + 0,05 · 3,7 + 0,7 · 1 = 1,41

Значение коэффициента К_А, учитывающего аэрацию местности, определяется по табл. 7.

 

Таблица 7

Параметры коэффициента аэрации местности

 

Тип местности по степени аэрации	Коэффициент КА
Транспортные тоннели	2,7
Транспортные галереи	1,5
Магистральные улицы и дороги с многоэтажной застройкой с двух сторон	1,0
Жилые улицы с одноэтажной застройкой, улицы и дороги в выемке	0,6
Городские улицы и дороги с односторонней застройкой, набережные, эстакады, виадуки, высокие насыпи	0,4
Пешеходные тоннели	0,3

 

Для магистральной улицы с многоэтажной застройкой К_А = 1.

Значение коэффициента К_У, учитывающего изменение загрязнения воздуха окисью углерода в зависимости от величины продольного уклона, определяем по табл. 8.

 

Таблица 8

Параметры коэффициента К_У

 

Продольный уклон, °	Коэффициент КУ
	1,00
	1,06
	1,07
	1,18
	1,55

 

Коэффициент изменения концентрации окиси углерода в зависимости от скорости ветра К_С определяется по табл. 9.

 

 

Таблица 9

Параметры коэффициента К_С

 

Скорость ветра, м/с	Коэффициент КС
	2,70
	2,00
	1,50
	1,20
	1,05
	1,00

 

Значение коэффициента К_В, определяющего изменение концентрации окиси углерода в зависимости от относительной влажности воздуха, приведено в табл. 10.

Таблица 10

Параметры коэффициента К_В

 

Относительная влажность	Коэффициент КВ
	1,45
	1,30
	1,15
	1,00
	0,85
	0,75

 

Коэффициент увеличения загрязнения воздуха окисью углерода у пересечений приведен в табл. 11.

 

Таблица 11

Параметры коэффициента К_П

 

Тип пересечения	Коэффициент КП
Регулируемое пересечение:
со светофорами обычное	1,8
со светофорами управляемое	2,1
саморегулируемое	2,0
Нерегулируемое:
со снижением скорости	1,9
кольцевое	2,2
с обязательной остановкой	3,0

 

Подставим значения коэффициента, оценим уровень загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода:

К_СО = (0,5 + 0,01 · 500 · 1,4) · 1 · 1,06 · 1,20 · 1,00 = 8,96 мг/м³.

ПДК выбросов автотранспорта по окиси углерода равна 5 мг/м³. Снижение уровня возможно следующими мероприятиями:

ü запрещение движения автомобилей;

ü ограничение интенсивности движения до 300 авт/час (до снижения концентрации СО до предельно допустимой);

ü замена карбюраторных грузовых автомобилей дизельными;

ü установка фильтров.

Сделать вывод.

1.5. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВОД

 

Качество воды – это совокупность физических, химических, биологических и бактериологических показателей, обусловливающих пригодность воды для использования в промышленном производстве и быту. Требования к ее использованию на производственные цели устанавливаются в каждом конкретном случае в зависимости от назначения и особенностей применения воды.

Воду, используемую в промышленности подразделяют на охлажда-ющую, технологическую и энергетическую. Охлаждающая вода используется для охлаждения жидких и газообразных продуктов в теплообменных аппаратах, она не соприкасается с материальными потоками и не загрязняется. В промышленности 65–80 % воды используется для охлаждения. Энергетическая вода применяется для получения пара и нагревания оборудования, помещений, продуктов. Технологическую воду подразделяют на средообразующую, промывающую и реакционную. Средообразующая вода используется для растворения и образования пульп, при обогащении и переработке руд, гидротранспортировке продуктов и отходов производства; промывающая – для промывки газообразных (абсорбция), экстракции жидких и твердых продуктов; реакционная – в составе реагентов, а также при азеотропных перегонках. Технологическая вода непосредственно контактирует с продуктами и изделиями, в результате чего образуются промышленные стоки.

Сточная вода – это вода, бывшая в употреблении или прошедшая через какую-либо загрязненную территорию. Различают бытовые или хозяйственно-фекальные (БСВ), атмосферные (АСВ) и промышленные (ПСВ) сточные воды.

Для очистки сточных вод используют механические, физико-химические, химические, термические, биологические методы, которые в свою очередь подразделяются на рекуперационные и деструктивные. Рекуперационные предусматривают извлечение из сточных вод ценных веществ и их дальнейшее использование. В деструктивных методах загрязняющие воду вещества разрушаются путем окисления или восстановления.

Механические методы очистки сточных вод или так называемые методы осветления служат для удаления взвешенных грубо- или мелкодисперсных примесей. Грубодисперсные примеси удаляют из сточных вод чаще всего отстаиванием или флотацией; мелкодисперсные – фильтрованием, осаждением в центробежном поле. Выбор методов осветления зависит от дисперсности частиц, физико-химических свойств и концентрации примесей, расхода стоков и требуемой степени осветления. Методы механической очистки позволяют удалять частицы размером больше 10–50 мкм.

К физико-химическим методам очистки сточных вод относят: коагуляцию, флокуляцию, адсорбцию, ионный обмен, экстракцию, ректификацию, выпаривание, дистилляцию, ультрафильтрацию, кристаллизацию, десорбцию.

К химическим методам очистки сточных вод относят: нейтрализацию, окисление и восстановление, реагентные методы (перевод растворимых соединений в нерастворимые).

Биологическая очистка сточных вод микроорганизмами может проводиться как в аэробных, так и анаэробных условиях. В процессе биологической очистки формируются биоценозы: активный ил или биопленка.

К термическим методам очистки сточных вод относят: концентрирование с последующим выделением растворенных веществ; окисление органических веществ в присутствии катализаторов при атмосферном или повышенном давлении; жидкофазное или парофазное окисление органических веществ.

Кислые или щелочные воды перед выпуском в водоем или подачей на биологические очистные сооружения должны быть нейтрализованы. Кроме того, нейтрализация сточных вод необходима для предотвращения коррозии трубопроводов и других технологических систем.

Для обезвреживания промышленных сточных вод применяют следующие способы нейтрализации:

ü взаимную нейтрализацию кислых и щелочных стоков вод (если они имеются на данном предприятии);

ü нейтрализацию реагентами;

ü фильтрование через нейтрализующие материалы.

Эффективна нейтрализация стоков через доломитовый фильтр (CaCO₃ · MgCO₃), известняк (CaCO₃), магнезит (MgCO₃), обожженный магнезит (MgO). При выборе реагентов для нейтрализации стоков учитывают, будет ли в процессе очистки образовываться осадок или нет.

Различают три вида кислотосодержащих стоков:

1) воды, содержащие слабые кислоты (H₂CO₃, CH₃COOH);

2) воды, содержащие сильные кислоты (HCl, HNO₃). Для их нейтрализации может быть использован любой названный выше агент. Соли этих кислот хорошо растворимы в воде;

3) воды, содержащие серную и сернистую кислоты. Кальциевые соли этих кислот плохо растворимы в воде и выпадают в осадок.