Автотранспортная система как источник химического загрязнения городской среды

 

 

Произведем расчет общего валового выброса Mi, используя формулу:

Mi=MTi+MПi+MХi

Общий валовый выброс Mi  (легковые автомобили выпуска до 01.01.1994 г. Б, от 1,2 до 1,8 л.):

Mi (CO)	=0,0213352+0,16744961+0,31095056=0,49973537(т./год)
Mi (СH)	=0,00241352+0,01821656+0,033908=0,05453808(т./год)
Mi (NOх)	=0,00025024+0,00150475+0,00250048=0,00425547(т./год)
Mi (SO2)	=0,000059152+0,0003128962+0,33873608=0,33910813(т./год)

 

Общий валовый выброс Mi  (иностранные грузовые автомобили выпуска после 01.01.1994 г. Д, до 2 т.):

Mi (CO)	=0,01075363+0,01677062+0,0350321=0,06255635(т./год)
Mi (СхHх)	=0,003141619+0,00490878+0,01018138=0,06255635(т./год)
Mi (NOх)	=0,000487+0,002211+0,00403=0,006729(т./год)
Mi (C)	=0,003828902+0,00598266+0,01273267=0,02254423
Mi (SO2)	=0,00054228858+0,000848259+0,0005516928=0,00194224(т./год)

 

 

Общий валовый выброс Mi (автобусы, произведенные в странах СНГ, Д, малый):

Mi (CO)	=0,04719562+0,06950168+0,13356683=0,25026413(т./год)
Mi (СH)	=0,00596246+0,06159356+0,1327013=0,20025732(т./год)
Mi (NOх)	=0,000742336+0,0057099+0,01066867=0,01712091(т./год)
Mi (SO2)	=0,000080388+0,000094366125+0,0009182096=0,001092964(т./год)

 

Результаты расчетов приведены в форме табл. 5

Таблица 5. Расчет общего валового  выброса Mi

Вещество	MTi теплый период, т/год	MXi  холодный период, т/год	MПi переходный период, т/год	Мi, общий валовый выброс, т/год
Легковые автомобили выпуска до 01.01.1994 г. (Б, от 1,2 до 1,8 л.)
СО	0,0213352	0,49973537	0,16744961	0,49973537
CH	0,00241352	0,033908	0,01821656	0,05453808
NOx	0,00025024	0,00250048	0,00150475	0,00425547
SO2	0,000059152	0,33873608	0,0003128962	0,33910813
Иностранные грузовые автомобили выпуска после 01.01.1994 г. ( Д, до 2 т.)
СО	0,01075363	0,0350321	0,01677062	0,06255635
CH	0,003141619	0,01018138	0,00490878	0,06255635
NOx	0,003921792	0,01132211	0,0061278	0,0213717
C	0,003828902	0,01273267	0,00598266	0,02254423
SO2	0,00054228858	0,0005516928	0,000848259	0,00194224
Автобусы, произведенные в странах СНГ ( Д, особо малый)
СО	0,04719562	0,13356683	0,06950168	0,25026413
CH	0,00596246	0,1327013	0,06159356	0,20025732
NOx	0,000742336	0,01066867	0,0057099	0,01712091
SO2	0,000080388	0,0009182096	0,000094366125	0,001092964

 

Проанализируем табл. 2, 3, 4,5 и дадим ответы на следующие вопросы:

1. В какой период года наблюдается наибольший выброс?

Проанализировав таблицы валовых выбросов можно сделать вывод, что наибольший выброс вредных веществ достигается в холодный период года.

2. Какая группа автомобилей выбрасывает наибольшее количество вредных веществ?

Наибольшее количество оксида углерода, углеводорода, и сера диоксида выбрасывают автобусы, произведенные в странах СНГ, сажи  – иностранные грузовые автомобили выпуска до 01.01.94 г.

3. Изменяется ли выброс, когда тип автомобиля меняется?

С изменением типа автомобиля, соответственно изменяется выброс

вредных веществ.

 

Максимально разовый выброс i-го вещества Gi рассчитывается для каждого месяца по формуле

 

 

где Gi - максимально разовый выброс i-го вещества (мощность выброса), г/с; N`k - наибольшее количество автомобилей, выезжающих со стоянки в течение 1 часа (принимается студентом самостоятельно).

Расчет Gi производится для автомобилей наибольшей грузоподъёмности или пассажировместимости, имеющихся на стоянке. Из полученных значений Gi выбирается максимальное.

Рассмотрев предложенные транспортные средства, будем производить расчет максимального выброса для автобусов, произведенных в странах СНГ.

Примем:

N`K	=1(шт.)
Gi(CO) = (3,1*30+37,3*0,0745+10,2*1)*1/3600= 0,02943857
Gi(СH) = (3,80*30+6,9*0,0745+1,70*1)*1/3600= 0,03228168
Gi(NOх) = (0,30*30+0,8*0,0475+0,20*1)*1/3600=0,002572111
Gi(SO2) = (0,025*30+0,19*0,0745+0,20*1)*1/3600=0,0002178208

 

3. Список веществ  и его анализ

Результаты расчетов общего валового выброса и мощности выброса i-го вещества приведите в форме табл. 6. Здесь также укажите коды веществ, класс опасности, ПДКс.с, ПДКм.р.

Таблица 6 Расчет валового выброса и максимально-разового выброса i-го вещества

Код вещества	Вещес тво	Валовый выброс Мi		Максимальноразовый выброс Gi.		Класс опас- ности	ПДКС.С	ПДКМ.Р
		т/год	%	г/с	%		мг/м3	мг/м3
0337	СО	0,25026413	25,02%	0,02943857	2,94%	4	3	5
2704	СН	0,20025732	20,02%	0,03228168	3,22%	4	1,5	5
0304	NOx	0,01712091	1,71%	0,002572111	0,25%	2	0,04	0,085
0330	SO2	0,001092964	0,10%	0,0002178208	0,02%	3	0,05	0,5

 

Расчитав валовый выброс и мощность выброса i-го вещества, проанализируем табл. 6, ответив на вопросы:

1) Как  распределились загрязняющие вещества  в зависимости от валового  выброса?

В порядке убывания: СО, NOx, СН, SO2, .

2) Какое  вещество имеет наибольшую мощность  выброса?

СО

3) Какое  вещество является приоритетным  с точки зрения опасности и  почему?

 

С точки зрения опасности приоритетным является СО (оксид углерода). Это самая распространенная и наиболее значительная загрязняющая примесь атмосферы. Представляет опасность для человека прежде всего потому, что он может связываться с гемоглобином крови. Для мирового значения - поглощает инфракрасные лучи, что способствует увеличению температуры атмосферы в глобальном масштабе.

Оксид углерода (СО) - самая распространенная и наиболее значительная загрязняющая примесь атмосферы. Основная масса СО образуется в результате сжигания ископаемого топлива. Двигатели внутреннего сгорания являются главным источником оксида углерода. Наибольшее количество СО природного происхождения образуется в результате вулканической деятельности и окисления метана в атмосфере.

Диоксид углерода образуется при вулканической деятельности, микробиологическом распаде органических соединений, сжигании природного топлива и других процессах.

4) Сернистый ангидрид (диоксид серы) SO2  
    Бесцветный газ с характерным резким запахом. Токсичен.  
  В лёгких случаях отравления сернистым ангидридом появляются кашель, насморк, слезотечение, чувство сухости в горле, осиплость, боль в груди; при острых отравлениях средней тяжести, кроме того, головная боль, головокружение, общая слабость, боль в подложечной области; при осмотре — признаки химического ожога слизистых оболочек дыхательныхпутей.  
  Длительное воздействие сернистого ангидрида может вызвать хроническое отравление. Оно проявляется атрофическим Ринитом, поражением зубов, часто обостряющимся токсическим бронхитом с приступами удушья. Возможны поражение печени, системы крови,развитиепневмосклероза.  
  Особенно высокая чувствительность к диоксиду серы наблюдается у людей с хроническими нарушениями органов дыхания, с астмой.  
  Диоксид серы образуется при использовании резервных видов топлива предприятиями теплоэнергетического комплекса (мазут, уголь, газ низкого качества) и выбросов дизельного автотранспорта.

Азота оксид (окись азота) NO.   Бесцветный газ со слабым сладковатым запахом, известен под названием «веселящий газ», т.к. значительные количества его возбуждающе действуют на нервную систему. В смеси с кислородом применяют для наркоза в легких операциях.  
  Соединение обладает положительным биологическим действием. NO является важнейшим биологическим проводником, способным вызывать на клеточном уровне большое количество позитивных изменений, что приводит к улучшению кровообращения, иммунной и нервной систем.  
  Оксид азота образуется при горении угля, нефти и газа. Он образуется при взаимодействии азота N2 и кислорода O2 воздуха при высокой температуре: чем выше температура горения угля, нефти и газа, тем больше образуется оксида азота. Далее при обычной температуре NO окисляяется до NO2 который уже является вредным веществом.

Азота диоксид (двуоокись азота) NO2 При высоких концентрациях бурый газ с удушливым запахом. Действует как острый раздражитель. Однако при тех концентрациях, которые присутствуют в атмосфере, NO2 является скорее потенциальным раздражителем и только потенциально ее можно сравнивать с хроническими легочными заболеваниями. Однако у детей в возрасте 2 -3 года наблюдался некоторый рост заболеваний бронхитом.  
  Под воздействием солнечной радиации и при наличии несгоревших углеводородов окислы азота вступают в реакции с образованием фотохимического смога.  
  Часто различные окислы азота, которые образуются при сгорании любых видов топлива, объединяют в одну группу "NOx". Однако наибольшую опасность представляет именно двуокись азота NO2

Углерода окись СО (угарный газ)

Газ без цвета и запаха. Токсичен. При острых отравлениях головная боль, головокружение, тошнота, слабость, одышка, учащенный пульс. Возможна потеря сознания, судороги, кома, нарушение кровообращения и дыхания.  
  При хронических отравлениях появляются головная боль, бессонница, возникает эмоциональная неустойчивость, ухудшаются внимание и память. Возможны органические поражения нервной системы, сосудистые спазмы  
  Углерода окись образуется в результате неполного сгорания углерода в топливе. В частности при горении углерода или соединений на его основе (например, бензина) в условиях недостатка кислорода. Подобное образование происходит в печной топке, когда слишком рано закрывают печную заслонку (пока окончательно не прогорели угли). Образующийся при этом монооксид углерода, вследствие своей ядовитости, вызывает физиологические расстройства («угар») и даже смерть, отсюда и одно из тназваний — «угарный газ»  
  Основным антропогенным источником CO в настоящее время служат выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания автомобилей. Оксид углерода образуется при сгорании углеводородного топлива в двигателях внутреннего сгорания при недостаточных температурах или плохой настройке системы подачи воздуха.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Инвентаризация  источников загрязнения

Заполним Бланки инвентаризации для автостоянки:

Таблица 7.1 Источники выделения загрязняющих веществ

Наименование источника выделения	Номер источника загрязнения	Наименование загрязняющего вещества	Код загрязняющего вещества	Количество загрязняющего вещества, т/г
1	2	3	4	5
Автостоянка
легковые автомобили выпуска до 01.01.94 г	1	СО	0337	0,49973537
		СН (Бензин)	2701	0,05453808
		NOx	0304	0,00425547
		SO2	0330	0,33910813
иностранные грузовые автомобили выпуска после 01.01.94 г.	2	СО	0337	0,06252746
		СН (Керосин)	2732	0,01823178
		NOx	0304	0,0213717
		SO2	0330	0,00194224
автобусы, произведенные в странах СНГ	3	СО	0337	0,25026413
		СН (бензин)	2732	0,20025732
		NOx	0304	0,01712091
		SO2	0330	0,001092964

 

Таблица 7.2 Характеристика источников загрязнения

Номер источника загр. атмосферы	Параметры источников загрязнения			Код вещества	Количество выбрасываемых веществ
	Рабочий объем ДВС (для легковых), грузоподъемность (для грузовых), класс автобуса	Тип ДВС	Кол-во автомобилей		г/с	т/год
1	от 1,8 до 3,5 л	Б	10	0337	0,07752412	0,49973537
1	от 1,8 до 3,5 л	Б	10	2704	0,008496181	0,05453808
1	от 1,8 до 3,5 л	Б	10	0304	0,0006055	0,00425547
1	от 1,8 до 3,5 л	Б	10	0330	0,0001385292	0,33910813
2	От 2 до 5 т.	Д	8	0337	0,007422431	0,06252746
2	От 2 до 5 т.	Д	8	2704	0,0004790833	0,01823178
2	От 2 до 5 т.	Д	8	0304	0,002351083	0,0213717
2	От 2 до 5 т.	Д	8	0328	0,002756361	0,02254423
2	От 2 до 5 т.	Д	8	0330	0,00007308	0,00194224
3	малый	Б	7	0337	0,02943857	0,25026413
3	малый	Б	7	2704	0,03228168	0,20025732
3	малый	Б	7	0304	0,002572111	0,01712091
3	малый	Б	7	0330	0,0002178208	0,001092964