Определение количества загрязняющих веществ, выделяемых автотранспортом на улицах города
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
"СИБИРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ
ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ"
(ГОУВПО "СГГА")
Кафедра техносферной безопасности
ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №1
Определение количества загрязняющих
веществ, выделяемых автотранспортом на улицах города
Выполнил: Морозова С.А.
Студент гр.3БЖ
Зачетная книжка: 3-1225699
Проверил: Гражданников А.Е.
Новосибирск 2015
Цель работы
Научиться определять количества загрязняющих веществ,
выделяемых автотранспортом города.
Задачи работы
1. Расчет выбросов загрязняющих веществ автотранспортных
потоков.
. Расчет выбросов загрязняющих веществ в районе регулируемого
перекрестка.
. Расчет валовых выбросов загрязняющих веществ за год по
результатам наблюдений, а также из предположения о максимальной загрузке
участка дороги.
Расчет
выбросов загрязняющих веществ автотранспортных потоков
Выброс i-го вредного вещества автотранспортным потоком
MLi определяется для конкретной автомагистрали на всей
протяженности.
Выброс i-го загрязняющего вещества (г/с) движущимся
автотранспортным потоком на автомагистрали (или ее участке) с фиксированной
протяженностью L (км) определяется по формуле:
где 
(г/км) - пробеговый выброс i-гo
вредного вещества автомобилями k-й группы для городских условий
эксплуатации, определяемый по табл. 3;
k -
количество групп автомобилей;
Gk
(1/час) - фактическая наибольшая интенсивность движения, т.е. количество
автомобилей каждой из k групп, проходящих через фиксированное сечение
выбранного участка автомагистрали в единицу времени в обоих направлениях по
всем полосам движения;
kVki - поправочный коэффициент, учитывающий среднюю скорость
движения транспортного потока (Vkкм/ч) на выбранной автомагистрали (или ее участке)
определяемый по табл. 3.2);
/3600 - коэффициент пересчета;
L (км) -
протяженность автомагистрали (или ее участка), из которой исключена
протяженность очереди автомобилей перед запрещающим сигналом светофора и длина
соответствующей зоны перекрестка (для перекрестков, на которых проводились
дополнительные обследования).
Исходные данные для расчета:
Таблица 1. Полевой журнал обследования характеристик
движущегося автотранспортного потока. Наименование улицы - Красный пр.;
Направление движения - к пл. Калинина.; Этажность прилегающих зданий - 5-9 эт.;
Ширина проезжей части (м) - 20; Количество полос - 4;
|
Дата
|
Время
|
Число
автомобилей по группам
|
|
|
Л
|
ГК
|
АК
|
ГД
|
АД
|
Скорость
движения потока, км/ч
|
|
|
Ло
|
Лз
|
МА, АФ
|
ГК >3,5
|
|
ГД <12
|
ГД >12
|
|
Легковые
|
Грузовые
|
Автобусы
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
13
|
|
20.11.14
|
10.00-10.20
|
150
|
270
|
70
|
15
|
10
|
1
|
1
|
12
|
55
|
35
|
Таблица 3. Значения пробеговых выбросов (г/км) для различных групп автомобилей
|
Наименование
группы автомобилей
|
Номер группы
|
Выброс, г/км
|
|
|
СО
|
NOх (в пересч. на NO2)
|
CH
|
Сажа
|
SO2
|
Формаль-дегид
|
Бенз [а] - пирен, *10-6
|
|
Легковые
отечественные
|
Iо
|
5,0
|
1,3
|
1,1
|
0,03
|
0,03
|
0,005
|
0,4
|
|
Легковые
зарубежные
|
Iз
|
2,0
|
0,7
|
0,4
|
0,02
|
0,03
|
0,002
|
0,2
|
|
Микроавтобусы и
фургоны
|
II
|
12,0
|
2,0
|
2,5
|
0,08
|
0,06
|
0,011
|
0,8
|
|
Автобусы
бензиновые
|
III
|
35,0
|
5,2
|
8,5
|
-
|
0,04
|
0,04
|
1,2
|
|
Автобусы
дизельные
|
IV
|
7,0
|
6,0
|
5,0
|
0,3
|
0,07
|
0,025
|
2,0
|
|
Грузовые бензиновые
> 3,5 т (включая работающие на сжиженном газе
|
V
|
60,0
|
5,2
|
10,0
|
-
|
0,05
|
0,05
|
4,0
|
|
Грузовые
дизельные < 12 т
|
VI
|
9,0
|
7,0
|
5,5
|
0,1
|
0,025
|
2,0
|
|
Грузовые
дизельные > 12 т
|
VII
|
12,0
|
8,0
|
6,5
|
0,5
|
0,12
|
0,03
|
2,4
|
|
Сумма выбросов,
г/с
|
|
4,374
|
1,331
|
0,946
|
0,023
|
0,019
|
0,004
|
0,326
|
|
Сумма валовых
выбросов, т/год
|
|
57,02
|
17,5
|
12,45
|
0,3
|
0,25
|
0,05
|
4,29
|
|
Сумма выбросов
при максимальной загрузке *104, т/год
|
|
1063,3
|
326,4
|
232,0
|
5,6
|
4,7
|
1,0
|
79,9
|
Таблица 3.2 Значения коэффициентов kVki, учитывающих изменения
количества выбрасываемых вредных веществ в зависимости от скорости движения
|
Скорость
движения, (V, км/ч)
|
|
10
|
15
|
20
|
25
|
30
|
35
|
40
|
45
|
50
|
60
|
75
|
80
|
100
|
|
kVki,
|
1,35
|
1,28
|
1,2
|
1,1
|
1,0
|
0,88
|
0,75
|
0,63
|
0,5
|
0,3
|
0,45
|
0,5
|
0,65
|
Примечание: для диоксида азота kVkiпринимается равным 1 при
скорости до 80 км/ч. Протяженность Красного проспекта - 6,7 км.
Рассчитаем выброс каждого вещества для Красного проспекта на
всей протяженности
СО:
NOх:
СН:
Сажа:
SO2:
Формальдегид:
Бенз
[а] пирен:
загрязняющее вещество автотранспорт дорога
Расчет
выбросов загрязняющих веществ в районе регулируемого перекрестка
Выброс i-го загрязняющего вещества в районе
перекрестка при запрещающем сигнале светофора МПiопределяется по формуле:
где Р (мин) - продолжительность действия запрещающего
сигнала светофора (включая желтый цвет);
NЦ - количество циклов действия запрещающего сигнала
светофора за 20-минутный период времени;
Nгр - количество групп автомобилей;
- удельный выброс i-го
загрязняющего вещества автомобилями, k-й группы, находящихся в "очереди" у запрещающего
сигнала светофора;
Gk,n - количество автомобилей k группы, находящихся в "очереди" в зоне
перекрестка в конце n-го цикла запрещающего сигнала светофора.
Исходные данные для расчета:
Таблица 2 Полевой журнал обследования автотранспортных
потоков на перекрестках. Наименование улиц, образующих перекресток - Красный
пр. - ул. Фрунзе; направление движения автотранспорта - по ул. Фрунзе к ул.
Каменской; этажность прилегающих зданий - 3-6 эт.; ширина проезжей части (м) -
20; количество полос - 4.
|
Дата, время
|
Время работы
запрещающего сигнала светофора, мин
|
Число
автомобилей по группам
|
|
|
Л
|
ГК
|
АК
|
ГД
|
АД
|
Длина очереди
автотранспорта, м
|
|
|
Ло
|
Лз
|
МА, АФ
|
ГК >3,5
|
|
ГД< 12
|
ГД >12
|
|
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
|
20.11.14 15: 00
|
0,7
|
1
|
9
|
2
|
-
|
1
|
-
|
-
|
3
|
40
|
Значенияопределяются по табл.4, в которой
приведены усредненные значения удельных выбросов (г/мин), учитывающие режимы
движения автомобилей в районе пересечения перекрестка (торможение, холостой
ход, разгон), а значения P, NЦи Gk,n - по результатам натурных обследований.
Таблица 4. Удельные значения выбросов для автомобилей, находящихся
в зоне перекрестка
|
Наименование
группы автомобилей
|
Номер группы
|
Выброс, г/мин
|
|
|
СО
|
NOх (в пересч. на NO2)
|
CH
|
Сажа
|
SO2
|
Формаль-дегид
|
Бенз [а] - пирен, *10-6
|
|
Легковые
отечественные
|
0,8
|
0,02
|
0,12
|
0,02
|
0,006
|
0,0005
|
0,4
|
|
Легковые
зарубежные
|
Iз
|
0,3
|
0,01
|
0,05
|
0,01
|
0,006
|
0,0003
|
0,2
|
|
Микроавтобусы и
фургоны
|
II
|
2,0
|
0,04
|
0,25
|
0,04
|
0,012
|
0,0011
|
0,8
|
|
Автобусы
бензиновые
|
III
|
4,0
|
0,08
|
0,9
|
-
|
0,009
|
0,4
|
1,2
|
|
Автобусы
дизельные
|
IV
|
1,1
|
0,11
|
0,6
|
0,2
|
0,015
|
0,0025
|
1,6
|
|
Грузовые
бензиновые > 3,5 т (включая работающие на сжиженном газе
|
V
|
10,0
|
0,12
|
1,2
|
-
|
0,009
|
0,005
|
4,0
|
|
Грузовые
дизельные < 12 т
|
VI
|
1,5
|
0,12
|
0,6
|
0,23
|
0,02
|
0,0025
|
2,0
|
|
Грузовые
дизельные > 12 т
|
VII
|
12,0
|
8,0
|
6,5
|
0,5
|
0,12
|
0,03
|
2,5
|
|
3,626
|
0,147
|
0,924
|
0, 194
|
0,034
|
0,101
|
2,401
|
|
Сумма валовых
выбросов. т/год
|
|
47,7
|
1,9
|
12,2
|
2,6
|
0,4
|
1,3
|
31,6
|
Определим количество циклов действия запрещающего сигнала
светофора за 20-минутный период времени. Поскольку в полевом журнале приведены
данные о длительности запрещающего сигнала светофора (0,7 мин или 42 с), и нет
данных о длительности разрешающего сигнала светофора, предположим что его
длительность равна длительности запрещающего сигнала светофора (0,7 мин или 42
с). Таким образом, полный цикл работы светофора - 1,4 мин. За 20-минутный
период времени завершается 14 полных циклов действия запрещающего и 14 циклов
действия разрешающего сигнала светофора.
Рассчитаем выброс каждого вещества для перекрестка Красного
проспекта с ул. Фрунзе
СО:
И так далее. Результаты расчетов занесем в табл. 4.
Расчет валовых выбросов загрязняющих веществ за год по результатам
наблюдений, а также из предположения о максимальной загрузке участка дороги
Валовый выброс загрязняющих веществ определяется по формуле:
V=13,15*М,
где V - валовый выброс ЗВ в т/год;
,15 - коэффициент пересчета из предположения, что количество
автомобилей, проезжающих через участок дороги за сутки, больше в 10 раз числа
автомобилей, проезжающих в час в период "часа пик";
М - выброс
конкретного компонента по расчетам выбросов загрязняющих веществ
автотранспортных потоков - или по расчетам выбросов загрязняющих веществ в районе
регулируемого перекрестка -
,017* (0,017 - коэффициент пересчета).
Максимальный выброс загрязняющих веществ определяется по формуле:
Vmax = 9,15*104*L**n, т/год
где 9,15*104 - коэффициент пересчета, учитывающий
максимально возможную интенсивность движения, составляющую 2900 легковых
автомобилей на полосу в час;
n - число полос движения на данном участке;
L (км) - протяженность автомагистрали (или ее участка).
Рассчитаем валовый выброс загрязняющих веществ для Красного
проспекта. СО:
V = 13,15 * 4,336 = 57,02 т/год
Выброс загрязняющих веществ при максимальной загрузке
автомагистрали:
СО:
Vmax = 9,15*104*6,7*4,336*4 = 1 063
*104 т/год
Результаты расчетов занесем в таблицу 3. Рассчитаем валовый выброс
загрязняющих веществ для перекрестка Красного проспекта с ул. Фрунзе.
СО:
V = 13,15 * 3,626 = 47,7 т/год
Результаты расчетов занесем в таблицу 4.
Список
использованных источников
1.
Методика расчетов выбросов в атмосферу загрязняющих веществ автотранспортом на
городских магистралях. М. - 1996.