Определить концентрацию загрязнения окружающей среды вредными веществами (СО, СхНу, NОх) во время движения автомобиля на горизонтальном участке (i = 0) длиной 2000 м, на расстояниях от дороги 5, 10 15, 20 и 25 м в дневное время. Автомобиль – Автобетоносмеситель DAF TREKKER 8x6 Stetter с загрузкой 100% грузоподъемности. Дорога асфальтированная, коэффициент сопротивления качению 0,02. Скорость автомобиля 50 км/час. Теплотворная способность топлива 11200 ккал/кг, вид топлива – дизельное. Интенсивность 100 авт./час. Ветер дует по отношению к дороге под углом 35° со скоростью 3 м/с, солнечная радиация – сильная. Фоновые концентрации составляют: СО – 0,2 мг/м3. Проанализировать, на каком расстоянии от проезжей части возможно обустройство тротуара.
Решение
Мощность эмиссии CO, CnHm, NOx в отработавших газах отдельно для каждого газообразного вещества определяется по формуле:
q=2,06⋅10-4⋅m⋅liGid⋅Nid⋅Кd, (1)
где q – мощность эмиссии данного вида загрязнений от транспортного потока на конкретном участке дороги, г/м·с;
– коэффициент перехода к принятым единицам измерения;
m – коэффициент, учитывающий дорожные и автотранспортные условия, принимается по графику (рис. 1) в зависимости от средней скорости транспортного потока,
Gid – средний эксплуатационный расход топлива для данного типа (марки)для дизельных автомобилей, л/км;
Nid – интенсивность движения каждого выделенного типа для дизельных автомобилей, авт./ч.;
Кd – коэффициент, принимаемый для данного компонента загрязнения для дизельных типов двигателей по таблице 1.
Рисунок 1 – Зависимость величины коэффициента «m», учитывающего дорожные и автотранспортные условия движения, от средней скорости транспортного потока
Таблица 1
Значения коэффициентов
Вид выбросов Тип двигателя
дизельный
Оксид углерода (СО) 0,14
Углеводороды (CnHm) 0,037
Оксиды азота (NOx) 0,015
Определяем коэффициент m, учитывающий дорожные и автотранспортные условия
. По графику принимаем
m = 0,21 (при средней скорости потока 50 км/час).
Средний эксплуатационный расход топлива составляет для грузового автомобиля дизельного – 0,34 л/км
Определяем удельные эмиссии загрязняющих веществ
Рассчитываем мощность эмиссии окиси углерода CO
qCO = 2,06 * 10-4 * 0,21 * (0,34 * 100 * 0,14) = 0,000206 г/м3 или 0,206 мг/м3
Рассчитываем мощность эмиссии углеводородов CnHm
qCnHm= 2,06 * 10-4 * 0,21 * (0,34 * 100 * 0,037) = 0,000054 г/м3 или 0,054 мг/м3
Рассчитываем мощность эмиссии окиси азота NOx
qNOx= 2,06 * 10-4 * 0,21 * (0,34 * 100 * 0,015) = 0,000022 г/м3 или 0,022 мг/м3
Таблица 2
Мощность эмиссии отработавших газов
Загрязняющие вещества q, г/(м·с)
г/м3
мг/м3
Окись углерода 0,000206 0,206
Углеводороды 0,000054 0,054
Оксид азота 0,000022 0,022
Концентрации загрязнения атмосферного воздуха токсичными компонентами отработавших газов на различном расстоянии от дороги l (используется модель Гауссового распределения примесей в атмосфере на небольших высотах)
Сj =2qjsinϕ2πσvв+Fj,
где δ – стандартное отклонение Гауссового рассеивания в вертикальном направлении, м;
vв – скорость ветра, преобладающего в расчетный период, м/с;
φ – угол, составляемый направлением ветра к трассе дороги, при 30 принять sin = 0,5;
Fj – фоновая концентрация загрязнения воздуха, мг/м3.
Стандартное Гауссовое отклонение в зависимости от расстояния до кромки проезжей части и состояния погоды устанавливается следующим образом:
l, м 10 20 40 60 80 100 150 200 250
Примечание