Учебное пособие для проведения практических занятий «Охрана окружающей среды»

ТЕМА: транспорт и ЗАГРЯЗНЕНИе окружающей среды Цель занятия: ознакомиться с загрязняющими веществами, выделяемыми в результате использования транспорта и их влиянием на живые организмы. Словарный диктант: транспорт, автотранспорт, состав транспортного потока, магистральные автодороги, бенз(а)пирен. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ Одиночный автомобиль, движущийся по дороге, не в состоянии оказать сколько-нибудь заметного влияния на окружающую среду. Совершенно другая ситуация складывается при движении совокупности различных транспортных средств по автомобильным дорогам. Здесь влияние на окружающую, среду определяется не только техническими характеристиками автомобиля и дороги, но и интенсивностью, скоростью движения, а также – составом транспортного потока и плотностью дорожной сети. Движение автомобиля в составе плотных транспортных потоков характеризуется изменением условий движения (скорости и ускорения). Это приводит к изменению нагрузочно-скоростных режимов работы двигателей, что оказывает существенное влияние на выброс .вредных веществ. Также, к основным факторам, влияющим на выброс загрязнителей, относят технический уровень и эксплуатационное состояние автомобилей, количество и номенклатура перевозимых грузов. Основными загрязнителями атмосферного воздуха, входящими в состав выхлопов автотранспорта, в зависимости от типа двигателя, являются: окись углерода (угарный газ) СО, оксиды азота NO и NO2, различные углеводороды CnHm, бенз(а)пирен, сернистый газ SO2. Загрязнение атмосферного воздуха отработанными газами автомобилей удобно оценивать по концентрации окиси углерода (СО), мг/м3. Исходными данными для работы служат показатели, собранные во время проведения предыдущей работы или имеющихся теоретические сведения и наблюдения. ЗАДАНИЕ 1 Рассчитать концентрацию окиси углерода на участке магистральной улицы при выбросе отработанных газов автотранспорта. Указания к решению задачи Формула оценки концентрации окиси углерода (Ссо) (Бегма и др.,1984; Шаповалов, 1990): Ссо =(СФ +0,01*N*КT)-КA -Ку *КС.*КВ *КП, (1) где СФ – фоновое загрязнение атмосферного воздуха нетранспортного происхождения, мг/м3 (равное 0,5); N – суммарная интенсивность движения автомобилей на городской дороге, автом. /час; KТ – коэффициент токсичности автомобилей по выбросам в атмосферный воздух окиси углерода; КА – коэффициент, учитывающий аэрацию местности, табл. 34; Ку – коэффициент, учитывающий изменение загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода в зависимости от величины продольного уклона, табл. 35; Кс – коэффициент, учитывающий изменение концентрации окиси углерода в зависимости от скорости ветра, табл. 36; Кв – значение коэффициента, учитывающего изменение концентрации окиси углерода в зависимости от влажности воздуха, табл. 37; Кп – коэффициент увеличения загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода у пересечений, табл. 38. Коэффициент токсичности автомобилей определяется как средневзвешенный для потока автомобилей по формуле: (2) где Pj – состав движения в долях единицы для i-того вида транспорта. Коэффициент Pj приведен в таблице 32 в процентах, а при решений необходимо Рi, – выражать в виде десятичной дроби. Значение коэффициента токсичности Ктi – того вида транспорта определяется по таблице 39. Пример: Пусть на некотором участке магистральной улицы состав движения, для легкого грузового транспорта – 20%, среднего грузового транспорт – 10%, тяжелого грузового транспорта – 10%, автобуса – 10%, . легкового транспорта – 50%, тогда коэффициент токсичности автомобилей на данном участке: КТ = 0,2*2,3 + 0,1*2,9+ 0,1*0,2 +0,1*3,7 +0,5*1,0 = 1,64 (3) Для оценки уровня загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода подставить значения коэффициентов в формулу (1). Соответствующие коэффициенты взять из таблиц 32 и 33. Таблица 32. – Состав движения Pi, % Вид транспортного средства Варианты 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Легкий грузовой 10 15 10 15 20 10 10 10 15 10 Средний грузовой 10 10 10 15 15 10 10 5 0 10 Тяжелый грузовой (дизельный) 5 5 20 5 10 15 5 10 5 0 Автобус 5 5 10 5 10 15 5 10 5 0 Легковой 70 65 50 60 45 55 65 70 80 75 Таблица 33. – Параметры улицы Параметр Варианты 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Фоновая концентрация окиси углерода Сф, мг/м3 0,02 0,9 0,01 0,01 0,01 1,5 0,01 0,01 0,03 0,6 Интенсивность движения, автом./час 500 400 300 .400 450 600 300 450 500 400 Тип местности С В А D Е С А D С В Продольный уклон, ° 2 0 4 6 0 8 4 2 8 2 Скорость ветра, м/с 4 2 1 3 5 2 6 3 5 1 Относительная влажность φ, % 70 100 90 40 60 100 40 90 80 50 Тип пересечения 1а 1с 2а 1Ь 2Ь 2а 2а 1Ь 2с 1с ПДК выбросов автотранспорта по окиси углерода равно 5 мг/м3. Снижение уровня выбросов возможно следующими мероприятиями: – запрещение движения автомобилей; – ограничение интенсивности движения до 300 авт/час; – замена карбюраторных грузовых автомобилей дизельными; переход на новые, альтернативные виды топлива; – другие мероприятия. Таблица 34. – Значение коэффициента, учитывающего аэрацию местности, КА Условное обозначение Тип местности по степени аэрации Коэффициент КА А Транспортные тоннели 2,7 В Транспортные галереи 1,5 С Магистральные улицы и дороги с многоэтажной застройкой с двух сторон 1,0 D Жилые улицы с одноэтажной застройкой, улицы и дороги в выемке 0,6 E Городские улицы и дороги с односторонней застройкой, набережные, эстакады, высокие насыпи 0,4 Таблица 35. – Значение коэффициента, учитывающего изменение загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода в зависимости от величины продольного уклона, КУ Продольный уклон, º Коэффициент КУ 0 1,00 2 1,06 4 1,07 6 1,18 8 1,55 Таблица 36. – Значение коэффициента, учитывающего изменение концентрации окиси углерода в зависимости от скорости ветра, КС Скорость ветра, м/с Коэффициент КС 1 2,70 2 2,00 3 1,50 4 1,20 5 1,05 6 1,00 Таблица 37. – Значение коэффициента, учитывающего изменение концентрации окиси углерода в зависимости от влажности воздуха, КВ Относительная влажность воздуха φ, % Коэффициент КВ 100 1,45 90 1,30 80 1,15 70 1,00 60 0,85 50 0,75 40 0,60 Таблица 38. – Значение коэффициента, учитывающего увеличение загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода у пересечений Условное обозначение Тип пересечения Коэффициент КП 1 Регулируемое пересечение 1а Светофорами обычное 1,8 1b Светофорами управляемое 2,1 1c Саморегулируемое 2,0 2 Нерегулируемое 2a Со снижением скорости 1,9 2b Кольцевое 2,2 2c С обязательной остановкой 3,0 Таблица 39. – Значение коэффициента токсичности автомобилей по выбросам в атмосферный воздух окиси углерода, КTi Тип автомобиля Коэффициент КTi Легкий грузовой Средний грузовой Тяжелый грузовой (дизельный) Автобус Легковой Задания для самостоятельного выполнения Существенной составляющей загрязнения воздушной среды городов, особенно крупных, являются выхлопные газы автотранспорта, которые в ряде столиц мира, административных центрах России и стран СНГ, городах-курортах составляют 60 – 80% от общих выбросов. Многие страны, в том числе и Россия, принимают различные меры по снижению токсичности выбросов, путем лучшей очистки бензина, замены его на более чистые источники энергии (газовое топливо, этанол, электричество), снижения свинца в добавках к бензину. Проектируются более экономичные двигатели с более полным сгоранием горючего, создание в городах зон с ограниченным движением автомобилей и др. Несмотря на принимаемые меры, из года в год растет число автомобилей и загрязнение воздуха не снижается. Известно, что автотранспорт выбрасывает в воздушную среду более 200 компонентов, среди которых угарный газ, углекислый газ, окислы азота и серы, альдегиды, свинец, кадмий и канцерогенная группа углеводородов (бензопирен и бензоантроцен). При этом наибольшее количество токсичных веществ выбрасывается автотранспортом в воздух на малом ходу, на перекрестках, остановках перед светофорами. Так, на небольшой скорости бензиновый двигатель выбрасывает в атмосферу 0,05% углеводородов (от общего выброса), а на малом ходу – 0,98%, окиси углерода соответственно – 5,1% и 13,8%. Подсчитано, что среднегодовой пробег каждого автомобиля 15 тыс. км. В среднем за это время он обедняет атмосферу на 4350 кг кислорода и обогащает ее на 3250 кг углекислого газа, 530 кг окиси углерода, 93 кг углеводородов и 7 кг окислов азота. Данная практическая работа дает возможность оценить загруженность участка улицы разными видами автотранспорта, сравнить в этом отношении разные улицы и изучить окружающую обстановку. Собранные параметры необходимы для расчетов уровня загрязнения воздушной среды, предлагаемого в следующей работе. Задание 1. Выполните практическую работу. Указания к выполнению работы Студенты разделяются на группы по 3 – 4 человека (один считает, другой записывает, остальные дают общую оценку обстановки). Студентов предварительно инструктируют, затем размещают на определенных участках разных улиц с односторонним движением. В случае двустороннего движения каждая группа располагается на своей стороне. Сбор материала по загруженности улиц автотранспортом может проводиться как путем разового практического занятия, так и более углубленно (для курсовых, дипломных работ) с замерами в 8, 13 и 18 часов, в ночные часы. Из ряда замеров вычисляют среднее. Интенсивность движения автотранспорта определяется методом подсчета автомобилей разных типов 3 раза по 20 мин в каждом из сроков. Учет ведется способом точкования и «квадратиков». Запись ведется согласно таблице 40. Таблица 40. – Интенсивность движения автотранспорта Время Тип автомобиля Число единиц Легкий грузовой Средний грузовой Тяжелый грузовой (дизельный) Автобус Легковой На каждой точке наблюдений производится оценка улицы. 1. Тип улицы: городские улицы с односторонней застройкой (набережные, эстакады, виадуки, высокие насыпи), жилые улицы с двусторонней застройкой, дороги в выемке, магистральные улицы и дороги с многоэтажной застройкой с двух сторон, транспортные тоннели и др. 2. Уклон. Определяется глазомерно или эклиметром. 3. Скорость ветра. Определяется анемометром. 4. Относительная влажность воздуха. Определяется психрометром. 5. Наличие защитной полосы из деревьев и др. Собранные материалы записывают на доске в аудиторном или лабораторном помещении (в этот же день, если занятие четырехчасовое; на другом занятии, если первое двухчасовое). Автомобили разделяют на три категории: с карбюраторным двигателем, дизельные, автобусы «Икарус», согласно данным, представленным в таблице. Производят оценку движения транспорта по отдельным улицам. Строят графики в которых по оси Y откладывают число автомобилей (шт), а по оси Х – Время суток (в часах). Оценка производится по различным видам транспорта (грузовой, легковой и т.д.), при этом график строится разноцветными ручками или используются разные типы линий (пунктир, сплошная и т.д.). Итогом работы является суммарная оценка загруженности улиц автотранспортом согласно ГОСТ-17.2.2.03-77: низкая интенсивность движения - 2,7 – 3,6 тыс. автомобилей в сутки, средняя – 8 – 17 тыс. и высокая – 18 – 27 тыс. Производится сравнение суммарной загруженности различных улиц города в зависимости от типа автомобилей, дается объяснение различий. Вопросы для беседы 1. Объясните, почему автомобиль считают мощным загрязнителем биосферы? 2. Чем опасны автомобильные пробки? 3. Какие виды транспорта считают мощным загрязнителем биосферы? 4. Какой вред биосфере наносит автомобиль? 5. Почему особенно опасным считают выделяемый при сжигании автомобильного топлива свинец? 6. В чем проявляется вред от использования большого количества кислорода для сжигания автомобильного топлива? 7. Как влияет автомобиль на газовый баланс атмосферы? 8. Почему газ как горючее меньше загрязняет атмосферу, чем бензин? 9. Почему до сих пор не перешли на использование водорода, солнечной энергии в автомобильном транспорте? 10. Почему меньше всего наносит вреда природе безостановочное движение транспорта по принципу «зеленой волны? 11. Почему во многих городах мира предпочтение отдают троллейбусу? 12. Почему в городах стараются заменять автобусы трамваями? 13. Каковы преимущества электромобилей, солнцемобилей перед автомобилем? 14. Как можно уменьшить отрицательное влияние автомобильного транспорта? 15. Опишите ситуацию складывающуюся при движении совокупности различных транспортных средств по автомобильным дорогам. 16. Какие характеристик оказывают влияние на окружающую, среду при движении совокупности транспортных средств по дорогам? 17. Назовите основные загрязнители атмосферного воздуха, входящие в состав выхлопов автотранспорта. 18. Каким образом оценивается загрязнение атмосферного воздуха отработанными газами автомобилей удобно? Темы для подготовки рефератов 1. Оценка видов и масштабов воздействия транспорта на окружающую среду, дифференциация по уровню загрязнений. 2. Основные направления и мероприятия по снижению уровня вредных выбросов автотранспорта (технологические, санитарно-технические, планировочные и административные). 3. Направления технического совершенства двигателей внутреннего сгорания и разработка альтернативных видов автомобилей. 4. Существующие схемы использования, переработки и утилизации отходов автотранспорта (разборка и сортировка металлов, шин, резинотехнических изделий, полимеров и др.). ЗАНЯТИЕ 8

Похожие:

	Методические указания к выполнению практических занятий по дисциплине... Целью практических занятий является подтверждение и проверка теоретических положений, формирование практических умений		Практикум по дисциплине «Охрана труда» Разработала: преподаватель Настоящее учебное пособие написано с целью оказания помощи студентам в приобретении практических навыков и умений при изучении дисциплины...
	Учебное пособие для студентов-нефилологов. Одобрено методической... Учебное пособие предназначено в качестве материала для практических занятий в аудитории по курсу «Русский язык и культура речи»		Психодиагностика индивидуальных особенностей личности часть психодиагностика... Учебное пособие предназначено для его использования при проведении практических занятий по психодиагностике и дифференциальной психологии....
	Методические указания к выполнению практических занятий по дисциплине «Экология» Методика определения платы за загрязнение окружающей природной среды: Методические указания к выполнению практических занятий по...		Методическое пособие по проведению практических занятий по дисциплине... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Учебное пособие для студентов и аспирантов естественнонаучных факультетов Предлагаемое пособие содержит краткое описание основных возможностей системы matlab. Приведены примеры использования системы и задания...		Пояснительная записка Практикум является руководством для проведения... Пособие для обучающихся по специальностям: «Охрана труда», «Электробезопасность», Правила безопасности при эксплуатации электроустановок»,...
	Тема охрана окружающей среды при эксплуатации предприятия «Экологической доктриной Российской Федерации», разработанной в соответствии с Конституцией Российской Федерации, другими федеральными...		Упражнения для студентов направления подготовки Учебно-методическое пособие предназначено для закрепления теоретических знаний, полученных студентами во время лекционных занятий...