Исследование источников загрязнения городской среды на примере автотранспортных систем

Министерство образования и  науки Российской Федерации

Федеральное агенство по образованию

 

Государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального  образования

«Комсомольский –  на – Амуре государственный 

технический университет»

 

 

 

 

 

Институт новых информационных технологий

Инженерно-Экономический  факультет

Кафедра «Безопасности  жизнедеятельности»

 

 

 

 

 

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе

 

Исследование источников загрязнения городской среды  на примере автотранспортных систем

 

Вариант 9

 

 

 

 

Студент группы 6 БЖ 3а  – 1      Е.Н.Дмитриева

 

Руководитель         О.В.Чигилова

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2008

Содержание 

 

Введение…………………………………………………………………3

1 Описание объекта исследования  и его карта-схема ………………. 5

2 Расчёт валового выброса  и мощности выброса …………………… 7

3 Список веществ и  его анализ ………………………………….........25

4 Инвентаризация источников  загрязнения …………………………27

Список использованных источников ………………………………...30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение 

 

В результате деятельности человека в биосфере стали появляться нехарактерные для неё вещества и физические агенты, генерируюмые объектами техносферы.

К ним относятся:

• выбросы в атмосферу химических соединений, аэрозолей, различных смесей;
• сбросы в водную среду всевозможных производственных и коммунально-бытовых отходов, нефтяных продуктов;
• засорение полей, лугов, лесов, рек, озер и т.п. пестицидами, минеральными удобрениями, тяжелыми металлами;

• повышенные уровни шума, вибрации, электромагнитных излучений, радиации, тепла.

Все названные физические  агенты объединяются понятием загрязнитель.

Основным признаком  загрязнителя следует считать его  опасность для биосферы, т.е. для  людей, животных и растений.

Загрязнитель – это  любое химическое вещество, энергетическое воздействие, отходы и прочее, выходящие  за рамки безопасного уровня для человека и вызывающие нежелательные изменения в среде обитания.

Поведение загрязнителя в среде обитания характеризует  загрязнение. Источники загрязнения  – это объекты, вырабатывающие загрязнитель. Один и тот же объект может  одновременно создавать несколько видов загрязнителей. Например, автомобиль генерирует шум, вибрацию, и загрязняет атмосферу токсичными газами.

 

 

 

 Автотранспорт является одним  из основных источников загрязнения  среды обитания. Автомобильные выхлопные газы  - смесь 1200 химических элементов и более 280 соединений. В основном это газообразные вещества  и небольшое количество твердых частиц, находящихся во взвешенном состоянии. Газовая смесь состоит из инертных газов, проходящих через камеру сгорания. В выхлопных газах содержатся углеводороды, альдегиды, обладающие резким запахом и раздражающим действием, неразложившиеся углеводороды топлива (сажа, содержащая смолистые вещества), соединения неорганического свинца.

Возможные варианты источников загрязнения:

- стоянка автомобилей;

- автозаправка;

- автомагистраль (за городом  и в черте города).

Цель работы: исследование автотранспортных систем как источников химического загрязнения городской  среды.

Объект исследования: автостоянка.

Задачи работы:

1. Карта-схема объекта исследования.
2. Определение валового выброса и мощности выброса расчетной модели.
3. Список веществ и его анализ.
4. Инвентаризация источников загрязнения.

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Описание объекта исследования и его карта-схема

 

Стоянка автомобилей – это территория или помещение, предназначенное для хранения автомобилей в течение определённого периода времени.

Автомобили могут размещаться:

- на обособленных открытых  стоянках или отдельно стоящих  зданиях и сооружениях (закрытые стоянки), имеющих непосредственный въезд и выезд на дороги общего пользования;

- на открытых стоянках или  в зданиях и сооружениях, не  имеющих непосредственный въезд  и выезд на дороги общего  пользования и расположенных  в границах объекта, для которого выполняется расчёт (расчётная схема 1, рис. 1).

Вещества учитывающие  при расчете в зависимости  от типа двигателя автомобиля:

-с бензиновым двигателем CO(сажа), CH (бензин нефтяной),

NO_x, SO₂, Pb

-с дизельным двигателем   CO(сажа), CH(керосин), NO_x, SO₂, C

Номер	Состав автотранспорта	Рабочий объем ДВС (для легковых), грузоподъемность (для грузовых), класс автобуса.	Тип ДВС	Количест-во автомо-билей	L1Б L1Д L2Б L2Д км
10	Легковые автомобили выпуска после 01.01 грузовые автомобили, произведённые в странах СНГ Иностранные автобусы выпуска после 01.01.94 г.	до 1,2л   свыше 16 т     особо большой	Б   Д     Д	15   10     5	0,006 0,14 0,004 0,15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Расчёт валового выброса и мощности выброса

 

Выброс i - го вещества одним автомобилем k – й группы в день при выезде с территории М_{1 i k} или помещения стоянки и возврате  М_{2 i k} рассчитываем по формуле:

М_{1 i k}  = m_{np i k} ∙ t_np +  m_{L i k} · L₁ + m_{xx i k} · t_xx1;

М_{2 i k} = m_{L i k} · L₂ + m_{xx i k} · t_xx2.

где: М_{1 i k}, М_{2 i k} – выброс i - го вещества одним автомобилем k – й группы в день при выезде с территории или помещения стоянки и возврате, г;

m_{np i k}  - удельный выброс i - го вещества при прогреве двигателя автомобиля k – й группы, г/мин;

m_{L i k} - пробеговый выброс i - го вещества k – й группы г/км;

m_{xx i k} - удельный выброс i - го вещества k – й группы г/мин;

t_np – время прогревы двигателя, мин;

L₁, L₂ – пробег автомобиля по территории стоянки, км;

t_xx1, t_xx2 – время работы двигателя на холостом ходу при выезде (возврате) на территорию или в помещение стоянки, мин.

Средний пробег автомобиля по территории или помещению стоянки L₁, L₂ определяем по формуле: L₁ =  (L_1Б + L_1Д)/ 2;

L₂ =  (L_2Б + L_2Д)/ 2;

где:  L_1Б, L_1Д – пробег автомобиля от ближайшего к выезду и наиболее удалённого от выезда места стоянки до выезда со стоянки, км;

L_2Б, L_2Д – пробег автомобиля от ближайшего к въезду и наиболее

удалённого от въезда места стоянки автомобиля до въезда на  стоянку, км.

 

 

 

 

L₁ =  (0,006+0,14)/ 2 = 0,073км.

L₂ =  (0,004+0,15)/ 2 = 0,077км.

Продолжительность работы двигателя на холостом ходу при выезде (въезде) автомобиля со стоянки t_xx1 = t_xx2 = 1 мин.

Находим выброс СО, CH (бензин нефтяной), NO_x, SO₂, одним легковым автомобилем выпуска после 01.01.94 г., рабочий объём ДВС до 1,2л

в тёплый период:

m_npCO= 2,3г/мин; m_LCO = 7,5г/мин

m_{npCH(бензин нефтяной)} = 0,18г/мин; m_{L CH(бензин нефтяной)}  = 1г/мин

m_npNOx = 0,01г/мин; m_{L NOx} = 0,14г/мин

m_npSO2 = 0,008г/мин; m_LSO2 = 0,036г/мин

t_пр = 3мин;

m_xxCO= 1,5г/мин; m_xxSO2 = 0,008г/мин

m_{xxCH(бензин нефтяной)} = 0,15г/мин;

m_xxNOx = 0,01г/мин;

t_xx1 = t_xx2 = 1мин;

М _1CO = 2,3 ∙ 3 +  7,5· 0,073 + 1,5 · 1 =8,95г;

М_{2 CO} = 7,5∙ 0,077 + 1,5∙1 = 2,08г;

М_{1CH(бензин нефтяной)} = 0,18 ∙ 3 +  1·0,073 + 0,15 · 1 = 2,11г;

М_{2CH(бензин нефтяной)} = 1 ∙0,077 + 0,15∙ 1 = 0,23г;

М_{1 NOx} = 0,01 ∙ 3 + 0,14· 0,073 + 0,01 · 1 = 0,05г;

М_{2 NOx} = 0,14 ∙ 0,077 + 0,01∙1 = 0,02г;

М_1SO2 = 0,008 ∙ 3 + 0,036· 0,073 + 0,007 · 1 = 0,034г;

М_{2 SO2} = 0,036 ∙ 0,077 + 0,007∙1 =0,01

Находим выброс СО, CH (бензин нефтяной), NO_x, SO₂, легковыми автомобилями выпуска после 01.01.94 г. в холодный период, стоянка без подогрева:

m_npCO= 4,5г/мин; m_LCO = 9,3г/мин

m_{npCH(бензин нефтяной)} = 0,27г/мин; m_{L CH(бензин нефтяной)}  = 1,5г/мин

m_npNOx = 0,02г/мин; m_{L NOx} = 0,14г/мин

m_npSO2 = 0,009г/мин; m_LSO2 = 0,045г/м

t_пр = 20мин;

m_xxCO= 1,5г/мин; m_xxSO2 = 0,007г/мин

m_xxCH = 0,15г/мин;

m_xxNOx = 0,01г/мин;

t_xx1 = t_xx2 = 1мин;

М _1CO = 4,5 ∙ 20 +  9,3·0,073 + 1,5 · 1 = 92,18г;

М_{2 CO} = 9,3∙ 0,077 + 1,5∙1 = 2,22г;

 М_{1CH(бензин нефтяной)} = 0,27 ∙ 20 +  1,5· 0,073 + 0,15 · 1 = 5,66г;

М_{2CH(бензин нефтяной)} = 1,5∙ 0,077+ 0,15∙1 = 0,27г;

М_1NOx = 0,02 ∙ 20 + 0,14· 0,073+ 0,01 · 1 = 0,42г;

М_{2 NOx} = 0,14· 0,077 + 0,01 · 1= 0,02г;

М_1SO2 = 0,009 ∙ 20 + 0,045· 0,073 + 0,007 · 1 = 0,19г;

М_{2 SO2} = 0,045· 0,077 + 0,007 · 1= 0,01г;

 

Находим выброс СО, CH (бензин нефтяной), NO_x, SO₂, легковыми автомобилями выпуска после 01.01.94 г. в переходный  период, стоянка без подогрева:

m_npCO= 4,05г/мин;

m_{npCH(бензин нефтяной)} = 0,243г/мин;

m_npNOx = 0,02г/мин;

m_npSO2 = 0,0081г/мин;

Для автомобилей, укомплектованных бензиновыми двигателями с системой вспрыска топлива, выпуска после 01.01.92г., применяются значения выбросов от отработки бензина марки АИ-93.

m_LCO = 8,37г/мин;

m_{L CH(бензин нефтяной)}  = 1,35г/мин;

m_{L NOx} = 0,14г/мин;

m_LSO2 = 0,0405г/ми

t_пр = 4мин;

m_xxCO= 1,5г/мин; m_xxSO2 = 0,007г/мин

m_xxCH = 0,15г/мин;

m_xxNOx = 0,01г/мин;

t_xx1 = t_xx2 = 1мин;

В переходный период значения СО, CH (бензин нефтяной), SO₂, умножаются на коэффициент 0,9 от значений холодного периода. Выбросы NO_x принимаются равными выбросами в холодный период.

М_1CO = 4,05 ∙ 4∙ 0,9 +  8,37· 0,073 + 1,5 · 1 = 18,31г;

М_2CO = 8,37· 0,077 + 1,5 · 1 = 2,14г;

М_{1CH(бензин нефтяной)} = 0,243 ∙ 4 +  1,35· 0,07 + 0,15 · 1 = 1,19г;

М_{2CH(бензин нефтяной)} = 1,35· 0,077 + 0,15 · 1 = 0,25г;

М_1NOx = 0,02 ∙ 4 + 0,14· 0,073+ 0,01· 1 = 0,1г;

М_{2 NOx} = 0,14· 0,077 + 0,01 · 1= 0,02г;

М_1SO2 = 0,0081 ∙ 4 + 0,0405· 0,073 + 0,007 · 1 = 0,04г;

М_{2 SO2} = 0,0405· 0,077 + 0,007 · 1 = 0,01.

Рассчитаем валовый  выброс М_i^j i - го вещества для легковых автомобилей:

где: - валовый выброс i - го вещества автомобилями, т/год;

        α_В – коэффициент выпуска (выезда) (α_В 1);

        N_К – количество автомобилей k – й группы на территории или в помещении стоянки за расчётный период;

        D_р – количество дней работы в расчётном периоде (теплом - 80 дней, холодном – 160 дней, переходном – 125 дней);

α_В = N_КВ/ N_К;

где:  N_КВ – среднее за расчётный период количество автомобилей k – й группы, выезжающих в течении дня со стоянки, шт. (определяется самостоятельно: принимаем 9, так как 1 автомобиль на ремонт