Лабораторная работа №4 "Характеристика передвижных источников загрязнения атмосферы"

     1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ.

     Познакомиться с методикой расчёта загрязнения атмосферы от передвижных источников.

     2. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ.

     Передвижным источником загрязнения атмосферного воздуха является автомобильный транспорт. Автомобильные двигатели внутреннего сгорания (ДВС) загрязняют атмосферу за счёт выброса вредных веществ в составе выхлопных газов.
     Элементный состав автомобильного топлива включает углерод, водород, в незначительных количествах кислород, азот и серу. При полном сгорании смеси углеводородного топлива с воздухом в продуктах сгорания должны присутствовать лишь N₂, CO₂, H₂O. В реальных условиях выхлопные газы содержат также продукты неполного сгорания (монооксид углерода, углеводороды, альдегиды, твёрдые частицы углерода, пероксидные соединения, водород, избыточный кислород), продукты термических реакций взаимодействия азота с кислородом (оксиды азота), неорганические соединения тех или иных веществ, присутствующих в топливе (диоксид серы, сероводород, соединения свинца и др.).
     Всего в выхлопных газах автомобилей обнаружено около 280 компонентов. По своим химическим свойствам, характеру воздействия на организм человека вещества, содержащиеся в выхлопных газах, подразделяются на группы. В группу нетоксичных веществ входят N₂, O₂, CO₂, H₂O. Группу токсичных веществ составляют монооксид углерода CO, оксиды азота NO_x, многочисленные углеводороды C_nH_m, включающие парафины, олефины, ароматические соединения и т.п., а также альдегиды, бенз(а)пирен и др.
     Количественный состав выхлопных газов основных типов ДВС – бензинового с искровым зажиганием и дизеля с воспламенением от сжатия, различается: бензиновые двигатели выбрасывают значительно больше продуктов неполного сгорания, чем дизельные.
     Нормируемыми компонентами выхлопных газов автомобильных ДВС являются монооксид углерода, оксиды азота и углеводороды, как обладающие наибольшей токсичностью. Расчёт загрязнения атмосферы в результате работы автотранспорта ведётся по указанным компонентам (CO, NO_x, C_nH_m).
     В экологическом паспорте любого промышленного предприятия, имеющего автотранспортный парк, даётся характеристика передвижных источников загрязнения атмосферы и производится оценка уровня их воздействия на окружающую природную среду.

     3. ЗАДАНИЕ.

     Рассчитать количество загрязняющих веществ (ЗВ), поступающих в атмосферу от автотранспорта промышленного предприятия.

     4. ХОД РАСЧЁТА.

     ДАНО:
     Автотранспортный парк промышленного предприятия укомплектован следующими группами транспортных средств, имеющими условные обозначения (коды):
     - грузовые автомобили с бензиновым двигателем (I);
     - грузовые автомобили с дизельным двигателем (II);
     - автобусы с бензиновым двигателем (III);
     - автобусы с дизельным двигателем (IV).
     Предельно допустимые концентрации (ПДК, мг/м³) основных компонентов выхлопных газов в атмосферном воздухе составляют: для CO – 5,0; для NO_x – 0,085; для C_nH_m – 30.      Исходные данные для расчёта по вариантам содержатся в таблицах 1, 2.
     НЕОБХОДИМО РАССЧИТАТЬ:
     1. Количество M_i^ЗВ, выбрасываемых в атмосферу автомобилями определённой группы, по каждому из основных компонентов, (т/год):

M_i^ЗВ = П_i·Y_i·K_i¹·K_i² ·N_i·10^-6,

     где ЗВ = СО, NO_x, C_nH_m;
     i – номер группы автомобилей;
     П_i (км/год) – средний пробег одного автомобиля данной группы (таблица 1);
     Y_i (г/км) – удельный выброс ЗВ одним автомобилем данной группы по каждому из основных компонентов на 1 км пробега (таблица 2);
     K_i¹ – коэффициент влияния среднего возраста автомобилей данной группы на количество выбросов по каждому компоненту (таблица 2);
     K_i² – коэффициент влияния уровня технического состояния автомобилей данной группы на количество выбросов по каждому компоненту (таблица 2);
     N_i (шт.) – количество автомобилей данной группы (таблица 1).

     2. Суммарное количество ЗВ, поступающих в атмосферу в составе выбросов автомобилей каждой группы, M_i (т/год):

M_i = M_i^CO + M_i^NO_x + M_i ^C_nH_m

     3. Общее количество ЗВ, поступающих в атмосферу в составе выбросов автотранспортного парка предприятия, М^атм (т/год):

M_i = ∑M_i^ЗВ

      4. По результатам расчёта необходимо заполнить таблицу 3.

     5. ВЫВОДЫ.

     Сопоставить показатели выбросов ЗВ по всем группам автомобилей автотранспортного парка предприятия и указать среди них основной источник загрязнения атмосферы.

     СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЁТА ПО РАБОТЕ:

     1. Цель работы и задание.
     2. Номер варианта.
     3. Расчёт количества ЗВ, поступающих в атмосферу от автотранспорта промышленного предприятия.
     4. Таблица 3, заполненная согласно проведённым расчётам.
     5. Выводы.

     ЛИТЕРАТУРА.

     1. "Инженерная экология". Под ред. Медведева В.Т. М.: Гардарики, 2002, 687 с.
     2. Коробкин В.И., Передельский Л.В. "Экология". Ростов-на-Дону: Феникс, 2000, 576 с.
     3. Мазур И.И., Молдаванов О.И. "Курс инженерной экологии". М.: Высшая школа, 1999, 447 с.
     4. Федорова А.И., Никольская А.Н. "Практикум по экологии и охране окружающей среды". М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2001, 288 с.

Таблица 1. Исходные данные для расчёта количества ЗВ, поступающих в атмосферу от автотранспорта предприятия.

Таблица 2. Удельные выбросы ЗВ автотранспортом предприятия, коэффициенты влияния возраста и технического состояния автомобилей.

Таблица 3. Характеристика передвижных источников загрязнения атмосферы ЗВ по предприятию.

     Составители: доц., к.х.н., В.В.Озерянская
                            доц., к.х.н., Пустовая Л.Е.
                            ст.преп., к.х.н., О.В.Дымникова
                            ст.преп., Р.Р.Лазуренко
                            ст.преп., к.х.н., В.М.Кравченко