Оцінка рівню забруднення атмосферного повітря

Мета: Розглянути джерела та наслідки забруднення атмосферного повітря автомобільним транспортом, автотранспортними та дорожньо - будівельними підприємствами.

Обладнання: методичні вказівки, калькулятори, 2 вулиці з автотранспортом біля навчального закладу, уривки з відеофільмів про шляхи забруднення атмосфери.

Методичні вказівки:

 

Дана робота дає можливість оцінити завантаженість ділянки вулиці різними видами автотранспорту, порівняти у цьому від­ношенні різні вулиці. Зібрані параметри необхідні для розрахунку рівня забруднення повітряного середовища відпрацьованими газами автомобілів.

Суттєвою складовою забруднення повітряного середовища міст, особливо великих, є викидні гази автотранспорту, які в де­яких містах складають 60-80% від загальних викидів.

Автотранспортом на тихому ходу, на перехрес­тях, зупинках перед світлофором викидається у повітряне сере­довище більше 200 компонентів, серед яких чадний газ, вугле­кислий газ, оксиди азоту і сірки, альдегіди, свинець, кадмій і група канцерогенних вуглеводнів (бензопірен та бензоантроцен). Так, на невеликій швидкості бензиновий двигун викидає в атмосферу 0,05% вуглеводів і 0,98% оксиду вуглецю (від загального викиду), а на тихому ході - 5,1% та 13,8% відповідно. Підраховано, що середньорічний пробіг кожного автомобіля 15 тис. км. У середньому за цей час він збіднює атмосферу на 4350 кг кисню і збагачує її на 3250 кг вуглекислого газу, 530 кг оксиду вуглецю, 93 кг вуглецевих сполук і 7 кг окислів азоту. В наслідок будівництва доріг повітря насичується викидами пилу як безпосередньо земельних ґрунтів, так і викидами дорожньо- будівельної техніки та матеріалами для безпосереднього будівництва доріг та мостів. Особливо аерозолями та суспензіями повітря з піском, щебенем, компонентами бетонів, випаровуваннями бітумів, гудронів.

Середньостатистичний автомобіль за рік пробігу забирає з атмосфери 4,35 т кисню, викидаючи 3,25 т вуглекислого газу, 0,53кг оксиду Карбону, 0,093 т вуглеводнів, 0,027 т оксидів Нітрогену. Спочатку ХХI століття більш ніж 1 млрд. автомобілів їздять по дорогах планети.

Автомобільний транспорт забруднює головним чином атмосферу трьома основними каналами:

– відпрацьованими газами що викидають через вихлопну трубу;

– картерними газами;

- вуглеводнями внаслідок випаровування палива з бака, карбюратора та трубопроводів.

 

Основні види забруднюючих викидів різних типів двигунів автомобілів

Тип двигуна	Паливо	Основні види	Приклади
Чотиритактний двигун внутрішнього згоряння	Бензин	Вуглеводні, оксид	Автомобілі, автобуси
Двотактний двигун внутрішнього згоряння	Бензин	Вуглеводні, оксид	Мотоцикли допоміжні
Дизель	лігроїн	Оксиди азоту, тверді	Автобуси, трактори

У складі відпрацьованих газів автомобіля найбільшу питому вагу за об'ємом мають - монооксид Карбону або чадний газ СО(0,5-10%), оксиди Нітрогену (до 0,8%) неспалені вуглеводні (0,2-3%), альдегіди (до 0,2%) та сажа.

Основні заходи по скороченню забруднення атмосферного повітря при виконанні будівельних і ремонтних робіт в першу чергу повинні бути спрямовані на зменшення викидів відпрацьованих газів. Обсяг викидів та вміст у них токсичних речовин залежать від кількості споживаного палива і технічного стану двигуна, головним чином, системи живлення. Несправність або неотрегулированість двигунів збільшує обсяг викидів і їх токсичність в 1,2 - 1,4 рази. При розробці і переміщенні ґрунту, транспортуванні по дорогах і проїздах без удосконалених покриттів в суху погоду відбувається утворення та розповсюдження мінеральної пилу, що забруднює атмосферу і поверхню ґрунту, погіршує санітарно-гігієнічні показники території, зменшує врожайність сільськогосподарських культур, знижує видимість на

Дорогах і, отже, безпеку руху.

Хід дослідження

Згідно вибраної методики розрахунку, визначаємо кількість одиниць автотранспорту, що проїхав через експериментальну ділянку за 1 годину. Окремо визначаємо кількість легкових автомобілів, вантажівок та автобусів

№	Час спостерігання	Зафіксована кількість авто	Тип автомобілів
		вулиці	Легкові автомобілі	Вантажівки	Автобуси
	800 -900

1. Обчислюємо загальний шлях, який проходить автомобіль кожного типу за 1 годину за формулою 4: L=N*l (4), де І - довжина шляху експериментальної ділянки (300 м);N - зафіксована кількість автомобілів кожного типу.

 

№	Довжина шляху (км),	Тип автомобілів
	вулиці	Легкові автомобілі	Вантажівки	Автобуси

2. Обчислюємо кількість пального, яку спалюють автомобілі за формулою 5: D = L*V (5); де L - довжина шляху експериментальної ділянки; V - середні витрати пального у літрах на один кілометр шляху.

 

V - середні витрати пального у літрах на один кілометр шляху	Тип автомобілів
Легкові автомобілі	Вантажівки	Автобуси
0.12	0.31	0.425

Результати розрахунків занести у таблицю 3

№	Кількість пального (л)	Тип автомобілів
	вулиці	Легкові автомобілі	Вантажівки	Автобуси

3. Обчислюємо шляхом множення кількість шкідливих речовин, що виділяє автотранспорт. До них віднесемо СО, С₅Н₁₂, NО₂. Відомо, що із 1 л бензину виділення СО становить 0,6 л, С₅Н₁₂ - 0,1 л, NО₂ - 0,04 л.

4. Розрахунки представити у вигляді таблиці 4 (№ відповідно часу спостереження)

№	К-ть шкідливих речовин, л	Тип автомобілів
	вулиця	Легкові автомобілі	Вантажівки	Автобуси
	Викид СО
	Викид С5 Н12
	Викид NО2
№	К-ть шкідливих речовин, л	Тип автомобілів
	вулиця	Легкові автомобілі	Вантажівки	Автобуси
	Викид СО
	Викид С5 Н12
	Викид NО2

 

Після того, як обчислили об^`єм основних газів-забруднювачів для кожного виду транспорту, обчислимо масу шкідливих викидів за формулою 6:

m = (6), де молярні маси речовин М(СО)=28г/моль; М(С₅Н₁₂)=72г/моль; М(NО₂) =46г/моль.

Маса шкідливих викидів основних газів-забруднювачів становить:

№	Маса шкідливих речовин, л	Тип автомобілів
	вулиця	Легкові автомобілі	Вантажівки	Автобуси
	Викид СО
	Викид С5 Н12
	Викид NО2
№	Маса шкідливих речовин, л	Тип автомобілів
	вулиця	Легкові автомобілі	Вантажівки	Автобуси
	Викид СО
	Викид С5 Н12
	Викид NО2

Обчислюємо кількість чистого повітря, необхідного для розчинення шкідливих речовин з метою забезпечення санітарно-припустимих умов середовища.

V( повітря для розчинення СО ) = ;

V( повітря для розчинення C₅H₁₂ ) = ;

V( повітря для розчинення NO₂ ) =

Результати обчислень занести у таблицю

№	К-ть шкідливих речовин, л	Тип автомобілів	Сума
	вулиця	Легкові автомобілі	Вантажівки	Автобуси
	Викид СО
	Викид С5 Н12
	Викид NО2

Аналіз проведених розрахунків дозволяє зробити наступні висновки:

1. На вибраних дослідних ділянках основними забруднювачами повітря є ______

 

2. Найбільша кількість серед різних типів автотранспорту - це _______________ автомобілі. Тому, практично половину шкідливих викидів в атмосферу приходиться саме на них.

 

 

3. Головні будівельні матеріали вулиць ____

 

4. Шкідливі викиди при експлуатації даного типу дорожнього покриття ____

 

 

5. Заходи до експлуатації доріг з метою зменшення атмосферних пошкоджень ______

 

Записуємо висновки до роботи: _____________

____________________________________

 

Дослід до роботи:

1. На деякий час виставити склянки з чистою водою на балкон, який виходить на автомобільну трасу та на вікно, яке виходить до закритого двору.

2. Профільтрувати воду крізь білий фільтр, уважно розглянути і оцінити стан забруднення повітря.

 

 

Практична робота № 3