Расчет концентрации оксида углерода вблизи автодороги по методике В.Ф. Сидоренко

Данный метод наиболее удобен для оценки ожидаемого уровня загрязнения атмосферы придорожной территории городских улиц, в частности при выборе места для строительства жилых и общественный зданий.

Для ориентировочных расчетов уровня концентрации окиси углерода над кромкой проезжей части с учетом интенсивности и скорости движения, состава транспортного потока, подъемов на дороге и установки нейтрализаторов предлагается пользоваться эмпирической формулой:

СО₀ = (7,33 + 0,026 ·N) · K₁ · K₂ · K₃, (3)

где СО₀ – уровень концентрации углерода на высоте 1,5 м над кромкой проезжей части, мг/м³;

N – интенсивность движения автомобилей с карбюраторными двигателями, авт./час;

К₁ – коэффициент учета состава транспортного потока и его средней скорости (таблица 4);

К₂ – коэффициент учета влияния подъемов на выбросы (таблица 5);

К₃ – коэффициент учета установки нейтрализаторов для очистки от СО и применения более современных двигателей внутреннего сгорания: без нейтрализаторов К₃ = 1, с применением нейтрализаторов и более современных двигателей К₃ = 0,11…0,17.

Пример. Определим уровень концентрации окиси углерода СО₀ над кромкой проезжей части, если интенсивность движения N = 50 авт./час, подъем 50 ‰, доля грузовых автомобилей с карбюраторными двигателями 60 %, а скорость движения 40 км/час, с учетом и без учета установки нейтрализаторов.

Расчет выполняем по формуле (3), а коэффициент К₁ и К₂ находим по таблицам 4 и 5. Для доли автомобилей с карбюраторными двигателями 60 % при скорости движения 40 км/час коэффициент К₁ = 0,95. Для подъема 50 ‰ коэффициент К₂ = 1,04.

Для автомобилей с установленным нейтрализатором (К₃ = 0,17):

СО₀ = (7,33 + 0,026 · 50) · 0,95 · 1,04 · 0,17 = 1,44 мг/м³.

Для автомобилей без нейтрализаторов (К₃ = 1):

СО₀ = (7,33 + 0,026 · 50) · 0,95 · 1 · 1,04 = 8,52 мг/м³.

Таблица 4

Коэффициент учета состава транспортного потока

Таблица 5

Коэффициент учета влияния подъемов на выбросы

Вывод. Выполненный расчет показывает, что монтаж нейтрализаторов на автомобилях является весьма перспективным, так как уменьшает в нашем случае выбросы в атмосферу СО в 6 раз и обеспечивает загазованность воздуха в допустимых пределах, когда уровень концентрации в воздухе СО не превышает 3 мг/м³.

По формуле (1) можно рассчитать концентрацию СО только над кромкой проезжей части, что недостаточно, так как часто нужно знать концентрацию СО на определенном расстоянии от дороги. Для этого следует воспользоваться формулой (4), которая позволяет рассчитать уровень концентрации СО_Х в точке, удаленной от кромки проезжей части на расстоянии Х:

СО_Х = 0,5∙ СО₀ – 0,1 ∙ Х, (4)

где Х – удаление защищаемого объекта от проезжей части, м;

СО₀ – концентрация окиси углерода на кромкой проезжей части, мг/м³.

Например, при концентрации окиси углерода над кромкой проезжей части СО₀ = 8,52 мг/м³ на расстоянии Х = 10 м загазованность составит:

СО_х = 0,5·8,52 – 0,1·10 = 3,26 мг/м³, что несколько превышает среднесуточную ПДК, равную 3 мг/м³.

Варианты заданий

Задание 1.

Проектируемая автодорога проходит рядом (через) с сельским населенным пунктом.

Исходя из ожидаемого уровня загазованности атмосферного воздуха, определить необходимое расстояние между полотном дороги и границей жилой застройки. При необходимости сделать конкретные предложения. Исходные данные приведены в таблице 6.

Задание 2.

Для проектируемо микрорайона рассчитать ожидаемый уровень загрязнения оксидом углерода атмосферы придорожной территории от выбросов автотранспорта. По результатам расчетов сделать конкретные выводы и предложения. Исходные данные приведены в таблице 7.

Таблица 6

Исходные данные к расчету

* В расчете принять: интенсивность потока в обои направлениях одинаковая; интенсивность ночного потока в 3 раза меньше дневного.

Таблица 7

Исходные данные к расчету

4 Контрольные вопросы

1 Объясните причины высокой токсичности автомобильных выбросов.

2 Что происходит с загрязняющими веществами, попавшими в атмосферу?

3 Какие факторы влияют на интенсивность рассеивания загрязняющих веществ в атмосферу?

4 В чем заключается особое «коварство» автомобильных выбросов?

5 Назовите и охарактеризуйте возможные пути уменьшения вредного воздействия выбросов автотранспорта на окружающую среду, в том числе технические, градостроительные, правовые и организационные.

Приложение

Таблица 1

Предельно допустимые концентрации некоторых загрязняющих веществ в воздухе населенных мест

Таблица 2

Снижение концентрации окиси углерода в воздухе зелеными насаждениями

Библиографический список

1 Филиппов В.В. Экологические расчеты при проектировании дорог // Автомобильные дороги. – 1990. - № 5. – С. 20.

2 Силуков Ю.Д. Экологическая безопасность на автомобильных дорогах: учеб пособие. – Екатеринбург: Уральский государственный лесотехнический университете, 2004. – 173 с.

3 Новиков Г.В., Дударев Я.Л. Санитарная охрана современного города. – Л.: Медицина, 1978. – 216 с.