Главная Случайная страница


Категории:

ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника






Мониторинг опасностей. Биоиндикация загрязнения атмосферного воздуха с помощью лишайников

С.С. Тимофеева

 

 

Ноксология

Практикум

 

 

Издательство

Иркутского государственного технического университета


УДК 658/382

ББК 30

Т 41

 

 

Рецензенты:

д. биол. наук, профессор кафедры ИГУ Д.И. Стом;

канд. техн. наук, доцент кафедры ВСИ МВД России Д.В. Седов

Тимофеева С.С. Ноксология: практикум – Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2013. – 143 с.

Практикум соответствует требованиям ФГОС-3 по направлению подготовки бакалавров 280700 «Техносферная безопасность».

В практикуме рассмотрены основные понятия ноксологии и даны практические работы по классификации и методам идентификации и оценке опасностей.

Предназначено для студентов технических вузов, обучающихся по направлению 280700 «Техносферная безопасность».

 

 

 

ISBN

 

© Тимофеева С.С., 2013

© Иркутский государственный технический университет, 2013


ВВЕДЕНИЕ

Стремление человека защищать свою жизнь является его естественной жизненной потребностью. К сожалению, окружающий человека мир оказывает на него не только позитивное, но и довольно часто негативное влияние, которое отрицательно сказывается на здоровье и продолжительности жизни человека.

Негативные воздействия окружающего мира вечны. Они оказывали и оказывают отрицательное влияние на человека со дня его появления на Земле и до наших дней. Естественной реакцией человека на негативные воздействия является его постоянная забота о защите себя и окружающей его среды от опасностей.

Почти 700 тыс. лет человечество пребывало в непосредственном контакте с биосферой Земли, которая всегда являлась и является защитным экраном от космического воздействия. В биосфере зародилась жизнь, и сформировался человек, но она обладала и обладает рядом естественных факторов, негативно влияющих на человека (повышенная и пониженная температура воздуха, атмосферные осадки, стихийные явления и т. п.). Поэтому для защиты от неблагоприятных воздействий биосферы и для достижения ряда иных целей человек был вынужден создать техносферу.

Техносфера – среда обитания, возникшая с помощью прямого или косвенного воздействия людей и технических средств на природную среду (биосферу) с целью наилучшего соответствия среды социально-экономическим потребностям человека.

По определению, к техносфере относится все, что создано человеком – производственная, городская, бытовая среды, лечебно-профилактическая, культурно-просветительская зоны и т. п. Техносфера является источником опасностей для человека, число которых постоянно растет. В конце XX столетия возникли учения: «Здоровый образ жизни» (ЗОЖ), «Безопасность жизнедеятельности человека» (БЖД) и «Защита окружающей среды» (ЗОС). В этот период со всей очевидностью стало ясно, что реализации на практике только защитных от опасностей мероприятий явно недостаточно для обеспечения безопасности человека. Необходим превентивный анализ всех принимаемых техногенных решений с целью обнаружения возможных опасных проявлений: потребовалось применение научно обоснованных требований к созданию малоопасных технологий, машин и производств; возникла необходимость установления современных норм и правил для обеспечения безопасности зон труда и отдыха, норм и правил возможного допустимого воздействия техносферы и человека на окружающую среду.

Возникла необходимость активного развития человеко-природозащитной деятельности на научной основе путем создания науки об опасностях окружающего материального мира – науки ноксологии, а также подготовки инженерно-технических и научных кадров – носителей знаний в этой области.

Одновременно появилась потребность во всемерном внедрении в общество культуры безопасности, основанной на постижении каждым человеком знаний о происхождении и принципах появления опасностей, о современном мире опасностей и защите от него. Появилось понятие «ноксология».

Ноксология изучает происхождение и совокупное действие опасностей, описывает опасные зоны и показатели их влияния на материальный мир, оценивает ущерб, наносимый опасностями человеку и природе.

В задачи ноксологии входит также изучение принципов минимизации опасностей в источниках и основ защиты от них в пределах опасных зон.

Дисциплина «Ноксология» отражает и систематизирует научно-практические достижения в области человеко- и природозащитной деятельности, основывается на теоретических разработках отечественных и зарубежных ученых.

В настоящем учебном пособии представлены практические работы, позволяющие студентам научиться определять опасности, оценивать их качественно и количественно, а также подбирать и рассчитывать средства для их нейтрализации.

Автор заранее признателен и благодарен всем читателям, кто выскажет замечания и пожелания в адрес данного пособия по адресу:

e-mail: [email protected]


Практическая работа 11

Мониторинг опасностей. Биоиндикация загрязнения атмосферного воздуха с помощью лишайников

Цель работы: Освоить методику оценки опасности атмосферного загрязнения по лишайникам атмосферы в районе расположения университета.

Теоретические сведения

Под экологическим качеством среды обитания человека по­нимают интегральную характеристику природной среды, обес­печивающую сохранение здоровья и комфортное проживание че­ловека.

Природная среда, в которой мы живем, формировалась в тече­ние многих сотен миллионов лет. Современный лик Земли и со­став основных сред обитания живых организмов – почвы, возду­ха, воды – созданы и поддерживаются благодаря жизнедеятель­ности и взаимодействию мириадов живых существ. Искусственно создать полноценную среду обитания для человека не удается. Толь­ко биота (совокупность разнообразных живых организмов) под­держивает и регулирует качество среды — параметры, необходи­мые для жизни (температуру, влажность, солевой состав, соотно­шение газов в атмосфере, климат). Сейчас науке известны не ме­нее 7 млн биологических видов, и ученые считают, что эта цифра составляет только часть от реально существующего разнообразия обитателей Земли.

Поскольку человек адаптирован и может комфортно суще­ствовать только в современном биологическом окружении, в при­родных экосистемах, понятие «экологическое качество среды» подразумевает сохранение экологического равновесия в природе (относительной устойчивости видового состава экосистем и со­става сред жизни), которое и обеспечивает здоровье человека.

Необходимо различать цели и способы нормирования и оцен­ки качества среды обитания человека по основным физико-хими­ческим параметрам, с одной стороны, и экологического прогноза будущего изменения состояния экосистемы и здоровья людей в условиях антропогенною пресса – с другой.

Для общей оценки состояния окружающей среды и определе­ния доли участия отдельных источников в ее загрязнении применяют санитарно-гигиенические и токсикологические нормативы (предельно допустимые концентрации – ПДК – поллютантов, предельно допустимые уровни воздействия – ПДУ). Однако для прогноза результатов влияния антропогенных факторов, как на экосистемы, так и на здоровье людей необходимо учитывать также и многие показатели, характеризующие реакцию отдельных организмов и экосистемы в целом на техногенное воздействие.

Реакции живых систем на разнообразные химические и физи­ческие факторы и их сочетание характеризуются такими особен­ностями, как интегральность и кумулятивность множества воз­действий, парадоксальные эффекты слабых доз на организмы животных и растений, наличие цепных процессов и отдаленных последствий локальных влияний на различные «этажи» сложно организованных экосистем. Стохастической, трудно предсказуе­мой является и реакция организмов людей, живущих в условиях техногенных искусственных экосистем.

Экологическую опасность, или риск, следует оценивать с уче­том не только характера и силы антропогенного воздействия, нои биологических свойств реагирующей системы. Соответственно этому имеется две группы методов экологического мониторинга (слежения за состоянием экосистем): физико-химические и био­логические (биомониторинг). Каждый из видов мониторинга име­ет свои ограничения. Для качественной оценки и прогноза состо­яния природной среды необходимо их сочетание. Таким образом, физико-химический и биологический мониторинг не исключа­ют, а дополняют друг друга.

Антропогенные загрязнения действуют на живые организмы, и в том числе на человека, в самых различных сочетаниях, комп­лексно. Их интегральное влияние можно оценить только по реакции живых организмов или целых сообществ. Прогноз действия на человека загрязненной воды, химических добавок в пище или загрязненного воздуха правомочен, если в оценку токсичности вхо­дят не только аналитические методы, но и биологическая диагностика действия среды на живые организмы.

Очень информативными биоиндикаторами состояния воздуш­ной среды и ее изменения являются низшие растения: мхи и лишай­ники, которые накапливают в своем слоевище (талломе) многие загрязнители (серу, фтор, радиоактивные вещества, тяжелые метал­лы). Лишайники очень нетребовательны к факторам внешнейсреды, они поселяются на голых скалах, бедной почве, стволах деревьев, мертвой древесине, однако для своего нормального функциониро­вания они нуждаются в чистом воздухе. Особенно они чувствитель­ны к сернистому газу. Малейшее загрязнение атмосферы, не влияющее на большинство растений, вызывает массовую гибель чув­ствительных видов лишайников. Они исчезают, как только концен­трация сернистого газа достигнет 35 млрд-1, а среднее его содержание в атмосфере крупных городов свыше 100 млрд-1 (Рамад, 1981). Не удивительно поэтому, что большинство лишайников уже исчезло из центральных зон городов.

Научное направление биомониторинга (т. е. слежения) за состо­янием воздушной среды при помощи лишайников называется лихеноиндикацией.

Лишайники – это симбиоз водоросли и гриба. Они чувствитель­ны к загрязнению среды в силу следующих причин: 1) у лишайни­ков отсутствует непроницаемая кутикула, благодаря чему обмен газов происходит свободно через всю поверхность; 2) большинствотоксических газов концентрируется в дождевой воде, а лишайники впитывают воду всем слоевищем в отличие от цветковых растений, которые поглощают воду преимущественно корнями; 3) большинство цветковых растений в наших широтах активно только летом, когда уровень загрязнения сернистым газом намного ниже (вследствие уменьшения сжигания в топках угля – основного источника сернистого газа), в то время как лишайники обладают способнос­тью к росту и при температурах ниже 0 °С.

В отличие от цветковых растений лишайники способны избав­ляться от пораженных токсическими веществами частей своего тал­лома каждый год. В городах с загрязненной атмосферой они редки, главный враг лишайников в городах – сернистый газ. Установлено, что чем выше уровень загрязнения природной среды сернистым га­зом, тем больше серы накапливается в слоевище лишайников, при­чем живое слоевище аккумулирует серу из среды интенсивнее, чем мертвое. Особенно удобны лишайники в качестве индикаторов небольшого загрязнения окружающей среды. Наиболее чувствительным симбионтом в талломе лишайников является водоросль.

В мире насчитывается около 26 тысяч видов лишайников. Они различаются по зонам произрастания (тундра, лесная зона и т. д.), видам субстрата (камни, скалы, стволы и ветви деревьев, почва). У лишайников, растущих на деревьях, видовой состав различается в зависимости от рН коры. Лишайники исчезают в первую очередь с деревьев, имеющих кислую кору (береза, хвойные), затем с нейт­ральных (дуб, клен) и позже всего – с деревьев, имеющих слабоще­лочную кору (вяз мелколистный, акация желтая). В лишайниковых типах леса доминируют кустистые лишайники (клафония, цетрария), длинными бородами с ветвей деревьев свисает уснея, которая является наиболее чувствительным видом и растет в лесах только с чистой атмосферой.

Среди жизненных форм лишайников различают:

1) накипные (слоевище имеет вид корочек) – например, бацидиум фисция;

2) листоватые (слоевище имеет вид пластинок) – например, пармелия, степная золотянка, гапогимния;

3) кустистые (слоевище имеет вид кустиков или свисающих «бо­род», иногда до 1–2 м длиной) – например, уснея, бриория,клафония, цетрария.

Практикуется и более дробное деление жизненных форм лишай­ников:

1) накипные – порошкообразные, слабо структурированные;

2) корковые – коркообразные, плотно прилегают к субстрату;

3) чешуйчатые – коркообразные, края таллома приподняты;

4) пластинчатые – коркообразные, края бороздчатые и образу­ют лопасти;

5) листоватые – таллом листообразный с четкой нижней коркой;

6) кустистые – прямые волосовидные или кустарниковой формы.

Наиболее чувствительны к загрязнению воздушной среды кус­тистые и листоватые лишайники (исчезают полностью), наименее –накипные.

Лишайники (особенно бриория, пармелия, уснея) являются пи­щей ряда животных (косуль, оленей), а кладония – основная пища северного оленя. Разрушение и исчезновение лишайникового по­крова в связи с загрязнением территории (например, в условиях Севера под влиянием промышленности и транспорта) нарушает основные пищевые цепи и приводит к исчезновению ряда живот­ных (особенно оленей), которые являются источником пищи и одеж­ды для ряда северных народов.

По отсутствию лишайников судят об уровне загрязнения атмосферы.

 

Порядок выполнения работы

1. Получить задание от преподавателя.

2. Разбить парк, вблизи университета на ряд участков возле дороги, в 100 м; 300 м; 500 м; 1000 м от дороги.

3. Выбрать площадку, включающую 10 деревьев одного вида. Деревья должны быть примерно одного возраста и размера, не иметь повреждений.

4. Приложить прозрачную сетку плотно к стволу дерева на высоте 0,5–1,3м, подсчитать количество квадратов с лишайниками.

Сетку готовят из толстого полиэтилена в виде квадрата размеров 20Х20, разделив каждую сторону на 10 частей.

Данные занести в табл. 11.1.

Таблица 11.1

Порядковый номер дерева Среднее
Степень покрытия лишайниками сетки, %                      
Площадки у дороги на расстоянии 100м                      
Площадки у дороги на расстоянии 300м                      
Площадки у дороги на расстоянии 500м                      
Площадки у дороги на расстоянии 1000м                      

 

5. Оцените качество воздуха по шкале табл. 11.2.

Таблица 11.2

Практическая работа 12

Теоретические сведения

Пожар относится к наиболее часто реализуемым чрезвычайным ситуациям. Опасные факторы пожара являются причинами, приводящими к гибели людей. К опасным факторам пожара относятся:

· предельная (критическая) температура окружающей среды в условиях пожара (считается, что такой температурой для человече­ского организма является 70 °С, однако в определенных условиях человеческий организм в течение нескольких минут способен выдержать температуру, превышающую 100 °С);

· резкое снижение до опасных значений концентрации кислорода (ниже 15 %);

· достижение опасных концентраций продуктов горения или термического разложения веществ при пожаре; например: CO2 – 6 %, или 162 г/м3; СО – 0,5 %, или 3,6 г/м3; цианистый водород (HCn) – 0,2 г/м3; хлористый водород (НCl) — 3 г/м3;

· потеря видимости на путях (видимость на расстоянии менее 10 м);

· облучение тепловыми потоками (интенсивность облучения свыше 3000 Вт/м2).

Для прогнозирования опасных факторов пожаров используются приведенные ниже методики расчета.

Расчет необходимого времени эвакуации по критической температуре.Допустим, что горение в начальной стадий происходит без притока внешнего воздуха. Тогда тепло, выделяющееся при горении, расходуется непосредственно на нагрев воздуха в помещении – QB, нагрев строительных конструкций и оборудования QK, т. е.

Qпож=QB + QK.(12.1)

 

Естественно предположить, что

 

QK =φ Qпож, (12.2)

 

где φ— коэффициент, учитывающей потери тепла на нагрев конструкций и оборудования.

 

 

Тогда уравнение 1 принимает следующий вид:

 

(1 – φ) Qпож = QB , (12.3)

 

3а время, необходимое для эвакуации τнб выделяемое количество тепла Qпож определяется по формуле

 

Qпож = mFгор Qнр τнб (12.4)

 

где m – массовая скорость выгорания вещества, кг/м2;

Fгор – площадь горения, м2;

Qнр – теплота сгорания, кДж/кг.

Таблица 12.1

Таблица 12.2

Значения коэффициента дымообразования д)

Горящее при пожаре вещество Коэффициент дымообразования, м3/кгм
Древесина 50–70
Солома
Резина

 

При постоянной площади горения Fгор

 

τнб = μ(ƒ)W : n FгорКд . (12.30)

 

При переменной площади горения:

при круговом развитии пожара

 

τнб = [3μ(ƒ)W: n2]1/3 ; (12.31)

 

при прямоугольном развитии пожара вдве стороны

 

τнб = [μ(ƒ)W: n Кдvb]1/2. (12.32)

 

Примечание. Обычно при пожаре на организм человека действуютне один какой-то фактор, а весь комплекс опасных воздействий. В современных условиях, когда собрано еще недостаточно статистических данных по влиянию различных вредных факторов, рекомендуется в качестве τнб принимать минимальные значения по всему множеству факторов.

 

Порядок выполнения работы

1. Внимательно изучите основные расчеты.

2. Получите задание от преподавателя и выполните расчеты опасных факторов при пожаре:

а) в квартире

б) в гараже с бочкой бензина 200 л.

в) в магазине

3. Подготовьте отчет.


Практическая работа 13

Определение опасных зон

Цель работы: Освоить методику расчета опасных зон при работе.

Теоретические сведения

Границы опасной зоны башенных кранов определяются пло­щадью между подкрановыми путями, увеличенной в каждую сто­рону на (R + SH), т. е.

длина L = 1п +2(R + SH);

ширина В = b + 2(R + SH),

 

где lп – длина подкранового пути, м; b – ширина колеи, м; R – максимальный вылет крюка, м; SH – отлет груза при его падении с высоты (табл. 13.1).

Таблица 13.1

Границы опасной зоны SH в связи с падением предметов

Высота возмож­ного падения предмета п, м     Границы опасной зоны Sн, м
Вблизи мест переме­щения грузов Вблизи строящегося здания или сооруже­ния (от внешнего периметра)
До 20 20÷70 70÷120 120÷200 200÷300 300÷400

 

Границы опасной зоны, где проявляется потенциальное дей­ствие опасных производственных факторов, связанных с падением предметов, определяются наружными контурами строящегося объекта, увеличенными на Sн.

Отлет груза при падении с высоты h от точки его подвешива­ния может быть определен по формуле Sн = 0,32ωR√h, где ω – угловая скорость вращения стрелы, с-1.

Задача.Требуется оценить возможную опасную зону при ра­боте автомобильного крана на вылете R=11 м, при подъеме груза массой 2 т на высоту h =12 м, при угловой скорости вращения стрелы со = 0,1 с-1.

Решение

1. Отлет груза вычисляем по формуле для компактного груза

SH = 0,32·0,1·11· √12 =1,2 м.

 

2. Ветер и парусность груза могут значительно увеличить от­лет, поэтому по табл. 1 принимаем Sн= 7 м.

Таким образом, в зависимости от погодных условий и габари­тов груза опасную зону определяют

для компактных грузов при безветренной погоде

SH1 =R(l + 0, 32ω√h = 12,6 м;

для плит и панелей высокой парусности при ветреной погоде

Sh2 = R + Sh = 11 + 7 = 18 м.

Границы опасных зон вблизи движущихся частей и рабочих органов определяются расстоянием в пределах 5 м, если другие повышенные требования отсутствуют в паспорте и инструкции завода-изготовителя.

Граница опасной зоны в местах прохождения временных электрических сетей определяется пространством, в пределах ко­торого рабочий может коснуться проводов монтируемыми длин­номерными деталями. Опасная зона в этом случае определяется максимальной длиной детали плюс 1 м.

Границы опасной зоны высоковольтных линий электропере­дач, проходящих через территорию строительной площадки, уста­навливают в зависимости от напряжения сети в обе стороны от крайних проводов: при напряжении до 20 кВ – 10, до 35 кВ – 15, до 110 кВ – 20, до 220 кВ – 25 м.

Граница опасной зоны вблизи выемок с откосами, разрабаты­ваемых без механических креплений, связана с выходом следа по­верхности скольжения от возможной призмы обрушения грунта на берму.

Положение границы опасной зоны относительно подошвы выемки в случае отсутствия пригрузки бермы можно определить по формуле

1H=1,2hα + l, (13.1)

где h – глубина выемки, м;

α – коэффициент заложения откоса, который принимается по данным табл. 13.2.

Таблица 13.2

Коэффициент заложения откоса, α

Грунт     Коэффициент заложения откоса, а при глубине выемки, не более, м
1,5
Насыпной неуплотняемый Песчаный и гравийный Смесь Глина Лесс и лессовидный 0,67 0,5 0,25 0,67 0,5 0,25 1,25 0,85 0,5 0,5

Положение границы опасной зоны относительно подошвы выемки в случае пригрузки бермы весом строительных машин может быть определено через наименьшее допустимое приближе­ние опоры крана 1н (конца шпалы, гусеницы, колеса) к основанию откоса по табл. 13.3.

Таблица 13.3

Решение

1. По исходным данным находим по табл. 13.2 значение коэф­фициента заложения α = 0,5.

2. Вычисляем след плоскости скольжения от возможной призмы обрушения на берме, свободной от нагрузки:

 

1н = 1,2 · 3 · 0,5+ 1 =2,8 м.

 

3. По табл. 3 наименьшее допустимое приближение к по­дошве незакрепленного откоса 1н = 3,25 м, в котором учитывается дополнительная пригрузка бермы массой строительной машины (крана).

4. Принимаем положение границы опасной зоны для двух случаев:

берма выемки свободна от нагрузки – 1н = 2,8 м;

берма выемки имеет нагрузку – 1н = 3,25 м.

Порядок выполнения работы

1. Внимательно изучите методики расчета опасных зон.

2. Получите задание от преподавателя и выполните расчет опасных зон для:

а) башенного крана при подъеме груза на высоту 10м, массе 1,8т, угловой скорости вращения 0,2; 4; 0,8 С-1;

б) выемок глубиной 1,2; 5 м в глинистых почвах.

3. Подготовьте отчет.


Практическая работа 14

Теоретические положения

Методика устанавливает порядок расчета выбросов загрязняющих веществ от передвижных источников дорожной техники.

Инвентаризация выбросов представляет собой систематизацию сведений о распределении источников по территории, количестве и составе выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.

Расчет валовых и максимально разовых выбросов загрязняющих веществ проводится с использованием удельных показателей, т. е. количества выделенных загрязняющих веществ, приведенных к единицам времени и оборудования, массе расходуемых материалов.

Удельные показатели выделения загрязняющих веществ от производственных участков приведены на основании результатов исследований и наблюдений, проведенных различными научно-исследовательскими и проектными институтами.

К передвижным источникам относятся:

– легковые и грузовые автомобили, автобусы, специальные автомобили (автобетономешалки, цементовозы, битумовозы, поливомоечные, уборочные, снегоочистительные и т. п.);

– дорожно-строительные машины (ДМ) (тракторы, автогрейдеры, экскаваторы, асфальтоукладчики, катки, корчеватели, бульдозеры, фрезы и т. п.).

Расчет валовых и максимально разовых выбросов от всех групп автомобилей проводится в соответствии с действующей методикой.

Расчет выбросов от дорожно-строительных машин (ДМ) проводится по основным загрязняющим веществам, содержащимся в отработавших газах дизельных и пусковых бензиновых двигателей: углерода оксид (СО), углеводороды (СН), азота оксид (в пересчете на NO2), твердые частицы (сажа – С), ангидрид сернистый (серы диоксид – SO2), свинец и его неорганические соединения (в пересчете на свинец)).

Все рассматриваемые ДМ условно разбиты на категории в зависимости от номинальной мощности установленного дизельного двигателя. Запуск дизельных двигателей, установленных на ДМ (кроме первой категории), часто производится с помощью пусковых двухтактных бензиновых двигателей или пусковых установок с четырехтактными бензиновыми двигателями. На их долю приходится значительная часть суммарных вредных выбросов за период запуска, прогрева и выезда машин с территории предприятия.

Выброс i-го вещества одной машины k-й группы в день при выезде с территории предприятия M'ik, и возврате M''ik рассчитывается по формулам:

M'ik = (mnik · tn + mnpik · tпр + mgвik · tgв1 + mxxik · txxl) 10-6, т ; (14.1)

M''ik = (mвik · tgв2 + mxxik · txxl2 10-6, т , (14.2)

где mnik – удельный выброс i-го вещества пусковым двигателем, г/мин;

mnpik – удельный выброс i-го вещества при прогреве двигателя машины к-й группы, г/мин;

mgвik – удельный выброс i-го вещества при движении машины к-й группы по территории с условно постоянной скоростью. г/мин;

mxxik – удельный выброс i-го компонента при работе двигателя на холостом ходу, г/мин:

tn, tпр – время работы пускового двигателя и прогрева двигателя, мин;

tgв1, tgв2 – время движения машины по территории при выезде и возврате, мин;

tхx1, txx2 – время работы двигателя на холостом ходу при выезде и возврате = 1 мин.

При расчете выбросов от ДМ, имеющих двигатель с запуском от электростартерной установки, член mnik · tn из формулы (14.1) исключается.

Так как по мере прогрева двигателя выбросы СО, СН и С уменьшаются, величина mnpik представляет собой оценку среднего удельного выброса за время прогрева tпр.

Значения mnik, mnpik, mgвik и mxxik приведены в табл. 14.1 – 14.4. Приведенные в таблицах данные получены на основе статистической обработки результатов фактических измерений выбросов двигателей внутреннего сгорания и отражают категорию двигателя по мощности, а также учитывают температурные условия, характеризующие различные времена года.

Периоды года (холодный, теплый, переходный) условно определяются по величине среднемесячной температуры. Месяцы, в которых среднемесячная температура ниже –5 °С, относятся к холодному периоду, месяцы со среднемесячной температурой выше +5 °С – к теплому периоду и с температурой от –5 °С до +5 °С – к переходному. Для предприятий, находящихся в разных климатических зонах, продолжительность условных периодов будет разной. Влияние периода года учитывается только для выезжающей техники, хранящейся при температуре окружающей среды.

Расчет выбросов для ДМ, хранящихся на закрытых отапливаемых стоянках, производится по показателям, характеризующим теплый период года, для всего расчетного периода.

Время пуска дизельного двигателя с помощью пусковых двигателей и установок tn также зависит or температуры окружающей среды и принимается по табл. 14.5.

 

 

Таблица 14.5

Средняя продолжительность пуска дизельного двигателя с помощью пусковых двигателей и установок, tn

Период года Теплый Переходный Холодный
Продолжительность пуска, мин.

Время, затрачиваемое ДМ при движении по территории предприятия tgв, определяется путем деления пути, проходимого машиной от центра площадки, выделенной для стоянки данной группы машин, до выездных ворот (при выезде) и от въездных ворот до центра стоянки (при возврате) на среднюю скорость движения по территории предприятия. Средние скорости при въезде и выезде приведены в таблице 14.6.

Таблица 14.6

Таблица 14.7

Таблица 14.1

Удельные выбросы загрязняющих веществ пусковыми двигателями и установками при пуске дизельных двигателей на ДМ (mnik)

Категория Номинальная мощность Удельные выбросы загрязняющих веществ, г/мин
машин дизельного двигателя, кВт СО СН NO2 SO2 Рbx
1xx до 20
21–35 18,3 4,7 0,7 0,023 0,0064
36–60 23,3 5,8 1,2 0,029 0,0082
61–100 25,0 2,1 1,7 0,042 0,0120
101–160 35,0 2,9 3,4 0,058 0,0160
161–260 57,0 4,7 4,5 0,095 0,0270
свыше 260 90,0 7,5 7,0 0,150 0,0420

х – Расчет выбросов соединений свинца приводится только в случае использования этилированного бензина.

хх – I категория машин осуществляет пуск дизельного двигателя электростартером, который не дает никаких выбросов.

Таблица 14.4

Удельные выбросы загрязняющих веществ при работе дизельного двигателя на холостом ходу (mxхiк)

Категория двигателя Номинальная мощность двигателя, кВт Удельный выброс загрязняющих веществ, г/мин
СО СН NO2 C SO2
до 20 0,45 0,06 0,09 0,01 0,018
21–35 0,84 0,11 0,17 0,02 0,034
36–60 1,44 0,18 0,29 0,04 0,058
61–100 2,40 0,30 0,48 0,06 0,097
101–160 3,91 0,49 0,78 0,10 0,160
161–260 6,31 0,79 1,27 0,17 0,250
свыше 260 9,92 1,24 1,99 0,26 0,390

 


Таблица 14.2

Удельные выбросы загрязняющих веществ ДМ в процессе прогрева (mnpik)

Категория Номинальная Удельный выброс загрязняющих веществ, г/мин
машин мощность СО СН NO2 С SO2
  дизельного Периоды года
  двигателя, кВт теплый холодный теплый холодный теплый холодный теплый холодный теплый холодный
до 20 0,5 1,0 0,06 0,16 0,09 0,14 0,01 0,06 0,018 0,022
21–35 0,8 1,6 0,11 0,29 0,17 0,26 0,02 0,12 0,034 0,042
36–60 1,4 2,8 0,18 0,47 0,29 0,44 0,04 0,24 0,058 0,072
61–100 2,4 4,8 0,30 0,78 0,48 0,72 0,06 0,36 0,097 0,120
101–160 3,9 7,8 0,49 1,27 0,78 1,17 0,10 0,60 0,16 0,200
161–260 6,3 12,6 0,79 2,05 1,27 1,91 0,17 1,02 0,25 0,310
свыше 260 9,9 18,8 1,24 3,22 2,00 3,00 0,26 1,56 0,26 0,320

Примечание:В переходный период значения выбросов CO, CH, C, SO должны умножаться на коэффициент 0,9 от значений для холодного периода. Выбросы NO равны выбросам в холодный период.

 
 


Таблица 14.3

Удельные выбросы загрязняющих веществ ДМ в процессе движения по территории предприятия (mgвik)

Категория машин Номинальная мощность дизельного двигателя, кВт Удельный выброс загрязняющих веществ, г/мин
СО СН 2 SO2
Периоды года
теплый холодный теплый холодный теплый холодный теплый холодный теплый холодный
до 20 0,24 0,29 0,08 0,10 0,47 0,47 0,05 0,07 0,036 0,044
21–35 0,45 0,55 0,15 0,18 0,87 0,87 0,10 0,15 0,068 0,084
36–60 0,77 0,94 0,26 0,31 1,49 1,49 0,17 0,25 0,120 0,150
61–100 1,29 1,57 0,43 0,51 2,47 2,47 0,27 0,41 0,190 0,230
101–160 2,09 2,55 0,71 0,85 4,01 4,01 0,45 0,67 0,310 0,380
161–260 3,37 4,11 1,14 1,37 6,47 6,47 0,72 1,08 0,510 0,630
свыше 260 5,30 6,47 1,79 2,15 10,16 10,16 1,13 1,70 0,800 0,980

Примечание: В переходный период значения выбросов CO, CH, C, SO2 должны умножаться на коэффициент 0,9 от значений для холодного периода. Выбросы NO2 равны выбросам в холодный период.

       
 
   
 


Порядок выполнения работы

1. Внимательно изучите теоретические положения и методику выполнения расчета.

2. Получите задание от преподавателя и выполните расчет массы выбросов в атмосферу в единицу времени в г/c и за год, т/год.

Последнее изменение этой страницы: 2017-09-13

lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда...