Объем легких среднестатистического человека составляет 4 л. Человек в состоянии покоя в минуту делает 25–30 выдохов, при средней нагрузке — до 50. Содержание кислорода в воздухе принять 20,8%. Количество жителей в региональном городе составляет 70–75% от общего количества населения региона [23].
При выдохе содержание кислорода в воздухе соответствует 16,4%. Некоторые исходные значения даны в таблице 3.
Таблица — Продуцирование кислорода т поглощение диоксида углерода лесным массивом площадью 1 га за вегетационный период (листопадные леса) [23]
| Лесные насаждения | Поглощение СО2, т | Продуцирование О2, т |
| Еловый лес | 6,6 | 5,0 |
| Сосновый лес | 11,0 | 9,0 |
| Березовый лес | 16,5 | 12,5 |
| Дубовый лес | 29,7 | 22,5 |
| Тополинный лес | 46,2 | 34,9 |
| Смешанный лес с хорошим древостоем | 18,9 | 16,7 |
Примечание: Плотность: О2 — 1,429 кг/м3; СО2 — 1,977 кг/м3. 1 л объема соответствует 1 дм3, на сжигание 1 кг топлива расходуется 1,388 кг О2. Средняя площадь земли, занимаемая одним взрослым деревом, равна примерно 8,5 м2, исходя из средней плотности 1 га взрослого леса из 1200 деревьев [ИСТОЧНИК]
Алгоритм решения:
1. Определяем сколько атмосферного воздуха (Vов, м3) пропускает человек через легкие, по формуле:
(5)
где 
— общий объем воздуха, пропущенный человеком через легкие за год, м3;
V1 — средний объем легких человека, 4 л;
d — коэффициент обмена воздуха в легких человека (0,3);
F — количество вдохов и выдохов в минуту, берем среднестатистическое число 40;
t1 — минут в часе;
t2 — часов в сутки;
t3 — суток в году;
произведение V1 *d ─ активная емкость легких.
Vов =4л*0,3*40вдох*60мин*24ч*365сут=25228,800 м3
2. Определяем какое количество чистого кислорода (VЧО, м3) содержится в этом объеме. Содержание кислорода в атмосферном воздухе (ККВ) примем равным 20,8 %.
|
|
Объём чистого кислорода вычисляют по формуле:
(6)
=25228,800м3 *20,8%:100=5247,590м3
3. Определяем процентное соотношение кислорода (Киоо), которое непосредственно используется организмом для прохождения окислительно-восстановительных реакций, %.
Процентное соотношение кислорода вычисляют по формуле:
(7)
Процентное соотношение кислорода вычисляют по формуле 7:
где 
= 16,4% [23].
= 20,8 %-16,4%=4,4%
4. Определяем объём выделяемого газа (К ВЫД О, м3)от общего количества чистого кислорода (VЧО, м3). Это значение находим по соотношению:
(8)
Откуда Х = 
.
Следовательно, 
X= 5247,590 м3 *16,4%:20,8% = 4137,523 м3
= 52475,90 м3-4137,523 м3 = 1110,067 м3
5. Находим общее количество кислорода (Кож), потребленного для жизнеобеспечения в течение года на одного человека и населением региона, м3.
Общее количество кислорода вычисляется по формуле:
(9)
(10)
где 
— население города.
Численность города на 1 января 2019 года составила 788666 чел.
Общее количество кислорода вычисляется по формуле 10:
=1110,067 м3*788666 чел.=875472100,622 м3
Чтобы перевести м3 в кг и тонны, необходимо их умножить на плотность кислорода.
КОЖ1Ч × РО (плотность О2 под табл.).
Чтобы перевести м3 в кг и тонны, необходимо их умножить на плотность кислорода. Объём кислорода равен 1,43 кг/м3 [23].
Значит:
=875472100,622 м3 *1,43 кг/м3 = 1251925103,88946 кг =1251925,1 т.
6. Вычисляем необходимость дополнительных посадок леса на расход кислорода автомобильным транспортом города, если при сжигании 1 кг топлива расходуется 1,338 кг кислорода (Q кг топ).
Определяем общий пробег парком автомашин города, км:
, (14)
|
|
где 
, ─ пробег одной автомашины, км.
Примем общее количество автотранспорта Тюмени-390 тыс [38]. Средний пробег автомобиля ─ 10 тыс. км в год [38]. Определяем общий пробег парком автомашин города по формуле 14:
где , ─ пробег одной автомашины, км. Методом выборки определяем данный показатель. Он составляет 10000км [38].
=390 000 шт*10 000 км=3900000000 км
7. Находим общий расход бензина работающим автотранспортом, л:
(переведем в кг), (15)
где q- средне значение по автомобилям
q =0,22л/км*3900000000км=858 000 000 л
Умножив это значение на плотность бензина (ρ ср.по бензину=750кг/л) [38], получим килограммы.
=858000000 л *750 кг/л=643500000000 кг=643500000т
Находим расход кислорода (т) на сожженное топливо:
, (16)
Находим расход кислорода (т) на сожженное топливо по формуле 16:
=643500000000кг*1,338 кг= 861003000000кг= 861 003 000 т
8. Определяем площадь лесного массива, который необходим для воспроизводства кислорода, израсходованного автотранспортом города (SДПМА), га:
, (17)
где 
продуцирование кислорода одним гектаром лесного массива (среднее по породам), га, сожжённое топливо
9. Определяем хватит ли данного количества кислорода для удовлетворения
потребностей человека и автотранспорта, не считая расходы кислорода животным миром и другими производствами.
Общая потребность в кислороде (ОПОТР О, т) определяется как сумма.
10. Разность между продуцированием и расходом покажет обеспеченность кислородом (ООБЕСПЕЧ. О, т):
(18)