Оценка чистоты атмосферного воздуха по величине автотранспортной нагрузки
Автотранспорт - наиболее мощный загрязнитель атмосфера в городских условиях. В автомобильных двигателях внутреннего сгорания в мире ежегодно сжигается около 2 млрд т нефтяного топлива. При этом коэффициент полезного действия в среднем составляет 23%, остальные 77% уходят на обогрев окружающей среды. В России автотранспорт ежедневно выбрасывает в атмосферу 16,6 млн. т загрязняющих веществ.
30% заболеваний горожан непосредственно связаны с загрязненностью воздуха выхлопными газами.
Количество выделяемого в атмосферу углекислого газа, приходящегося на 1 человека за 1 км пути:
пешком или на велосипеде - 0, 000 кг
на трамвае, троллейбусе, метро - 0,040 кг
на автобусе - 0,065 кг;
на автомобиле с 4 пассажирами - 0, 065
на автомобиле с одним человеком (водителем) - 0, 20 кг;
на самолете - 0,260 кг
Учет автотранспортной нагрузки можно провести по следующей методике.
§ Выберите участок автотрассы вблизи школы (места жительства, отдыха) длиной примерно 0,5-1 км с хорошим обзором из окна дома, школы (из парка, с пришкольной территории).
§ Измерьте шагами длину участка (l, м), предварительно определив среднюю длину своего шага.
§ Определите количество единиц автотранспорта, проходящего по участку в какой-либо период времени в течение 20 минут. При этом заполняйте таблицу 3 (для примера в таблице заполнена строка "Легковые автомобили"). Подсчет единиц автотранспорта рекомендуется проводить в присутствии учителя, находясь на удалении от автотрассы.
Таблица 3
Движение автотранспорта на магистрали
| Тип автотранспорта | Количество, шт. | Всего за 20 минут | За 1 час Ni, шт. | Общий путь за 1 час, L, км |
| Легковой автомобиль | 11111111 111111 | |||
| Грузовой автомобиль | ||||
| Автобус | ||||
| Дизельный грузовой автомобиль |
Количество единиц автотранспорта, проходящего за 1 час, рассчитывайте, умножая на 3 количество, полученное за 20 минут.
- Рассчитайте общий путь, пройденный выявленным количеством автомобилей каждого типа за 1 час (L, км) по формуле:
L i = N i . l,
где N i - количество автомобилей каждого типа, проходящих за 1 час;
i - обозначение типа автотранспорта;
l - длина участка, км.
Полученный результат занесите в табл. 3.
- Рассчитайте количество топлива (Q i, л) разного вида, сжигаемого при этом двигателями автомашин, по формуле:
Q i = L i . V i,
значения V i возьмите из таблицы 4.
Таблица 4
Расход топлива в зависимости от типа автотранспорта
| Тип автотранспорта | Средние нормы расхода топлива (л на 100 км) | Удельный расход топлива Vi (л на 1 км) |
| Легковой автомобиль | 11-13 | 0,11-0,13 |
| Грузовой автомобиль | 29-33 | 0,29-0,33 |
| Автобус | 41-44 | 0,41-0,44 |
| Дизельный грузовой автомобиль | 31-34 | 0,31-0,34 |
Значения коэффициентов, определяющих выброс вредных веществ от автотранспорта в зависимости от вида горючего приведены в таблице 5.
Коэффициент К численно равен количеству вредных выбросов соответствующего компонента в литрах при сгорании в двигателе автомашины количества топлива (также в литрах), необходимого для проезда 1 км (т. е. равного удельному расходу топлива).
Таблица 5
Среднее количество вредных выбросов в зависимости от используемого топлива
| Вид топлива | Значение коэффициента (К) | ||
| Угарный газ | Углеводороды | Диоксид азота | |
| Бензин | 0,6 | 0,1 | 0,04 |
| Дизельное топливо | 0,1 | 0,03 | 0,04 |
Полученный результат занесите в таблицу 4
Определите общее количество сожженного топлива (Qi) и занесите результат в таблицу 6.
Таблица 6
Расход топлива разными видами автотранспорта
| Тип автотранспорта | Ni | Qi, в том числе | |
| бензин | Дизельное топливо | ||
| 1. Легковой автомобиль | |||
| 2. Гузовой автомобиль | |||
| 3. Автобус | |||
| 4. Дизельный грузовой автомобиль | |||
| Итого: все виды транспорта | Сумма Qi = |
- Рассчитайте количество выделившихся вредных веществ в литрах при нормальных условиях по каждому виду топлива и общее их количество (V, л) (табл. 7).
Таблица 7
Выделение загрязнителей в зависимости от вида топлива
| Вид топлива | Сумма Qi, л | Количество вредных веществ, л | ||
| СО | Углеводороды | NO2 | ||
| Бензин | ||||
| Дизельное топливо | ||||
| Всего:Всего V, л |
Результаты и выводы
1. Рассчитайте:
- Массу выделившихся вредных веществ (m г):
m=(V . M)/22,4
- Количество чистого воздуха, необходимое для разбавления выделившихся вредных веществ для обеспечения санитарно-допустимых норм окружающей среды (ПДК). Результаты запишите в таблицу 8.
Таблица 8
Показатели экологического состояния атмосферы
| Вид вредного вешества | Количество, л | Масса, г | Количество воздуха для разбавления, М3 | Значения ПДК, мг/ М3 |
| СО | 3,0 | |||
| Углеводороды | ||||
| NO2 | 0,04 |
2. Сопоставьте полученные результаты с количеством выбросов вредных газообразных веществ, производимых находящимися в вашем районе заводами, фабриками, котельными, автопредприятиями и другими загрязнителями воздуха. Таки данные можно получить, например, в районном или городском комитете по экологии и природоохранных службах.
3. Принимая во внимание близость к автомагистрали жилых и общественных зданий, сделайте вывод об экологической обстановке в районе исследованного вами участка автомагистрали.
4. Сопоставьте энергопотребление при использовании различных видов транспортных средств (см. табл. 9)
Таблица 9
Энергопотребление
(на 1 человека на 1 км пути при условии полной занятости посадочных мест)
| Способ передвижения | Количество энергии, в Мегаджоулях, МДж | Способ передвижения | Количество энергии, в Мегаджоулях, МДж |
| Велосипед | 0,08 | Поезд | 0,62 |
| Пешком | 0,16 | Машина на дизельном топливе | 0,69 |
| Электричка | 0,29 | Машина на бензине | 0,75 |
| Автобус | 0,29 | Самолет | 1,45 |
5. Выскажите свои предположения, какой вид транспорта является наиболее предпочтительным с экологической точки зрения. Помимо исследованных вами показателей обратите внимание на характер используемого топлива (исчерпаемые или неисчерпаемые природные ресурсы, использование смазочных и технических масел, наличие отработанных шин и проблемы с их утилизацией).
Практическое задание:
«Оценить чистоту атмосферного воздуха по величине авторанспортной нагрузки в зоне проживания».