Экология

10. Определяем величину предотвращенного экономического ущерба Упр как разность экономического ущерба от загрязнений атмосферного воздуха до и после применения установки газопылеочистки.

Упр = Уф − УПп.

11. Определяем экономическую эффективность Ээф природоохранного мероприятия:

Ээф = КУ+ПРЗ ∙ 100 % ,

где УПР – предотвращенный экономический ущерб; 3 – текущие затраты;

К – единовременные затраты, связанные с установкой.

Форма отчета о выполненной работе

Содержание отчета включает исходное задание, формулы и результат расчета (согласно п. 1–11 Решения).

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №3. ОЦЕНКА УРОВНЯ ЗАГРУЖЕННОСТИ УЛИЦ АВТОТРАНСПОРТОМ И ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ОТРАБОТАННЫМИ ГАЗАМИ АВТОТРАНСПОРТА НА УЧАСТКЕ МАГИСТРАЛЬНОЙ УЛИЦЫ (ПО КОНЦЕНТРАЦИИ СО)

Автотранспорт – основной загрязнитель биосферы больших городов. Оценка загруженности участка улицы различными видами автотранспорта дает возможность сравнить в этом отношении разные улицы и изучить окружающую обстановку.

Загрязнение атмосферного воздуха отработанными газами автомобилей удобно оценивать по концентрации окиси углерода (мг/м3).

Формула оценки концентрации окиси углерода КСО:

КСО = (0,5 + 0,01N · КТ) · КА · КУ · КС · КВ · КП,

где 0,5 – фоновое загрязнение атмосферного воздуха нетранспортного происхождения, мг/м3;

N – суммарная интенсивность движения автомобилей на городской дороге, автом./час;

51

КТ – коэффициент токсичности автомобилей по выбросам в атмосферный воздух окиси углерода;

КА – коэффициент, учитывающий аэрацию местности; КУ – коэффициент, учитывающий изменение загрязнения атмосферного

воздуха окисью углерода в зависимости от величины продольного уклона; КС – коэффициент, учитывающий изменение концентрации окиси угле-

рода в зависимости от скорости ветра; КВ – коэффициент, учитывающий изменение концентрации окиси угле-

рода в зависимости от относительной влажности воздуха; КП – коэффициент увеличения загрязнения атмосферного воздуха окиси

углерода у пересечений (значения всех коэффициентов находятся по соответствующим таблицам).

Коэффициент токсичности автомобилей определяется как средневзвешенный для потока автомобилей по формуле

КТ = ∑РiКТi,

где Pi – состав автотранспорта в долях единицы; КТi – определяется по табл. 11.1–11.5.

Для оценки уровня загруженности улиц использовать данные табл. 11.1– 11.5, 12–13.

	Таблица 11.1
Исходные данные для выполнения практической работы
Тип автомобиля	Коэффициент КТi
Легкий грузовой, газели	2,3
Средний грузовой, ЗИЛ, ГАЗ	2,9
Тяжелый грузовой (дизельный)	0,2
Автобусы	3,7
Легковой	1,0
	Таблица 11.2
Тип местности по степени аэрации	Коэффициент КА
Транспортные тоннели	2,7
Транспортные галереи	1,5
Магистральные улицы и дороги с многоэтажной за-	1,0
стройкой с двух сторон
Жилые улицы с одноэтажной застройкой, улицы и доро-	0,6
ги в выемке
Городские улицы и дороги с односторонней застройкой,	0,4
набережные эстакады, виадуки, высокие насыпи
Пешеходные тоннели	0,3

52

											Таблица 11.3
	Продольный уклон, 0				Коэффициент Ку		Продольный уклон, 0				Коэффициент Ку
0					1,00		6				1,18
2					1,06		8				1,55
4					1,07
											Таблица 11.4
	Скорость		Коэффициент Кс				Относительная			Коэффициент Кв
	ветра, м/с						влажность
	1				2,70		100			1,45
	2				2,00		90			1,30
	3				1,50		80			1,15
	4				1,20		70			1,00
	5				1,05		60			0,85
	6				1,00		50			0,75
											Таблица 11.5
	Тип пересечения							Коэффициент Кп
	Регулируемое пересечение:
	со светофорами обычное									1,8
	со светофорами управляемое
										2,1
	саморегулируемое									2.0
	Нерегулируемое:
	со снижением скорости									1,9
	кольцевое
										2,2
	с обязательной остановкой									3,0

Варианты заданий к практической работе представлены ниже.

53

Таблица 12

									Варианты заданий
	Показатель										Номер варианта
		1	2	3	4	5	6	7		8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
	Тип местности по	2,7	1,5	1,0	0,6	0,4	0,3	2,7		1,5	1,0	0,6	0,4	0,3	2,7	1,0	0,6	0,4	0,3	2,7	0,3	2,7
	степени аэрации, Ка
54
	Продольный уклон,	0	2	4	6	8	0	2		4	6	8	0	2	4	6	8	0	2	4	8	4
	град.
	Скорость ветра, м/с	6	5	4	3	2	1	6		5	4	3	2	1	6	5	4	3	2	1	3	5
	Относительная	100	90	80	70	60	50	50		60	70	80	90	100	90	80	70	60	50	100	70	50
	влажность, %
	Тип пересечения, Кп	1,8	2,1	2,0	1,9	2,2	3,0	2,1		3,0	2,1	3,0	1,9	2,0	1,9	1,8	2,0	3,0	2,2	3,0	2,1	1,8

55

Таблица 13

Исходные данные по загруженности улиц

Тип			1-й вариант										2-й вариант										3-й вариант										4-й вариант										5-й вариант
			время суток										время суток										время суток										время суток										время суток
автомобиля
	800		12 00		1600			2000	800				1200		16 00					2000	800		1200		16 00			2000	800		1200				1600					12 00	800		1200		1600			20 00
Легкий груз.	40		85		96			100	50				62		30					18	35		42		96			105	10		30				29					35	61		91		23			15
(газели)
Средний груз	14		12		8			6	7				14		18					25	4		15		21			28	10		16				6					12	18		29		30			25
(ЗИЛ, ГАЗ)
Тяжелый	1		6		8			10	2				12		15					20	7		14		21			30	5		9				3					12	18		25		18			30
груз. (дизели)
Автобусы	30		25		42			60	29				24		45					70	45		51		75			90	45		14				40					15	30		60		30			40
Легковые	80		100		120			160	70				90		110					150	90		50		40			30	84		72				75					80	60		75		90			105
Тип			6-й		вариант								7-й		вариант								8-й		вариант								9-й		вариант								10-й		вариант
			время суток										время суток										время суток										время суток										время суток
автомобиля
	800		12 00		1600			2000	800			1200					1600			2000	800		1200		16 00			2000	800				12 00				1600			2000	800		1200		1600			20 00
Легкий груз.	7		15		40			70	27			25					42			95	50		62		30			20	7				14				18			25	45		5		70			62
(газели)
Средний груз.	8		6		14			24	5			14					10			3	30		26		42			60	2				12				15			20	5		3		40			15
(ЗИЛ, ГАЗ)
Тяжелый	4		10		15			21	5			8					15			25	14		12		6			8	4				15				21			28	10		4		45			14
груз. (дизели)
Автобусы	70		62		58			40	39			10					15			60	80		96		110			120	70				90				110			150	7		45		4			10
Легковые	72		89		100			115	70			50					90			100	70		90		110			120	95				45				50			100	84		71		60			84

																																				Окончание табл. 13
		Тип			11-й вариант								12-й вариант								13-й вариант							14-й вариант								15-й вариант
					время суток								время суток								время суток							время суток								время суток
		автомобиля
			800		1200		1600		2000	800			1200		1600			2000	800		1200		16 00		2000	800		1200		1600			2000	800		1200		1600				2000
		Легкий груз.	58		4		9		18	30			51		75			90	75		80		7		9	15		20		60			45	70		50		90				100
		(газели)
		Средний груз.	30		60		12		18	25			9		18			30	70		62		14		18	25		40		58			40	10		16		30				25
		(ЗИЛ, ГАЗ)
		Тяжелый груз.	39		68		10		15	21			16		30			25	45		51		45		14	39		68		75			90	29		24		45				70
		(дизели)
		Автобусы	15		26		14		30	40			14		21			30	3		12		14		30	40		55		23			34	5		18		31				40
		Легковые	97		110		80		95	115			72		90			105	55		70		74		92	98		120		100			120	80		95		100				110
56
		Тип			16-й вариант								17-й вариант								18-й вариант							19-й вариант								20-й вариант
					время суток								время суток								время суток							время суток								время суток
		автомобиля
			800	1200		1600		2000			800		1200		1600			2000	800		1200		16 00		2000	800		1200		1600			2000	800		1200			1600			2000
		Легкий груз.	50	25		15		10			62		91		9			30	75		61		18		62	35		40		60			75	30		26			34			5
		(газели)
		Средний груз.	25	15		56		20			14		29		12			16	18		18		18		26	15		29		58			18	14		12			120			80
		(ЗИЛ, ГАЗ)
		Тяжелый груз.	36	82		23		85			12		25		10			9	30		18		15		12	12		25		51			36	18		26			61			91
		(дизели)
		Автобусы	25	24		45		16			24		60		14			14	21		30		30		96	8		45		12			25	15		12			18			29
		Легковые	15	26		78		21			90		75		80			72	90		60		95		90	65		84		70			15	60		84			120			95

Форма отчета о выполненной работе

Содержание отчета включает исходное задание, формулы и результаты расчетов.

Результаты включают:

1) расчет загруженности улиц автотранспортом.

Примечание. Согласно ГОСТ 17.2.2.03–77: низкая интенсивность движения – 2,7–3,6 тыс. автомобилей в сутки, средняя – 8–17 тыс. и высокая 18–

27тыс.;

2)построенные графики загруженности улиц автотранспортом в разное время суток для каждого типа автомобиля в координатах «число автомобилей (ось у), шт. – время суток, час (ось х)»;

3)оценку уровня загрязненияатмосферного воздуха по концентрации СО.

Примечание. ПДК выбросов автотранспорта по окиси углерода равно

5 мг/м3.

ЗАДАЧИ

Общие исходные данные

При решении задач следует учитывать следующие данные:

–содержание кислорода во вдыхаемом воздухе – 21 об. %;

–содержание в выдыхаемом воздухе: кислорода – 0,16 об. %, углекислого газа – 4 об. %;

–объем воздуха при входе – 0,5 л;

–количество вдохов – 20 за 1 мин;

–радиус Земли – 6400 км;

–1/3 поверхность Земли занята сушей, 2/3 – Мировым океаном;

–население Земли – 6 млрд чел.;

–средний вес человека – 70 кг;

–объем воды, потребляемой человеком за сутки, – 2–3 л.

Задача 1. Оцените степень опасности острого отравления солями кадмия во время курения, если при выкуривании одной сигареты в организм поступает 1,0 мкг кадмия (МCd), а за сутки человек выкуривает до 20 сигарет (Кс). Выявлено, что острое отравление кадмием наступает у людей при вдыхании паров и пыли. Содержание Cd в концентрациях (СCd) составляет около 2 г/м3 в течение 8 ч.

За какое время курильщик получит опасную от курения дозу вредного вещества?

В течение 8 ч человек вдыхает определенное количество воздуха, м3:

где	∙	легких человека (4 · 0,3);
		– активная емкость=	∙ ∙	∙ ∙ ,

57

F – количество вдохов в минуту (25–30);
– мин/ч;
– 8 ч.				, мг:
Следовательно, курильщик за это время получит
=	∙	.	,
=	∙

–концентрация кадмия, мг/сут;

–количество кадмия от 1 сигареты, мг;

–количество сигарет, шт.

Следовательно, опасную дозу курильщик приобретает через Т суток:

Тсут = .

Это верно при условии, если выведение и нейтрализация соединений кадмия в организме не происходят.

Задача 2. Сколько частиц пыли присутствует в каждом кубическом метре воздуха рабочей зоны при определенной концентрации, известных плотности и диаметре частиц. Все частицы сферической формы.

№	Концентрация, мг/м	3	Плотность пыли,	Диаметр частиц, мкм
варианта			г/см3
1	6		4	0,5
2	2,5		3,5	0,05
3	3,7		5,3	0,01
4	5,6		1,3	0,02
5	8		6,9	0,5
6	10		1,6	0,03
7	2,8		7,8	0,08
8	3,5		6,5	0,1
9	9		3,9	0,07
10	4,5		2,4	0,3
11	1		3,7	0,6
12	2,9		3,8	0,09
13	7,5		6,1	0,4
14	6		7,5	0,1
15	4		3,1	0,05
16	8,5		8,6	0,5
17	2		4,3	0,08
18	6,4		9,1	0,15
19	1,5		7,2	0,35
20	6,9		4,9	0,01

58

Решение.

№	Концентрация, мг/м	3	Плотность пыли,	Диаметр частиц,
варианта			г/см3	мкм
1	6		4	0,5

Зная объем частицы V и плотность пыли ρ, находим массу одной частицы:

m = V · ρ.

Для частиц сферической формы:

V = πd3/ 6,

где d – диаметр частиц;

m = 3,14 · (0,5 · 10–6)3 · 4 · 106 / 6 = 0,26 · 10–12 г = 0,26 · 10–9 мг.

Количество частиц в кубическом метре воздуха составляет: nч = C / mч,

где C – концентрация частиц, мг/м3. n = 6 / 0,26 · 10–9 = 23 · 109 (частиц).

В кубическом метре воздуха содержится примерно 2·1010 частиц пыли.

Задача 3. Какое количество свинца (Pb) поступит в организм человека за год, если коэффициент выведения свинца из организма не превышает

0,01 мг.

Решение.

Объем воздуха (л), поглощаемый человеком, определяется следующим образом (переведите в кубические метры (м3): 1 л = 1 дм3, 1 дм3 = 1000 см3):

= ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ,

где – средний объем легких человека (4 л);

–средняя частота дыхания 30 вдохов/мин;

–средний коэффициент обмена воздуха в легких (0,3);

–количество минут в часе;

–количество часов в сутках;

–количество дней в месяце;

–количество учитываемых месяцев.

59

Следовательно, за год в организме человека накопится соединений свинца:

= ( − ∙ ) ,

где С – концентрация паров свинца в воздухе (0,035); а – коэффициент выведения Pb из организма (0,01).

Задача 4. Концентрация озона при фотохимическом смоге в приземном слое атмосферы достигает 8–10 мг/м3. Оцените степень опасности пребывания человека в зоне смога. Если безопасная суточная доза озона составляет 0,1–0,3 мкг/кг веса человека, а поступление в течение часа 200 мг озона вызывает кашель, головную боль, учащение пульса, боли во всем теле. Дайте токсикологическую характеристику озона.

Задача 5. Самолет при перелете из Москвы во Владивосток потребляет 30–40 тонн кислорода. Какому количеству людей хватило бы этого кислорода, чтобы обеспечить годовую биологическую потребность? Где еще расходуется кислород? За счет чего идет его восполнение?

Задача 6. Одно взрослое дерево за сутки производит 80–100 м3 кислорода. Сколько деревьев обеспечат потребность населения Земли в кислороде за год и какую площадь займут эти деревья, если одно дерево занимает площадь 1–5 м 2? За счет чего компенсируется расход кислорода в зимнее время?

Задача 7. Рассчитайте индекс суммарного загрязнения воздуха в промышленной зоне при одновременном присутствии нескольких вредных веществ, если известна концентрация их в атмосфере за год (мг/м3).

	№	Присутствующие	qi, 3	ПДК3,	Коэффициент,
					соответствующий классу
	варианта	вещества	мг/м	мг/м	опасности Ci
		Ацетон	0,4	0,35	0,85
	1	Акролеин	0,01	0,03	1,25
		Фенол	0,01	0,01	1,25
	2	Оксид серы (IV)	0,1	0,5	1,25
		Оксид азота (IV)	0,5	0,085	1,25
		Оксид серы (IV)	0,05	0,5	1,25
	3	Оксид азота (IV)	1,0	0,085	1,25
		Фенол	0,01	0,01	1,25
		Оксид серы (IV)	0,06	0,5	1,25
	4	Аммиак	0,04	0,1	1,25
		Оксид азота	0,06	0,6	1,05

60