Расчет загрязнения почвы придорожной полосы автотранспортными выбросами свинца

МИНОБРНАУКИ РОССИИ                                                                   Ухтинский государственный технический университет

Кафедра технологии и машин лесозаготовок  и прикладной геодезии 
 
 
 
 
 
 
 
 

РАСЧЁТНО  – ГРАФИЧЕСКИЕ  РАБОТЫ

по дисциплине: «Лесотранспорт как система-водитель-автомобиль-дорога-природная среда» 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил

студент гр. ЛИ - 07:                                                                       Арутюнян А. Ю. 

Проверил

преподаватель:                                                                               Воронина М. А.   
 

Ухта 2011 г.

Расчетно-графическая  работа № 1

«Расчет загрязнения почвы придорожной полосы автотранспортными выбросами свинца»

     При работе двигателей транспортных средств  образуются «условно твердые» выбросы, состоящие из аэрозольных пылевидных частиц. В наиболее значительном количестве образуются выбросы соединений свинца и углерода (сажи); при большой интенсивности движения существенное воздействие могут оказать выбросы кадмия и цинка.

     Выбросы соединений цинка происходят одновременно с выбросами отработанных газов при работе двигателей внутреннего сгорания автомобилей на этилированном бензине. Соединения свинца в настоящее время употребляются в качестве антидетонирующей добавки в этилированном бензине марки А-76 в количестве 0,17 г/кг и для А-93 в количестве 0,37 г/кг.

     Считается, что около 20 % общего количества свинца разносится с газами в виде аэрозолей, 80 % выпадает в виде твердых частиц размером до 25 мк и водорастворимых  соединений на поверхности прилегающих к дороге земель накапливается в почве на глубине пахотного слоя или на глубине фильтрации воды атмосферных осадков. Опасность накопления соединений свинца в почве обусловлена высокой доступностью его растениям и переходом по звеньям пищевой цепи в животных, птиц и человека.

     Предельно допустимая концентрация свинца в почве  по общесанитарному показателю с  учетом фонового загрязнения установлена 32 мг/кг.

     Оценка  загрязнения придорожных земель выбросами автомобилей следует вести на основе определеного расчетным путем уровня загрязнения поверхностного слоя почвы.

     Цель  работы. Определить величину отложения свинца в почве в условиях реконструкции лесовозной автомобильной дороги IY_в категории по нормативам II_в категории.

     Исходные  данные: для выполнения расчётно-графических работ приведены в таблице 1, (зачётная книжка № 071142).

     Таблица 1

 

1. Расчет для случая отказа от реконструкции дороги 

      По  рисунку 1 в соответствии со средней  скоростью транспортного потока определяется коэффициент, учитывающий дорожные и автотранспортные условия (m_р).

Рисунок 1 – Зависимость величины коэффициента “m_p” от средней скорости транспортного потока

m_p = 2,5 
 

2. Определение эмиссии свинца 

      К_П = 0,74 – коэффициент пересчета единиц измерения;

      т_р – коэффициент, учитывающий дорожные и автотранспортные условия, принимается по рисунку 1 в зависимости от средней скорости транспортного потока (т_р=2,5);

      К_О – коэффициент, учитывающий оседание свинца в системе выпуска отработавших газов (К_О=0,77);

      К_т – коэффициент, учитывающий долю выбрасываемого свинца в виде твердых частиц в общем объеме выбросов (К_т=0,80);

      N_i – среднесуточная интенсивность движения автомобилей данного типа (марки), средняя за срок службы дороги, авт./сут.;

      P_i - содержание добавки свинца в топливе, применяемом в автомобиле данного типа, г/кг.

(65*0, 37)+ (11*0,17)+(50*0,17)+(6*0,17)+(32*0) = 35,44 мг/м.сут.

 мг/м.сут. 

3. Определяется количество отложений свинца на поверхности земли для разных значений величины расстояния от кромки проезжей части 

 

      К_l – коэффициент, учитывающий расстояние от края проезжей части, принимается согласно заданию;

      U_V  - коэффициент, зависящий от силы и направления ветров (U_V=0,7);

      Т_р – расчетный срок эксплуатации дороги в сутках, принимается согласно варианту (Т_р=5475 сут);

      Р_Э – мощность эмиссии свинца при данной среднесуточной интенсивности движения средней за расчетный период, в мг/м сут. (Р_Э=40,39 мг/м сут.);

      F – фоновое загрязнение поверхности земли, мг/м²_, при расчетах можно принять как отсутствующее.

      мг/м.сут.;

        мг/м.сут.;

      мг/м.сут.;

      мг/м.сут.;

      мг/м.сут;.

        мг/м.сут.;

       мг/м.сут.;

      мг/м.сут.;

      мг/м.сут.;

      мг/м.сут. 

4. Определение количества свинца в почве 

    Р_с – уровень загрязнения поверхностного слоя почвы свинцом, мг/кг;

      h – толщина почвенного слоя (метров), в котором распределяются выбросы свинца (h=0,3 м);

ρ – плотность почвы, принимается 1600 кг/м³;

      Р_пов - величина отложения свинца на поверхности земли, мг/м².

 мг/кг;    мг/кг;

 мг/кг;    мг/кг;

 мг/кг;    мг/кг;

 мг/кг;    мг/кг;

 мг/кг;    мг/кг 

      Результаты  расчета сводятся в таблицу.

 

     По  результатам расчета строится график зависимости загрязнения почвы  свинцом Р_с = f(L). 
 
 
 

Рисунок 2 – График зависимости загрязнения почвы свинцом. 

Вывод: после проведения расчётов становится ясно, что с увеличением коэффициента, учитывающего расстояние от края проезжей части увеличивается уровень загрязнения поверхностного  слоя почвы свинцом.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Расчетно-графическая  работа № 2

«Расчет загрязнения атмосферы токсичными компонентами отработанных газов»

                 Загрязнение воздуха ухудшает качество среды обитания всего населения придорожных территорий, и контрольные санитарные и природоохранные органы обосновано обращают на него первоочередное внимание. Загрязнение поверхности земли транспортными и дорожными выбросами накапливается постепенно, в зависимости от числа проходов транспортных средств и сохраняется очень долго даже после ликвидации дороги [1]. Накапливающиеся в почве химические элементы, особенно металлы, охотно устраиваются растениями и через них по пищевой цепи переходят в организм животных и человека. Часть их растворяется и выносится стоковыми водами, попадает затем в реки, водоемы и уже через питьевую воду также может оказаться в организме человека. В состав отработанных газов двигателей автомобильного транспорта входит ряд компонентов, из которых существенный объем занимают токсичные газы: окись углерода – СО, углеводороды – С_nН_m, окислы азота – NO_x, соединения свинца. Оценку уровня загрязнения воздушной среды указанными отработавшими газами следует производить на основе прогнозов в соответствии с расчетами. Методика расчета основана на поэтапном определении эмиссии (выбросов) отработавших газов, концентрации загрязнения воздуха этими газами на различном удалении от дороги и затем – сравнении полученных данных с предельно допустимыми концентрациями (ПДК) данных веществ в воздушной среде [2]. При расчете выбросов учитываются различные типы автотранспортных средств и конкретные дорожные условия. В качестве расчетной принимается интенсивность движения различных типов автомобилей в смешанном потоке в соответствии с Руководством по определению пропускной способности автомобильных дорог, Минавтодор, 1982 г. С учетом п. 1.5 СниП 2.05.02-85.