Методические указания к практическим занятиям по курсу ''Геоэкологический мониторинг'' (раздел - мониторинг атмосферного воздуха) для студентов географов-геоэкологов IV курса геолого-географического факультета

Министерство образования Российской Федерации РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

О. В. ИВЛИЕВА

Методические указания к практическим занятиям по курсу «Геоэкологический мониторинг» (раздел – мониторинг атмосферного воздуха) для студентов географов - геоэкологов IV курса геологогеографического факультета

Ростов - на – Дону 2003

Министерство образования Российской Федерации РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

О. В. ИВЛИЕВА

ПРОГРАММА КУРСА «Геоэкологический мониторинг» для студентов IV курса географов (группа геоэкологов)

Ростов - на – Дону 2003

2

Печатается по решению кафедры физической географии, экологии и охраны природы геолого-географического факультета Ростовского государственного университета. Протокол № 5 от 18 декабря 2002г. Рецензент: кандидат географических наук, профессор кафедры физической географии, экологии и охраны природы, Богучарсков В.Т.

Методические указания составлены доцентом О.В. Ивлиевой.

Ивлиева О.В. «Методические указания к практическим занятиям по курсу «Геоэкологический мониторинг» (раздел – мониторинг атмосферного воздуха) для студентов географов - геоэкологов IV курса геологогеографического факультета». Ростов-на-Дону, 2002, 18 с.,

3

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ Курс «Геоэкологический мониторинг» читается студентам- географам (геоэкологам) IV курса. Программа курса предусматривает цикл практических занятий, цель которых - овладение современными методами анализа данных, полученных в ходе мониторинговых наблюдений. Объектами наблюдения чаще всего выступают отдельные компоненты природной среды: атмосферный воздух, поверхностные и подземные воды, почвы , биота, в ряде случаев - геосиотемы. Составной частью комплексного геоэкологического мониторинга является мониторинг атмосферного воздуха. В процессе освоения курса студент должен овладеть методами получения и обработки данных о состоянии атмосферного воздуха, овладеть методами оценки состояния данного компонента природы и выявить степень его антропогенной трансформации. Студент должен уметь интерпретировать полученные данные, свободно ориентироваться в выборе методов при решении конкретных профессиональных задач, делать содержательные выводы, применять данные методы в самостоятельной научной работе. Выполнение всех практических работ является необходимым условием допуска к теоретическому зачету. На выполнение одной практической работы отводится одна неделя. Студент выполняет практическую работу, используя вариант задания данный ему преподавателем. ПРЕДИСЛОВИЕ Одним из важнейших объектов мониторинга окружающей среды является атмосферный воздух. Устойчивость биосферы зависит от его чистоты. Загрязнение воздуха отрицательно влияет на растения, животных, людей, строения, различные материалы. В качестве наиболее распространенных и опасных загрязнителей выделены (А. И. Фёдоровым) восемь категорий загрязнителей: взвешенные вещества, они могут переносить другие загрязнители, растворённые в них или адсорбированные на его поверхности; углеводороды и другие летучие органические соединения; угарный газ (CO);оксиды азота ( NOx ); оксиды серы, в основном диоксид ( SO2 ); свинец и другие тяжёлые металлы; озон и другие фотохимические окислители; кислоты в основном серная и азотная; Степень загрязнения сильно колеблется во времени и пространстве. Эти колебания связаны как с особенностями источников в воздух загрязняющих веществ, так и с влиянием метеорологических и топографических факторов: скорости ветра, температурные инверсий, давления, влажности воздуха, рельефа местности, расстояния от источника загрязнения. Контроль состояния атмосферного воздуха включает в себя изучение источников загрязнения, исследование химических и фотохимических 4

превращений загрязняющих веществ, выявление наиболее токсичных веществ, изучение распространения загрязнителей с воздушными потоками, отбор и анализ загрязнителей. Основным способом отбора воздуха является аспирационный способ, при котором воздух пропускается через сорбционное устройство (поглотительный сосуд, концентрационная трубка, фильтр) с помощью побудителя расхода воздуха с определённой скоростью. При исследовании атмосферных загрязнений определяют как максимально разовые (отбор проб 30 минут), так и среднесуточные концентрации (круглосуточный отбор). Наблюдение за загрязнением атмосферы проводится на стационарных, маршрутных и передвижных (подфакельных) постах. Результаты стационарных наблюдений рассматриваются в практической работе №3, помимо этого приводится ряд практических работ которые студенты могут произвести самостоятельно. ЗАДАНИЯ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ Практическая работа №1 Определение запыленности воздуха Пыль является аэрозолем. Аэрозоли представляют собой частицы вещества (твердые и жидкие) во взвешенном состоянии в газовой (воздушной) среде. Они распространены в приземном слое, тропосфере и стратосфере. Время жизни их различно: от нескольких часов до многих лет. В тропосфере различают три типа распределения частиц: фоновое, океаническое и континентальное. Частицы могут попасть в атмосферу в «готовом» виде, но значительная их часть образуется в результате химических реакций между газообразными, жидкими и твердыми веществами, включая пары воды. В зависимости от размеров частиц различают три класса аэрозольных систем: высоко-, средне- и грубодисперсные. Системы частиц размером более 0,001 мкм и менее 0,1 мкм относятся к высокодисперсным, они могут находиться в атмосфере месяцами и даже годами (1 микрометр – 10-6м). Глаз человека обычно воспринимает частицы размером более 10 мкм, относящиеся к грубодисперсным. Продолжительность нахождения таких частиц в воздухе исчисляется минутами и даже секундами. Между высокодисперсными и грубодисперсными находятся среднедисперсные системы, с размером от 0,1 до 10 мкм, такие частицы способны часами висеть в воздухе. Основной вклад в массовую концентрацию атмосферных аэрозолей вносят грубодисперсные и среднедисперсные системы. Помимо размеров частиц очень важным параметром аэрозольных систем является концентрация, т.е. число частиц в единице объема (см3). В среднем над океаном и в горах на высоте 1000-2000 м счетная концентрация составляет 1000. в сельской местности – 10000, а в больших городах до 100 тыс. частиц в 1 см3. 5

Большое количество аэрозолей образуется в результате естественных природных процессов. В среднем почвы и растительный мир дают свыше 40%, водная поверхность 10-20% всех атмосферных аэрозолей. Промышленные предприятия вносят 20%, а транспорт до 10% аэрозолей. По самым осторожным оценкам количество частиц ежегодно попадающих в воздушный бассейн Земли в результате деятельности человека достигает около 1 милрд. т. в год, что составляет 10% от всей массы загрязняющих веществ. Химический состав частиц различен, это диоксид кремния – песок, токсичные металлы, пестициды, углеводороды и др. Максимальный антропогенный вклад приходится на сульфаты. Основной источник антропогенных аэрозолей – процесс горения. Энергетика и транспорт дают 2/3 общего количества антропогенных аэрозолей. Среди прочих источников аэрозолей – металлургические предприятия, производство строительных материалов, химические производства. Аэрозоли способны изменять климат Земли. Высокодисперсные частицы промышленных выбросов являются ядрами конденсации в городах, это способствует повышению интенсивности осадков на 5-10% по сравнению с сельской местностью. Аэрозоли, осаждаясь в альвеолах легких, способны вызвать тяжелое заболевание у людей – пневмокониозы. Аэрозоли могут нести на себе радиоактивность, вирусы, микробы, грибки, вызвать смоги и кислые дожди, то есть создавать угрозу для жизни человека. Кроме того, пыль может стать причиной разрушительных взрывов. Взрывоопасными в аэрозольном состоянии называются и такие “невинные» вещества, как чай, крахмал, сахар, мука, которые не являются взрывчатыми материалами, но в определенных условиях могут гореть настолько интенсивно, что порой процесс оканчивается взрывом. Чем объясняется повышенная активность веществ, находящихся в аэрозольном состоянии? Внешняя поверхность пачки спрессованного чая массой 100 гр равна 150 см2, однако в аэрозольном состоянии из этой массы чая суммарная поверхность составит 300 м3, т.е. увеличится в 20 тыс. раз. Огромная поверхность аэрозольных частиц способствует активному окислению, в результате происходит быстрое и одновременное воспламенение аэрозолей, приводящее к взрыву. Особенно в этом отношении опасен аварийный выброс топлива. Для количественной характеристики запыленности воздуха в настоящее время используется преимущественно весовой метод (гравиметрия). Кроме того, существует счетный метод. Весовые показатели определяют массу пыли в единице объема воздуха. Это прямые методы измерения запыленности. Существует также группа косвенных методов измерения запыленности. Под косвенными методами понимают методы как с выделением пыли из воздуха, основанные на определении ее массы путем использования различных физических явлений (интенсивности излучения, электрического поля, оптической плотности и т.д.). 6

Наиболее распространенными является гравиметрический метод определения весовой концентрации пыли. Через аналитический фильтр просасывается определенный объем запыленного воздуха. Массу всей витающей пыли без разделения на фракции рассчитывают по привесу фильтра. Метод применяется для определения разовых и среднесуточных концентраций пыли в воздухе населенных пунктов и санитарно-защитных зон в диапазоне 0,04 – 10 мг/м3. Фильтр из ткани ФПП взвешивают, вкладывают в фильтродержатель, который крепко завинчивают. Отбор проб производится со скоростью 250400 л/мин, чтобы навеска пыли на фильтре была не менее 4 мг. Отбор ведется не более 30 мин. После протягивания воздуха фильтр пинцетом извлекают из держателя, выдерживают в течение 40-60 минут при комнатной температуре и доводят до постоянного веса. Если отбор проводился при относительной влажности около 100%, то фильтр помещают в стеклянной чашке на 30-50 минут, а затем уже выдерживают при комнатной температуре 40-50 минут. Концентрация пыли С мг/м3 вычисляют по формуле: С=M/V0, где М – привес пыли на фильтре, равен разности весов запыленного и чистого фильтра, мг; V0 – объем аспирированного воздуха, приведенный к нормальным условиям, м3. Под нормальными условиями подразумеваются температура 0 0С и атмосферное давление 760 мм рт. ст.(1013 гПа).

V0 =

Vt * p * 273 (273 + t ) *1013

где Vt – объем аспирированного воздуха при температуре t и атмосферном давлении p гПа, м3, 273 – коэффициент расширения газов: 1013 гПа ( 760 мм. рт. ст.) – нормальное давление. Например: Привес пыли на фильтре составляет 7 мг. Объем аспирированного воздуха при температуре 10 0С равен 5 м3. Давление 1015 гПа. Вначале рассчитывается объем аспирированного воздуха: V0 = ( 10 * 5 м3 * 1015 гПа *273) / ((273+10) * 1013 гПа) = 50 м3 Затем вычисляется концентрация пыли: С = M/V0 = 7/50 = 0,14 мг/ м3 Практическая работа №2 Определение загрязнения окружающей среды пылью по ее накоплению на листовых пластинках растений. Построение карты загрязнения территории пылью. Оценка ее токсичности. В условиях городов и других территорий одним из мощных загрязнителей является пыль, которая переносится на различные расстояния при распылении почв, выбросов от цементных, керамических заводов, предприятий по производству силикатного кирпича, а также от движущегося 7

автотранспорта. Пыль оседает на листьях, вдыхается человеком, вызывая нарушение работы дыхательных путей, силикозы, провоцируя кашель и слезотечение. Наибольшее задержание пыли наблюдается различными видами тополей (Илькун, 1987; Артамонов,1986), которые являются наиболее устойчивыми к различным типам воздушных загрязнений. Листья одного вида тополя, наиболее распространенного в городе (черного, серебристого и т.д.) отбираются заранее на отмеченных на карте местах с высоты 1,5-2 м (высота слоя воздуха, вдыхаемого человеком) в 1015 кратной повторности. Для этого пользуется садовый секатор. Одновременно отбираются листья тополей, произрастающих в чистой зоне (контроль) и в грязной зоне. Листья помещаются в пакеты и осторожно доставляются в лабораторию, избегая стряхивания пыли. В лаборатории взвешивается кусочек влажной ваты. Листья тополя тщательно обтираются ватой с двух сторон, и взвешиваются повторно. Масса пыли рассчитывается как разница между вторым и первым взвешиванием (P = P2 – P1) в мг на см2 листа. Площадь листа высчитывается путем обмера листовых пластинок вдоль и поперек и умножения на коэффициент: S = a * b * k. Коэффициент колеблется для различных видов тополей от 0,60 до 0,66. Количество пыли рассчитывается по формуле m = P/S мг/см2. Иначе, можно пыль смыть с 30-50 листьев кисточкой в предварительно взвешенную выпарительную чашку, вода выпаривается, чашка с пылью высушивается в сушильном шкафу при температуре = 1050С до постоянного веса, а затем взвешивается. Полученные данные заносятся в таблицу и сравниваются с контролем. Место взятия Площадь листьев Количество пыли мг/см2 образца тополя, см2

Составляется план обследуемой территории, на нее наносятся данные по загрязнению листьев, точки с одинаковыми значениями соединяются изолиниями. На схеме зону наибольшего загрязнения можно показать красным цветом, розовым – среднюю степень загрязнения и зеленым цветом относительно незагрязненные участки.

Оценка токсичности оседающей пыли в опытах с простейшими Для оценки токсичности оседающей пыли в опытах с простейшими определяется фитонцидная активность растений по их влиянию на простейшие (амебы, инфузории, жгутиковые). Для опытов берут культуру простейших и приготовленную заранее кашицу из мелко нарезанных листьев. Листья измельчают в ступке с небольшим количеством воды до размера 1-5 мм, добавляя крупный и 8

промытый речной кварцевый песок, заливают кипятком, кипятят на слабом огне 3-5 минут, настаивают 1-2 суток в термостате. Приготовление культуры простейших микроорганизмов. 1.Мелко измельченное сено заливают теплой водой (не более +250С). Настаивают в термостате 1-2 суток при температуре + 240 , +250 С. 2.Листья капусты отваривают 5-10 минут, отвар сливается, охлаждается, в него помещается небольшой комочек почвы. Выдерживается в термостате 1-2 суток. 3.Комочек почвы взбалтывается с водой в небольшой емкости, закрывается неплотно куском бумаги, выдерживается в термостате 1-2 суток. Каплю культуры простейших помещают на предметное стекло микроскопа с кашицей из листьев и наблюдают в микроскоп при увеличении 300 или 600, отмечают по секундомеру время прекращения движения простейших. Гибель простейших под влиянием кашицы различна – растворение, образование пузырей, сморщивание, просто прекращение движения. Фитонцидная активность (А) выражают в единицах, рассчитанных по формуле А = 100/Т, где Т – время прекращения движения простейших. Чем выше значение (А) , тем больше токсичность пыли.

Практическая работа №3 Методика расчета комплексного индекса загрязнения атмосферы (ИЗА) на основе данных наблюдений Для оценки степени загрязнения воздушного бассейна в последние годы используется санитарно-гигиенический показатель - суммарный индекс загрязнения атмосферы(ИЗА). Комплексный индекс загрязнения атмосферы применяется для сравнительной оценки загрязненности отдельных районов города, отдельно взятых городов с установлением их приоритетности по уровню загрязнения и тенденций загрязненности. Он представляет собой относительный показатель, величина которого зависит от концентрации вещества в анализируемой точке, его ПДК и количества веществ загрязняющих атмосферу. Комплексный индекс загрязнения атмосферы рассчитывается на основе данных стационарных наблюдений с учетом всей номенклатуры определяемых вредных веществ. В основу расчета комплексного индекса загрязнения атмосферы приняты следующие положения: -опасность воздействия на здоровье человека зависит от отдельных вредных веществ, от класса опасности конкретного вещества, - по мере увеличения превышения предельно допустимой концентрации (ПДК) веществ, возрастает опасность воздействия на здоровье человека. 9

Степень загрязненности атмосферы одним веществом выражается в общем виде через единичный (парциальный) индекс загрязненности - ИЗА, который рассчитывается по формуле: ИЗАi=(Сi/ПДКi)кi Сi-средняя концентрация i вещества ПДКi - среднесуточная предельно допустимая концентрация i вещества Кi -безразмерная константа приведения степени вредности вещества к вредности сернистого газа. Среднее значение константы в зависимости от класса опасности вещества принимается равным: Класс опасности 1 2 3 4

Характеристика класса

константа

чрезвычайно опасные высоко опасные умеренно опасные малоопасные

1,5 1,3 1,0 0,85

Для оценки загрязненности атмосферы отдельных районов города несколькими веществами, при составлении ежегодного списка городов с наибольшим уровнем загрязнения атмосферы рассчитывается комплексный индекс загрязнения атмосферы, для одинакового количества примесей. Для расчета комплексного индекса загрязнения атмосферы (ИЗА5) используют значения единичных индексов ИЗА тех пяти веществ, у которых эти значения наибольшие. 5

ИЗА5=∑ИЗАi 1

Величины ИЗА5 меньшие 2,5, соответствуют чистой атмосфере; 2,5 – 7,5 – слабозагрязненной атмосфере; 7,5 – 12,5 – загрязненной атмосфере; 12,5 – 22,5 – сильно загрязненной атмосфере; 22,5 – 52,5 – высоко загрязненной атмосфере; более 52,5 – экстремально загрязненной атмосфере. Например. В городе N измеряются концентрации девяти веществ в воздухе: двуокиси азота, окиси азота, окиси углерода, пыли, двуокиси серы, бензапирена, сероводорода, свинца, фенола, для которых индексы загрязнения, рассчитанные по формуле равны соответственно: 1,2; 0,4; 0,3; 2,3; 1,5; 2,5; 0,8; 1,9; 2,1. Для расчета комплексного индекса загрязнения используется 5 наибольших значений единичных индексов загрязнения: 2,5 – бензапирена; 2,3 – пыль; 2,1 – фенол; 1,9 – свинец; 1,5 - двуокиси серы. Таким образом, комплексный индекс загрязнения получают суммируя единичные и он равен 10,3. 10

0,4 0,01

0,04

2

0,07

0,01

0,07

0,03

0,06

3

0,05

0,03

0,04

0,06

Бензопирен Сероуглерод

0,001 0,005

1 2

0,003

0,001

0,002 0,01

0,004 ---

Аммиак Формальдеги д Сажа Фтористый водород ИЗА5

0,04 0,003

4 2

0,04 0,01

0,03 0,08

0,05 0,005

3 3

0,01 0,005

0,2 0,008

ИЗА

0,1 0,02

Средн.конц.при м.есей г. Ростов

0,09 0,08

ИЗА

0,1 0,01

средн.конц.прим есей Волжский

средн.конц.при месей Таганрог

3 2

ИЗА

класс опасности

0,15 0,05

средн.конц.при месей г. Азов

среднесуточна я ПДК, 3 мг/м

Пыль Двуокись серы Двуокись азота Окись азота

ИЗА

средняя концентрация примесей в воздухе, мг/м3

Задание к практической работе №3. 1.Рассчитайте комплексный индекс загрязнения атмосферы для городов Азов, Таганрог, Волжский, Ростов-на-Дону. (табл.1) 2.Установите степень загрязнения приземного слоя воздуха каждого города 3..Дайте сравнительную характеристику степени загрязнения атмосферы городов, с указанием перечня приоритетных загрязнителей в каждом городе. 4.Какие источники определяют высокие уровни загрязнения воздуха в рассматриваемых городах.

Практическая работа №4 Определение загруженности улиц автотранспортом Существенной особенностью загрязнения воздушной среды городов, особенно крупных, являются выхлопные газы автотранспорта, которые в ряде столиц мира, административных центрах России и стран СНГ, городах-курортах составляют 60-80% от общих выбросов. Многие страны, в том числе и Россия, принимают различные меры по снижению токсичности выбросов путем более лучшей очистки бензина, замены его на более чистые источники энергии (газовое топливо, этанол, электричество), снижение свинца в добавках к бензину, более экономичные двигатели, более полное сгорание горючего, создание в городах зон с ограниченным движением автомобилей и др. Несмотря на применяемые меры, из года в год растет количество автомобилей 11

и загрязнение воздуха не снижается. Известно, что автотранспорт выбрасывает в воздушную среду более 200 компонентов, среди которых угарный газ, углекислый газ, окислы азота и серы, альдегиды, свинец, кадмий, и канцерогенная группа углеводородов (бензопирен и бензоантроцен). При этом наибольшее количество токсичных веществ выбрасывается автотранспортом в воздух на малом ходу, на перекрестках, остановках перед светофорами. Так, на небольшой скорости бензиновый двигатель выбрасывает в атмосферу 0,05% углеводородов (от общего выброса), на малом ходу - 0,98%, окиси углерода соответственно - 5,1% и 13,8%. Подсчитано - что среднегодовой пробег каждого автомобиля 15 тыс. км. В среднем за это время он обедняет атмосферу на 4350 кг кислорода и насыщает ее 3250 кг углекислого газа, 530 кг окиси углерода, 93 кг углеводородов и 7 кг окислов азота. В результате выбросов автотранспорта средняя концентрация свинца в воздухе малых городов составляет в США -0,14 мкг/м3, а в Лос-Анжелесе - 4,55 мкг/м3. Данная практическая работа дает возможность оценить загруженность участка улицы автотранспортом в зависимости от его вида, сравнить разные улицы и изучить окружающую обстановку. Выбранные параметры необходимы для расчетов уровней загрязнения воздушной среды, предлагаемой в следующей работе. Ход работы. Студенты разделяются на группы по 3-4 -человека (один считает, другой записывает, остальные дают общую оценку обстановки). Студенты предварительно инструктируются, затем размещаются на определенных участках разных улиц с односторонним движением. В случае двустороннего движения каждая группа располагается на своей стороне. Сбор материала по загруженности улиц автотранспортом может проводиться как путем разового практического занятия, так и более углубленно для курсовых, дипломных работ с замерами в 8, 13 и 18 часов, а также в ночные часы. Из ряда замеров вычисляется среднее. Интенсивность движения автотранспорта производится методом подсчета автомобилей разных типов 3 раза по 20 мин в каждом из сроков. Запись ведется согласно таблице: Время

Тип автомобиля Легкий грузовой Средний грузовой Тяжелый грузовой (дизельный) Автобус Легковой

Число единиц

На каждой точке учета производится оценка улицы: 12

1) Тип улицы: городская улица с односторонней застройкой (набережные, эстакады, виадуки, высокие насыпи), жилые улицы с односторонней застройкой, магистральные улицы и дороги с многоэтажной застройкой с двух сторон, транспортные тоннели и др. 2) Уклон. Определяется глазомерно или эклиметром. 3) Скорость ветра. Определяется анемометром. 4) Влажность воздуха. Определяется психрометром. 5) Наличие защитной полосы из деревьев и др. Автомобили разделяются на категории, согласно данным представленным в таблице. Производится оценка движения транспорта по отдельным улицам. Строятся графики. Финалом работы является суммарная оценка загруженности улиц автотранспортом согласно ГОСТ – 17.2.2.03-77. Низкая интенсивность движения – 2,7 – 3,6 тыс. автомобилей в сутки, средняя – 8-17 тыс. и высокая – 18-27 тыс. Производится сравнение суммарной загруженности различных улиц города, а также в зависимости от типа автомобилей, дается объяснение этих различий. Практическая работа №5 Оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха отработанными газами автотранспорта на участке магистральной улицы (по концентрации СО). Загрязнение атмосферного воздуха отработанными газами автомобилей удобно оценивать по концентрации оксида углерода, мг/мЗ. Исходными данными для работы служат показатели, собранные студентами во время проведения предыдущей работы. Однако эту работу можно поставить и самостоятельно, обусловив исходные данные. Например, магистральная улица города с многоэтажной застройкой с двух сторон, имеет продольный уклон 20, скорость ветра 4 м/сек. , относительная влажность воздуха - 70%. Расчетная интенсивность движения автомобилей в обоих направлениях 500, автомашин в час (N). Состав движения: 10% грузовых автомобилей с малой грузоподъемностью, 10% — со средней грузоподъемностью, 5% — с большой грузоподъемностью с дизельными двигателями, 5% - автобусов и 70% легковых автомобилей. Ход работы. Формула оценки концентрации окиси углерода (Kco) рассчитывается по следующей формуле: Кс0= (0.5 + 0,01N*Кт) Ка*Ку*Кс*Kв*Кп 0,5 - фоновое загрязнение атмосферного воздуха нетранспортного происхождения, мг!м3. N - суммарная интенсивность движения автомобилей на городской дороге, автом./час. Кт — коэффициент токсичности автомобилей по выбросам в атмосферный воздух окиси углерода. 13

Ка - коэффициент, учитывающий аэрацию местности. Ку - коэффициент, учитывающий изменение загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода в зависимости от величины продольного уклона. Кс - коэффициент, учитывающий изменения концентрации углерода в зависимости от скорости ветра. Kв - коэффициент, учитывающий изменения концентрации углерода в зависимости от относительной влажности воздуха. Кп - коэффициент, увеличения загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода у пересечений. Коэффициент токсичности автомобилей определяется как средневзвешенный для потока автомобилей по формуле: Кт = Z Рi Kti, Где Рi- состав движения в долях единиц. Значение Kti определяется по таблице 2. Таблица 2 Тип автомобиля Легкий грузовой Средний грузовой Тяжелый грузовой (дизельный) Автобус Легковой

Коэффициент Kti 2,3 2,9 0,2 3,7 1,0

Подставив значения согласно задания (или собственные данные) получаем: Кт = 0,1*2,3+0,1*2,9+0,05*0,2+0,05*3,7+0,7*1 = 1,41 Значение Коэффициента КА, учитывающего аэрацию местности, определяется по таблице 3. Таблица 3 Тип местности по степени аэрации Коэффициент Ка Транспортные тоннели 2,7 Транспортные галереи 1,5 Магистральные улицы и дороги и дороги 1,0 многоэтажной застройкой с двух сторон Жилые улицы с одноэтажной застройкой, улицы 0,6 дороги в выемке Городские улицы и дороги с односторонне 0,4 застройкой, набережные, эстакады, виадуки, высоки насыпи 0,3 Пешеходные тоннели Для магистральной улицы с магистральной застройкой Ка=1. Значение коэффициента Ку, учитывающего изменение загрязнения воздуха окисью углерода в зависимости от величины продольного уклона определяем по таблице 4. Таблица 4. 14

Продольный уклон, о Коэффициент Ку 0 1,00 2 1,06 4 1,07 6 1,18 8 1,55 Коэффициент изменения концентрации окиси углерода в зависимости от скорости ветра Кс определяется по таблице 5. Таблица 5. Скорость ветра, м/с 1 2 3 4 5 6

Коэффициент Кс 2,70 2,00 1,50 1,20 1,05 1,00

Значение коэффициента Кв, определяющего изменение концентрации окиси углерода в зависимости от относительной влажности воздуха, приведено в таблице 6. Таблица 6. Относительная влажность воздуха, % 100 90 80 70 60 50 40

Коэффициент Кв 1,45 1,30 1,15 1,00 0,85 0,75 0,60

Коэффициент увеличения загрязнения воздуха окисью углерода у пересечений приведен в таблице 7.

15

Таблица 7. Тип пересечения Регулируемое пересечение: - светофорами обычное - светофорами управляемое - саморегулируемое Нерегулируемое: - со снижением скорости - кольцевое - с обязательной остановкой

Коэффициент Кп 1,8 2,1 2,0 1,9 2,2 3,0

Подставим значение коэффициентов, оценим уровень загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода: Ксо=(0,5+0,01*500*1,4)*1*1,06*1,20*1,00=8,96 мг/м3. ПДК автотранспорта по окиси углерода равно 5 мг/м3. Снижение уровня выбросов возможно следующими мероприятиями: - запрещение движения автомобилей; - ограничение интенсивности движения до 300 авт/час; - замена карбюраторных грузовых автомобилей дизельными; - другие мероприятия.

16

Приложение 1. Варианты заданий к работе № 1. 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

Vt

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

t

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

p

1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016 1017 1018 1019 1020 1021 1022 1023 1024 1025 1026 1027 1028 1029 1030 1020

17

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ: 1. Вопросы обработки, оценки и анализа данных о загрязнении атмосферного воздуха и других сред. Л. Гидрометеоиздат, 1984, 208 с. 2. Бюллетень фонового загрязнения окружающей среды. М. Гидрометеоиздат, 1987, 196 с. 3. Мониторинг воздуха. Ежегодник состояния загрязнения атмосферного воздуха, 1995, «Севкавгидромет», Ростов-на-Дону, 1996, 121 с. 4. Предельно-допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. Труды ГГО, 1995, вып. 384,С. 109 – 115. 5. Оценка и регулирование качества окружающей природной среды.Учебное пособие для инженера-эколога.М.:НУМЦ Минприроды России , Издательский Дом «Прибой»,1996, 350 с.

18