Определение массы выбросов загрязняющих веществ автотранспортными средствами
Практическая работа №6
Задание:Рассчитать валовой выброс вредных веществ (оксида углерода СО, оксидов азота NOх, углеводородов СН) от автотранспорта по территории города (для чётных вариантов) или вне города (для нечётных вариантов) за год. Исходные данные:
– годовой пробег (млн. км) грузовых автомобилей с бензиновыми ДВС – Lx; грузовых автомобилей дизельных – Ly; автобусов бензиновых –Lz; автобусов дизельных – Lw; легковых автомобилей – Lr (табл. 1);
– пробеги внутри перечисленных групп автомобилей распределяются пропорционально структуре парка:
· легковые автомобили с рабочим объёмом двигателя менее
1,3 л – 24%; 1,3 – 1,8 л – 65%; 1,8 л и более – 11%;
· грузовые с бензиновым двигателем грузоподъёмностью 0,5 –
2,0 т – 18%; 2,0 – 5,0 т – 68%; 5,0 – 8,0 т – 11%; 8,0 т и более – 3%;
· грузовые с дизельным двигателем грузоподъёмностью 2,0 –
5,0 т – 4%; 5,0 – 8,0 т – 5%; 8,0 – 16,0 т – 76%; 16,0 т и более – 15%;
· автобусы с бензиновым двигателем особо малого класса (габаритной длиной менее 5,0 м) – 2%; малого класса (6,0 – 7,5 м) – 15%; среднего класса (8,0 – 9,5 м) – 63% (в том числе маршрутные – 50% от общего количества автобусов данного класса); большого класса (10,5 –12,0 м) – 20% (все маршрутные);
· автобусы с дизельным двигателем все маршрутные, в том числе среднего класса – 1%; большого класса – 44%; особо большого класса – 55%;
– пробеговые выбросы загрязняющих веществ при движении автотранспортных средств и поправочные коэффициенты.
По результатам расчёта должны быть сделаны выводы, содержащие ответы на следующие вопросы:
– Какая группа автомобилей даёт наибольший вклад в загрязнение атмосферы по сумме всех компонентов (СО, СН, NOх)?
– Какая группа автомобилей даёт наибольший вклад в загрязнение атмосферы по оксиду углерода (СО)?
– Какая группа автомобилей даёт наибольший вклад в загрязнение атмосферы по оксидам азота (NOх)?
Исходные данные для расчета:
Таблица 1 -Исходные пробеги автотранспортных средств по территории города, млн.км
| Вариант | Lx | Ly | Lz | Lw | Lr |
| 472,41 | 70,59 |
Методика расчета:
В основу методики расчёта выбросов вредных веществ автомобильным транспортом заложен нормируемый удельный выброс по автомобилям отдельных групп (грузовые, автобусы, легковые) и классов (по грузоподъёмности, габаритным размерам для автобусов, по рабочему объёму двигателя для легковых автомобилей) для каждого типа двигателя (бензиновый, дизельный) в зависимости от движения по городу или вне населённых пунктов. При этом выброс вредных веществ корректируется в зависимости от ряда наиболее существенных факторов. В результате в общем виде расчёт массы вредных выбросов, поступающих в атмосферный воздух от автотранспортных средств, производится по формуле:
Mi = mijkgLjkgПKijkg,
где Mi – масса i-го вредного вещества (оксида углерода СО, углеводородов СН, оксидов азота NOx и др.);
j – количество групп автомобилей;
k –количество классов автомобилей в данной группе;
g – количество типов двигателей, используемых в данном классе автомобилей данной группы;
mijkg – пробеговый выброс i-го вредного вещества автомобилем j-й группы k-го класса с g-м типом двигателя при движении по городу или вне населённых пунктов, г/км;
ПKijkg – произведение коэффициентов влияния n факторов на выброс i-го вредного вещества автомобилем j-й группы k-го класса с g-м типом двигателя.
По действующей методике для отдельных групп автомобилей учитывают различные коэффициенты влияния, в результате чего расчётные формулы для i-го загрязняющего вещества имеют вид:
– для легковых автомобилей k-го класса с двигателем g-го типа, т
Мikg = mikgLkgKrigKtig,
где mikg – пробеговый выброс i-го вредного вещества легковыми автомобилями k-го класса (с двигателем k-го рабочего объёма) с двигателями g-го типа при движении по территории населённого пункта или вне его, г/км (таб.2);
Таблица 2 – Пробеговые выбросы загрязняющих веществ легковыми автомобилями с бензиновым двигателем, г/км:
| Рабочий объём двигателя, л | Вне населённого пункта | ||
| СО | СН | NOx | |
| Менее 1,3 | 4,8 | 1,2 | 2,3 |
| 1,3-1,8 | 5,5 | 1,5 | 2,7 |
| 1,8-3,5 | 1,6 |
Lkg – пробег легковых автомобилей k-го класса с двигателями g-го типа по территории населённого пункта или вне его, млн. км (табл. 1);
Krig – коэффициент, учитывающий изменение выбросов загрязняющих веществ легковыми автомобилями при движении по территории населённого пункта (при расчёте движения по населённым пунктам) (табл. 3);
Таблица 3- Значения коэффициентов влияния
| Группы автотранспортных средств | Тип двигателя | Коэффициенты влияния | Вне населённого пункта | ||
| СО | СН | NOx | |||
| Легковые автомобили | Б | Кti | 1,75 | 1,48 | |
| Грузовые автомобили | Б | Кni | 0,68 | 0,87 | 0,67 |
| Кti | 1,83 | ||||
| Д | Кni | 0,68 | 0,76 | 0,82 | |
| Кti | 1,6 | 2,1 | |||
| Автобусы | Б | Кhi2 | 0,7 | 0,88 | 0,67 |
| Кti | 1,83 | ||||
| Д | Кhi2 | 0,68 | 0,76 | 0,81 | |
| Кti | 1,6 | 2,1 |
Ktig – коэффициент, учитывающий влияние технического состояния легковых автомобилей (табл. 3);
– для грузовых автомобилей k-го класса с двигателем g-го типа, т
Мikg = mikgLkgKnigKrigKtig,
где mikg – пробеговый выброс i-го вредного вещества грузовыми автомобилями k-го класса (k-й грузоподъёмности) с двигателями g-го типа при движении по территории населённого пункта или вне его, г/км (табл. 4);
Таблица 4 – Пробеговые выбросы загрязняющих веществ грузовыми автомобилями, г/км
| Грузоподъемность автомобиля или автопоезда, т | Тип двигателя | Вне населённого пункта | ||
| СО | СН | NOx | ||
| 0,5-2 | Б | 15,2 | 1,9 | 2,1 |
| 2-5 | Б | 26,3 | 2,6 | 4,1 |
| 2-5 | Д | 2,5 | 0,8 | 6,9 |
| 5-8 | Б | 40,8 | 4,1 | |
| 5-8 | Д | 2,6 | 1,2 | 9,1 |
| 8-16 | Б | 50,5 | 4,5 | 8,5 |
| 8-16 | Д | 3,2 | 1,4 | 10,7 |
| Более 16 | Д | 3,6 | 1,5 | 13,1 |
Lkg – пробег грузовых автомобилей k-го класса с двигателями g-го типа по территории населённого пункта или вне его, млн. км (табл. 1);
Knig – коэффициент, учитывающий изменение пробегового выброса от уровня использования грузоподъёмности и пробега (табл. 3);
Krig – коэффициент, учитывающий изменение выбросов загрязняющих веществ грузовыми автомобилями при движении по территории населённого пункта (при расчёте движения по населённым пунктам) (табл. 3);
Ktig – коэффициент, учитывающий влияние технического состояния грузовых автомобилей (табл. 3);
– для автобусов k-го класса с двигателем g-го типа, использующимся на перевозках h-го типа
Мikgh = mikgLkghKhigKrigKtig, т,
где mikg – пробеговый выброс i-го вредного вещества автобусом k-го класса (k-го габарита) с двигателями g-го типа при движении по территории населённого пункта или вне его, г/км (табл. 5);
Таблица 5 – Пробеговые выбросы загрязняющих веществ автобусами, г/км
| Класс автобуса (L-габаритная длина, м) | Тип двигателя | Вне населённого пункта | ||
| СО | СН | NOx | ||
| Особо малый (L<5) | Б | 1,6 | ||
| Малый (6<L<7,5) | Б | 2,3 | ||
| Средний (8<L<9,5) | Б | 3,9 | 8,2 | |
| Д | 3,3 | 1,2 | ||
| Большой (10,5<L<12) | Б | 4,6 | 9,5 | |
| Д | 3,5 | 1,3 | ||
| Особо большой (L<12) | Д | 3,6 | 1,3 | 18,8 |
Lkgh – пробег автобусов k-го класса с двигателями g-го типа при использовании вкачестве маршрутного или на других видах перевозок при движении по территории населённого пункта или вне его, млн. км (табл. 1);
Khig – коэффициент, учитывающий изменение пробегового выброса от вида перевозок (табл. 3);
Krig – коэффициент, учитывающий изменение выбросов загрязняющих веществ автобусами при движении по территории населённого пункта (только для движения по населённым пунктам) (табл. 3);
Ktig – коэффициент, учитывающий влияние технического состояния автобусов (табл. 3).
Таблица 6 – Результаты расчета массы выбросов загрязняющих веществ
| Группы и классы АТС | Выброс СО | Выброс СН | Выброс NOx | CO+CH+NOx | ||||
| т | % | т | % | т | % | т | % | |
| Легковые автомобили с бензиновыми ДВС рабочим объемам | ||||||||
| менее 1,3л | 1239,8 | 262,1 | 1414,5 | 339,48 | 7672,5 | 1841,4 | ||
| 1,3-1,8л | 3847,3 | 887,25 | 1660,5 | 1079,3 | 8944,5 | |||
| 1,8л и более | 645,75 | 710,3 | 160,16 | 270,6 | 10373,5 | 1141,1 | ||
| ИТОГО | 17542,5 | 5797,4 | 1309,5 | 1689,4 | 26990,5 | 8796,5 | ||
| Грузовые автомобили с бензиновыми ДВС грузоподъемностью | ||||||||
| 0,5-2т | 9765,6 | 1757,8 | 1429,03 | 257,2 | 664,68 | 119,6 | 11859,3 | 2134,6 |
| 2-5т | 1955,5 | 1329,7 | 1297,7 | 882,4 | 20150,2 | |||
| 5-8 т | 2883,4 | 3083,6 | 339,2 | 2532,1 | 278,5 | 31828,7 | 3501,2 | |
| 8т и более | 973,35 | 3384,5 | 101,5 | 2690,37 | 80,7 | 1155,6 | ||
| ИТОГО | 85320,6 | 17104,5 | 9852,6 | 2027,6 | 7184,8 | 1361,2 | 20493,4 | |
| Грузовые автомобили с дизельными двигателями грузоподъемностью | ||||||||
| 2-5т | 7,68 | 98,13 | 3,92 | 399,4 | 15,97 | 689,5 | 27,58 | |
| 5-8т | 199,68 | 9,98 | 147,2 | 7,36 | 526,7 | 26,3 | 873,58 | 43,7 |
| 8-16т | 245,76 | 186,7 | 171,7 | 130,5 | 619,4 | 470,7 | 1036,8 | 787,9 |
| 16т и более | 276,48 | 41,5 | 27,6 | 758,3 | 113,7 | 1218,78 | 182,8 | |
| ИТОГО | 913,9 | 245,86 | 601,03 | 169,4 | 2303,8 | 626,7 | 3818,66 | 1041,98 |
| Автобусы с бензиновыми ДВС прочие | ||||||||
| менее 5м | 60,72 | 740,8 | 14,82 | 20,24 | 4788,8 | 95,7 | ||
| 6-7,5м | 1457,3 | 1064,9 | 127,8 | 151,8 | 14473,9 | 1736,8 | ||
| 8-9,5м | 10838,5 | 1805,6 | 1137,5 | 2074,6 | 1306,9 | 21087,2 | ||
| ИТОГО | 12356,5 | 3611,3 | 1280,12 | 4351,6 | 1478,9 | 40346,9 | 15115,5 | |
| Автобусы с бензиновыми ДВС маршрутные | ||||||||
| 8-9,5м | 12042,8 | 635,6 | 1389,9 | 15021,7 | 6008,7 | |||
| 10,5-12и | 21960,4 | 4392,1 | 1874,2 | 374,8 | 1610,3 | 644,12 | 25444,9 | 508,9 |
| ИТОГО | 34003,2 | 9209,1 | 3463,2 | 1010,4 | 3000,2 | 40466,6 | 11097,7 | |
| Автобусы с дизельными ДВС маршрутные | ||||||||
| 8-9,5м | 78,9 | 0,789 | 42,13 | 0,4213 | 142,56 | 1,4256 | 263,6 | 2,64 |
| 10,5-12м | 83,7 | 36,8 | 45,65 | 20,1 | 320,76 | 141,1 | 450,1 | 198,04 |
| более 12м | 86,2 | 47,4 | 45,65 | 25,1 | 184,25 | 466,85 | 256,7 | |
| ИТОГО | 248,8 | 84,9 | 133,43 | 45,6 | 798,3 | 326,7 | 1180,5 | 457,4 |
| Всего выбросов вредных веществ | 39000,86 | 21574,56 | 7122,74 | 23173,7 | 215160,16 | 41886,98 |
Вывод: По результатам расчетов можно сделать вывод, что:
1) наибольший вклад в загрязнение атмосферы по сумме всех компонентов (СО, СН, NOx) дают грузовые автомобили с бензиновыми ДВС грузоподъемностью составляющие 102357т;
2) наибольший вклад в загрязнение атмосферы по оксиду углерода (СО) дают грузовые автомобили с бензиновыми ДВС грузоподъемностью составляющие 85320,6т;
3) наибольший вклад в загрязнение атмосферы по оксидам азота (NOx) дают грузовые автомобили с бензиновыми ДВС грузоподъемностью составляющие 7184,8т.
Следовательно, наибольшее загрязнение атмосферы по всем показателям преобладает у грузовых автомобилей с бензиновыми ДВС с различной грузоподъемностью.