Методические указания к практическому занятию №5

Определение количества вредных выбросов от автотранспорта

Цель работы - ознакомить студентов с наиболее про­стым и быстрым методом расчета количества вредных выбросов от авто транспорта.

Автотранспорт является одним из основных загрязните­лей атмосферы содержащимися в выхлопных газах оксидами азота NO_x(смесь N0 и N0₂) и угарным газом (СО). Доля транспортного загрязнения воздуха превышает 60 % по СО и 50 % по NO_x от об­щего загрязнения атмосферы этими газами. Повышенное содержание СО и NO_x можно обнаружить в выхлопных газах неотрегулирован­ного двигателя, а также двигателя в режиме подогрева.

Теоретическая часть

Выбросы вредных веществ от автотранспорта характери­зуют количеством основных загрязнителей воздуха, попадающих в атмосферу из выхлопных (отработанных) газов, за определенный промежуток времени. Исходные данные для расчета количества выбро­сов следующие:

- количество единиц автотранспорта разных типов, проезжающих по выделенному участку автотрассы в единицу вре­мени;

- нормы расхода топлива автотранспортом.

Средние нормы расхода топлива автотранспортом Q_cp и удельный расход топлива Y_𝖎 при движении в условиях города следующие:

 

 

Автотранспорт Q_cp /100км Y_𝖎 /1 км

Легковой 11-13 0,11-0,13

Грузовой 29-33 0,29-0,33

Автобусы 41-44 0,41-0,44

Дизельный грузовой 31-34 0,31-0,34

 

 

Выброс вредных веществ от автотранспорта в зависимо­сти от вида горючего оценивают коэффициентом К, численно рав­ным количеству вредных выбросов соответствующего компонента в литрах при сгорании в двигателе автомобиля количества топлива, равного удельному расходу. Значения коэффициента К для бен­зина (в числителе)

и дизельного топлива (в знаменателе) следую­щие:

 

Загрязнитель Угарный газ Углеводороды Диок­сид азота

К 0,6-0,1 0,1-0,03 0,04-0,04

 

 

Порядок выполнения работы:

 

1. Выбрать участок автотрассы вблизи института длиной 0,5-1 км.

2. Измерить шагами длину участка l, предварительно опре­делив среднюю длину шага.

3. Определить число единиц автотранспорта п (по ти­пам), проходящего по участку в течение 20 мин, занося данные в табл.8, и вычислить число единиц автотранспорта за 1 ч (N_i = Зп.)

4. Рассчитать общий путь, пройденный выявленным ко­личеством автомобилей JV) каждого типа за 1 ч (L_i= N_il).

5. Рассчитать объем топлива разного вида, сжигаемого двигателями автомашин, (Q_t = L_iY_i)) и суммарный объем ΣQ_i

 

 

Таблица 1

Автотранспорт Qi п Ni Li, км Легковой Грузо­вой Дизельный грузовой

Результаты наблюдений и расчетов

 

6. Рассчитать объем выделившихся вредных веществ в литрах по каждому

виду топлива по коэффициенту К (табл.2).

 

 

7. Рассчитать массу выделившихся вредных веществ т = VM_M /22,4,

где М_м – молекулярная масса вредного веще­ства* и количество чистого

воздуха, необходимого для разбавления выделившихся вредных веществ

для обеспечения сани­тарно-допустимых условий окружающей среды (табл.3).

* Молекулярную массу углеводородов (УВ) принимать по пентану /C₅Hi₂.

Таблица 3

Результаты анализа экологической обстановки

 

Вредное веще­ство	Объем, л	Масса, г	Объем воздуха для разбавления, м^3	Значение ПДК (среднесуточное) мг/м^3
СО У В (С5Н12) N02				3,0 25 (пентан) 0,04

8. Сделать вывод об экологической обстановке в районе исследованного участка.

Литература:3, 4, 7, 8, 23, 33

 

 

Методические указания к практическому занятию №6

Определение площади листьев у древесных растений

В загрязненной и чистой зонах

Цель работы:

провести наблюдение и измерение техногенного воздействия на окружающую среду (на примере влияния автотранспорта)

Практически все органы растений реагируют на загрязнение сре-
ды или другие абиотические факторы. Ростовые процессы у растений зависят от множества абиотических различных факторов и являются
их суммирующим результатом. Наибольшей изменчивости подвержены размеры листьев и диапазон их нормы реакции очень
широк. Так, размеры листьев могут сильно увеличиваться после
обрезки деревьев, т.к. приток пластических веществ и фитогормо-
нов из корневых систем распределяется на оставшиеся после обрез-
ки листья, а также стимулирует пробуждение спящих почек. В то
же время размер листьев может сильно уменьшаться в результате длительной весенней засухи В связи с этим при биоиндикации
загрязнения наземных экосистем для научных целей требуется ис-
ключение указанных вариантов и при взятии листьев нужно при-
менять большую выборку (50-60 образцов). В санитарных зонах
предприятий, в уличных посадках в большинстве случаев разме-
ры листьев уменьшены по сравнению с более чистой загородной
территорией. Исключением являются выбросы азотно-туковых
заводов, в зоне влияния которых размеры листьев могут быть уве-
личены из-за включения азота в метаболические процессы (обра-
зование белков и др.).

Существует несколько способов измерения площади листьев. Одним из наиболее простых является метод, при котором на первом этапе для древесной породы определяют переводной коэффи-
циент, а затем путем измерения длины и ширины листа производят
массовые вычисления площади листьев. Это значительно ускоряет
работу при больших выборках, что необходимо и при выполнении
студенческих научных работ, когда в измерения включается боль-
шое число образцов.

Оборудование и материалы

1) писчая бумага; 2) ножницы; 3) линейка; 4) весы торсионные
или аптекарские с разновесами; 5) листья древесных растений с про-
стой и небольшой листовой пластинкой (каштан, орех, клен полевой или
американский, тополь – все эти деревья произрастают во дворах и на улицах Новороссийска).

Ход работы

Во время экскурсии по городу (ее следует проводить в сентябре или в конце мая) студенты срезают по 20-25 листьев каждой дре-
весной породы с деревьев, растущих в разных экологических усло-
виях, складывают в пакеты, а затем засушивают между листами
газетной бумаги в лабораторных условиях. Это дает возможность
провести работу в зимний период.

Установление переводного коэффициента основано на сравне-
нии массы квадрата бумаги с массой листа, имеющего такую же дли-
ну и ширину. Для этого берут бумагу (лучше в клеточку) и
очерчивают квадрат, равный длине и ширине листа, а затем акку-
ратно обрисовывают его контур. Вычисляют площадь квадрата бу-
маги, вырезают и взвешивают его, затем вырезают контур листа и
также взвешивают.

Из полученных данных вычисляют переводной коэффициент по формулам 1 и 2:

где:

К - переводной коэффициент,

S - площадь листа (л) или квадрата бумаги (кв),

Р - масса квадрата бумаги или листа.

Вычисление коэффициента производится на основании изме-
рения 7-8 листьев. Таким же расчетом он устанавливается отдель-
но для каждого вида растений. Например, он может быть равен для березы-0,64; для яблони - 0,71-0,72; для тополя - 0,60-0,66.

Затем измеряют длину (А) и ширину (В) каждого листа и умно-
жают на переводной коэффициент (К):

Получаем ряд значений изменчивости площади листьев для каждой древесной породы в разных экологических условиях. Для каждого ряда. вычисляют среднеарифметические величины, сравнивают между собой

В случае большой выборки строят вариационные кривые встре-
чаемости листьев определенной площади в разных условиях среды
'При этом все ряды по площади листьев разбивают на классы от
самого маленького листа до самого большого с одинаковым шагом
между классами. На рисунке кривые построены для 8 классов. В учебг
ной работе при наличии 25 листьев достаточно 5 классов. Соответ-
ственно по каждому классу производят определение встречаемости.
Кривые сравнивают, делают выводы относительно различий в из-
менчивости площади листьев в зависимости от экологических ус-
ловий. Устанавливают разницу в диапазоне изменчивости для
маленьких и больших листьев. В примере, приведенном на рисунке,
влияние изменения экологических условий сказывается сильнее на
листьях большего размера.

Литература:1, 4, 26, 34