Определение массы выбросов загрязняющих

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ

ВЕЩЕСТВ АВТОТРАНСПОРТНЫМИ СРЕДСТВАМИ В

АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ

(по действующей официальной методике)

 

В основу методики расчета выбросов вредных веществ автомо­бильным транспортом заложен нормируемый удельный выброс по ав­томобилям отдельных групп (грузовые, автобусы, легковые) и классов (по грузоподъемности, габаритным размерам для автобусов, по рабо­чему объему двигателя для легковых автомобилей) для каждого типа двигателя (бензиновый, дизельный) в зависимости от движения по городу или вне населенных пунктов. При этом выброс вредных ве­ществ корректируется в зависимости отряда наиболее существенных факторов. В результате в общем виде расчет массы вредных выбро­сов, поступающих в атмосферный воздух от АТС средств, проводится по формуле:

(1)

где М_i - масса i-го вредного вещества (оксида углерода - СО, углево­дородов - СН, оксидов азота – NO_x и др.);

j - количество групп автомобилей;

k - количество классов автомобилей в данной группе;

g - количество типов двигателей, используемых в данном классе автомобилей данной группы;

m_ijkg - пробеговый выброс i-го вредного вещества автомобилем j-ой группы k -гo класса с g-ым типом двигателя

при движении по городу или вне населенных пунктов, г/км;

ПК_ijkg - произведение коэффициентов влияния «n» факторов на вы­брос i-го вредного вещества автомобилем j-ой группы k-ro класса с g-ым типом двигателя.

По действующей методике для отдельных групп автомобилей учитывают различные коэффициента влияния, в результате чего рас­четные формулы для i-ro загрязняющего вещества имеют Вид:

 

- для легковых автомобилей k-го класса с двигателем g-го типа

 

, т (2)

 

где m_ikg - пробеговый выброс i-го вредного вещества легковыми авто­мобилями k-ro класса (c двигателем k-го рабочего объема) с двигателями g-ro типа при движении по территории населен­ного пункта или вне его, г/км (см.табл.1);

L_kg - пробег легковых автомобилей k-ro класса с двигателем g-го типа по территории населенного пункта или вне его, млн.км;

K_rig - коэффициент, учитывающий изменение выбросов загрязняющих веществ легковыми автомобилями при движении по территории населенного пункта (включается в формулу толь­ко при расчете движения по населенным пунктам);

К_tig - коэффициент, учитывающий влияние технического состоя­ния легковых автомобилей.

 

 

Таблица 1

Пробеговые выбросы загрязняющих веществ

Легковыми автомобилями с бензиновым двигателем, г/км

 

Рабочий объем дви­гателя, л	Населенный пункт	Вне населенного пункта
СО	СН	NOX	СО	СН	N0x
Менее 1,3	11,4	2,1	1,3	4.8	1,2	2,3
1.3 - 1,8		2,6	1,5	5,5	1,5	2.7
1,8 - 3,5		2,8	2.7		1,6

 

 

- для грузовых автомобилей k-го класса с двигателем g-го тип

 

, т (3)

 

где m_ikg- пробеговый выброс i-ro вредного вещества грузовыми авто­мобилями k-ro класса (k-ой грузоподъемности) с двигателями g-гo типа при движении по территории населенного пун­кта или вне его, г/км (см. табл. 2);

L_kg - пробег грузовых автомобилей k-ro класса с двигателями g-ro типа при движении по территории населенного пункта или вне населенного пункта, млн.км;

K_nig - коэффициент учитывающий изменение пробегового выброса от уровня использования грузоподъемности и пробега;

K_rig - коэффициент, учитывающий изменение выбросов загрязня­ющих веществ грузовыми автомобилями при движении по территории населенного пункта (только для движения по населенным пунктам);

K_tig - коэффициент, учитывающий влияние технического состоя­ния грузовых автомобилей.

Пробеговые выбросы загрязняющих веществ

Условие к задаче № 1

Рассчитать валовый выброс вредных веществ (оксида углерода – СО, оксидов азота – NO_x, углеводородов – СН) от автотранспорта по территории города за год. Исходные данные следующие:

־ годовой пробег (в млн.км) грузовых автомобилей с бензиновым ДВС – L_x; грузовых автомобилей дизельных – L_y; автобусов бензиновых – L_z; автобусов дизельных – L_w; легковых автомобилей – L_r (значение годовых пробегов для каждого варианта расчета см. в таблице 5);

־ пробеги в нутрии 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 – 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 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 (коэффициенты влияния) задаются.

 

 

Годовые пробеги АТС по территории города, млн.км Таблица 5

№ п/п	Lx	Ly	Lz	Lw	Lr
	472,4	70,59
	944,8	141,2
	321,4	48,55	201,3	20,4	601,2
		75,66	276,7	25,4	640,3
	984,3	154,6	521,6	47,6
	523,6	73,84	260,1	23,9	625,6
	237,8	43,67	168,4	18,3	469,6
		72,34	256,8	22,7	619,2
	671,4	83,25	307,8	26,1	651,7
	338,9	50,72		21,1	607,8
	427,5	71,24	243,5	24,1	630,7
	489,2	73,68	253,6	24,9	636,9
	978,4	151,3	504,6	43,8
	867,2	132,6	438,1
	237,9	43,55	172,9	19,7	578,9
	776,9	92,23	315,6	27,4	770,9
	456,2	72,44	243,7	24,3	635,8
	589,1	76,61	253,3	25,1	660,1
	234,8	41,33	165,2	19,3	576,1
		71,56	262,6		760,3
	459,3	74,31	265,4	25,8	672,8
	667,9	84,33	286,7	27,1	680,1
	877,3	135,6		42,1
	552,2	83,42	253,1	24,9	635,5
	467,17	66,88	226,3	23,2	741,8
		142,6	517,2	39,2
		47,64	203,4	21,7	819,2
	791,3	101,5		30,7
		72,5	256,8	22,7
	739,5	95,47	323,6	26,5	928,7

Продолжение табл.5

	261,6	42,13	183,6	37,6
		124,8	381,5	30,2	840,5
	808,6	152,4	407,2
	907,2	133,9	473,4	37,2
		109,9	362,7	34,6	861,7
	271,7	44,37		27,6	491,2
	751,5	127,8		36,4
		87,72	392,8	33,3
		55,72	335,1	36,2	954,9
	381,6	46,73	293,5	29,1	543,5
		148,4	482,2
	541,3	62,37	414,9	33,8
	283,2	45,21		28,7
		54,61	374,6	29,4	905,6
	511,4	49,82	341,6	29,4	905,6
	723,5	118,3	451,2
	576,4	51,69		32,1	973,4
		97,53	446,7	35,8
	751,5	44,37	324,5	28,9	630,7
	576,4	109,9	502,1	38,7	636,9
		97,53		26,5
		62,37	325,3	37,6
	541,3	51,69		30,2	578,9
	381,6	55,72	345,6		770,9
	511,4	45,21	266,8	37,2	635,8
		148,4	349,9	34,6	660,1
	271,7	118,3		27,6	576,1
		127,8		36,4	760,3
		87,72		33,3	672,8
		49,82	446,7	36,2	680,1
	723,5	133,9	451,2	29,1
	808,6	124,8			635,5
	283,2	54,61	374,6	33,8	741,8

Продолжение табл.5

		152,4	257,5
	552,2	42,13	392,8	24,40	819,2
	877,3	46,73	335,1	43,3
	667,9	101,5	293,5	28,2
		127,9	198,6	36,4
	459,3	95,47	414,9	34,4
	234,8	142,6		36,6	840,5
	467,17	47,8	226,3	19,7
	427,5	66,88	517,2	25,5
	250,8	43,6
	261,6	43,55		32,9	491,2
	791,3	73,68	495,4
		132,6	323,6	17,9
		76,61	183,6	23,6	954,9
	978,4	74,31	167,8	29,7	543,5
	867,2	84,33
	237,9	135,6	456,1
	776,9	92,23
	456,2	72,44		20,4
	589,1	41,33	201,3	25,4
	739,5	151,3	276,7	47,6
	907,2	71,56	521,6	23,9
	489,2	45,45	260,1	18,3
	478,4	88,81	168,4	22,7
	950,8	144,3		26,1
	221,4	61,25		21,1
		71,24	466,2	24,1
	984,3	70,59		24,9
	523,6	141,2		43,8
	337,8	48,55	444,4		567,8
		75,66	213,5	19,7	777,2
	671,4	154,6	354,2	27,4

Продолжение табл.5

	438,9	73,84
	250,9	43,67
	323,5	72,34		22,2
	567,9	83,25	224,6
	750,1	50,72	325,7

 

Результаты расчетов представляются в виде итоговой таблицы, форма которой задаётся (см. форму 1).

По результатам расчета должны быть сделаны выводы, содержащие ответы на следующие вопросы:

־ какая группа автомобилей дает наибольший вклад в загрязнение атмосферы по сумме всех компонентов (СО, СH, NO_X)?

־ 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 (NO_x)?

 

Форма (1)

Условие к задаче № 2

Рассчитать снижение годового валового выброса вредных веществ (оксида углерода – СО, оксидов азота – NO_x, углеводородов – СН) от автотранспорта вслучае строительства объездной дороги.

Исходные данные следующие:

־ годовой пробег (в млн.км) грузовых автомобилей с бензиновым ДВС – L_x; грузовых автомобилей дизельных – L_y; автобусов бензиновых – L_z; автобусов дизельных – L_w; легковых автомобилей – L_r (значение годовых пробегов для каждого варианта расчета см. в табл.6);

־ 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 – 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 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%.

־ Снижение пробегов по территории города составит 85% прогнозируемых пробегов по объездной дороге.

Результаты расчета представить в таблицу (см.форму 2).

 

Таблица 6

 

Условие к задаче № 3

 

Установленные предприятию лимиты Выбросов и фактические выбросы за отчетный год приведены в таблице исходных данных (табл.7).

Определить размеры платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух при следующих значениях нормативов платы:

 

сернистый ангидрид

• при выбросах в пределах лимита 30 руб./т;

• при выбросах сверх лимита 140 руб./т;

 

 

оксид углерода

• при выбросах в пределах лимита 0,3 руб./т;

• при выбросах сверх лимита 1,5 руб./т;

оксид азота

• при выбросах в пределах лимита 25 руб./т;

• при выбросах сверх лимита 120 руб./т;

 

серная кислота

• при выбросах в пределах лимита 15 руб./т;.

• при выбросах сверх лимита 70 руб./т.

 

Решение задачи представить в виде таблицы (форма 3).

 

Таблица 7

 

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Объем выброса загрязняющих веществ, т

 

№	Сернистый ангидрид		Оксид углерода	Оксид азота	Серная кислота
вар	лимит	факт	лимит	факт	лимит	факт	лимит	факт

 

Продолжение табл.7

 

Продолжение табл.7

 

 

 

Форма 3

 

Условие к задаче № 4

На товарно-сырьевой бирже предлагается 5 сортов углей по одной цене-1,0 руб./ГДж. требуется определить (с учетом экологи­ческих свойств различных видов и сортов углей) наиболее выгодный вариант обеспечения предприятия топливом.

В предыдущем периоде предприятие использовало топливо (см. таблицу характеристик углей - табл.8), соответствующее но­меру решаемого варианта. Соответственно лимиты выбросов в ат­мосферу на текущий период виданы были из расчета использова­ния этого сорта топлива.

Потребность предприятия в топливе, тип топки котельной и предлагаемые виды углей приведены в таблице исходный данных (табл.9).

Характеристики различных видов топок приведены в справоч­ной таблице (табл.10).

Котельная предприятия не оборудована золоуловителем и другими какими-либо устройствами, снижающими выбросы вредных веществ в атмосферу. Доля серы, связываемой золой, принимается для кузнецких и печорских углей - 0.1, для канско-ачинских и подмос­ковных - 0,2.

Нормативы платы за выбросы загрязняющих веществ в атмо­сферный воздух составляют:

 

твердые частицы (пыль нетоксичная)

• при выбросах в пределах лимита 0,05 руб./т;

• при выбросах сверх лимита 0.12 руб/т;

оксиды серы

• при выбросах в пределах лимита 30 руб./т;

• при выбросах сверх лимита 140 руб./т;

оксид углерода

• при выбросах в пределах лимита 0,3 руб./т;

• при выбросах сверх лимита 1,5 руб./т;

оксид азота

• при выбросах в пределах лимита 25 руб./т;

• при выбросах сверх лимита 120 руб./т.

 

Итогом решения является определение следующих данных:

Ø сорта наиболее выгодного для предприятия угля (N по табл. характеристик углей);

Ø уменьшения расходов предприятия при переходе на наибо­лее выгодный вариант;

Ø сорта наиболее невыгодного (наиболее дорогого) варианта (N по табл. характеристик углей);

Ø раэница в расходах предприятия по наиболее выгодному и наиболее дорогому вариантам.

 

Решение задачи представить в форме таблицы (см. форму 4).

При расчетах расход топлива В (т/год) и количество выбросов всех видов загрязняющих веществ допускается округлять до 0,01т.

 

Таблица 8

ХАРАКТЕРИСТИКА ТОПЛИВ

№п/n	Угольный бассейн, объединение, шахта	Зольность Аг.%	Содержание серы Sr, %	Объем продуктов сгорания при а=1, V0	Низшая теплота сгорания Q1, МДж/кг
	Подмосковный, Тулуголь, ш. Щекинская	37,6	3,7	2,71	10,38
	Подмосковный, Новомосковскуголь, ш.Северная	28,5		3,21	11,24
	Кузнецкий (откр добыча),разрез Моховский	11,1	0,4	6,62	23,56
	Кузнецкий (откр добыча), разрез Колмогорский		0,5	7,12	25,53
	Канско-Ачинский, разрез Ирша-Борогдинский	6,7	0,2	4,53	15,54
	Подмосковный ш.Россошинская	35,7	2,5	2,82	10,3
	Подмосковный, Тулуголь,ш. Западная		3,5	2,93	10,47
	Кузнецкий (откр добыча),разрез Байдаевский	9,2	0,4	7,39	26,67
	Кузнецкий (откр добыча), разрез Грамотеинский	13,5	0,3	6,81	24,36
	Канско- Ачинский, разрез Назаровский	7,3	0,4	3,92	13,06
	Подмосковный, Тулуголь, ш. Московская	36,4	3,6	2,68	10,09
	Подмосковный, Новомо­сковскуголь, ш.Горняк	28,8	4,1	3,22	11,48
	Кузнецкий (откр. добыча), разрез Новосергиевский	13,8	0,5	7,11	25,83
	Кузнецкий (откр.добыча), разрез Прокопьевский		0,4	7,38	26,71

Продолжение табл. 8

 

	Канско- Ачинский, Березовское месторождение.	4,7	0,2	4,62	15,7
	Подмосковный, Скопинское, ш. N 53	36,1	7,7	2,83	10,34
	Подмосковный, Новомо­сковску голь, ш.Дубовская	35,9	5,3	3,11	10,97
	Кузнецкий (откр.добыча), разрез Киселевский	7,4	0,4	7,58	27,63
	Кузнецкий (откр.добыча), разрез Черниговский	17,1	0,4	6,59	23,68
	Канско-Ачинский, Барандатское месторождение	4,4	0,2	4,38	14,86
	Подмосковный, Скопинское, ш. N 57	36,5	6,8	3,15	10,8
	Подмосковный, Новомосковскугаль, ш.Зубовская	41,6	3,7	2,57	9,29
	Кузнецкий (откр.добыча), разрез Томусинский	14,6	0,5	7,07	24,4
	Кузнецкий (откр.добыча), разрез Междуреченский	15,6	0,3	7,21	25,87
	ПечерскиЙ, Интауголь		3,2	5,62	17,54
	Подмосковный, Скопинское, ш. N 3	35,5	7,8	3,07	10,59
	Подмосковный, Новомосковскуголь, ш.Соколовская	30,8	5,7	3,25	11,35
	Кузнецкий (откр.добыча), разрез Сибиргинский	15,6	0,3	7,17	25,87
	Кузнецкий (откр.добыча), разрез Листвянсхий	18,4	0,5	6,68	24,44
	Печерский, Воркутауголь		0,6	7,64	27,47
	Подмосковный ш.Россошинская	35,7	2,5	2,82	10,3
	Подмосковный, Тулуголь,ш. Западная		3,5	2,93	10,47
	Кузнецкий (откр добыча),разрез Байдаевский	9,2	0,4	7,39	26,67
	Кузнецкий (откр добыча), разрез Грамотеинский	13,5	0,3	6,81	24,36
	Канско- Ачинский, разрез Назаровский	7,3	0,4	3,92	13,06
	Подмосковный, Новомо­сковску голь, ш.Дубовская	35,9	5,3	3,11	10,97
	Кузнецкий (откр.добыча), разрез Киселевский	7,4	0,4	7,58	27,63
	Кузнецкий (откр.добыча), разрез Черниговский	17,1	0,4	6,59	23,68
	Канско-Ачинский, Барандатское месторождение	4,4	0,2	4,38	14,86
	Подмосковный, Скопинское, ш. N 57	36,5	6,8	3,15	10,8
	Канско-Ачинский, Барандатское месторождение	4,4	0,2	4,38	14,86
	Подмосковный, Скопинское, ш. N 57	36,5	6,8	3,15	10,8
	Подмосковный, Новомосковскугаль, ш.Зубовская	41,6	3,7	2,57	9,29
	Кузнецкий (откр.добыча), разрез Томусинский	14,6	0,5	7,07	24,4
	Кузнецкий (откр.добыча), разрез Междуреченский	15,6	0,3	7,21	25,87
	ПечерскиЙ, Интауголь		3,2	5,62	17,54
	Подмосковный, Скопинское, ш. N 3	35,5	7,8	3,07	10,59
	Кузнецкий (откр.добыча), разрез Киселевский	7,4	0,4	7,58	27,63
	Кузнецкий (откр.добыча), разрез Томусинский	14,6	0,5	7,07	24,4
	Кузнецкий (откр.добыча), разрез Междуреченский	15,6	0,3	7,21	25,87
	Печерский, Интауголь		3,2	5,62	17,54
	Подмосковный, Скопинское, ш. N 3	35,5	7,8	3,07	10,59
	Подмосковный, Новомосковскуголь, ш.Соколовская	30,8	5,7	3,25	11,35
	Кузнецкий (откр.добыча), разрез Сибиргинский	15,6	0,3	7,17	25,87
	Кузнецкий (откр.добыча), разрез Листвянсхий	18,4	0,5	6,68	24,44
	Печерский, Воркутауголь		0,6	7,64	27,47
	Подмосковный, Тулуголь, ш. Щекинская	37,6	3,7	2,71	10,38
	Подмосковный, Новомосковскуголь, ш.Северная	28,5		3,21	11,24

Продолжение табл. 8

 

	Кузнецкий (откр добыча),разрез Моховский	11,1	0,4	6,62	23,56
	Кузнецкий (откр добыча), разрез Колмогорский		0,5	7,12	25,53
	Канско-Ачинский, разрез Ирша-Борогдинский	6,7	0,2	4,53	15,54
	Подмосковный, Новомосковскуголь, ш.Северная	28,5		3,21	11,24
	Кузнецкий (откр добыча),разрез Моховский	11,1	0,4	6,62	23,56
	Канско- Ачинский, Березовское месторождение.	4,7	0,2	4,62	15,7
	Подмосковный, Скопинское, ш. N 53	36,1	7,7	2,83	10,34
	Подмосковный, Новомо­сковску голь, ш.Дубовская	35,9	5,3	3,11	10,97
	Кузнецкий (откр.добыча), разрез Киселевский	7,4	0,4	7,58	27,63
	Кузнецкий (откр.добыча), разрез Черниговский	17,1	0,4	6,59	23,68
	Канско-Ачинский, Барандатское месторождение	4,4	0,2	4,38	14,86
	Подмосковный, Скопинское, ш. N 57	36,5	6,8	3,15	10,8
	Подмосковный, Новомосковскугаль, ш.Зубовская	41,6	3,7	2,57	9,29
	Кузнецкий (откр.добыча), разрез Томусинский	14,6	0,5	7,07	24,4
	Кузнецкий (откр. добыча), разрез Новосергиевский	13,8	0,5	7,11	25,83
	Кузнецкий (откр.добыча), разрез Прокопьевский		0,4	7,38	26,71
	Канско- Ачинский, Березовское месторождение.	4,7	0,2	4,62	15,7
	Подмосковный, Скопинское, ш. N 53	36,1	7,7	2,83	10,34
	Подмосковный, Новомо­сковску голь, ш.Дубовская	35,9	5,3	3,11	10,97
	Кузнецкий (откр.добыча), разрез Киселевский	7,4	0,4	7,58	27,63
	Кузнецкий (откр.добыча), разрез Черниговский	17,1	0,4	6,59	23,68
	Канско-Ачинский, Барандатское месторождение	4,4	0,2	4,38	14,86
	Кузнецкий (откр.добыча), разрез Черниговский	17,1	0,4	6,59	23,68
	Печерский, Воркутауголь		0,6	7,64	27,47
	Канско-Ачинский, Барандатское месторождение	4,4	0,2	4,38	14,86
	Подмосковный, Скопинское, ш. N 57	36,5	6,8	3,15	10,8
	Подмосковный, Новомосковскугаль, ш.Зубовская	41,6	3,7	2,57	9,29
	Кузнецкий (откр.добыча), разрез Томусинский	14,6	0,5	7,07	24,4
	Кузнецкий (откр.добыча), разрез Междуреченский	15,6	0,3	7,21	25,87
	ПечерскиЙ, Интауголь		3,2	5,62	17,54
	Подмосковный, Скопинское, ш. N 3	35,5	7,8	3,07	10,59
	Кузнецкий (откр.добыча), разрез Киселевский	7,4	0,4	7,58	27,63
	Кузнецкий (откр.добыча), разрез Томусинский	14,6	0,5	7,07	24,4