Расчет для случая отказа от реконструкции дороги

РАСЧЕТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ ПРИДОРОЖНОЙ ПОЛОСЫ АВТОТРАНСПОРТНЫМИ ВЫБРОСАМИ СВИНЦА

(Задание №1)

Теоретические предпосылки

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 интенсивностях движения более 30.000 − 40.000 авт./сутки 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 определенного расчетным путем уровня загрязнения поверхностного слоя почвы.

Задача. Определить величину отложения свинца в почве в условиях реконструкции дороги III категории по нормативам I категории

Исходные данные.

Перспективная интенсивность движения на расчетный срок по данным экологического обоснования - 9800 авт./сут.

Темп роста интенсивности движения 5 % в год.

Средняя скорость движения транспортного потока при варианте отказа от реконструкции дороги - 30 км/ч, средняя скорость движения потока после реконструкции - 70 км/ч.

Расчетный период эксплуатации дороги - 20 лет, или 7.3x10 суток.

При отказе от строительства расчетный период эксплуатации дороги составит 22 года, иди 8,03 х 10³ суток.

Исходя из розы ветров, коэффициент U_V = 0.7.

Фоновое загрязнение - отсутствует.

Тип земель - пахота, плотность почвы - 1600 кг/м глубина вспашки -

0,2 м.

Данные о составе транспортного потока приведены в таблице 1.

Таблица 1

Данные о составе потока по вариантам приведены в таблице 2.

Таблица 2

Продолжение таблицы 2

Расчет для случая отказа от реконструкции дороги

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

Рисунок 1. Зависимость величины коэффициента m_р от средней скорости транспортного потока

2. Определение эмиссии свинца

где коэффициент пересчета единиц измерения:

коэффициент, учитывающий дорожные и автотранспортные усло­вия, принимается по рис. 1 в зависимости от средней скорости транспортного потока;

коэффициент, учитывающий оседание свинца в системе вы­пуска отработавших газов;

коэффициент, учитывающий долю выбрасываемого свинца в виде твердых частиц в общем объеме выбросов;

средний эксплуатационный расход топлива для данного типа (мар­ки) автомобилей л/км; для оценочных расчетов в экономических об основаниях развития автомобильных дорог допускается прини­мать по данным, приведенным в табл. 3;

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

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

Таблица 3

Средние эксплуатационные нормы расхода топлива на 1 км пути в литрах

Продолжение таблицы 3

3. По табличным значениям (таблица 4) определяется значение коэффици­ента, учитывающего расстояние от края проезжей части (K_i).

Таблица 4

Зависимость величины K_i от расстояния от края проезжей части

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

где коэффициент, учитывающий расстояние от края проезжей части, принимается по табл. 4;

коэффициент, зависящий от силы и направления ветров, принима­ется равным 0,7;

расчетный срок эксплуатации дороги в сутках, принимается рав­ным 7300 суток, что соответствует двадцатилетнему перспективно­му сроку;

мощность эмиссии свинца при данной среднесуточной интенсив­ности движения средней за расчетный период, в мг/м сут.;

фоновое загрязнение поверхности земли, мг/м².

5. Определение количества свинца в почве

где уровень загрязнения поверхностного слоя почвы свинцом, мг/кг;

толщина почвенного слоя (метров), в котором распределяются вы­бросы свинца. Принимается на пахотных землях равной глубине вспашки 0,2 0,3 м, на остальных видах угодий (в т.ч. целине) - 0.1 м;

плотность почвы, принимается 1600 кг/м³;

величина отложения свинца на поверхности земли, мг/м".

6. Аналогично определяется содержание свинца в почве на других рас­стояниях.

Результаты расчета сводятся в таблицу. По результатам расчета стро­ится график зависимости загрязнения почвы свинцом