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 UV = 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
№ п/п
| Тип автомобиля
| Тип топлива
| Средний эксплуат. расход топлива, л/км
| Интенсивность, авт/сут.
|
| Легковые
| А-93
| 0,11
|
|
| Малые грузовые карбюраторные
| А-76
| 0,16
|
|
| Грузовые
| А-76
| 0,33
|
|
| Грузовые дизельные
| Диз. топливо
| 0,34
|
|
| Автобусы карбюраторные
| А-76
| 0,37
|
| Данные о составе потока по вариантам приведены в таблице 2.
Таблица 2
Вариант
| Легковые
| Малые грузовые карбюраторные
| Грузовые карбюраторные
| Грузовые дизельные
| Автобусы карбюраторные
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 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 (mр).
Рисунок 1. Зависимость величины коэффициента mр 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
Тип автомобиля
| Средний эксплуатационный расход топлива, л/км
|
|
| Легковые автомобили
| 0,11
| Малые грузовые карбюраторные (до 5 тонн)
| 0,16
| Грузовые (6 тонн и более)
| 0,33
| Грузовые дизельные
| 0,34
|
Продолжение таблицы 3
|
| Автобусы карбюраторные
| 0,37
| Автобусы дизельные
| 0,28
| 3. По табличным значениям (таблица 4) определяется значение коэффициента, учитывающего расстояние от края проезжей части (Ki).
Таблица 4
Зависимость величины Ki от расстояния от края проезжей части
Расстояние (l) от края проезжей
части, м
| Величина Ki
|
| 0,50
0,10
0,06
0,04
0,03
0,02
0,01
0,005
0,001
0,0002
| 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
|