Результаты подсчета вредных выбросов автотранспортом
г. Переславля – Залесского по ул. 40 лет ВЛКСМ
Группа машин | Количество машин | М (СО) г/км | М (СН) г/км | М (NО) г/км | Общая масса выброса |
М 1 М 2 М 3 М 4 | 5 0 3 20 | 623,74 0,00 344,66 671,82 | 133,92 0,00 64,28 68,52 | 27,20 0,00 15,36 37,91 | 784,86 0,00 424,30 778,25 |
Сумма Норма | 28 | 1640,22 88,48 | 266,72 31,64 | 80,47 31,64 | 1987,40 151,76 |
Сравнительная диаграмма выбросов по ул. Свободы
| |
 | |
Сравнительная диаграмма выбросов
по ул. Пушкина
| |
 | |
Сравнительная диаграмма выбросов
по ул. 40 лет ВЛКСМ
 | |
|
АВТОТРАНСПОРТ - ИСТОЧНИК ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ
Методика расчета выброса вредных веществ автотранспортом
Известно, что одним из источников загрязнения атмосферы является автомобильный транспорт. В выбросах автотранспорта присутствует целый букет загрязняющих веществ. К основным компонентам выхлопных газов относится окись углерода (СО), окислы азота (NOx), углеводороды (СН). Одним из самых токсичных веществ является свинец.
Существует довольно простой способ рассчитать примерный выброс СО, NOx, CH в зависимости от пробега автомобиля.
Различные типы машин выбрасывают различное количество загрязняющих веществ. Поэтому необходимо считать выбросы для каждого типа автомобилей отдельно.
ВЫДЕЛИМ СЛЕДУЮЩИЕ ГРУППЫ:
Ml - Грузовые автомобили с бензиновыми ДВС;
М2 - Грузовые автомобили с дизельными двигателями;
МЗ - Автобусы с бензиновыми ДВС;
М4-Легковые автомашины.
Масса выброшенного за расчетный период (1час) вредного вещества при наличии в группе других машин определяется следующим образом:
M(i)=m(j)*z(i)*r(k)*r(i), где
- M(i) - масса выброшенного вредного вещества (например, окиси углерода, углеводородов или окислы азота) автомобилем i-ой группы.
- M(i) - это количество грамм вредного вещества одного вида на 1 км пути от одной машины i-ой группы. Чтобы узнать выброс от всех машин i-ой группы, надо M(i) умножить на количество машин;
- m(i) - удельный выброс j-ro вещества (СО, NOx, CH) автомобилем i-ой группы (г/км);
- z(i) - пробег автомобиля i-ой группы за расчетный период;
- r(k), r(i) - коэффициенты влияния факторов, определяющих техническое состояние автомобиля, на выброс j-ro вредного вещества.
В таблицах 1,2 приводятся значения коэффициентов и удельного выброса СО, NOx, CH.
ТАБЛИЦА № 1
m(i) - УДЕЛЬНЫЙ ВЫБРОС ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ, (г/км)
Группа машин | СО | СН | NOx |
M l | 55.5 | 12.0 | 6.8 |
М 2 | 15.0 | 6.4 | 8.5 |
М З | 51.5 | 9.6 | 6.4 |
М 4 | 16.1 | 1.6 | 2.23 |
ТАБЛИЦА № 2
КОЭФФИЦИЕНТЫ ВЛИЯНИЯ
г(к) - среднего возраста парка автомобилей
r(i) - уровня технического состояния
Группа машин | СО | СН | NOx | |||
r(k) | r(i) | r(k) | r(i) | r(k) | r(i) | |
M l | 1.33 | 1.69 | 1.2 | 1.86 | 1.0 | 0.8 |
М 2 | 133 | 1.80 | 1.2 | 2.0 | 1.0 | 1.0 |
М З | 132 | 1.69 | 1.2 | 1.86 | 1.0 | 0.8 |
М 4 | 1.28 | 1.63 | 1.17 | 1.83 | 1.0 | 0.85 |
Коэффициент r(k), характеризующий состояние автомобилей в нашей стране, обязательно используется при расчетах вредных выбросов. Коэффициент r(i) характеризует техническое состояние машины. Поскольку при проведении подсчета интенсивности транспортного потока невозможно сказать, в каком состоянии находится та или иная проезжающая машина, то при расчетах можно либо r(i) не учитывать вообще (полагая, что машины в хорошем состоянии), либо учитывать машины в плохом состоянии).
Приведем пример расчета выбросов от транспортного потока, в котором в течение часа мимо точки наблюдений проехало автомобилей группы Ml 40 шт. Полагаем, что их техническое состояние неудовлетворительное. Тогда на каждом км пути:
Ml (СО) = 55.5 г/км * 1 км * 1.33 * 1.69 * 40 = 4989.9 г/км
Ml (СН) = 12.0 г/км * 1 км * 1.2 * 1.86 * 40 = 1071.36 г/км
Ml (Nox) = 6.8 г/км * 1 км * 1.0 * 40 = 217.6 г/км
Аналогичные расчеты можно сделать для других типов машин. После этого простым суммированием подсчитать, сколько попадает в атмосферу в течение 1 часа от всего транспортного потока отдельно СО, СН, NOx.
Для наглядности постройте графики зависимости количества выбрасываемых веществ от вида транспорта, от времени суток (если наблюдения велись в разное время) и др.
С 1 ноября 1993 года в странах БС новые автомобили планировалось выпускать лишь при условии установки на машинах новейших катализаторов.
Эта мера принята для уменьшения содержания вредных веществ в выхлопных газах автомобилей. В большинстве развитых европейских стран процент автомашин, оснащенных катализаторами очень высок. Так, в Германии он приближается к 97%. Однако в странах Восточной Европы положение более чем неудовлетворительное.
Новые границы допуска токсичных веществ в газах выглядят так:
СО = 3.16 г/км. СН и NOx = 1.13 г/км.
Для машин известных фирм в Содружестве уже действуют следующие нормы:
СО = 2.72 гЛсм, СН и NOx = 0.97 г/км;
у дизельных вредные выбросы равны 0.14 г/км.
Принимая укатанные выше нормы за "идеальные" или предельно допустимые и полагая, что автомобиль находится в исправном состоянии, можно вычислить по уже известной формуле суммарный выброс вредных веществ от N количества машин на известном участке пути. И сравнить с выбросами от нашего автотранспорта.
ЗАДАЧИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОДЕРЖАНИЯ
й классы
♦ Чёрный стриж летит из места гнездования в район охоты и обратно со скоростью vi = 160 км/ч. Сколько времени затратит он на свой полёт, если вдоль траектории полёта дует ветер со скоростью vi = 40 км/ч? Расстояние между «пунктами» перемещения стрижа 600 км.
♦ Какое животное развивает самую большую скорость? Самое быстроходное из живых существ - кальмар. Спасаясь от хищников, он вылетает из воды со скоростью 750 км/ч. Сравните его скорость со скоростью чёрного стрижа.
♦ Скорость ласточек 70 км/ч. При выкармливании птенцов «рабочий день» родителей иногда длится 18 ч. Сколько километров за это время они пролетят?
♦ Кашалот, имеющий массу 60 т, достиг глубины 1000 м. Рассчитайте, какое давление на этой глубине он испытывает, если плотность морской воды 1030 кг/м. Определите выталкивающую силу, действующую на животное. Почему кит может держаться на глубине? Сможет ли он находиться на суше?
♦ Рассчитайте работу, совершённую штангистом, толкнувшим штангу массой 217,5 кг на высоту 2,3 м. Определите развитую им при этом мощность, если время подъёма 0,2 с.
♦ Голубь весом 3 Н набирает высоту 100 м в течение 20 с. Какую мощность он развивает?
♦ Какой потенциальной энергией относительно уровня океана обладает, взлетев из воды на высоту 5 м, гигантский кальмар массой 300 кг? С чем связаны особенности поведения физического тела в воде?
♦ Направляя своё тело в глубину океана могучим движением хвоста,
мощность которого 360 кВт, кит при скорости 36 км/ч достигает глубины 1000м. Какая совершается при этом работа? Почему кит не тонет в воде?
♦ Что вы знаете о слонах? Какой энергией обладает бегущий со скоростью 40 км/ч африканский слон, масса которого 4,5 т?
♦ «Разъярённый» носорог массой 2 т преследует со скоростью 50,4 км/ч мотоциклиста, движущегося со скоростью 25 м/с, в течение 5 с. Догонит ли он мотоциклиста? Чему равен импульс носорога в ходе преследования?
♦ В России есть два моря, представляющие собой сообщающиеся сосуды, - Азовское и Чёрное, причём одно почти пресное, а другое солёное. Не может ли вода, перетекающая из одного моря в другое через Керченский пролив, пагубно отзываться на жизни морских обитателей?
Ответ :Азовское море пополняют пресной водой реки Дон и Кубань, но перетекание из него воды в случае подъёма её уровня не представляет опасности для обитателей Чёрного моря. В засушливые же годы это пополнение ослабевает, уровень воды в Азовском море понижается, солёная вода из Чёрного моря частично перетекает в Азовское и губит в нём пресноводную рыбу.
♦ Сколько кубометров газа выделяет в городе, загрязняя среду, автомобиль-такси, расходуя за день 20 кг бензина? Плотность газа при t = 0 С равна 0,002 кг/м в кубе.
Ответ: V = 10000 мЗ
♦ Что для земледелия экологически «выгоднее» - снежная или малоснежная зима?
Ответ: Снежная зима, так как снег укрывает озимые посевы от вымерзания и при таянии весной хорошо увлажняет почву.
♦ Прилипание мокрого снега к проводам линий электропередачи может привести к их обрыву, что создаст опасность для жизни. Можно ли быстро избавиться от прилипшего снега?
Ответ: Можно, пропустив кратковременно по проводу сильный ток, чтобы расплавить снег.
♦ Для удаления льда с электрических проводов железнодорожной магистрали, образующегося во время гололёда, по проводу пропустили ток силой 450 А. Сколько льда при t=0 С плавилось каждую минуту? Напряжение в линии 600 В. КПД приведённого способа очистки провода 50%.
Ответ: примерно 24 кг.
♦ На одном из заводов для охлаждения стали требовалось 340 м воды. Попробовали охлаждать кипятком - расход воды уменьшился в 22 раза. Почему?
Ответ: (Необходимо, чтобы охлаждающая вода как можно быстрее превратилась в пар, поскольку теплота парообразования значительно больше количества теплоты, идущего на нагревание воды до точки кипения. К тому же на это требуется время. — Ред.)
♦ Питьевой воды на Земле во многих местах не хватает. Её приходится получать из морской воды - либо выпариванием, либо вымораживанием. Какой способ выгоднее?
Ответ: Зимой - вымораживанием, летом - выпариванием.
♦ Как объяснить такое достаточно грозное природное явление, как сползание снежных лавин с гор?
Ответ: Так как температура плавления вещества с увеличением давления повышается, то в первую очередь весной начинает плавиться подошва лавины, и последняя устремляется по склону горы вниз с большой скоростью.
♦ В цехе завода всегда должен быть свежий воздух. Где нужно установить вытяжной вентилятор: ближе к полу или к потолку, если в цехе возможно скопление водяного пара, хлора, аммиака? Есть ли смысл открывать форточки, Если за окном холодно и идёт дождь?
Ответ: Вытяжной вентилятор устанавливается в зависимости от плотности удаляемого вещества: для пара и аммиака - ближе к потолку, для хлора - ближе к полу. Форточки открывать целесообразно: давление газа в цехе всегда больше (температура выше), поэтому он будет выходить, и воздух станет суше.
♦ говорил, что сжигать нефть и бензин - всё равно что сжигать Ассигнации. Сейчас на улицах появились автомобили «на водороде». Каковы преимущества этого горючего?
Ответ: Водород дешевле, добывается из воды, которой на Земле много, при сгорании не даёт ядовитых отходов, его можно хранить в больших количествах в специальных баках и перекачивать по трубопроводам на значительные расстояния.
♦ Почему ветровые и солнечные электростанции не получили пока широкого распространения в нашей энергетике? Присущи ли экологически нежелательные факторы гидроэлектростанции?
Ответ: Ветровые и солнечные электростанции маломощны и работают нестабильно: первые зависят от силы ветра, вторые - от яркости светила и не работают ночью или в пасмурную погоду. Отрицательные факторы при сооружении ГЭС: под водохранилище отводится большая площадь пахотной земли; осложняется воспроизводство рыбы - плотины мешает её свободному передвижению по реке; искусственное море изменяет местный климат, при том не всегда в лучшую сторону.
♦ При сообщении по телевидению информации о погоде на экране иногда показывают земной шар и облако циклона на его фоне. Как метеорологи получают такое изображение?
Ответ: При помощи инфракрасной съёмки с ИСЗ; излучательные способности Земли и циклона различны (различна их температура).
♦ Известно, что побеги бамбука при благоприятных условиях вытягиваются на 160 см в сутки. Начертите диаграмму роста стебля бамбука, если первоначальная высота его побега 32 см. найдите, чему будет равна высота растения в конце первых суток; в начале третьих суток.
Ответ: Бамбук в некоторое время (при благоприятных условиях) растет в соответствии с формулой L = Lo+ vt. Молено записать для конкретных условий задачи: L=0,32 + l,60t. Высота в конце первых суток 192 см.
♦ Один из самых мужественных и сильных людей на Земле, Валентин Иванович Дикуль, после спинномозговой травмы стал инвалидом I группы, был прикован к постели много лет. Но Дикуль не сдался: упорно тренировался по своей собственной системе, при помощи тренажеров собственного изобретения. Выздоровев, Валентин Иванович не только возобновил работу в цирке, но и стал заниматься научной деятельностью. В настоящее время силач жонглирует гирями массой по 80 кг. А еще он удерживает на плечах автомобиль «Волга». Нагрузка на плечи атлета, измеренная динамометром в этот момент, составляет 1570 кг! Определите силу, с которой атлет удерживает «Волгу» на плечах.
Ответ: F= 0,8 кН. F=15,7kH.
♦ В одной кавказской речке изловили несколько форелей, половину отнесли и выпустили в трех километрах ниже по течению, другую — на таком же расстоянии вверх по течению. Конечно, они тотчас захотели
вернуться «домой». Как вы думаете, какая из них быстрее вернется и почему? Как это доказать?
Ответ: Оказалось, что «нижние» рыбы с максимальной скоростью устремились «домой», а «верхние» очень долго — несколько часов - плутали. Чтобы доказать, что «нижние» рыбы двигались на запах родных мест, взяли и залепили ноздри и «верхним», и «нижним» рыбам. Тогда все они заплутали. Вывод: форель очень чувствительна к запахам.
♦ В биомеханике величина, называемая прочностью мышцы, оценивается величиной растягивающей силы, при которой происходит разрыв мышцы. Для взрослого человека она равна 0,1 - 0,3 H/мм2, а предел прочности сухожилия 50 Н/мм? Но у спортсменов чаще рвется сухожилие, а мышца при этом остается целой. Почему?
Ответ: Принято считать, что при резких, быстрых движениях мышца спортсмена успевает самортизировать, а сухожилие – нет.
♦ Нефизическая задача. Да посетит вас Муза математики! Средняя стоимость сигарет «Прима» 1 октября 1998 года составляла 2 руб. 30 коп. Один заядлый курильщик решил купить курево на весь год, считая, что одной пачки в день ему хватит. А деньги на курево можно было заработать, сдав в магазин или столовую поросенка. У него была такая возможность, а без курева он не мог. Сколько мяса должен был сдать курильщик, если закупочные цены в то время составляли 12 руб. за 1 кг мяса? Справка: живой вес поросенка 80 кг, если вы хотите получить нежирную свинину высшего сорта. Выход свиного мяса от живого веса примерно 60%. Ответ: 2 поросенка.
♦ Некоторые кенгуру при прыжках развивают скорость 50 км/ч и каждым прыжком покрывают 6м, при этом могут подпрыгивать в высоту на 2м. Определите конечную скорость животного в момент приземления и угол к горизонту, под которым оно касается в это время земли.
Ответ: При решении задачи учитываем только скорость животного и дальность его полета. Высоту прыжка во внимание не берем, пик. эта информация мешает решению задачи. Пролетая такое расстояние на указанной скорости, кенгуру не может выпрыгнуть на 2м в высоту. Скорость его в момент приземления составляет 14 м/с и направлена к горизонту под углом приблизительно 1°.
♦ Определите мощность первого электрического разряда, создаваемого электрическим скатом, при силе возникающего во время разряда тока 10 А и напряжении 50 В. Почему последующие разряды, создаваемые скатом, будут иметь меньшую мощность? Почему ток, генерируемый электрическим органом рыбы, не проходит через самого ската?
Ответ: Р = 500 Вт. Рыба не успевает восстанавливать запас электрической энергии в промежутках между разрядами. Электрический орган рыбы окружен изолирующей тканью, имеющей высокое удельное сопротивление, и контактирует только с внешней средой. Скат при этом остается невредимым.
♦ Животные завоевали планету. Они перемещаются по суше, плавают в воде, летают по воздуху. Укажите, какой из видов перемещений имеет наибольшую энергетическую стоимость (энергозатраты на единицу длины перемещения) при движении по суше, в воде и в воздухе. Почему?
Ответ: Наибольшие энергозатраты происходят при движении по суше, потом - при движении в воздухе, наименьшие - при движении в воде.
♦ Летчик - космонавт Валентин Витальевич Лебедев находился на борту станции «Салют - 7» 211 суток совместно с Анатолием Николаевичем Березовым. Вот что написал в своем дневнике об одном из сеансов космической связи, в котором участвовала его семья: «... сын Виталька рассмешил нас своим вопросом: «Пап, а как звезды у вас выглядят?» - Я говорю: «Да почти так же, как и на Земле, только ярче и их больше». - «Да, но небо под вами, а как звезды видны сверху, с вашей стороны?» Мы с Березовым даже растерялись от такой постановки вопроса и его представления о небе, как о куполе со звездами». В чем Виталькины представления являются ошибочными? Объясните графически, как видят звездное небо Виталька, а как космонавты на орбите.
Ответ: Витальке казалось, что звезды находятся на сфере (куполе), сам он находится внутри сферы, а космонавты - снаружи. То есть звезды наблюдаются ими с противоположных сторон. На самом деле звезды так далеко, что и Виталька, и космонавты находятся внутри (по одну сторону) воображаемой небесной сферы, на которую проецируется видимое излучение звезд. Различие лишь в том, что свет доходит до космонавтов практически прямолинейно, не преломляясь, а до человека, находящегося на Земле, свет доходит, преломляясь в атмосфере. При этом вследствие того, что атмосфера планеты неоднородна и ее плотность уменьшается с высотой, свет доходит до глаза по кривой линии. То есть человек, находящийся на Земле, видит звезды на небе не там, где они находятся на самом деле.
♦ Средняя плотность человеческого кг/м; а средняя плотность пресной воды 1000 кг/м^ То есть человек не умеющий плавать, обязательно должен утонуть? Но любой человек должен знать, что он может, как угодно долго находиться на поверхности воды, если не испугается, даже не умея плавать. Главное при этом — ни в коем случае не поднимать обе руки вверх и нельзя громко кричать. Почему так важно соблюдать эти правила: не паниковать, не махать руками, не орать?
Ответ: Когда человек громко и долго кричит, плотность его тела заметно увеличивается, т. к. из легких выходит большое количество «отработанного» воздуха. А если махать руками, то уменьшается объем погруженной в воду части тела, а, следовательно и выталкивающая сила.
♦ Одна из самых ядовитых змей - черная мамба - может ползти со скоростью до 17,6 км/ч (скорость пешехода в среднем 5,5 км/ч). Определите, может ли змея обогнать лошадь, бегущую рысью (3,8 м/с).
Ответ: Может; максимальная скорость чёрной мамбы 4,89 м/с
♦ Лягушка - барометр. Можно приготовить такой барометр самому. Для этого нужно сделать маленькую деревянную лесенку и опустить ее в стеклянную банку с водой. Затем надо поймать лягушку и посадить ее в банку. Через некоторое время, когда животное придет в себя, можно начинать наблюдение. Если лягушка поднимается по лесенке, ждите хорошей погоды, спускается - погода будет переменной. Лягушка барахтается на поверхности воды - будет тепло, солнечно и сухо. Предсказания всегда точны. В чем здесь дело?
Ответ: Кожа лягушки легко испаряет влагу. В сухой атмосфере кожа быстро обезвоживается, поэтому лягушка перед сухой погодой сидит в воде. В сырую погоду, когда собирается дождь, она вылезает на поверхность - обезвоживание ей не грозит.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 |
