Закономерности распространения загрязняющих веществ в атмосфере
Дипломная работа - Экология
Другие дипломы по предмету Экология
сопротивления воздуха падающей шарообразной частицы равна:
(2)
- коэффициент вязкости воздуха, равный 1.717(1+0.00288t)10-5 кг/мс и не зависит от давления. При установившемся движении F уравновешивается весом частиц:
(3)
где
- плотность вещества;
- плотность воздуха.
тогда V0:
(4)
При плотности d = 10 кг/м3, с0 =1.268108м./с и V0 почти не зависит от высоты в атмосфере. При иной d, с0 пропорционально d-rВ.
Для крупных частиц F возрастает в отношении (1+3Re/16), V0 будет меньше.
Для лёгкой сохраняющейся примеси (w = a = 0) при u = u1zn, Kz = K1z с учётом (4.1) , согласно работам Берлянда (1963, 1975), наземная концентрация при z = 0:
(5)
Характерной особенностью распределения наземной концентрации q по оси Х (т. е. при у = 0) является наличие максимума её qm на расстоянии xm от источника. Величины qm и xm находятся из условия Из (4.3) следует, что
(6)
(7)
Из (5)-(7)следует, что
(8)
При наличии растительности выведение веществ из пограничного слоя осуществляется не только на поверхности почвы, но и в устьицах растений. Растворимые газы, такие, как двуокись серы, обладают существенно различными характеристиками осаждения, по сравнению с газами, которые менее растворимы (например, окись углерода). Наблюдаемое различие обусловлено тем, что разрушение загрязняющих веществ на подстилающей поверхности или поверхности растений во многом определяется эффективностью растворения загрязнения [19]. На влажной поверхности, например на влажной листве, водной поверхности, скорость сухого осаждения растворимых соединений выше, чем на песчаных или сухих почвах [12].
1.9 Количественная оценка выбросов вредных веществ автомобильным транспортом
Основными источниками загрязнения воздушного бассейна при эксплуатации автотранспорта являются двигатели внутреннего сгорания, которые выбрасывают в атмосферу отработавшие газы и топливные испарения. В отработавших газах обнаружено около 280 компонентов продуктов полного и неполного сгорания нефтяных топлив, а также неорганические соединения тех или иных веществ, присутствующих в топливе. В городах свыше 50% всех загрязняющих веществ приходится на долю автотранспорта. Общее число веществ, выбрасываемых в атмосферу этими источниками, исчисляется несколькими сотнями [13]. Все примеси подразделяются на газообразные (окись углерода, двуокись серы или сернистый газ, окислы азота и др.), жидкие (сернистая кислота, бензол, ртуть и др.) и твёрдые (пыль, сажа, углеводороды, свинец и др.) [2]. К загрязняющим факторам относятся также электромагнитные излучения и шумы.
Поскольку все загрязняющие атмосферу вещества (ингредиентное загрязнение) вредно действуют на человека, а также на растительный мир, то для большинства таких веществ установлены предельно допустимые концентрации (ПДК).[9]
Концентрация примесей в атмосфере и на земной поверхности зависит от метеорологических условий. Совокупность метеорологических факторов, оказывающих влияние на концентрацию примесей, распределение её по высоте и горизонтали, а также изменение во времени, принято называть потенциалом загрязнения атмосферы (ПЗА).
К числу основных загрязнителей атмосферы относятся взвешенные частицы, СО, СО2, NOх, соединения серы, углеводороды, свинец, ртуть, кадмий, хлорированные органические соединения, аммиак, фреоны, радиоактивные вещества. Особое место среди газовых примесей занимает углекислый газ, содержание которого увеличивается на 0,2% в год.[1]
Изменения в атмосфере связаны с естественными и техногенными факторами нарушения газового равновесия в ней (СО2, О3 и др.); явлением сухости климата на суше; загрязнением и химическими изменениями, влияющими на энергетические процессы перемещения воздушных масс, на закономерности формирования погоды и климата. Под влиянием транспортных загрязнений изменения в окружающей среде могут происходить как в обще планетарном, так и в региональном (локальном) масштабах [3].
Движение автотранспортных средств в составе плотных транспортных потоков отличается от движения одиночного автомобиля. Связанное с этим изменение условий движения (скоростей, ускорений) влечет изменение нагрузочно-скоростных режимов работы двигателей, значений выбросов вредных веществ, шума, расходов топлива транспортного средства.
На выбросы оксида углерода значительное влияние оказывает рельеф дороги и режим движения автомашины. При ускорении и торможении в отработавших газах увеличивается содержание оксида углерода почти в 8 раз.
Рис. 1. Зависимость выброса окиси углерода в атмосферу от скорости движения легкового автомобили
Переобогащение горючей смеси на режиме разгона ведет к увеличению выброса несгоревшего топлива, продуктов его неполного сгорания и окислов азота. Особенно переобогащается горючая смесь на режиме принудительного холостого хода, т. е. при торможении двигателем. В этом случае количество окиси углерода в выхлопных газах может достигать 12%.
На рис. 1 показана зависимость выброса окиси углерода легковым автомобилем от скорости его движения. Наименьшее выделение этого газа наблюдается при скорости движения 70 км/ч.
Для двигателя ЗИЛ-130 минимум выброса окиси углерода (1,5 кг/ч) приходится на скорость 50-53 км/ч. Увеличение скорости до 70 км/ч или уменьшение его до 30 км/ч ведет к увеличению выброса приблизительно в 2 раза (И. Л. Варшавский, Р. В. Мало?/p>