1.3 Обчислення концентрацій токсичних компонентів в атмосферному повітрі

Мета : засвоїти методику розрахунку значень концентрації токсичних компонентів в атмосферному повітрі.

Завдання : розрахувати значення концентрації токсичних компонентів –оксидів вуглецю , азоту та вуглеводів .

Порядок виконання :

Розрахункова середньодобова концентрація шкідливої речовини, що викидається разом з відпрацьованими газами автомобілів, на краю проїзної частини визначається за залежністю:

,

де D – коефіцієнт, який враховує вплив кількості поверхів забудови (примагістральної) на турбулентність вітрового потоку;

Ψ – коефіцієнт стабільності вітрового потоку, який враховує вплив поривчастості вітрового потоку і несталості його напряму на зміну концентрацій;

Q – інтенсивність викиду забруднюючої речовини від потоку автомобілів для розрахункового періоду з урахуванням нерівномірності їх руху, мг/(м∙с);

Z – комплексний параметр, який враховує зниження концентрації з віддаленням розрахункової точки від лінійного джерела викиду та умов турбулентності, ;

А – коефіцієнт ажурності, який враховує вплив щільності забудови примагістральної території.

Значення поправочного коефіцієнта D визначається з таблиці 3 в залежності від середньої поверховості примагістральної забудови:

hсер	< 3	3...5	5...7	7...12	12...22	> 22
D	1.00	0.9	0.8	0.7	0.65	0.6

Значення коефіцієнта А в залежності від щільності забудівлі та відносної довжини розривів дорівнюють:

Δl, %	10...19	20...29	30...39	40...49	50...60	60
А1	0.59...0.71	0.72...0.82	0.82...0.90	0.90...0.97	0.97...1.00	1.00

Відносна довжина розривів між будівлями:

),

%;

.

де - довжина будинку вздовж забудови, м.

Коефіцієнт стабільності вітрового потоку:

,

де Θ – параметр,що враховує повторюваність різних напрямів вітрового потоку щодо осі магістралі;

Δu – параметр, що враховує нерівномірність швидкості вітрового потоку - поривчастість.

Ψ = 0.9.

Значення параметру Z, який враховує зниження концентрації з віддаленням розрахункової точки від краю проїзної частини на відстань х, приймається згідно таблицею:

х, м	0	2	4	6	8	10	12	14	16	18	20	22
Z	1	0.94	0.82	0.76	0.70	0.60	0.58	0.53	0.50	0.48	0.45	0.40

24	26	28	30	32	34	36	38	40
0.39	0.38	0.35	0.32	0.32	0.30	0.29	0.28	0.27

Для прогнозування екологічного клімату середньодобова концентрація токсичних компонентів (СО, СnHm, NOx) ,вибираємо 5 розрахункових точок на ділянці від краю проїзної частини до лінії забудови ,м.

Визначені розрахункові точки перераховуються з врахуванням розсіювання токсичних компонентів під дією вітру :

X_р=X / sin α

де α – кут між напрямком вітру та магістраллю.

Х_р=0/sin 10⁰=0;

Х_р=2,5/sin 10⁰=14,70

Х_р=5/sin 10⁰=29,41

Х_р=7,5/sin 10⁰=44,11

Х_р=10/sin 10⁰=58,82

Отримані значення занесемо до таблиці:

х	0	14,70	29,41	44,11	58,82
Z	1	0,53	0,35	0,27	0,27

Концентрації шкідливих речовин на краю проїзної частини:

Відповідно до l_буф =10м, вибираємо п’ять розрахункових точок на ділянці від краю проїзної частини до лінії забудови :

0, 2,5, 5, 7,5, 10.

Визначаємо розрахункові значення концентрацій шкідливих речовин на ділянці від краю проїзної частини до лінії забудови, :

Концентрація для точки 1:

Для точки 2:

Для точки 3:

Для точки 4:

Для точки 5:

Отримані дані заносимо до таблиці:

Шкідливі речовини	Розрахункові точки
	0	2,5	5	7,5	10
СО	81,99	43,45	28,69	22,13	22,13
СnHm	1,31	0,69	0,45	0,35	0,35
NO	1,77	0,93	0,61	0,47	0,47

За результатами обчислень будуємо графіки:

Рисунок 1.1 – Концентрація СО

Рисунок 1.2 – Концентрація СН

Рисунок 1.3– Концентрація NО

Було обчислено концентрацію токсичних компонентів в атмосферному повітрі для п’яти розрахункових точок на ділянці від краю проїзної частини до лінії забудови та продемонстровано на графіках залежність шкідливих речовин (СО, С_n Н_m, NO_x) від відстані до проїзної частини.