Расчет уровня загрязнения атмосферного воздуха
Окисью углерода
Существенной составляющей загрязнения воздушной среды городов являются выхлопные газы автотранспорта. Загруженность улиц автотранспортом оценивается 3 раза по 20 минут наблюдения по следующим типам автомобилей: легковой, грузовой, средний грузовой, тяжелый грузовой (дизельный) автобус, легковой. Подсчет производится в следующее время суток: 8, 13, 18 часов, ночные часы. Замеры производятся на следующих типах улиц: городская улица с односторонним движением (набережная, эстакада, высокие насыпи). жилая улица с двухсторонней застройкой, магистральная улица. При работе двигателя внутреннего сгорания в атмосферу выделяется примерно 200 загрязняющих веществ. Обычно расчеты сводятся к определению четырех: окислов азота, углеводородов, аэрозоли свинца, оксида углерода.
Расчет уровня загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода проводится по формуле:
(3.21)
где N - суммарная интенсивность движения автомобилей на городской дороге, авто/час;
КТ - коэффициент токсичности автомобилей по выбросам в атмосферу окиси углерода, определяется по формуле: 
(3.22)
где Pi -состав автотранспорта в долях единиц,
KTi - коэффициент токсичности автомобилей, его значения приведены
в табл. 3.6.
Таблица 3.6- Значения коэффициента токсичности автомобилей КТi
| Тип автомобиля | Коэффициент КТi |
| Легкий грузовой | 2,3 |
| Средний грузовой | 2,9 |
| Тяжелый грузовой (дизельный) | 0,2 |
| Автобус | 3,7 |
| Легковой | 1,0 |
Кд - коэффициент, учитывающий аэрацию местности, приведен в табл.3.7.
|
|
|
Таблица 3.7- Значения коэффициента КД
| Тип местности по степени аэрации | Коэффициент КД |
| Транспортные тоннели | 2,7 |
| Транспортные галереи | 1,5 |
| Магистральные улицы и дороги с многоэтажной застройкой с двух сторон | 1,0 |
| Жилые улицы с одноэтажной застройкой, улицы и дороги в выемке | 0,6 |
| Городские улицы и дороги с односторонней застройкой, набережные, высокие насыпи | 0,4 |
| Пешеходные тоннели | 0,3 |
КУ - коэффициент, учитывающий изменение загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода в зависимости от величины продольного уклона, приведен в табл. 3.8.
Таблица 3.8- Значения коэффициента КУ
| Продольный уклон | Коэффициент КУ |
| 0 | 1,00 |
| 2 | 1,06 |
| 4 | 1,07 |
| 6 | 1,18 |
| 8 | 1,55 |
КС - коэффициент, учитывающий изменение концентрации окиси углерода в зависимости от скорости ветра, приведен в табл. 3.9.
Таблица 3.9- Значения коэффициента КС
| Скорость ветра, м/с | Коэффициент КС |
| 1 | 2,70 |
| 2 | 2,00 |
| 3 | 1,50 |
| 4 | 1,20 |
| 5 | 1,05 |
| 6 | 1,00 |
КВ - коэффициент, учитывающий изменение концентрации окиси углерода в зависимости от относительной влажности воздуха приведен в табл. 3.10.
|
|
|
Таблица 3.10 - Значения коэффициента КВ
| Относительная влажность | Коэффициент КВ |
| 100 | 1,45 |
| 90 | 1,30 |
| 80 | 1,15 |
| 70 | 1,00 |
| 60 | 0,85 |
| 50 | 0,75 |
КЛ- коэффициент увеличения загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода у пересечений, приведен в табл. 3.11.
Таблица 3.11- Значения коэффициента КЛ
| Тип пересечения | Коэффициент КЛ |
| Регулируемое пересечение: | |
| -со светофорами обычное | 1,8 |
| -со светофорами управляемое | 2,1 |
| -саморегулируемое | 2,0 |
| Нерегулируемое: | |
| - со снижением скорости | 1,9 |
| - кольцевое | 2,2 |
| - с обязательной остановкой | 3,0 |
3.2.4 Расчет концентрации примесей воздуха по результатам анализа
Расчет концентраций примесей по результатам анализа проводят согласно формуле:
(3.23)
где С- концентрация, мг/м3;
М- количество вещества, найденное в а мл пробы, взятой для анализа, мкг;
b- общий объем пробы в поглотительном приборе, мл;
V0 - объем исследуемого воздуха, приведенного к н.у., л.
Так как пробы воздуха для анализа отбирают при разных температурах и барометрическом давлении, то необходимо объем протянутого воздуха V1 привести к нормальным условиям (0° С и атмосферному давлению).
|
|
|
Приведение объема воздуха к нормальным условиям основано на законах Бойля- Мариотта и Гей-Люссака и производится по формуле:
V0 = V1 * 273 * P / (273 + t) * 760, (3.24)
где V1 - объем исследуемого воздуха, л;
P - барометрическое давление во время отбора пробы, мм рт. ст.;
t - температура воздуха во время отбора пробы, ° С.
Обработка экспериментальных данных
Для получения информации об уровне загрязнения необходим контроль. К качеству контроля предъявляются требования надежности и точности. Кроме того, применяемые методы должны быть достаточно чувствительны и избирательны.
Аналитические операции и измерения неизбежно сопровождаются ошибками. Статистическая обработка результатов имеет основные задачи. Первая задача состоит в определении предела обнаружения – наименьшее содержание элемента, которое можно обнаружить по данной методике анализа с заданной доверительной вероятностью. Вторая задача – оценить надежность полученных результатов, т.е. степень их соответствия истинному содержанию определяемого компонента.
Статистическая обработка экспериментальных данных проводится по следующему алгоритму.
Зная Хi вычисляют среднее арифметическое Хср. результатов измерений по формуле 3.21:
|
|
|
(3.25)
Затем рассчитывают величину выборочной дисперсии по формуле 3.26:
(3.26)
Вычисление доверительных границ случайной погрешности производится по формуле 3.27:
(3.27)
Доверительные границы неисключенной случайной погрешности рассчитывается по формуле 3.28
(3.28)
где t- коэффициент Стьюдента, который при Р=0,95 и n=5 равен 2,776
Значения коэффициента Стьюдента приведены в табл. 3.12.
Таблица 3.12- Значения коэффициент Стьюдента
| Количество опытов, n | коэффициент Стьюдента, t |
| 2 | 12,706 |
| 3 | 4,303 |
| 4 | 3,182 |
| 5 | 2,776 |
| 6 | 2,571 |
Границы погрешности результатов измерения производится по формулам 3.29 - 3.33.
В случае, если
(3.29)
Если 
(3.30)
Если не соблюдается ни одно из этих неравенств, то
(3.31)
где 
(3.32)
(3.33)
Пример. При разработке фотоколориметрического определения бора в природных водах 
получили следующие результаты:
| С, мкг/мл | 2 | 3 | 5 | 7 | 9 |
| Оптическая плотность D | 0,058 | 0,082 | 0,0143 | 0,185 | 0,22 |
При определении фона на холостых пробах оптические плотности (Dф) оказались равными: 0,007; 0,005; 0,004; 0,008 и 0,003. Найдите чувствительность и предел обнаружения данного метода.
В природных водах содержание бора обычно составляет 0,1-0,01 мг/л. Можно ли его определять данным методом?
Решение:
По данным задачи строим градуировочный график, из которого согласно (3.34) вычисляем чувствительность Н. характеризует отклик аналитического сигнала на содержание компонента.
(3.34)
Рассчитываем Xср, S(Xср), q, e, D.:
Предел обнаружения: 
,
Dmin = 0,005 + 0,006= 0,011 ед.оптической плотности и по градуировочному графику находим Cm = 0,2 мкг/л.
Согласно условиям задачи концентрации бора лежат в интервале
0,01 мг/л¸ 0,1 = 0,01 ¸ 0,1 мкг/мл.
Сравнивая эти величины с пределом обнаружения, видим, что нижний уровень концентрации в 20 раз, а верхний — в 2 раза меньше предела обнаружения, следовательно, для достижения предела обнаружения эти растворы необходимо сконцентрировать в 20 и 2 раза соответственно, а для надежного определения коэффициенты концентрирования желательно увеличить в 2-4 раза, например, при концентрировании в 60 и 6 раз соответственно бор будет надежно определяться как в наиболее бедных, так и в наиболее богатых им растворах.
Дата добавления: 2019-02-26; просмотров: 689; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!