МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Белорусский национальный технический университет Кафедра «Геотехника и экология в строительстве» ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ Лабораторные работы Минск БНТУ 2012 1 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Белорусский национальный технический университет Кафедра «Геотехника и экология в строительстве» ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ Лабораторные работы для студентов строительных специальностей Минск БНТУ 2012 2 УДК 69:628.5 (076.5)(075.8) ББК 20.1 я7 О-75 Составители : Н. Н. Баранов, Г. А. Колпашников, Р. И. Ленкевич, И. И. Климович, Г. Г. Рутковский Рецензенты : В. Г. Шахов, И. Л. Бойко О-75 Основы экологии : лабораторные работы для студентов строи- тельных специальностей / Н. Н. Баранов [и др.]. – Минск : БНТУ, 2012. – 56 с. ISBN 978-985-525-996-2. Приводится методика определения параметров антропогенных экологических факторов: шума, выбросов автотранспорта, загрязнения грунтовых вод и грунтов. УДК 69:628.5 (076.5)(075.8) ББК 20.1 я7 ISBN 978-985-525-996-2 © Белорусский национальный технический университет, 2012 3 Введение С целью формирования у будущих инженеров навыков оценки состояния окружающей среды и понимания значений антропоген- ных нагрузок, которые возникают в процессе строительства и экс- плуатации зданий, сооружений, автомобильных дорог, мостов и тоннелей предлагаемые лабораторные работы предусматривают исследование конкретных экологических факторов и причин их возникновения. В первой работе студенты определяют тип агрессивности подзем- ных вод, рассматривают их влияние на подземные бетонные соору- жения, уточняют площади распространения. Вторая работа посвяще- на вопросу регулирования концентрации вредных веществ в грунтах и почвах путем локализации их глинистыми экранами. Степень засо- ления почв и грунтов химическими элементами и соединениями исследуется в третьей работе. Выполняя четвертую лабораторную работу, студенты определяют предельную концентрацию вредных веществ и зон их распространения от одиночного источника. В больших городах основными источниками шумового и хими- ческого загрязнения являются автотранспортные магистрали. В пя- той и шестой лабораторных работах определяется уровень шума и величины выбросов загрязняющих веществ автотранспортными па- токами. 4 Лабораторная работа № 1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ АГРЕССИВНОСТИ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВОДОПРОНИЦАЕМОСТИ ГРУНТОВ Цель работы: определить тип агрессивности грунтовых вод; определить коррозионное воздействие по показателю агрессивно- сти; определить агрессивность вод по отношению к бетону в зави- симости от коэффициента фильтрации грунта. Оборудование: прибор для определения коэффициента фильтрации; различные виды грунтов (песчаный, супесь, суглинок); карта-схема агрессивности подземных вод Беларуси; таблицы по коррозионному воздействию и показателям агрессивности среды. Теоретические сведения В последние десятилетия возросла техногенная нагрузка на под- земные воды в связи с работой крупных горно-добывающих пред- приятий, химических, нефтеперерабатывающих и других произ- водств, животноводческих комплексов, коммунального хозяйства, переноса и осаждения газовых выбросов, внесения удобрений и пе- стицидов и т. д., что приводит к повышению или формированию агрессивности подземных и грунтовых вод, изменяя их естествен- ный природный состав. Высокая водопроницаемость покровных отложений Беларуси предопределяет их слабую естественную защищенность от загрязне- ния. На участках особенно интенсивных антропогенных нагрузок, а также в зонах депрессионных воронок артезианских скважин загряз- нения проникают в более глубокие напорные водоносные горизонты до 40–50 м, а в отдельных случаях до 100–200 м. Перечень загрязня- ющих компонентов достаточно широк (Cl, SO2 -2, K+, Na+, тяжелые ме- таллы, нитраты и др.). Например на территории Мозырской ТЭЦ ко- личество хлоридов в подземных водах превышает ПДК в 6 раз, на тер- ритории ТБО «Северный» в Минске – в 2 раза, кадмия – в 3, алюминия – до 10 раз, содержание ионов аммония достигает 80 ПДК. В пределах Республики Беларусь выделяют четыре геолого- гидрохимические зоны, характеризующиеся определенными зако- номерностями распространения грунтовых вод с выраженными по- казателями агрессивности. 5 Первая зона охватывает северную часть Беларуси (бассейн р. За- падная Двина), где на общем фоне преимущественно неагрессивных вод фрагментарно выделяются небольшие участки (на севере Бело- русского Поозерья, в районе Бешенковичей и Шумилино), воды ко- торых имеют повышенное содержание СО2 и относятся к углекис- лотному типу агрессивности. Характерна принадлежность к этому типу агрессивности грунтовых вод, заключенных в отложениях раз- личных генетических типов, современных аллювиальных отложе- ний пойм, древнеаллювиальных, внутриморенных и болотных от- ложений. Вторая зона охватывает всю центральную и юго-восточную часть Беларуси и характеризуется распространением преимущественно не- агрессивных грунтовых вод за исключением вод, «приуроченных» к древнеаллювиальным отложениям крупных рек. На отдельных участках (территориально сопряженных с древнеаллювиальными) агрессивными являются флювиогляциальные и болотные водоносные горизонты. Основным типом агрессивности в отложениях этой зоны (участки надпойменных террас р. Немана, Березины, Сожа и Днепра) является карбонатный. Для третьей зоны – юго-запада Беларуси (бассейн р. Западный Буг) характерно широкое распространение грунтовых вод, облада- ющих одновременно общекислотным и углекислотным типами агрессивности. Стратиграфически эти воды «приурочены» ко всем характерным горизонтам: болотным, озерно-аллювиальным, древ- неаллювиальным, флювиогляциальным, нередко и моренным. Четвертая зона охватывает практически всю центральную часть Белорусского Полесья и характеризуется повсеместным распро- странением грунтовых вод с различными типами агрессивности и их разнообразным сочетанием. Согласно СНиП различают карбонатный, углекислый, общекислот- ный, сульфатный и магнезиальный типы агрессивности. Для условий Беларуси наиболее характерны первые три из указанных типов агрес- сивности (табл. 1.1). 6 Таблица 1.1 Типы агрессивности грунтовых вод Типы агрессивности Содержание карбонатный HCO3 < 2 мг-мол/л общекислотный pH < 6,5 углекислотный СО2 > 15 мг/л сульфатный SO4 > 250 мг/л при CI < 1 г/л SO4 > 500 мг/л при CI > 3 г/л Первые три типа агрессивности тесно взаимосвязаны, так как определяющие их компоненты составляют карбонатную систему, в которой изменение концентрации одного из компонентов влечет неизбежное изменение других. Поэтому они, как правило, встреча- ются совместно в виде различных сочетаний. При этом воды с об- щекислотным типом агрессивности не существуют сами по себе вообще, тогда как только углекислотный и карбонатный типы встречаются довольно часто. Высокая техногенная нагрузка на подземные воды и интенсивность их загрязнения зависят от совокупности гидрогеологических условий, важнейшим из которых является водопроницаемость грунтов. Водопроницаемостью грунтов называют их способность про- пускать (фильтровать) воду через свои поры. Показателем водопроницаемости является коэффициент филь- трации (Кф), который представляет собой скорость фильтрации при гидравлическом градиенте равном единице. Коэффициент фильтра- ции является основным расчетным показателем для вычисления возможного притока воды в строительные котлованы, проектирова- ния дренажных устройств, определения потерь на фильтрацию в гидротехническом строительстве и т. д. Коэффициент фильтрации имеет размерность см/с, м/сут. Краткое описание измерительного прибора. Прибор КФ-00 предназначен для определения коэффициента фильтрации песчаных грунтов естественного и нарушенного сложения при напорных гра- диентах от 0 до 1. 7 Прибор (рис. 1.1) состоит из фильтрационной трубки 4 и внеш- него стакана 6. Фильтрационная трубка с грунтом 7 в виде металли- ческого цилиндра с упорным дном, внизу которого находится сетка 3. На верхнюю часть цилиндра устанавливается муфта 2 с сеткой 3 и стеклянным баллоном 1 (мерный сосуд), на одной стороне кото- рого находится шкала объемов воды в миллиметрах. Упорное дно 5 снабжено прикрепленной снаружи металлической рейкой 9 с нане- сенной шкалой для фиксации градиента напора воды от 0 до 1 с це- ной делений 0,02. Напор воды обеспечивается за счет подъема при помощи винта 8. На соответствующий уровень во внешнем стакане 6, упорного дна 5 вместе заполненным грунтом металлическим ци- линдром 4 и находящимся под ним мерным баллоном с водой 1. Рис. 1.1. Устройства прибора КФ-00: 1 – мерный баллон; 2 – муфта; 3 – латунные сетки; 4 – фильтрационная трубка; 5 – упорное дно; 6 – внешний стакан; 7 – образец грунта; 8 – винт для вертикального перемещения фильтрационной трубки; 9 – шкала напорного градиента 8 Порядок проведения работы 1. Заполнить фильтрационную трубку испытуемым грунтом. 2. Во внешний стакан налить воду и установить напорный градиент. 3. После появления влаги на поверхности грунта на него поме- стить сетку, одеть муфту и опустить фильтрационную трубку в крайнее нижнее положение. 4. Заполнить мерный баллон водой и вставить в муфту фильтра- ционной трубки. 5. После того, как начнется фильтрация, включить секундомер и определить расход воды за время. 6. По данным опыта произвести расчет коэффициента фильтра- ции по формуле 864 К , м/сут,f Q t F I r ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ где Кf – коэффициент фильтрации при температуре 10 °С, М/сут; Q – объем воды, см3; F – площадь поперечного сечения трубки, равная 25 см2; t – время, с.; I – напорный градиент; r – температурная поправка (0,7 + 0,3 t°); t° – температура воды при опыте, оС; 864 – переводной коэффициент см/с в м/сут. Данные заносят в табл. 1.2. Таблица 1.2 Результаты опыта Напорный градиент I Площадь сечения трубки F, см2 Объем профиль- трованной воды Q, см3 Время фильтрации t, с Температура воды t°, °C Коэффициент фильтрации К, м/сут Коэффициент фильтрации при 10 °С К, м/сут 9 7. Определить агрессивность воздействия грунтовых вод на бетон в зависимости от полученного коэффициента фильтрации (прил. I). 8. Определить тип агрессивности грунтовых вод по одному из вариантов (прил. II). 9. Определить показатель агрессивности грунтовых вод данного варианта и описать коррозионное воздействие (прил. III). 10. Проанализировать распространение в Республике Беларусь данного типа агрессивных грунтовых вод (прил. IV). 11. Отметить на предлагаемой карте-схеме агрессивности грун- товых вод Беларуси распространение данного типа. 10 ПРИЛОЖЕНИЕ I Определение степени агрессивного воздействия жидкой неорганической среды на бетон Показатель агрессивности Показатель агрессивности жидкой среды для сооружений, расположенных в грунтах с Кf свыше 0,1 м/сут, в открытом водоеме и для напорных сооружений при марке бетона по водонепроницаемости Степень агрессивного воздействия жидкой неорганической среды на бетон W4 W6 W8 Бикарбонатная щелоч- ность, мг-экв/л (град) Св. 0 до 1,05 (3) – – Слабоагрессивная Водородный показа- тель рН Св. 5,0 до 6,5 Св. 4,0 до 5,0 Св. 0,0 до 4,0 Св. 4,0 до 5,0 Св. 3,5 до 4,0 Св. 0,0 до 3,5 Св. 3,5 до 4,0 Св. 3,0 до 3,5 Св. 0,0 до 3,0 Среднеагрессивная Сильноагрессивная Содержание агрессив- ной углекислоты, мг/л Св. 10 до 40 Св. 40 Св. 40 – – – Слабоагрессивная Среднеагрессивная Содержание магнези- альных солей, мг/л, в пересчете на ион Mg2+ Св. 1000 до 2000 Св. 2000 до 3000 Св. 3000 Св. 2000 до 3000 Св. 3000 до 4000 Св. 4000 Св. 3000 до 4000 Св. 4000 до 5000 Св. 5000 Слабоагрессивная Среднеагрессивная Сильноагрессивная Содержание аммоний- ных солей, мг/л, в пересчете на ион NH4 + Св. 100 до 500 Св. 500 до 800 Св. 800 Св. 500 до 800 Св. 800 до 1000 Св. 1000 Св. 800 до 1000 Св. 1000 до 1500 Св. 1500 Слабоагрессивная Среднеагрессивная Сильноагрессивная Содержание едких щелочей, мг/л, в пересчете на ионы Nа+ и К+ Св. 50 000 до 60 000 Св. 60 000 до 80 000 Св. 80 000 Св. 60 000 до 80 000 Св. 80000 до 100 000 Св. 100 000 Св. 80 000 до 100 000 Св. 100 000 до 150 000 Св. 150 000 Слабоагрессивная Среднеагрессивная Сильноагрессивная Суммарное содержа- ние хлоридов, сульфа- тов, нитратов и других солей, мг/л, при наличии испаряющих поверхностей Св. 10 000 до 20 000 Св. 20 000 до 50 000 Св. 50 000 Св. 20 000 до 50 000 Св. 50 000 до 60 000 Св. 60 000 Св. 50 000 до 60 000 Св. 60 000 до 70 000 Св. 70 000 Слабоагрессивная Среднеагрессивная Сильноагрессивная Показатель агрессивности Показатель агрессивности жидкой среды для сооружений, расположенных в грунтах с Кf менее 0,1 м/сут, в открытом водоеме и для напорных сооружений при марке бетона по водонепроницаемости Степень агрессивного воздействия жидкой неорганической среды на бетон W4 W6 W8 Бикарбонатная щелоч- ность, мг-экв/л (град) Св. 0 до 1,37 (3) – – Слабоагрессивная Водородный показатель рН Св. 6,5 до 8,45 Св. 5,2 до 6,5 Св. 0,0 до 5,2 Св. 5,2 до 6,5 Св. 4,55 до 5,2 Св. 0,0 до 4,55 Св. 4,55 до 5,2 Св. 3,9 до 4,55 Св. 0,0 до 3,9 Среднеагрессивная Сильноагрессивная Содержание агрессив- ной углекислоты, мг/л Св. 13 до 52 Св. 52 Св. 52 – – – Слабоагрессивная Среднеагрессивная Содержание магнези- альных солей, мг/л, в пересчете на ион Mg2+ Св. 1300 до 2600 Св. 2600 до 3900 Св. 3900 Св. 2600 до 3900 Св. 3900 до 5200 Св. 5200 Св. 3900 до 5200 Св. 5200 до 6500 Св. 6500 Слабоагрессивная Среднеагрессивная Сильноагрессивная Содержание аммоний- ных солей, мг/л, в пересчете на ион NH4 + Св. 130 до 650 Св. 650 до 1040 Св. 1040 Св. 650 до 1040 Св.1040 до 1300 Св. 1300 Св.1040 до 1300 Св. 1300 до 1950 Св. 1950 Слабоагрессивная Среднеагрессивная Сильноагрессивная Содержание едких щелочей, мг/л, в пересчете на ионы Nа+ и К+ Св. 65 000 до 78 000 Св. 78 000 до 104 000 Св. 104 000 Св. 78 000 до 104 000 Св. 104 000 до 130 000 Св. 130 000 Св. 104 000 до 130 000 Св. 130 000 до 195 000 Св. 195 000 Слабоагрессивная Среднеагрессивная Сильноагрессивная Суммарное содержа- ние хлоридов, сульфа- тов, нитратов и других солей, мг/л, при нали- чии испаряющих поверхностей Св. 13 000 до 26 000 Св. 26 000 до 65 000 Св. 65 000 Св. 26 000 до 65 000 Св. 65 000 до 78 000 Св. 78 000 Св. 65 000 до 78 000 Св. 78 000 до 91 000 Св. 91 000 Слабоагрессивная Среднеагрессивная Сильноагрессивная 11 ПРИЛОЖЕНИЕ II Химический состав грунтовых вод Номер варианта Химический состав 3HCO − ммол/л 2 4SO − мг/л CI− мг/л 2CO мг/л Na+ мг/л 2Mg + мг/л К+ мг/л 4NH + мг/л рН 1 0,7 12 5200 630 2 90 16 3000 600 4,8 3 350 17 5000 700 4 0,8 30 6000 800 5 1,0 18 350 6 2,0 400 25 440 7 1,0 190 17 780 8 1,6 280 35 7000 850 9 1,9 160 320 38 5000 900 10 1,5 380 440 14 30 11 1,2 750 12 4000 1000 12 0,9 340 10 95 13 305 9 7000 55 14 320 18 2000 480 15 317 120 14 3000 1500 16 420 670 25 5000 520 17 460 420 16 4000 375 18 380 14 1600 19 0,8 470 12 4500 20 1,3 245 16 1800 21 0,9 315 17 600 22 160 30 5000 4,0 23 295 18 6000 4,7 24 467 25 4,2 12 ПРИЛОЖЕНИЕ III Виды коррозии воды – среды (СНиП 2.04.11–85) Виды коррозии Коррозионное воздействие Показатель агрессивности I Выщелачивание растворимых компонентов Бикарбонатная щелочность 3HCO − II Образование растворимых соеди- нений или продуктов, не обладаю- щих вяжущими свойствами, в результате обменных реакций между компонентами цементного камня Водородный показатель рН. Содержание свободной угле- кислоты НСО3 (CO2). Содержание магнезиальных солей (в расчете на ионы Мg2+) III Образование и накопление в бе- тоне малорастворимых солей, характеризующихся увеличением объема при переходе в твердую фазу Содержание едких щелочей (в пересчете на ионы Na+ и К+). Содержание сульфатов (в пересчете на ионы 24SO − ). Содержание хлоридов, сульфа- тов, нитратов и других солей и едких щелочей при наличии испаряющихся поверхностей 13 ПРИЛОЖЕНИЕ IV Карта-схема агрессивности грунтовых вод беларуси 1 – площади распространения грунтовых вод с преобладающим углекислотным типом агрессивности (I); 2 – площади распространения грунтовых вод с преобладающим карбонатным типом агрессивности (К); 3 – площади распространения грунтовых вод, обладающих общекислотным и углекислотным типам агрессивности (OI); 4 – площади распространения грунтовых вод, обладающих карбонатным и углекислотным типам агрессивности (КI); 5 – площади распространения грунтовых вод, обладающих общекислотным, карбонатным и углекислым типам и агрессивности (ОКI): 6 – площади распространения грунтовых вод, преимущественно неагрессивных; 7 – пункт проявления сульфатной агрессивности грунтовых вод; 8 – городские агломерации, где зафиксированы агрессивные воды 14 Лабораторная работа № 2 ЛОКАЛИЗАЦИЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ГЛИНИСТЫМИ ЭКРАНАМИ Цель работы: научиться определять скорость движения воды и загрязнителей в грунтах. Оборудование: стеклянные трубки длиной 90 см; песчаный и пылевато-глинистый грунт; бюксы; аналитические весы; штативы; колбы и банки стеклянные; секундомер. Теоретические сведения Перемещение в грунтах растворенных в подземных водах соеди- нений, находящихся в виде ионов, ионных пар, ассоциаций и комплексов, осуществляется в результате действия двух взаимосвя- занных процессов – конвекции и диффузии. Конвекция – это перенос частиц растворенного в жидкости веще- ства при ее движении. Конвективный поток вещества пропорциона- лен действительной скорости движения жидкости, а также концен- трации вещества. Молекулярная диффузия в подземных водах обусловлена тепло- вым движением частиц под действием концентрации вещества в разных точках. Процесс фильтрации воды и миграция влаги с растворенными в ней загрязняющими веществами зависят от содержания грунтовых фрак- ций (песчаных, пылеватых, глинистых) и пористости. Пористость – отношение объема пор грунта к общему его объему. Поверхностные стоки, просачивающиеся в грунтовую толщу, перемещаются по направлению движения подземных вод. Доминирующим фактором миграции загрязнителей в водопроницаемых породах (крупнообло- мочных и песчаных) является конвективный перенос – передвижение вместе с подземным потоком. В толщах пылевато-глинистых грунтов определяющим является молекулярно-диффузный перенос в различ- ных точках пласта. Например, при устройстве в основании шламохра- нилищ и различного рода накопителей защитных экранов из пылевато- глинистых грунтов молекулярно-диффузный перенос загрязняющих веществ через пласт толщиною δ = 1–3 м может привести к появлению относительных концентраций C = с/свх = 0,01–0,001 через 5–25 лет (рис. 2.1). 15 10 20 30 40 50 1 2 3 Годы Толщина экрана, ,мδ C = 0, 01 C = 0, 00 1 C = 0, 5 Рис. 2.1. Зависимость C при переносе растворенных веществ через экран из суглинка Чтобы обезопасить экологические системы, защитить железобе- тонные фундаменты и другие конструкции от воздействия потока загрязняющих веществ, содержащихся в грунтовых водах, вблизи техногенных объектов, необходимо на пути их миграции устраивать барьеры. Выделяют три основных типа барьеров: геохимические, физико-механические, механические. С целью локализации (ограничения) областей загрязнения на практике устраивают горизонтальные и наклонные экраны или вертикальные экраны из пылевато-глинистых грунтов. Скорость распространения загрязнения в толще грунта зависит от его грану- лометрического состава и пористости и регулируется многим рядом факторов: – минералогическим составом частиц (кварц, каолинит, кальцит и др.); – наличием ионов; – способностью поверхности минеральных частиц к адсорбции; – образованием солей вследствие химических реакций; – диффузным (в экране) и конвекционным (в песчаной толще) переносом. 16 В качестве материалов для устройства экрана используются та- кие типы глин, которые обладают способностью к набуханию (бен- тонит, каолинит и др.), способствующие малой проницаемости экрана. Общий положительный заряд минералов глин приводит к притяжению отрицтельных ионов. Благодаря адсорбции и ионному обмену тяжелые металлы быстро осаждаются в глиняном экране. Они продвигаются в нем в 100 раз медленнее, чем вода. В процессе продвижения загрязненных вод через экран первоначальное коли- чество ионов уменьшается. Характер передвижения некоторых видов загрязнителей в гли- нистой среде, установленный экспериментально, представлен на рис. 2.2. 1 2 3 Концентрация, С, мг л/ Глубина проникновения, ,мZ Рис. 2.2. Проникновение в глубину тяжелых металлов (1), органических веществ (2) и хлоридов (3) Способность проникать в глинистую толщу конкретного загряз- нителя можно выразить через коэффициент распределения вещества в экране Kd. По данным специальных экспериментов для органиче- ских веществ значение Kd = 0,65, для тяжелых металлов (Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Mg, Fe, Mu) Kd < 0,65, а для хлоридов Kd > 0,65. 17 В пылевато-глинистых грунтах скорости фильтрации воды по сравнению с песчаными небольшие. Процесс фильтрации воды в толще с глинистым экраном исследуется с помощью стеклянной трубки, в которую помещают слои грунтов в воздушно-сухом со- стоянии. После определения скорости нисходящей фильтрации воды в каждом из слоев рассчитывают скорость продвижения загрязняющего вещества в экране по формуле 1 ρ 1 s w d V V K e     =    +    , cм/с, где Vs – скорость миграции вещества в экране, см/c; Vw – скорость движения воды, см/c; ρ – плотность пылевато-глинистого грунта, г/см3; Kd – коэффициент распределения вещества в экране; e – коэффициент пористости ρ ρ ρ s d d e − = , где ρs – плотность глинистых минералов, ρs = 2,73 г/см 3; ρb – плотность абсолютно сухого грунта ρ ρ , 1d W = + где W – гигроскопическая влажность пылевато-глинистого грунта, W = 0,07–0,17. Порядок проведения работы: 1. Определение плотности испытуемых песчаного и пылевато- глинистого грунтов. 2. Для определения плотности пылевато-глинистый грунт взве- сить и результаты занести в табл. 2.1. 18 Таблица 2.1 Расчет плотности грунта Номер бюкса Масса бюкса с грунтом, г Масса бюкса с оставшим- ся грунтом, г Масса засы- панного грунта, г Объем грунта, см3 Плотность грунта, г/см3 000 m1 m2 m = m1 – m2 V = πr2h r = 0,75 см h = 10 cм ρ = m/V 2. В градуированную стеклянную трубку длиной 90 см и с внут- ренним диаметром 1,5 см через воронку засыпать грунты в после- довательности: на высоту 20 см – песчаный, затем на высоту 10 см – пылевато-глинистый, сверху пылевато-глинистого грунта на высоту 50 см засыпать песчаный грунт. 3. Нижний конец заполненной грунтом трубки поместить в бан- ку, расположенную на подставке, и прикрепить к штативу. 4. В трубку сверху из стакана залить воду на высоту 20 см – до верхнего торца. При насыщении водой грунт приобретает более темный цвет, что легко определяется визуально. 5. Секундомером замерить время прохождения воды в каждом из слоев, результаты занести в табл. 2.2 и рассчитать скорости движе- ния воды (Vw). Таблица 2.2 Расчет скорости движения воды в грунтах Высота слоя Песчаный 50 см Пылевато- глинистый 10 см Песчаный 20 см Время прохожде- ния воды t, с Скорость Vw, см/c 6. Рассчитать скорость продвижения органических загрязнителей в экране из испытуемого пылевато-глинистого грунта (Vs). 7. Проанализировать полученные результаты и сделать выводы. 19 Лабораторная работа № 3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЛЕГКО- И СРЕДНЕРАСТВОРИМЫХ ФОРМ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В ПОЧВАХ И ГРУНТАХ Цель работы: научиться определять степень засоления почв и грунтов химическими соединениями. Оборудование: весы с разновесами; колбы 200 и 100 мл; воронки; стеклянные палочки; фильтры; пробирки; 10%-я и 37%-й соляная кислота; концентрированная азотная кислота; азотно-кислое серебро; 20%-й раствор хлористого бария; раствор дефенеламина в серной кислоте; 4%-й раствор щавелево-кислого аммония. Теоретические сведения Различные виды хозяйственной деятельности, в том числе и не связанные напрямую с литосферой, зачастую сопровождаются раз- рушениями, трансформацией и загрязнением почв и грунтов. Загрязнение литосферы происходит в результате деятельности промышленных предприятий, мощного потока автотранспорта, ав- тозаправочных станций, оседания пыли от эксплуатации дорог, складирования промышленных и бытовых отходов, техногенных аварий, борьбы с гололедом. Также значительной трансформации или разрушению подвергаются грунты и почвы вследствие водной и ветровой эрозии, горно-промышленной деятельности (разведка, добыча и переработка полезных ископаемых), некачественного осуществления мелиоративных работ, строительства (промышлен- ное, жилищное, дорожное, гидротехническое, сооружение трубо- проводов, ЛЭП и т. п.). Присутствие в почвах и грунтах легко- и среднерастворимых со- единений имеет большое значение. Увеличение в них концентрации хлоридов и сульфатов приводит к дефициту доступной для расте- ний влаги, нарушает водный режим, способствует возникновению хлорозов и некрозов листовых пластинок, отмиранию живой ткани и преждевременному опаданию листьев. Легкорастворимые соли тоже могут попадать в водоносные горизонты и скважины, ухудшая качество воды. Наиболее вредными солями являются сода (Nа2СО3), хлориды (NаCl, MgCl2, CаCl2) и сульфат натрия (Nа2SО4), т. е. лег- корастворимые соединения. 20 Из среднерастворимых солей безвредными для живых организ- мов являются карбонаты кальция и магния, а также сульфат кальция (гипс). Однако они могут влиять на прочностные характеристики грунтов, изменяя удельное сцепление (с) и угол внутреннего трения (φ). При этом также ускоряется разрушение бетонных и железобе- тонных конструкций и кирпичной кладки, что является важным при выборе строительной площадки. Практически все эти соли встречаются на обочинах дорог и городских улиц, в жилых кварталах и микрорайонах вследствие разнообразной антропогенной деятельности. Содержание водорастворимых солей в большинстве почв колеб- лется от сотых до десятых долей процента. Слабосолеными счита- ются грунты с содержанием солей от 0,01 до 0,2 %, практически незасоленными являются грунты, в которых содержание солей ко- леблется от тысячных до сотых долей. Засоленными считаются грунты с содержанием солей более 0,2 %. Если содержание солей превышает 1 %, то их относят к солончакам. Порядок проведения работы 1. Приготовление почвенной вытяжки. Взвешивают 25 г растертого и просеянного грунта из почвы, переносят в коническую колбу, зали- вают 50 мл дисцилированной воды, взбалтывают 15 мин, отстаивают 5 мин, фильтруют через воронку со складчатым фильтром, сливая раствор по стеклянной палочке и наливая каждый раз более, чем до половины фильтра. 2. Определение хлор-иона. Берут в пробирку 5 см водной вытяж- ки, подкисляют азотной кислотой (1–2 капли) для разрушения бикарбонатов, прибавляют несколько капель азотно-кислого сереб- ра (AgNO3), перемешивают. По характеру осадка судят о содержа- нии хлор-иона (табл. 3.1). Таблица 3.1 Характеристика осадка Осадок Содержание Cl− мг на 100 мл вытяжки г на 100 г почвы, % Большой хлопьевидный > 10 десятые доли Сильная муть 5–10 сотые доли Опалесцения (помутнение) 1–0,1 тысячные доли 21 3. Определение сульфат-иона. Фильтрат водной вытяжки в коли- честве 2 см3 отливают в пробирку, добавляют несколько капель концентрированной соляной кислоты и 1–2 см3 раствора хлористого бария (BаCl2). Раствор в пробирке нагревают до кипения. При нали- чии сульфатов происходит реакция: 2 4 2 4Na SO + BaCl = 2NaCl + BaSO .↓ Сульфат бария выпадает в виде белого мелкокристаллического осадка (табл. 3.2). Таблица 3.2 Характеристика осадка Осадок Содержание 4SO − мг на 100 мл вытяжки г на 100 г почвы, % Большой, быстро оседающий на дно 50 десятые доли Муть, появляющаяся сразу 10–1 сотые доли Медленно появляющаяся муть 1–0,5 тысячные доли 4. Определение кальция. Фильтрат водной вытяжки в количестве 3 см3 наливают в пробирку, подкисляют 1–2 каплями 10%-й соля- ной кислоты и добавляют 1,5–2 см3 4%-го раствора щавеле-кислого аммония (NH4)2С2О4. При наличии кальция протекает реакция с образованием оксала- та кальция (СаС2О4) и хлористого аммония (NH4Cl) (табл. 3.3): ( )2 4 2 4 2 4 42CaCl + NH C O = CaC O + 2NH Cl. Таблица 3.3 Характеристика осадка Осадок Содержание Ca ++ мг на 100 мл вытяжки г на 100 г почвы, % Большой, выпадающий сразу 50 десятые доли Муть, выделяющаяся при перемешивании 10–1 сотые доли Слабая муть, выделяющаяся при стоянии 1–0,1 тысячные доли 22 5 Определение нитратов. В пробирку наливают 2 см3 фильтрата водной вытяжки и по каплям добавляют раствор дифениламина в серной кислоте. При наличии нитратов раствор окрашивается в си- ний цвет. 6. Заключение о наличии солей в пробе почвы. По итогам лабо- раторных испытаний заполняется отчет по форме. Наименование солей Отметка о наличии в почве (+) или (–) Характеристика раствора или осадка Содержание солей Степень засоления мг на 100 мл г на 100 г, % Хлориды Сульфаты Карбонаты Нитраты 23 Лабораторная работа № 4 ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ ВЫБРОСЫ В АТМОСФЕРУ Цель работы: научиться определять опасность выбросов от одиночного точечного источника и рассчитать ПДВ. Оборудование: контурные карты г. Минска; прил. 1. Параметры выбросов нагретой газовой смеси; прил. 2. Баллы по шкале Бофорта и действие ветра. Теоретические сведения При проектировании новых и реконструкции действующих про- мышленных предприятий необходимо заранее рассчитать ожидае- мое количество и состав выбросов. На базе выполненных расчетов прогнозировать вероятный уровень загрязнения атмосферного воз- духа и разрабатывать возможные природоохранные мероприятия. Ожидаемое количество выбросов определяют расчетным путем по укрупненным удельным показателям. Наиболее действенным инструментом в защите атмосферного воздуха от вредных веществ является разработка и внедрение ПДВ. На рассеивание ЗВ в атмосфере влияют: – направление ветра; – скорость ветра; – температура атмосферного воздуха; – температурная стратификация атмосферы. Приземная концентрация загрязняющих веществ зависит: – от состава образующейся пылегазовоздушной смеси; – параметров источника выброса; – интенсивности выброса; – температуры выброса; – эффективности пылеулавливания; – аэродинамических условий. Термины и определения ПДК – предельно допустимая концентрация – такая концентрация вещества, которая не оказывает вредного воздействия на организм. 24 ПДКмр – максимальная разовая концентрация – такая «мр» кон- центрация вещества, которая не оказывает вредного воздействия на организм в течение 20 мин. ЗВ – загрязняющие вещества. ПДВ – предельно допустимый выброс – научно-технический норматив, устанавливаемый из условия, что содержание ЗВ в при- земном слое воздуха (на высоте 1,5–2 м от поверхности земли) от рассматриваемого источника не превысит ПДК для населения, жи- вотных и растений. Расчет приземной максимальной концентрации от одиночного источника Максимальную концентрацию ЗВ в приземном слое (Сmax, мг/м 3), от одиночного точечного источника выброса круглого сечения рас- считывают по формуле max 2 3 1 η , AM F mn C H V T = ∆ где А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы и характеризующий условия перемешивания примесей (для Беларуси А = 140); М – интенсивность выброса мг/с; Н – высота источника выброса, м; F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседа- ния частиц из атмосферы и применяемый: F = 1 (для газообразных веществ); F = 2 (для минеральных частиц: при степени очистки более 90 %); F = 2,5 (то же при степени очистки от 75 до 90 %); F = 3 (то же при степени очистки менее 75 %); η – коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности на рассеивание примесей (η = 1 для ровных поверхностей, η < 1 – для местности с препятствием); m – коэффициент, учитывающий условия выхода нагретой смеси газов: 25 ( ) 130,67 0,1 0,34 ,m f f −= + + 2 0 2 Д 1000 U f H T = ⋅ ∆ , где U0 – скорость выхода нагретой смеси газов, м/с; Д – диаметр сечения источника выброса, м; n – коэффициент, учитывающий скорость ветра Um ′ (см. прил. 2) при Um |>| 2 м/с n |=| 1; 0,5 |<| Um |≤| 2 м/с 20,532 2,13 3,13m mn U U= − + ; Um |≤ |0,5 м/с n |=| 4,4 Um; V1 – объем выбрасываемой нагретой смеси газов 2 0 1 πД 4 U V = , м3/с; ΔТ – разность температур нагретой смеси и атмосферного воз- духа, °С; Т0 – Та Расчет максимального расстояния до точки формирования максимальной концентрации от источника выброса Максимальное расстояние Хmax, м, от точечного источника вы- броса до точки Сmax рассчитывается по формуле max 5 4 F X dH − = ⋅ , где d – безразмерный эмпирический коэффициент влияния скорости ветра, который определяется в зависимости от параметра Um: d = 2,48Um (1 + 0,28 3 f ) при Um ≤ 0,5 м/с; d = 4,95Um (1 + 0,28 3 f ) при 0,5 < Um < 2 м/с; d = ( )37 1 0,28mU f+ при Um > 2 м/с. 26 Расчет уровня загрязнения в приземном слое max мр УЗ 1 ПДК C = ≤ , где для SO2 2мрSOПДК 0,5≤ мг/м 3; для NOx мрNOПДК 0,085x ≤ мг/м 3; для золы мрПДК 0,5≤ мг/м 3. Опасность отсутствует, если на расстоянии Хmax соблюдается условие непревышения уровня загрязнения. При оценке опасности загрязнения атмосферы оксидами SO2 и NOx следует учитывать однонаправленное действие этих веществ (т. н. «эффект суммации»), т. е. 2 2 max NOmaxSO SO NO УЗ 1. ПДК ПДК x x CC = + ≤ В случае превышения норм (т. е. УЗ |>| 1) следует, пользуясь формулой max 2 3 1 η , AM F mn C H V T = ∆ рассчитать ПДВ, при котором не бу- дет превышения уровня загрязнения. Определение значения величины ПДВ Расчет ПДВ для данного источника базируется на мощности вы- броса Мв при maxС = ПДК 2 3 max 1 в Δ М η C H V T AFmn = , мг/с. При окончательном расчете ПДВ необходимо учесть фоновую концентрацию веществ Сф и эффект суммации 27 ( ) 2 3max ф 1Δ ПДВ η С С Н V T AFmn − = , мг/с, где Сф,SO2 = 0,001 мг/м 3; Сф,NOx = 0,015 мг/м 3; Cф, зола = 0,018 мг/м 3. Порядок проведения работы 1. По заданному варианту прил. I рассчитать значения величин maxС и Хmax. 2. Оценить уровень загрязнения приземного слоя воздуха для каждого из веществ. 3. Определить допускаемую мощность выброса ПДВ. 4. Результат расчетов представить в табличной форме. 5. На контурную карту г. Минска нанести конкретный одиноч- ный источник и определить Хmax. Вещество Cmax , мг/м 3 Хmax, м УЗ ПДВ, мг/с Окислы серы Окислы азота Зола 28 ПРИЛОЖЕНИЕ I Параметры выброса нагретой газовой среды Вари- ант МSO2, мг/с МNOх, мг/с Мзолы, мг/с Н, м Д, м U0, м/с Т0, оС Тa, оС Степень очистки, % Характеристика ветра 1 6,0 5,9 63,0 28 1,0 12,0 160 20 90 Тихий 2 8,0 5,2 42,0 30 1,4 8,0 125 12 75 Очень крепкий 3 10,0 3,8 14,5 25 1,0 12,5 100 19 76 Легкий 4 30,0 4,2 69,3 28 1,5 15,0 80 15 78 Слабый 5 25,0 1,5 15,0 18 0,7 16,0 90 +10 77 Крепкий 6 15,0 4,3 14,2 15 0,8 21,0 130 –5 74 Свежий 7 12,0 4,2 17,0 28 1,0 12,0 160 20 70 Сильный 8 15,0 7,8 19,2 32 1,5 9,0 125 25 80 Умеренный 9 42,0 6,2 14,1 20 1,2 10,0 135 –15 85 Тихий 10 19,5 4,3 26,5 24 1,5 14,0 215 +25 89 Умеренный 11 18,0 2,0 34,5 25 1,7 10,0 220 +20 84 Легкий 12 7,0 2,2 44,5 30 1,5 9,0 180 30 79 Сильный 13 15,4 2,0 18,9 23 1,2 14,0 175 –5 80 Очень крепкий 14 16,0 2,8 14,1 18 1,0 6,0 170 0 85 Свежий 15 8,0 3,5 27,5 19 1,0 11,0 200 12 90 Крепкий 16 21,0 6,6 34,8 35 1,5 19,0 210 14 92 Легкий 17 32,0 7,4 52,1 30 1,5 14,0 190 –20 91 Слабый 18 29,0 4,2 58,4 40 2,0 9,0 145 19 89 Тихий 19 15,0 5,6 62,1 38 1,8 8,0 140 15 85 Сильный 20 14,0 9,8 63,2 24 1,5 10,0 155 –5 75 Умеренный 21 13,0 5,4 50,0 19 1,0 13,0 180 –10 76 Очень крепкий 22 8,0 3,2 42,2 20 1,0 12,0 165 18 80 Свежий 23 7,0 6,4 24,0 30 1,4 15,0 160 20 77 Крепкий 29 ПРИЛОЖЕНИЕ II Баллы шкалы Бофорта и действие ветра Баллы Бофорта Скорость ветра Um, м/с Характеристика ветра Действие ветра 0 0 Штиль Отсутствие ветра. Дым из труб поднимается отвесно 1 0,9 Тихий Дым из труб поднимается не совсем отвесно 2 2,4 Легкий Движение ветра ощущается лицом. Шелестят листья 3 4,4 Слабый Колеблются листья и мелкие сучья. Развеваются легкие флаги 4 6,7 Умеренный Колеблются тонкие ветки деревьев. Ветер поднимает пыль и клочки бумаги 5 9,3 Свежий Колеблются большие сучья. На воде появляются волны 6 12,3 Сильный Колеблются большие ветки. Гудят телефонные провода 7 15,6 Крепкий Качаются стволы небольших деревьев. На море поднимаются пенящиеся волны 8 18,9 Очень крепкий Ломаются ветки деревьев. Трудно идти против ветра 9 22,6 Шторм Небольшие разрушения. Срыва- ются дымовые трубы и черепица 10 26,4 Сильный шторм Значительные разрушения. Дере- вья вырываются с корнем 11 30,5 Жесткий шторм Большие разрушения 12 34,8 13 39,2 14 43,8 15 48,6 Ураган Опустошительные разрушения 16 53,5 17 58,6 30 Лабораторная работа № 5 ШУМОВОЙ РЕЖИМ ТРАНСПОРТНОЙ МАГИСТРАЛИ, ТЕРРИТОРИЙ И ПОМЕЩЕНИЙ Цель работы: научиться определять уровень шума, создаваемо- го транспортной магистралью на территориях жилой застройки и в помещениях Оборудование: измерительная рулетка 50 м; сигнальные флажки; секундомер. Теоретические сведения Среди антропогенных экологических факторов в городе важ- нейшим является шум. Шумовое загрязнение – это превышение уровня естественного шума и изменение звуковых характеристик (периодичности, силы звука) вследствие работы транспорта, про- мышленных устройств, бытовых приборов и т. д. Частотный диапа- зон шумов, слышимых человеком, 16–20000 Гц. Наиболее опасны шумы в диапазоне 3000–5000 Гц. По характеру спектра шумы де- лятся на широкополосные и тональные; по временным характери- стикам: на постоянные и непостоянные. В свою очередь непостоян- ные шумы делятся на колеблющиеся во времени, прерывистые и непрерывистые. Шум как волновое колебание упругой среды изме- ряется в децибелах (дБ), общий уровень непостоянного во времени звукового давления AL , дБА (определяется шумомером на кривой частотной коррекции А). Санитарный порог шума – 55 дБА. Уровень шума на автомагистралях составляет 65–75 дБА, на автотрассах с ин- тенсивным движением – 100 дБ, от пневматического отбойного мо- лотка – 120 дБА, от ТЭС в момент сброса в атмосферу пара – 132 дБА, от работающих двигателей сверхзвуковых самолетов – 145 дБА. Работа в шуме вызывает быструю утомляемость, снижает ум- ственную активность и производительность труда, приводит к нервным заболеваниям и потере слуха. Шум сокращает жизнь чело- века на 10–12 лет. Музыкальные шумы при интенсивности 120 дБА являются шумовыми наркотиками и приводят к «шумовому опья- нению», которое возникает в результате резонанса клеточных 31 структур в ответ на громкие ритмичные звуки. Уровень шума, со- здаваемый современной электронной музыкой, превышает болевой порог и достигает 130 дБА. При интенсивности шума 140–145 дБА появляются вибрации в тканях носа, горла, зубах. При шуме более 160 дБ разрываются барабанные перепонки. Допустимый уровень шума в квартире – 40 дБА. Термины и определения Звук – распространяющиеся в упругой среде и воспринимающи- еся слухом (ухом) возмущения в виде колебаний и волн (в воздухе – воздушный шум, в жидкости или твердом теле – структурный звук). Порог слышимости – воспринимаемое незащищенным челове- ческим ухом давление Р0 = 2·10 –5 Па (человеческое ухо слышит звук на частоте 1 кГц в динамическом диапазоне от Р0 до Р = 20 Па). Полное давление Рі – создавшееся в реальных условиях в рас- сматриваемой области давление (скалярная величина, зависящая от времени t и координаты r). Звуковое давление Р – это переменное изменение статического давления воздуха, измеряемое в паскалях (1 Па = 1 Н/м2): Р = Рі – Р0. Звуковой луч – направление распространения звуковой волны. Фронт волны – геометрическое место точек, в которых фаза ко- лебаний имеет одно и то же значение. Звуковое поле – область пространства, в которой распространя- ются звуковые волны. Частота колебаний f – величина, обратная периоду колебаний, измеряемая в герцах: 1 ω 2π f T = = , Гц, где ω – круговая частота, рад/с. Резонанс – явление, при котором имеет место совпадение частот колебаний вынужденных f и свободных f0. 32 Затухающие колебания – свободные колебания с убывающей (затухающей) энергией. Инфразвук – колебания или волны с частотой, лежащей ниже нижней граничной частоты восприятия уха человека (ниже 16 Гц). Ультразвук – колебания или волны с частотой выше верхней граничной частоты восприятия уха человека (выше 16 кГц). Шум – звук, нарушающий тишину, постоянно присутствующий или мешающий слуховому восприятию, приводящий к напряженно- сти или нарушению здоровья (нежелательный, неприятный). Шум окружающей среды – звук, который обычен для опреде- ленного места (цех, квартира, улица). Уровень звукового давления (УЗД) – параметр практической оценки шума L, дБ (децибелл): ( ) ( )2 20 010lg / 20lg / .i iL P P P P= = Уровень звуковой мощности (УЗМ) – параметр практической оценки звука Lр, дБ: ( )010lg /p iL N N= , iN – звуковая мощность источника, принимаемая по паспорт- ным данным, Вт; 0N – пороговая звуковая мощность, 0N = 2 · 10 –12 Вт. Уровень звука – общий уровень непостоянного во времени зву- кового давления, LA дБА (определяется шумомером на кривой ча- стотной коррекции A). Суммарный (эквивалентный) уровень звука LАэкв, дБА – уровень стабильного широкополосного неимпульсного шума. Источники и нормирование шума Цель гигиенического нормирования: профилактика возможных функциональных расстройств и заболеваний, развития чрезмерного утомления и снижения трудоспособности населения. Степень шу- мозащищенности определяется нормами допустимого шума для территории или помещения данного значения. Нормируемыми параметрами постоянного шума в расчетных точках следует считать уровни звукового давления L, дБ, в октав- 33 ных полосах частот со среднегеометрическими частотами: 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц. Нормируемыми параметрами колеблющегося во времени шума в расчетных точках следует считать эквивалентные (по энергии) уровни звука LАэкв, дБА. Нормируемыми параметрами прерывистого и импульсного шума в расчетных точках следует считать эквивалентные (по энергии) уровни звукового давления Lэкв, дБ, в октавных полосах, что и для L. Допустимые значения величин L (Lэкв) в октавных полосах ча- стот в зависимости от вида помещений и территорий находятся в пределах 13–79 дБ, а LA и LАэкв – в пределах 25–60 дБА (55 дБА для жилой застройки) и принимаемых в соответствии с таблицей 1 СНиП 23–03–2003. «Защита от шума». Октавные уровни величины L, дБ, в расчетных точках, если источник расположен на территории застройки, следует определять по формуле β 15lg 10lg 10lg 1000 a p r L L r ⋅ = − + Φ − − Ω , где L, Lp – см. выше; r – расстояние в м от источника шума до расчетной точки ; Ф – фактор направленности источника шума (Ф = 1 при равно- мерном излучении звука); β а – затухание звука в атмосфере, дБ/км, Частоты октав- ных полос 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 βа, дБ/км 0 0,7 1,5 3 6 12 24 48 Ω – пространственный угол излучения звука: Ω = 4π – в пространстве; Ω = 2π – на поверхности территории или ограждающих кон- струкций зданий и сооружений. Принципы защиты застройки от шума 34 К ним относится комплекс градостроительных мероприятий строительно-акустических средств снижения шума: – зонирование территорий; – экранирование; – шумозащитные окна; – шумозащитные здания. Функциональное зонирование заключается в отделении селитеб- ных, лечебных и рекреационных районов от промышленных и ком- мунально-складских, а также транспортных коммуникаций. Это до- стигается обеспечением: – соблюдения минимальных расстояний между границами зон; – временем действия определенных уровней звука (в ночное и дневное время); – различных допускаемых уровней звука. Шумозащитные здания (выделяют два типа): – дома со специальной объемно-планировочной структурой и объемно-пространственными решениями (не более одной комнаты со стороны улицы); – окна и балконные двери имеют повышенную звукоизоляцию и снабжены специальными вентиляционными устройствами, совме- щенными с глушителями шума. Комплекс вышеупомянутых мероприятий реализуется экологи- ческой архитектурой, охватывающей направления: – ландшафтное; – эстетическое; – выделение зон (селитебных, рекреационных, санитарно-защит- ных, промышленных, внешнего транзита, коммунально-складских). Оценка шумового режима Шумовой фон районов застройки формирует, главным образом, городской транспорт. Шумы оценивают параметрами LАэкв. Величи- ну этого показателя замеряют шумомерами и фильтрами. Однако они отражают состояние на момент измерений, а не стабильное значение уровня звука LАэкв. Для определения значения величины LАэкв на дороге и на территории жилой застройки проводят натурное обследование транспортной магистрали и территории, включающее в себя параметры: – размеры проходящих потоков; 35 – структура автомобильного потока; – скорость автомобильного потока; – расстояние от автодороги до конструкций зданий и сооружений; – наличие экранирующих устройств (забор, киоск, строение, земляной вал, вертикальные щиты и др.) и их параметры; – ширина улицы между фасадами зданий; – вид покрытия проезжей части; – наличие уклона дороги. Натурное обследование территории На обочине транспортной магистрали располагаются наблюда- тели, которые фиксируют параметры движения в «часы пик». Ре- зультаты полученных данных сводят в табл. 5.1 Место обследования ________________________________________ (адрес) Время обследования_________________________________________ (дата, время суток, погода) Таблица 5.1 Размеры проходящих потоков Интервалы времени обследования Размеры проходящих потоков Автомобили Автобусы Микроавтобусы Троллейбусы легковые грузовые По данным табл. 5.1 устанавливают: интенсивность движения N – количество единиц в 1 час, P – процент содержания в потоке грузового и общественного транспорта. Результаты сводят в табл. 5.2. 36 Таблица 5.2 Скорости автомобильного потока Расстояние Время, с Вид транспорта Скорость, км/ч троллейбус автобус / микроавтобус автомобиль легковой автомобиль грузовой микроавтобусы По данным табл. 5.2 устанавливают среднюю скорости V в км/ч. Вид покрытия проезжей части: _____________________________ (асфальтобетон, цементобетон, гравий, песок, связный грунт) Расстояние от автомагистрали до фасадной стороны здания (r, м). Всего, асфальтовое покрытие, газон, зеленые насаждения, от- крытый грунт Экранирующие элементы и их расположение: забор, киоск, стро- ение, земляной вал, вертикальные щиты. Ширина улицы между фасадами зданий – _________________ м. Наличие уклона дороги (%). Расчет уровня шума, создаваемого транспортной магистралью Графический расчет На практике используют графоаналитический метод расчета уровня звука (специальная номограмма ЦНИИП градостроитель- ства). По натурному обследованию территории и потоков транспор- та прилегающей магистрали выявляют исходные данные N1, V и P. Эквивалентные уровни звука в РТ определяют по номограмме, приведенной на рис. 5.1. 37 Рис. 5.1. Номограмма для определения LАэкв в 7,5 м от оси ближайшей полосы движения транспорта 38 В номограмме величина LАэкв поставлена в зависимости от соче- тания парных значений: вначале от скорости движения V, км/ч, и процента содержания в потоке грузового и общественного транс- порта Р, % (шкала в левой части рисунка), а затем от плотности по- тока N (правая часть графика). Аналитический расчет Значение величины LАэкв, создаваемого автотранспортом на транспортной магистрали: 1 2экв 10lg 13,3lg 4lg(1 ) 15А A AL N V p L L= + + + + ∆ + ∆ + , дБа, где 1A L∆ – поправка, учитывающая вид покрытия проезжей части улицы или дороги, дБа (при асфальтобетонном покрытии 1A L∆ = 0, при цементобетонном – 3 дБА); 2A L∆ – поправка, учитывающая продольный уклон улицы или дороги, дБА, определяемая по табл. 5.3. Таблица 5.3 Уровень шума в зависимости от уклона дороги Продольный уклон улицы или дороги, % Доля средств грузового и общественного транспортного потока, % 0 5 20 40 100 2 0,5 1,0 1,0 1,5 1,5 4 1,0 1,5 2,5 2,5 3,0 6 1,0 2,5 3,5 4,0 5,0 8 1,5 3,5 4,5 5,5 6,5 10 2,0 4,5 6,0 7,0 8,0 39 Расчет величин LАэкв, создаваемого трамваями Натурное обследование территории выполняется вдоль трамвай- ного пути. Эквивалентный уровень LАэкв определяется по формуле экв. тр 510lg 51А AL N L= + ∆ + , дБА, где N – интенсивность движения трамваев, пар/ч; 5AL∆ – поправка, учитывающая влияние основания пути, дБА, определяется по табл. 5.4. Таблица 5.4 Увеличение уровня шума в зависимости от трамвайного пути Основание пути 5AL∆ , дБА Шпально-песчаное 0 Шпально-щебеночное +4 Шпально-щебеночное на монолитной плите +1 Монолитно-бетонное +10 Расчет уровня шума, создаваемого транспортной магистралью всеми видами транспорта Расчет эквивалентного уровня шума от всех видов транспорта на расстоянии 7,5 м от оси магистрали рассчитывается по формуле экв0,1 экв 1 10lg 10 Ai n L А i L =   =     ∑ , дБА. Расчет LАэкв на территории жилой застройки Эквивалентный уровень звука LАэкв, создаваемый транспортом у фасада здания, определяется по формуле 40 3 4экв.тер экв ,A A A AL L L L= − ∆ + ∆ дБА, где 3A L∆ – снижение уровня шума в зависимости от расстояния от оси полосы движения транспорта до расчетной точки и от вида по- верхности на этом участке 3 1 2 3 4A L x x x x∆ = + + + , где 1x – снижение уровня шума под влиянием открытого грунта; 2x – снижение уровня шума под влиянием газона; 3x – снижение уровня шума под влиянием зеленых насаждений; 4x – снижение уровня шума под влиянием экранирующих устройств. Снижение уровня шума в зависимости от поверхности рассчиты- вается по формуле i ix K x= , где iK – коэффициент поглощения шума, составляющий: для асфаль- та – 0,9; открытого грунта – 1; газона – 1,1; зеленых насаждений из двух рядов деревьев шириной 6 м – 1,2; той же полосы с сомкнуты- ми кронами с подлеском и кустарником – 1,5; x – снижение уровня шума в результате сферического характе- ра распространения волн 10lg 7,5 r x = , дБА, где r – протяженность i-го покрытия, м; 4x – снижение шума экранирующими устройствами; определя- ется по табл. 5.5. 41 Таблица 5.5 Снижение шума за счет экранирующего устройства Эмпирический параметр W Снижение уровня шума x4, дБ Эмпирический параметр W Снижение уровня шума x4, дБ 1,0 14 3,0 23 1,5 17 3,5 24 2,0 19 4,0 25 2,5 22 – – 1,414 λ h a b W a b ⋅ + = ⋅ ⋅ , где λ – длина волны, м (при 500 Гц λ = 0,68 м); h – высота экрана, м (здание, сплошной забор и другие сооружения); a – расстояние от источника шума до экрана, м; b – расстояние от экрана до исследуемой точки, м; 4A L∆ – поправка, учитывающая влияние отраженного звука, определяемая по табл. 5.6, в зависимости от отношения р.т /h В , где р.тh – высота расчетной точки над поверхностью территории ( р.тh = 1,5 м); В – ширина улицы между фасадами зданий. Таблица 5.6 Уровень отраженного звука в зависимости от типа застройки Тип застройки Односторонняя Двусторонняя отношение р.т /h В 0,05 0,25 0,4 0,55 0,7 4 ,AL∆ дБА 1,5 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 42 Шумовой режим помещений При определении влияния транспорта на шумовой режим поме- щений учитывается наиболее слабое место ограждающих конструк- ций – оконные блоки. Проникая через эти элементы зданий, воз- душный шум ослабевает. Используя данные табл. 5.7, можно рас- считать снижение уровня звука. Таблица 5.7 Снижение уровня шума в зависимости от конструкции окна Тип заполнения оконного проема Толщина стекла, мм Воздушный промежуток между стек- лами, см Притворы без прок- ладок Притворы с уплотняю- щими прокладками Глухое остекление Открытое окно – – 5 – – Открытая форточка – – 10 – – Одинарный переплет 1,5–2 – 20 20 22 4–5 – 21 23 26 6–8 – 24 27 29 Спаренный переплет 1,5–2 3–5 21 22 24 4–5 3–5 23 25 27 6–8 3–5 25 28 30 Двойной переплет 1,5–2 10–12 31 36 38 20–25 34 39 41 4–5 10–12 35 40 43 20–25 38 44 46 6–8 10–12 37 42 45 20–25 40 46 48 Рекомендуемые уровни шума для видов трудовой деятельности представлены в табл. 5.8. 43 Таблица 5.8 ПДУ (предельно допустимые уровни) шума в помещении Вид трудовой деятельности Степень напряженности Рекомендуемые уровни, дБ(А) Выработка концепций, новых программ; творчество, преподавание IV 40 Руководство производством IV 50 Умственная работа, требующая сосредоточенности III 55 Умственная работа с оперативными и управленческими функциями III 60 Умственная операторская работа по точному графику и инструкциям II 65 Физическая работа, связанная с точностью, сосредоточенностью или периодическим слуховым контролем II 80 Порядок проведения работы 1. Изучить терминологию и определения. 2. Ознакомиться с методикой проведения натурных наблюдений и обмеров. 3. Изучить расчетные формулы и определяемые по ним параметры. 4. Выполнить натурные исследования на транспортных маги- стралях. 5. Сделать анализ шумовой ситуации с выводами и рекоменда- циями. 44 Лабораторная работа № 6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЫБРОСОВ АВТОТРАНСПОРТА НА ГОРОДСКИХ МАГИСТРАЛЯХ Цель работы: научиться оценивать величину выбросов загряз- няющих веществ в атмосферу автотранспортными потоками на го- родских магистралях. Оборудование: измерительная рулетка 100 м; секундомер; сиг- нальные флажки; полевые журналы. Теоретические сведения Основным источником загрязнения атмосферы в городе является автотранспорт. Так, в г. Минске на долю автотранспорта приходит- ся 80 % загрязнений атмосферы, в г. Москве – 90 %. Автотранспорт как источник загрязнения воздуха имеет свои особенности: – количество автотранспорта интенсивно увеличивается; – автотранспорт – движущийся источник, который встречается на строительных площадках, на территории больниц, санаториев, в охранных зонах и т. д; – выхлопные газы автомобилей содержат около 200 наименова- ний выбросов и из них только 6 является нетоксичными. Загрязняющие атмосферу вещества классифицируются следую- щим образом: раздражающие – вызывают ответную реакцию живых организмов; токсичные (от греч. «токсикон» – яд) – оказывают вредное воз- действие на организмы (окислы серы, окислы азота; фенол, серово- дород, сероуглерод, угарный газ, формальдегид, бенз(а)пирен, сви- нец, пары бензина); сенсибилизирующие (от лат. «чувствительный») – повышают чувствительность организма к воздействиям химических соедине- ний и лежат в основе аллергии (пыль, пух, нитраты); мутагенные – вызывают изменение наследственных свойств в организме в результате нарушений в генетическом материале (бенз(а)пирен, формальдегид, свинец); 45 канцерогенные (от лат. «канцер» – рак) – вызывают образование раковых клеток и опухолей (бенз(а)пирен, пыль, формальдегид, бензол); тератогенные (от гр. «тератос» – чудовище) – вызывают фор- мирование аномалий и уродств в процессе эмбрионального разви- тия (диоксины, фураны, бенз(а)пирен). Последствиями загрязнения атмосферы являются: ухудшение здоровья людей; разрушение строительных материалов и конструк- ций, коррозия металла; замедление роста зеленых насаждений; из- менение климатических условий. Для оценки величин выбросов загрязняющих веществ в атмо- сферу автотранспортными потоками на городских магистралях ис- пользуются результаты натурных обследований структуры и интен- сивности автотранспортных потоков с подразделением по основ- ным категориям автотранспортных средств. Усредненные удельные значения показателей выбросов отража- ют основные закономерности их изменения при реальном характере автотранспортного движения в городских условиях, определяемых целесообразным выбором передаточного отношения от двигателя к трансмиссии. При этом учитывается, что в городе автомобиль со- вершает непрерывно разгоны и торможения, перемещаясь с некото- рой средней скоростью на конкретном участке автомагистрали, определяемой дорожными условиями. Расчеты выбросов выполняются для следующих вредных веществ, поступающих в атмосферу с отработавшими газами автомобилей: – оксид углерода (СО); – оксиды азота NОx (в пересчете на диоксид азота); – углеводороды (СН); – сажа; – диоксид серы (SO2); – соединения свинца; – формальдегид; – бенз(а)пирен. Расчет выбросов загрязняющих веществ автотранспортом Выброс i-го вредного вещества автотранспортным потоком (MLi) определяется для конкретной автомагистрали, на всей протяженно- 46 сти которой структура и интенсивность автотранспортных потоков изменяется не более, чем на 20–25 %. При изменении автотранс- портных характеристик на большую величину автомагистраль раз- бивается на участки, которые в дальнейшем рассматриваются как отдельные источники. Такая магистраль (или ее участок) может иметь несколько регулируемых и нерегулируемых перекрестков. В районе перекрестка выбрасывается наибольшее количество вредных веществ за счет торможения и остановки автомобиля перед запрещающим сигналом светофора и последующим его движением в режиме «разгона» по разрешающему сигналу. Это обуславливает необходимость выделить на выбранной авто- магистрали участки перед светофором, на которых образуется оче- редь автомобилей, работающих на холостом ходу во время действия запрещающего сигнала. Таким образом, для автомагистрали (или ее участка) при нали- чии регулируемого перекрестка суммарный выброс М будет равен ( )1 2 1 2П П 1 n I IM M M M M= + + + +∑ ( )3 4 3 4П П 1 . n I IM M M M+ + + +∑ (1) где 1 2 3 4П П П П , ,М М М М – выброс в атмосферу автомобилями, находящимися в зоне перекрестка при запрещающем сигнале све- тофора; 1 2 3 4 , ,I I I IМ М М М – выброс в атмосферу автомобилями, дви- жущимися по данной автомагистрали в рассматриваемый период времени; n и m – число остановок автотранспортного потока перед пере- крестком соответственно на одной и другой улицах, его образую- щих, за 20-минутный период времени; индексы 1 и 2 соответствуют каждому из двух направлений дви- жения на автомагистрали с большей интенсивностью движения, а 3 и 4 – для автомагистрали с меньшей интенсивностью движения. 47 Расчет выбросов движущегося автотранспорта Выброс i-го загрязняющего вещества (г/мин) движущимся авто- транспортным потоком на автомагистрали (или ее участке) с фик- сированной протяженностью L (км) определяется по формуле 1 П , 1 , 60 k L k i V L M M Nk= ∑ (2) где П,k iM (г/км) – пробеговый выброс i-гo вредного вещества авто- мобилями k-й группы для городских условий эксплуатации, опреде- ляемый по табл. 6.1; k – количество групп автомобилей; N – (1/ч) – фактическая наибольшая интенсивность движения, т. е. количество автомобилей каждой из k групп, проходящих через фиксированное сечение выбранного участка автомагистрали в еди- ницу времени в обоих направлениях по всем полосам движения; Vk – поправочный коэффициент, учитывающий среднюю ско- рость движения транспортного потока (V, км/ч) на выбранной авто- магистрали (или ее участке), определяемый по табл. 6.2; 60 L – коэффициент пересчета «ч» в «мин»; L (км) – протяженность автомагистрали (или ее участка), из ко- торого исключена протяженность очереди автомобилей перед за- прещающим сигналом светофора, и длина соответствующей зоны перекрестка (для перекрестков, на которых проводились дополни- тельные обследования). 48 Таблица 6.1 Значения пробеговых выбросов П,k iM (г/км) для различных групп автомобилей Наименование группы автомобилей № группы СО Выбросы NOх (в пересчете на NO2) СН Сажа SO2 Формаль- дегид Соедине- ния свинца Бенз(а)- пирен Легковые I 19,0 1,8 2,1 – 0,065 0,006 0,019 1,7 · 10– 6 Легковые дизельные Iд 2,0 1,3 0,25 0,1 0,21 0,003 – Грузовые карбюраторные с грузоподъемностью до 3 т (в том числе работающие на сжиженном нефтяном газе) и микроавтобусы II 69,4 2,9 11,5 – 0,20 0,020 0,026 4,5 · 10– 6 Грузовые карбюраторные с грузоподъемностью более 3 т (в том числе работаю- щие на сжиженном нефтя- ном газе) III 75,0 5,2 13,4 – 0,22 0,022 0,033 6,3 · 10– 6 Автобусы карбюраторные IV 97,6 5,3 13,4 – 0,32 0,03 0,041 6,4 · 10– 6 Грузовые дизельные V 8,5 7,7 6,0 0,3 1,25 0,21 – 6,5 · 10– 6 Автобусы дизельные VI 8,8 8,0 6,5 0,3 1,45 0,31 – 6,7 · 10– 6 Таблица 6.2 Значения коэффициентов kV, учитывающих изменение количества выбрасываемых вредных веществ в зависимости от скорости движения Скорость движения (V, км/ч) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 60 75 80 100 kV 1,35 1,28 1,2 1,1 1,0 0,88 0,75 0,63 0,5 0,3 0,45 0,5 0,65 Примечание: для диоксида азота значение kV принимается постоянным и рав- ным 1 до скорости 80 км/ч. Расчет выбросов автотранспорта в районе регулируемого перекрестка При расчетной оценке уровней загрязнения воздуха в зонах пе- рекрестков следует исходить из наибольших значений содержания вредных веществ в отработавших газах, характерных для режимов 49 движения автомобилей в районе пересечения автомагистралей (торможение, холостой ход, разгон). Выброс i-го загрязняющего вещества (ЗВ) в зоне перекрестка при запрещающем сигнале светофора определяется по формуле Ц 1 1, гр ' П П , 1 140 k N N k n n k Р М М N − − = ∑ ∑ , г/мин, (3) где Р (мин) – продолжительность действия запрещающего сигнала светофора (включая желтый цвет); NЦ – количество циклов действия запрещающего сигнала све- тофора за 20-минутный период времени; Nгр – количество групп автомобилей; 1П М (г/мин) – удельный выброс i-гo ЗВ автомобилями, k-й группы, находящихся в очереди у запрещающего сигнала светофо- ра; ,k nN – количество автомобилей k группы, находящихся в оче- реди в зоне перекрестка в конце n-го цикла запрещающего сигнала светофора. Значения 1,П k M ′ определяются по табл. 6.3, в которой приведены усредненные значения удельных выбросов (г/мин), учитывающие режимы движения автомобилей в районе пересечения перекрестка (торможение, холостой ход, разгон), а значения Р, NЦ, ,k nN – по результатам натурных обследований. Таблица 6.3 Удельные значения выбросов для автомобилей, находящихся в зоне перекрестка 1,П k M ′ Наименование группы автомобилей № группы Выбросы СО NOх (в пересчете на NO2) СН Сажа SO2 Формаль- дегид Соедине- ния свинца Бенз(а)- пирен Легковые I 3,5 0,05 0,25 – 0,01 0,0008 0,0044 2,0 · 10–6 Легковые дизельные Iд 0,13 0,08 0,06 0,035 0,04 0,0008 – – Грузовые карбюраторные с грузоподъемностью до II 6,3 0,075 1,0 – 0,02 0,0015 0,0047 4,0 · 10–6 50 3 т (в том числе работающие на сжиженном нефтяном газе) и микроавтобусы Окончание табл. 6.3 Наименование группы автомобилей № группы Выбросы СО NOх (в пересчете на NO2) СН Сажа SO2 Формаль- дегид Соедине- ния свинца Бенз(а)- пирен Грузовые карбюраторные с грузоподъемностью более 3 т (в том числе работаю- щие на сжиженном нефтя- ном газе) III 18,4 0,2 2,96 – 0,028 0,006 0,0075 4,4 · 10–6 Автобусы карбюраторные IV 16,1 0,16 2,64 – 0,03 0,012 0,0075 4,5 · 10–6 Грузовые дизельные V 2,85 0,81 0,3 0,07 0,075 0,015 – 6,3 · 10–6 Автобусы дизельные VI 3,07 0,7 0,41 0,09 0,09 0,020 – 6,4 · 10–6 Грузовые газобаллонные, работающие на сжатом природном газе VII 6,44 0,09 0,26 – 0,01 0,0004 – 3,6 · 10–6 Порядок проведения работы 1. На основе изучения схемы улично-дорожной сети города, а также информации о транспортной нагрузке составляется перечень основных автомагистралей (и их участков) с повышенной интен- сивностью движения и перекрестков с высокой транспортной нагрузкой. 2. Для определения характеристик автотранспортных потоков на выбранных участках улично-дорожной сети проводится учет про- ходящих автотранспортных средств в обоих направлениях с под- разделением по следующим группам: I. Л – легковые, из них отдельно легковые и легковые дизельные автомобили; II. ГК < 3 – грузовые карбюраторные грузоподъемностью менее 3 тонн и микроавтобусы (ГАЗ-51-53, УАЗ, «Газель», РАФ и др.); III. ГК > 3 – грузовые карбюраторные грузоподъемностью бо- лее 3 тонн (ЗИЛ, Урал и др.); IV. АК – автобусы карбюраторные (ПАЗ, ЛАЗ, ЛИАЗ); V. ГД – грузовые дизельные (КРАЗ, КАМАЗ); VI. АД – автобусы дизельные ; VII. ГГБ – грузовые газобалонные, работающие на природном газе. 3. Подсчет проходящих по данному участку автомагистрали транс- портных средств проводится в течение 20 минут каждого часа. При 51 высокой интенсивности движения (более 2–3 тыс. автомашин в час) подсчет проходящих автотранспортных средств проводится синхрон- но раздельно по каждому направлению движения, а при недостаточно- сти числа наблюдателей первые 20 минут – в одном направлении, сле- дующие 20 минут – в противоположном направлении. Для выявления максимальной транспортной нагрузки наблюдения выполняются в часы «пик». Для большинства городских автомаги- стралей отмечается два максимума: утренний и вечерний (соответ- ственно с 7–8 часов до 10–11 и с 16–17 часов до 19–20). Для многих транзитных автомагистралей наибольшая транспортная нагрузка характерна для дневного времени суток. С целью получения исходных данных о выбросах для проведе- ния сводных расчетов загрязнения атмосферы города наблюдения организуются в часы «пик» летнего сезона года. Натурные обследования состава и интенсивности движущегося автотранспортного потока проводятся не менее 4–6 раз в часы «пик» на каждой автомагистрали. Результаты натурных обследований структуры и интенсивности движущегося автотранспортного потока заносятся в полевой жур- нал по форме, приведенной в табл. 6.4. Таблица 6.4 Полевой журнал обследования характеристик движущегося транспортного средства Дата Время подсчета, за период 20 минут Число по группам Скорость движения потока, км/ч Легковые Легковые дизельные ГК < 3, МА ГК ³ 3 АК ГД АД ГГБ Легко- вые Гру- зовые Авто- бусы 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Для оценки транспортной нагрузки в районе регулируемых пе- рекрестков проводятся дополнительные обследования. Последовательно, а при возможности одновременно, на каждом направлении движения в период действия запрещающего сигнала светофора (включая и желтый цвет) выполняется подсчет авто- транспортных средств (по группам), образующих очередь. Ее длина фиксируется в метрах. Подсчеты проводятся не менее 4–6 раз. 52 На каждой автомагистрали (или ее участке) фиксируются следу- ющие параметры: – ширина проезжей части, м; – количество полос движения в каждом направлении; – протяженность выбранного участка автомагистрали, км, с ука- занием названий улиц, ограничивающих данную автомагистраль (или ее участок). Результаты дополнительных обследований заносятся в полевой журнал по форме, приведенной в табл. 6.5. Таблица 6.5 Число автомобилей по группам _____________________ _______ /наименование улиц, обра- зующих перекресток/ _____________________ _______ /направления движения авто- транспорта/ _____________________ _______ /ширина проезжей части, количество полос/ Дата Время рабо- ты запреща- ющего сиг- нала свето- фора, мин Лег- ко- вые Легковые дизель- ные ГК < 3, МА Длина очереди автотранспорта, м ГК3 3 А К Г Д А Д ГГ Б 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Определение средней скорости движения основных групп авто- транспортного потока выполняется по всей протяженности обсле- дуемой автомагистрали или ее участка, включая зоны нерегулируе- мых и регулируемых перекрестков (см. лабораторную работу № 4) На обследуемом перекрестке фиксируются следующие параметры: – ширина проезжей части, м; – количество полос движения в каждом направлении; – протяженность зоны перекрестка в каждом направлении, м. По результатам натурных обследований проводят расчеты вы- бросов: – движушегося автотранспорта по формуле (2); – автотранспорта в зоне перекрестка по формуле (3); – суммарные выбросы по формуле (1). 53 По итогам выполненных расчетов заполняется табл. 6.6 Таблица 6.6 Расчет суммарного выброса автомобилей Наименование вещества Количество выбросов от движ. автотранспорта, г/мин Количество выбросов на пере- крестках, г/мин Суммарное коли- чество выбросов, г/мин Оксид углерода (СО) Оксид азота (NOх) Углеводород (СН) Сажа Диоксид серы (SO2) Соед. свинца Формальдегид Бенз(а)пирен Итого: Количество выбросов в ч – __________________. Количество выбросов в сутки – ________________. Количество выбросов в год – __________________. Количество выбросов автотранспорта в год в г. Минске – ______. 54 Список использованной литературы 1. Баранов, Н. Н. Основы экологии : методические указания и зада- ния к практическим занятиям для студентов строительных специально- стей / Н. Н. Баранов, Р. И. Ленкевич. – Минск : БНТУ, 2006. – С. 18–33. 2. Гаев, А. Я. Экологические основы строительного производства / А. Я Гаев. – Свердловск : Изд-во Уральского института, 1990. – 206 с. 3. Маслов, Н. В. Градостроительная экология / Н. В. Маслов. – М. : Высшая школа, 2003. – 284 с. 4. Проектирование защиты от транспортного шума и вибраций жилых и общественных зданий : пособие к МГСН 2.04–97. – М. : Москомархитектура, 1999. – 41 с. 5. Методика определения выбросов автотранспорта для проведе- ния сводных расчетов загрязнения атмосферы городов / Государ- ственный комитет Российской Федерации по охране окружающей среды. – М., 1999. 5. Федорова, А. И. Практикум по экологии и охране окружаю- щей среды / А. И. Федорова, А. Н. Никольская. – М. : ГНЦ Владос, 2003. 6. Челноков, А. А. Основы промышленной экологии / А. А. Чел- ноков, А. Ф. Ющенко. – Минск : Вышэйшая школа», 2001. 55 СОДЕРЖАНИЕ Введение........................................................................................... 3 Лабораторная работа № 1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ АГРЕССИВНОСТИ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВОДОПРОНИЦАЕМОСТИ ГРУНТОВ.......................................................................................... 4 Лабораторная работа № 2 ЛОКАЛИЗАЦИЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ГЛИНИСТЫМИ ЭКРАНАМИ....................................................... 14 Лабораторная работа № 3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЛЕГКО- И СРЕДНЕРАСТВОРИМЫХ ФОРМ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В ПОЧВАХ И ГРУНТАХ..................................................................................... 19 Лабораторная работа № 4 ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ ВЫБРОСЫ В АТМОСФЕРУ.... 23 Лабораторная работа № 5 ШУМОВОЙ РЕЖИМ ТРАНСПОРТНОЙ МАГИСТРАЛИ, ТЕРРИТОРИЙ И ПОМЕЩЕНИЙ.................................................. 30 Лабораторная работа № 6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЫБРОСОВ АВТОТРАНСПОРТА НА ГОРОДСКИХ МАГИСТРАЛЯХ.............................................. 44 56 Учебное издание ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ Лабораторные работы для студентов строительных специальностей Составители : БАРАНОВ Николай Николаевич КОЛПАШНИКОВ Геннадий Александрович ЛЕНКЕВИЧ Регина Иосифовна и др. Редактор Т. В. Грищенкова Компьютерная верстка А. Г. Занкевич Подписано в печать 3.12.2012. Формат 60×84 1/8. Бумага офсетная. Ризография. Усл. печ. л. 3,26. Уч.-изд. л. 2,55. Тираж 200. Заказ 827. Издатель и полиграфическое исполнение: Белорусский национальный технический университет. ЛИ № 02330/0494349 от 16.03.2009. Пр. Независимости, 65. 220013, г. Минск.