CC BY
11
руть з табл. 4. У цьому випадку довжина екрана приймаеться в два рази большою за довжину джерела шуму.
Табл. 3. Величина поправки Лд
Пзниця м1ж АЬлекра, i АЬлекра2 , дБА 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
Поправка Лд, дБА 0 0,8 1,5 2 2,4 2,6 2,8 2,9 2,9 3 3 3
Табл. 4. Зниження рiвня звуку екраном АЬАекр eid джерел шуму всередит груп _житлових будиншв i трапсформатсщв_
Ввдстань мiж джерелом шуму й екраном, м Зниження рiвня звуку екраном AL^eKp, дБА
Ввдстань мiж екраном i розрахунковою точкою, м
5 10 20 50 100
Ефективна висота екрана, м
1 3 1 3 1 3 1 3 1 3
2 19 29 18 28 18 28 18 27 18 27
5 17 26 16 25 15 24 15 23 15 23
10 16 25 15 23 14 23 13 21 13 21
20 15 24 14 23 13 20 12 18 11 18
50 15 23 13 21 12 19 10 17 10 15
100 15 23 13 21 11 18 10 17 9 14
Ефективна висота екрана визначаеться вщповщно до розрахункових схем, наведених на рис.
Лггература
1. Самойлюк Е.П., Денисенко В.И., Пилипенко А.П. Борьба с шумом в населенных местах. - К. : Будiвельник, 1981. - 144 с.
2. Сторожук В.М. Виробничий шум. Природа та шляхи зниження / за ред. В.С. Джиги-рея : навч. поабник. - К. : Основа, 2003-384 с.
УДК504.06:628.5 Проф. 1.М. Озаршв, д-р техн. наук; доц. 1.€. Кульчицький-Жигайло, канд. с.-г. наук; студ. О.1. Озаршв; тж. О.М. Левчунець; доц. М.С. Кобринович, канд. техн. наук - НЛТУ Украти, м. Львiв
характеристика процес1в, пов'язаних 13 прогнозуванням та оптимгзащсю якост1 природних екосередовищ
Наведено р1вняння, яю ввдображають процеси молекулярно'1 дифузп, конвективного масоперенесення при багатом1рному рус в неоднорвдному середовищь Роз-крито види прогнозування водного та пов1тряного середовищ.
Prof. I.M. Ozarkiv; assoc. prof. I.Ye. Kulchytsyj-Zhyhailo; stud. O.I. Ozarkiv; eng. O.M. Levchunec; assoc. prof. M.S. Kobrynowych -NUFWTof Ukraine, L'viv
Description of processes witch are related to prognostication and optimization of natural ecological habitat quality
Equations which represent the processes of molecular diffusion, convective masstransferring at multidimensional motion in a heterogeneous medium
Одшею iз основних задач екологiчного моделювання е прогнозування розвитку будь-якого екологiчного процесу з метою оптимiзащl дiяльностi людини щодо забезпечення мiнiмального ступеня негативного впливу на еко-логiчне середовище.
Вiдомо, що якiсть водного, повггряного та Грунтового середовища тю-но взаемопов'язана iз сучасними методами кшьюсно! оцiнки, прогнозування та регулювання природних та техногенних процеЫв, якi саме й формують 11. Адже знання основних принцишв моделювання та прогнозування стану будь-якого середовища, а також видiв моделей та 1х основних характеристик дасть змогу спещашсту-екологу самостшно вибрати методи та засоби моделювання, виконати необхщт розрахунки та виконати прогнози й ощнити 1х реалю-тичнiсть для ощнювання антропогенного впливу на навколишне середовище рiзних середовищ. Методи кшьюсно1 ощнки, прогнозування та регулювання трудових та техногенних процешв, що формують яюсть повiтряного, водного та Грунтового середовищ, базуються на вiдповiдних законах та рiвняннях, якi 1х вiдображають. Розсшвання речовин у водному середовищi та в атмосферi за умови вщсутносл перемiшування фаз внаслiдок ди вггру, водних течiй вщ-буваеться за рахунок явища молекулярно! дифузи. Вщомо [1], молекулярна дифузiя в газах та розчинах рщин вiдбуваеться за рахунок самочинного й хаотичного руху молекул, атомiв, юшв, коло!дних частинок в напрямку змен-шення 1хтх концентрацiй. При цьому молекули розподшено! речовини пере-носяться iз областi високих концентрацiй в област низьких концентрацiй. Кь нетика перенесення, тобто явище молекулярно1 дифузи описуеться першим та другим законами Фша. Зокрема, згщно з першим законом Фша [1], кiлькiсть продифундовано1 речовини (рщини, газу) пропорцiйна градiенту концентраций площi, перпендикулярно: до напряму дифузшного потоку, i часу, тобто
ЛЫ = -Ви--dF ■ Лт, (1)
Лп
де: ЛЫ- кшьюсть продифундовано1 речовини; (С/(п - градiент концентраци речовини в напрямку дифузи; ВЫ - коефщент молекулярно1 дифузи; dF -елементарна площа, через яку вщбуваеться молекулярна дифузiя; Лт - еле-ментарний час.
Своею чергою, мехашзм поширення теплоти в крапельних рщинах може бути представлений як перенесення енерги неузгодженими пружними коливаннями. Причому формулу для розрахунку коефщента теплопровщ-ностi можна подати у виглядi
Л = А ■ Ср ■р ■ 3р/Ы , Вт/(м^К), (2)
де: Ср - питома теплоемнiсть рiдини за сталого тиску, Дж/(кг-К); р - густина рiдини, кг/м ; Ы- молярна маса рщини, кг/кмоль; А - коефiцiент, який зале-жить вщ ступеня асощаци рiдини (для води та спирав ^=3,58-10" ).
У дiапазонi температур 0... 120° С коефщент теплопровiдностi для води становить Л=0,551...0,686 Вт/(м-К) [1]. Вода е одним iз кращих провщни-юв теплоти. У загальному випадку, коефщент молярно1 (молекулярной дифузи можна розрахувати за виразом
п 100 ■ Я^Т 2, (3)
Бы =——т-, м /с, (3)
6 ■ щА п ■ и ■ г
де: Я - ушверсальна газова стала, Я=8,31-10 Дж/(моль-К); Т- абсолютна тем-
23
пература, К; ИА - число Авогадро, ИА =6,022-10 Дж/К; л - коефщент дина-мiчноl в,язкостi рщини, Па-с; г - радiус частинок, що дифундують (для юшв величину г визначають атомним та юнним радiусами).
Зокрема, теорiя масоперенесення в рiзних екосередовищах найбiльш коректно реалiзуе процеси руху частинок речовини у простому та суцшьному середовищах без врахування процеЫв масообмiну мiж розчинами та 1'х сере-довищем. Для визначення швидкост молекулярно1 дифузи в пористому сере-довищi, на вщмшу вiд дифузи в суцiльному середовишд, його величину роз-раховують за формулою [1]
^ 10-4-N ■ п ■ Л2 ■ X 100-X ... вп = вы---=-——-, (4)
4 24 ■ NA ■ и ■ г
2
де: Л - середнш дiаметр пор; N - кшьюсть пор на 1 м поверхш; X- коефь цiент звивистост (¥=0,50.0,70 - для пухких порщ i 0,25 - для щшьних по-PiД).
Конвективна (фiльтрацiйна) дифузiя пов'язана iз молекулярною дифу-зiею та дисперсiею швидкостей фiльтрування, тобто
Бф = Вы + Бс, (5)
де ВС - коефщент дисперсно1 дифузи.
Величину дисперсно1 складово1 визначають за формулою
Вс = Г(, (6)
*
де: к - коефщент, що зв'язаний iз дисперсiею швидкостей фшьтраци i зале-жить вiд структури породи, напряму i швидкостi фшьтраци; юо - швидюсть фшьтраци; П - порислсть породи.
Зазначимо, що дисперсiя швидкостей у фшьтрацшному потоцi тдко-ряеться тим самим законам, що й молекулярна дифузiя за рахунок малих роз-мiрiв порових каналiв. Коефщент к чисельно дорiвнюе коефiцiенту конвективное' дифузи, вiднесеному до одинищ швидкостi перенесення вологи в пористому середовищд, тобто
г= Вф-^ (7)
де: ю - швидкiсть випаровування вологи; ю2 - швидкiсть водонадходження.
Основне рiвняння масоперенесення при багатомiрному русi в неодно-рiдному середовищi мае вид
ВС
-= -Вы ■ У2С + (Л1 V С + у К ■ У2Росм - ВТД ■ У21 + У2Р, (8)
Лт
де: ВС/Лт - субстанцшна похщна; УС - градiент концентраци С; ю - швид-кiсть перенесення; у- осмотичний коефiцiент ефективностi; К - коефщент гiдравлiчноl провiдностi; УРос - градiент змiни осмотичного тиску; Втд - ко-
2
ефщент термодифузп; Вб - коефщ1ент баридифузп; V - оператор Лапласа
^2 d другого ступеня V2 = —24--2 +
dx2 dy2 dz2
Середнш (штегральний) коефщент молекулярно! дифузп в напрямах х, у, ъ може бути представлений
— — d2C — d 2С — d2C
Вы V 2С = Вы, х + Пм у + Пм z , (9)
dx2 dy2 dz2
де Вы,х, Вт,у, Бы,z - вщповщно коефщ1енти конвективно! (для простого сере-довища) 1 молекулярно-турбулентно! (для суцшьного середовища) дифузп у напрямах х, у, ъ.
. dC dC dC
V С) = ®х — + ®у—- + ^ —, (10)
dx dy dz
де юх,юу, юz - швидюсть потоку середовища в напрямах х, у, ъ.
(уш к -V рм)=(г К)х^-р2м+(у. К)у^-р2м+(Г. К)2^рг; (11)
dx dy dz
(Втд V) = Втд,х - ^ + Втд,у - + Втд,z - ^, (12)
де Втду х< Втд у Втду z - коефщенти термодифузп у вщповщних напрямках.
d2P d2P d2P
(В5 - VP) = В,,х -^ + В,,У -^ + В,,z -(13)
ул 6* у (Л^
де В^ х, Вб, у, Вб,;; - коефщ1енти бародифузп в напрямках х, у, ъ.
В умовах одном1рного руху частинок речовини р1вняння (8) спро-щуеться 1 набувае вигляду
dC „ ^^С dC , л d ¿осм ^ d ^ . d P /1/14
~Г = -В^~7Т + ах — + 0- к) х "т"^--втд, х —у + в5, х —^ (14)
dr dx dx dx dx dx
У природних умовах, коли окрем1 процеси не впливають на змшу кон-центрацп речовини, а рух практично е однорщним, то р1вняння масоперене-сення можна записати
dC ^ d2C dC
—- = -Вм,х—гт + а>х —. (15)
dx dx2 dx
Вщзначимо, що в повггряному та суцшьному водному середовищах (просторах) одночасно виключаеться процес масоперенесення, як пов'язаш 1з осмотичним поглинанням та практично 1з термо- та бародифуз1ею. Тому, наведет вище р1вняння е справедливими для простих середовищ, тобто шдзем-них вод. Кр1м того, видно, що до основних параметр1в вщносять коефщенти: молекулярно!, термо- та бародифузп, дисперсп, швидкостей фшьтрування, конвективно! (фшьтрувально!) дифузп, турбулентност потоку, молекулярно-турбулентно! дифузп, фшьтрування, пдравл1чно! провщност1, осмотичний коефщ1ент ефективност та ефективний коефщ1ент молекулярно! дифузп. Для сум1ш1 водяно! пари та сухого повггря
В 3,85 -Ю-4 Т2/3 (16) вы ,т =-р-• (16)
Коефiцiент молекулярно1 дифузи газiв або краплинних рiдин у рщи-нах визначають [1]
8,20■Ю-12 ■Т
вы , рд = .. у1/3
Мб-уа
1 +
' 3/б л2/3
Уа
м2/с, (17)
де: лВ - динамiчний коефiцiент розчинника; А - газ або краплинна рщина; В -рщина (розчинник).
Своею чергою, коефщент молекулярно1 дифузи в розведених розчи-нах можна визначити за формулою
7.4 ■Ю-12 ■Т
ВЫ, розч. = . ' т.060 ■ ЫБ, (18)
Мб'Уа'
де: МВ - мольна маса розчинника, кг/моль; УА - мольний об'ем дифундуючо1 речовини, см /моль; лБ - коефiцiент динамiчноl в,язкостi розчинника, МПа-с; в - коефiцiент, що враховуе асощащю молекул (для води в=2,6; етилового спирту - 1,5; метилового спирту - 1,90).
Рухи речовин унаслщок термо- i бародифузи в однорiдному та багато-мiрному просторах (середовищах) опишуться на основi законiв Фiка такими рiвняннями:
ЛС = В Л22. ЛС = В Л22; (19)
Лт ТД Лх2' Лт Лх2'
ЛС „ Л 2С ^ Л Ч ^ Л 2Р
—— = ~вы —2 ~втд —2 + , (20)
Лт Лх Лх Лх
С =-Вы ■ У2С-Втд ■ У21 + В8 ■ У2Р. (21)
Лт
Зауважимо, що за метою та задачами передбачення в екологи сьогодш видшяють такi узагальненi види прогнозування:
1. Прогноз дп на середовище, тобто науково-обгрунтоване передбачення вид1в, шлях1в та чиннишв антропогенного впливу на довкшля;
2. Прогнозування реакцп середовища, тобто науково-обгрунтоване передбачення стшких змш в природному середовищ^ спричинених прямою або иоб1чною д1ею зазначених вище чинниюв;
3. Прогноз змш самого середовища, тобто науково-обгрунтоване передбачення штегрованих змш у природному середовищд тд д1ею вс1е1 сукуп-ност природно-антропогенних чиннишв. При цьому використовують тага методи прогнозування [2]:
• евристичт методи експертно1 ощнки;
• методи екстраполювання (статистичт методи);
• методи математичного моделювання.
Л1тература
1. Озарк1в 1.М., Сорока Л.Я., Грицюк Ю.1. Основи аеродинамши 1 тепломасообм1ну : навч. поабник. - К. : 1ЗМН, 1997. - 280 с.
2. Теплов1 процеси деревообробки : навч. поабник / Озарюв 1.М., Бiлей П.В., Макси-MiB В.М., Соколовський 1.А., Сорока Л.Я., Ацбергер Й.Л. - Львiв : РВВ НЛТУ Украни, 2008. - 264 с.
УДК 615.322 Доц. А.К. Школьный, канд. фiз.-мaт. наук - ПВНЗ "Галицька
Акадмя ", м. 1вано-Франтвськ; acnip. Л.Д. Юрчишин -Прикарпатського НУ iM. Василя Стефаника
к1нетика трансформацн свинцю техногенного
походження в Грунтах навколо автошляхш
з 1нтенсивним рухом транспорту
Встановлено кшетичш закономiрностi трансформацп важких металiв техногенного походження в грунтах навколо автошляхiв з штенсивним рухом автотранспорту 1вано-Франювсько'1 область Для розрахунку сталих швидкостi мобшзацп, iммобiлi-зацп та ремобшзацп використано модель анал^ичного рiшення кшетично'1 моделi трансформацп радiонуклiдiв чорнобильського викиду активносп мобшьно'1 форми нуклiда. Виконано розрахунки швидкосп мобшзацп ki, iммобiлiзащi k2 та ремобшзацп k3 для свинцю в грунтах бiля основних шляхiв Iвано-Франкiвщини.
Ключов1 слова: забруднення грунпв, трансформацiя свинцю, важкi метали, мобшзащя, iммобiлiзацiя, ремобiлiзацiя.
Assoc. prof. A.K. Shkolniy - Privatiny higher educational establishment "Galychina Academy ", Ivano-Frankivsk; post-graduate L.D. Yurchishin -National of Prikarpatskiy the university of the name of Vasyliy Stefanyka
Kinetics of transformation of lead of technogenic origin in soils round motorways with transport traffic
Kinetic conformities to law of transformation of heavy metals of technogenic origin of the Ivano-Frankivsk area are in-process set. For the calculation of permanent speed of mobilization, immobilization, and remobilizacii the used model of analytical decision of kinetic model of transformation of radionuklidiv of chernobil'skogo extrass of activity of mobile form of nuclide. Conducted calculations of speed of mobilization of k1, immobilization of k2 and remobilizacii, k3 for lead in soils near the basic ways of Ivano-Frankivschini.
Keywords: contamination of soils, transformation of lead, heavy metals, mobilization, immobilization, remobilizaciya.
Основний внесок забруднення бюсфери важкими металами (ВМ) створюють шдприемства кольорово!" металурги, енергетики, х1м1чно1" промис-ловост та автотранспорту. Близько 70 % пасажирських i вантажних переве-зень припадае на автомобшьний транспорт. Транспортний сектор промисло-вост використовуе рiзнi види палива: автомобшьне паливо - 57 %, дизельне паливо - 22 %, авiацiйне паливо - 12 %, котельне паливо - 7 %, rnmi види палива - 2 % [1].
Вщомо, що один двигун автомобшя в середньому поглинае щорiчно 4 т кисню i викидае з вщпрацьованими газами сумш, яка мютить, за даними хромато-мас-спектрального аналiзу, 1000-1200 компоненлв шюдливих речо-вин, зокрема близько 800 кг монооксиду вуглецю, близько 40 кг оксидiв азоту 1 кг свинцю i майже 200 кг рiзних вуглеводних продук^в.
Зазвичай, значна частина речовин у складi вщпрацьованих газiв - це нетоксичш або малотоксичш компоненти: штроген, пдроген, пари води та
