Удосконалення моделі прогнозування розповсюдження важких металів відпрацьованих газів автомобільних двигунів в ґрунті
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.175892Ключові слова:
автомобільний транспорт, паливо, бензин, відпрацьовані гази, важкі метали, ґрунт, прогнозування забрудненняАнотація
Розгляд завдання моделювання проникнення важких металів, що викидаються з відпрацьованими газами автомобільних двигунів, проводилося для ґрунту з коефіцієнтом фільтрації кф та коефіцієнтом дифузії D. В результаті математичного моделювання отримано експоненціальне рівняння, вхідними змінними для якого є поверхнева концентрація шкідливих компонентів с, коефіцієнт фільтрації кф, коефіцієнт дифузії D та глибина ґрунту l. Вихідними змінними для отриманого експоненціального рівняння є концентрація шкідливих компонентів с1 на глибині l.
За отриманим рівнянням теоретично досліджено глибину проникнення важких металів у ґрунт – l, в залежності від поверхневої концентрації с1˂с2 і незмінному відношенні кф/D. В результаті глибина проникнення важких металів зростає, що пояснюється зростанням рушійної сили процесу дифузії. Дослідивши вплив зростання відношення кф/D на глибину проникнення важких металів у ґрунт при незмінних поверхневих концентраціях с1 та с2, встановлено зменшення їх глибини проникнення, що пояснюється зниженням процесу дифузії.
Отримані теоретичні результати підтверджені експериментальними дослідженнями глибини проникнення важких металів – відпрацьованих газів бензинового двигуна ЗМЗ-511.10 в ґрунт. Встановлено, що вміст важких металів в ґрунті на довільній глибині відповідає теоретичним розрахункам, а розбіжність знаходиться в межах похибки вимірювання приладів, що під час вимірювання концентрації свинцю знаходиться у межах 12,5–15 %, цинку 5,5–7,5 % і марганцю 8,5–11 %. Так, концентрації важких металів, виміряні на довільних глибинах, сягають для свинцю 0,1 та 0,2 м, для цинку 0,1; 0,2 та 0,3 м, для марганцю 0,1; 0,2 та 0,25 м. Це свідчить про достовірність результатів, одержаних за експоненціальним рівнянням. Отже, запропонована модель забезпечує високу точність визначення концентрації важких металів в ґрунті і може бути використана для прогнозування їх глибини проникнення, якщо відома поверхнева концентраціяПосилання
- Panchuk, M., Kryshtopa, S., Panchuk, A., Kryshtopa, L., Dolishnii, B., Mandryk, I., Sladkowski, A. (2019). Perspectives For Developing and Using the Torrefaction Technology in Ukraine. International Journal of Energy for a Clean Environment, 20 (2), 113–134. doi: https://doi.org/10.1615/interjenercleanenv.2019026643
- Panchuk, M., Kryshtopa, S., Shlapak, L., Kryshtopa, L., Panchuk, A., Yarovyi, V., Sladkovskyi, A. (2017). Main trends of biofuels Production in Ukraine. Transport Problems, 12 (4), 15–26. Available at: http://transportproblems.polsl.pl/pl/Archiwum/2017/zeszyt4/2017t12z4_02.pdf
- Kryshtopa, S., Panchuk, M., Kozak, F., Dolishnii, B., Mykytii, I., Skalatska, O. (2018). Fuel economy raising of alternative fuel converted diesel engines. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (8 (94)), 6–13. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.139358
- Zannetti, P. (1990). Air pollution modeling: theories, computational methods and available software. Springer. doi: https://doi.org/10.1007/978-1-4757-4465-1
- Kiptenko, E., Kozlenko, T. (2016). Short-term air pollution forecast method for Kyiv. Naukovi pratsi Ukrainskoho naukovo-doslidnoho hidrometeorolohichnoho instytutu, 269, 138–150.
- Mokin, V. B., Dziuniak, D. Yu. (2016). Metod otsiniuvannia parametriv statsionarnoho dzherela vykydu na osnovi modeli Hauca za danymy operatyvnoho monitorynhu zony rozsiiuvannia. Matematychne modeliuvannia v ekonomitsi, 3-4, 27–35.
- Chaudhry, V. (2013). Arduair: Air Quality Monitoring. International Journal of Environmental Engineering and Management, 6, 639–646.
- Kryshtopa, S., Kryshtopa, L., Melnyk, V., Dolishnii, B., Prunko, I., Demianchuk, Y. (2017). Experimental research on diesel engine working on a mixture of diesel fuel and fusel oils. Transport problems, 12 (2), 53–63. Available at: http://transportproblems.polsl.pl/pl/Archiwum/2017/zeszyt2/2017t12z2_06.pdf
- Borodina, N., Kononenko, L., Vysotenko, O. (2016). Evaluation of lead contamination of car road area soil. Zbirnyk naukovykh prats Instytutu heokhimiyi navkolyshnoho seredovyshcha, 25, 89–97.
- Kryshtopa, S., Panchuk, M., Dolishnii, B., Kryshtopa, L., Hnyp, M., Skalatska, O. (2018). Research into emissions of nitrogen oxides when converting the diesel engines to alternative fuels. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (10 (91)), 16–22. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.124045
- Aulin, V., Hrynkiv, A., Lysenko, S., Rohovskii, I., Chernovol, M., Lyashuk, O., Zamota, T. (2019). Studying truck transmission oils using the method of thermal-oxidative stability during vehicle operation. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (6 (97)), 6–12. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.156150
- Korohodskyi, V., Khandrymailov, A., Stetsenko, O. (2016). Dependence of the coefficients of residual gases on the type of mixture formation and the shape of a combustion chamber. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (5 (79)), 4–12. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.59789
- Wang, Z., Lei, G. (2018). Study on Penetration Effect of Heavy Metal Migration in Different Soil Types. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 394, 052033. doi: https://doi.org/10.1088/1757-899x/394/5/052033
- Qiao, P., Lei, M., Guo, G., Yang, J., Zhou, X., Chen, T. (2017). Quantitative Analysis of the Factors Influencing Soil Heavy Metal Lateral Migration in Rainfalls Based on Geographical Detector Software: A Case Study in Huanjiang County, China. Sustainability, 9 (7), 1227. doi: https://doi.org/10.3390/su9071227
- Fang, A., Dong, J., Zhang, R. (2019). Simulation of Heavy Metals Migration in Soil-Wheat System of Mining Area. International Journal of Environmental Research and Public Health, 16 (14), 2550. doi: https://doi.org/10.3390/ijerph16142550
- Nickel, S., Schröder, W. (2016). Integrative evaluation of data derived from biomonitoring and models indicating atmospheric deposition of heavy metals. Environmental Science and Pollution Research, 24 (13), 11919–11939. doi: https://doi.org/10.1007/s11356-015-6006-1
- Beattie, R. E., Henke, W., Davis, C., Mottaleb, M. A., Campbell, J. H., McAliley, L. R. (2017). Quantitative analysis of the extent of heavy-metal contamination in soils near Picher, Oklahoma, within the Tar Creek Superfund Site. Chemosphere, 172, 89–95. doi: https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2016.12.141
- Samokhvalova, V. L., Skrylnyk, Y. V., Shedey, L. O., Lopushnyak, V. I., Oliynyk, N. V., Samokhvalova, P. A., Mandryka, O. V. (2016). Forecasting the levels of trace elements and heavy metals content in soils of different genesis for the assessment of their environmental and productional functions. Ecology and Noospherology, 27 (1-2), 72–88. doi: https://doi.org/10.15421/031607
- Gritsuk, I., Volkov, V., Gutarevych, Y., Mateichyk, V., Verbovskiy, V. (2016). Improving Engine Pre-Start And After-Start Heating by Using the Combined Heating System. SAE Technical Paper Series. doi: https://doi.org/10.4271/2016-01-8071
- Gritsuk, I., Volkov, V., Mateichyk, V., Gutarevych, Y., Tsiuman, M., Goridko, N. (2017). The Evaluation of Vehicle Fuel Consumption and Harmful Emission Using the Heating System in a Driving Cycle. SAE International Journal of Fuels and Lubricants, 10 (1), 236–248. doi: https://doi.org/10.4271/2017-26-0364
- Sakhno, V., Poliakov, V., Murovanyi, I., Selezniov, V., Vovk, Y. (2018). Analysis of transverse stability parameters of hybrid buses with active trailers. Scientific Journal of Silesian University of Technology. Series Transport, 101, 185–201. doi: https://doi.org/10.20858/sjsutst.2018.101.17
- Juknelevičius, R., Rimkus, A., Pukalskas, S., Matijošius, J. (2019). Research of performance and emission indicators of the compression-ignition engine powered by hydrogen - Diesel mixtures. International Journal of Hydrogen Energy, 44 (20), 10129–10138. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2018.11.185
- Makareviciene, V., Sendzikiene, E., Pukalskas, S., Rimkus, A., Vegneris, R. (2013). Performance and emission characteristics of biogas used in diesel engine operation. Energy Conversion and Management, 75, 224–233. doi: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2013.06.012
- Boichenko, S., Vovk, O., Yakovleva, A. (2013). Overview of Innovative Technologies for Aviation Furls Production. Chemistry & Chemical Technology, 7 (3), 305–312. doi: https://doi.org/10.23939/chcht07.03.305
- Yakovleva, A. V., Boichenko, S. V., Lejda, K., Vovk, O. A., Kuszewski, K. (2017). Antiwear Properties of Plant—Mineral-Based Fuels for Airbreathing Jet Engines. Chemistry and Technology of Fuels and Oils, 53 (1), 1–9. doi: https://doi.org/10.1007/s10553-017-0774-x
- Zaharchuk, V., Gritsuk, I. V., Zaharchuk, O., Golovan, A., Korobka, S., Pylypiuk, L., Rudnichenko, N. (2018). The Choice of a Rational Type of Fuel for Technological Vehicles. SAE Technical Paper Series. doi: https://doi.org/10.4271/2018-01-1759
- Kiciński, M., Solecka, K. (2018). Application of MCDA/MCDM methods for an integrated urban public transportation system – case study, city of Cracow. Archives of Transport, 46 (2), 71–84. doi: https://doi.org/10.5604/01.3001.0012.2107
- Kolyanovska, L. (2012). Definition of diffusion coefficient for «hard containing oil structure – solvent». Pratsi Tavriyskoho derzhavnoho ahrotekhnolohichnoho universytetu, 4 (12), 151–157.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Sviatoslav Kryshtopa, Vasyl Melnyk, Bogdan Dolishnii, Volodymyr Korohodskyi, Igor Prunko, Liudmyla Kryshtopa, Ihor Zakhara, Tetiana Voitsekhivska
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
