Исследование атмосферного воздуха.Влияние

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение Чалтырская
средняя общеобразовательная школа №1
секция: Инфраструктура больших и малых городов.
Исследование атмосферного воздуха.
Влияние автомобильного транспорта на
загрязнение окружающей среды
и здоровье человека.
Работу выполнила:
Согомонян Анна
ученица 10 класса
Руководитель:
Секизян Наталья Викторовна
учитель биологии
село Чалтырь 2014
Содержание:
I. Введение.
1. Актуальность. – стр. 3
2. Цели и задачи работы. – стр. 3
II. Основная часть.
1. Степень влияния транспорта на природу и человека. – стр. 3
2. Загрязнение воздуха отработавшими газами автомобилей. – стр. 4
3. Действие вредных компонентов на человека и окружающую среду. – стр.5
4. Влияние шума на оргпнизм человека. – стр. 7
5. Вредные выбросы выхлопных газов автомобиля. – стр. 8
III. Практическая часть.
1. Изучение интенсивности движения на улице Красноармейской. – стр. 8
2. Обнаружение загрязняющих примесей в атмосферном воздухе. – стр. 9
3. Анализ социологического опроса. – стр. 11
IV. Выводы и рекомендации. – стр. 14
V. Список используемых источников информации. – стр. 17
Фотоприложение – стр. 18
2
I.Введение.
1. Актуальность:
В последние десятилетия в связи с быстрым развитием автомобильного
транспорта существенно обострились проблемы воздействия его на
окружающую среду. Автомобиль не роскошь, а средство передвижения.
Без автомобиля в настоящее время немыслимо существование
человечества. При интенсивной урбанизации и росте мегаполисов
автомобильный транспорт стал самым неблагоприятным экологическим
фактором в охране здоровья человека и природной среды в городе. Таким
образом, автомобиль становится конкурентом человека за жизненное
пространство.
Автомобили сжигают огромное количество нефтепродуктов, нанося
одновременно ощутимый вред окружающей среде, главным образом
атмосфере. Поскольку основная масса автомобилей сконцентрирована в
крупных городах, воздух этих городов не только обедняется кислородом,
но и загрязняется вредными компонентами отработавших газов. С каждым
годом количество автотранспорта растет, а, следовательно, растет
содержание в атмосферном воздухе вредных веществ. Постоянный рост
количества автомобилей оказывает определенное отрицательное влияние
на окружающую среду и здоровье человека. Данная проблема, совершенно
очевидно является глобальной. По всему миру количество автомобилей с
каждым днем увеличивается в геометрической прогрессии. Все больше и
больше людей имеют свою собственную машину. Но многие совсем не
задумываются о том, к чему все это, в конце концов, приведет.
2. Цели и задачи.
 Выявить зависимость загрязнения воздуха от интенсивности
движения различных видов транспорта;
 Влияние загрязнения воздуха на самочувствие людей;
 Определить примерное количество транспортных средств на душу
населения в нашей школе.
II. Основная часть.
1. Степень влияния транспорта на природу и человека.
Природа – целостная система с множеством сбалансированных связей.
Нарушение этих связей приводит к изменению установившихся в природе
круговоротов веществ и энергии. Современным обществом в производство
и потребление вовлекается такое количество вещества и энергии, которое
в сотни, раз превосходит биологические потребности человека, что и
является основной причиной современного экологического кризиса
(высокий уровень и быстрое нарастание антропогенной нагрузки на
окружающую природную среду). Усиление техногенного воздействия на
природную среду породило ряд экологических проблем. Самые острые
3
связаны с состоянием атмосферы. Некоторые «изменения», такие как
загрязнение воздуха или воды, могут непосредственно влиять на здоровье
и жизнедеятельность организма. Другие чреваты косвенными эффектами,
например, выбросы углекислого газа сказываются на климате, что в свою
очередь отражается на производстве продуктов питания.
В результате накопления различных загрязнений в атмосфере, в первую
очередь фреонов, происходит разрушение озонного слоя, который
предохраняет земную поверхность от солнечной радиации. Загрязнения,
поступающие в атмосферу, с осадками возвращаются на Землю и
попадают в водоемы и почву. Сточными водами предприятий
промышленности и агропромышленного комплекса загрязняются реки,
озера и моря. Считается, что в водоемы попадает свыше 500 тыс.
различных веществ. Тяжелые металлы – свинец, ртуть, цинк, медь,
кадмий, попавшие в водоем, активно поглощаются животными и рыбами,
которые или сами погибают, или отравляют людей, использующих их в
пищу.
В настоящее время уменьшение загрязнения атмосферного воздуха
токсичными веществами, выделяемыми промышленными предприятиями
и автомобильным транспортом, является одной из важнейших проблем,
стоящих перед человечеством. Загрязнение воздуха оказывает вредное
воздействие на человека и окружающую среду. Материальный ущерб,
вызываемый загрязнением воздуха, трудно оценить, однако даже по
неполным данным он достаточно велик. Автомобиль не роскошь, а
средство передвижения. Без автомобиля в настоящее время немыслимо
существование человечества. При интенсивной урбанизации и росте
мегаполисов автомобильный транспорт стал самым неблагоприятным
экологическим фактором в охране здоровья человека и природной среды в
городе. Таким образом, автомобиль становится конкурентом человека за
жизненное пространство.
За последние десятилетия человечество окончательно убедилось, что
первым виновником загрязнения атмосферного воздуха – одного из
основных источников жизни на нашей Планете, является детище научнотехнического прогресса – автомобиль. Автомобиль, поглощая столь
необходимый для протекания жизни кислород, вместе с тем интенсивно
загрязняет воздушную среду токсичными компонентами, наносящими
ощутимый вред всему живому и неживому. Вклад в загрязнение
окружающей среды, в основном атмосферы составляет – 60 - 90%.
2 Загрязнение воздуха отработавшими газами автомобилей.
Основная причина загрязнения воздуха заключается в неполном и
неравномерном сгорании топлива. Всего 15% его расходуется на движение
автомобиля, а 85% «летит на ветер». К тому же камеры сгорания
автомобильного двигателя – это своеобразный химический реактор,
синтезирующий ядовитые вещества и выбрасывающий их в атмосферу.
4
Наиболее токсичными компонентами отработавших газов бензиновых
и дизельных двигателей являются: оксид углерода (СО), оксиды азота
(NОx), углеводороды (СnHm), свинец, сажа.
Основные источники загрязнения — автотранспорт (40–70%), отопление
(20%), промышленность (14%), сжигание мусора (5%).
Состав выхлопных газов
Содержание по объему, %
Компоненты выхлопного газа
Двигатели
бензиновые
Примечание
дизели
Азот
74,0 — 77,0
76,0 — 78,0
нетоксичен
Кислород
0,3 — 8,0
2,0 — 18,0
нетоксичен
Пары воды
3,0 — 5,5
0,5 — 4,0
нетоксичны
Диоксид углерода
5,0 — 12,0
1,0 — 10,0
нетоксичен
Оксид углерода
0,1 — 10,0
0,01 — 5,0
токсичен
Углеводороды неканцерогенные 0,2 — 3,0
0,009 — 0,5
токсичны
Альдегиды
0 — 0,2
0,001 — 0,009 токсичны
Оксид серы
0 — 0,002
0 — 0,03
токсичен
Сажа, г/м3
0 — 0,04
0,01 — 1,1
токсична
Бензопирен, мг/м3
0,01 — 0,02
до 0,01
канцероген
3. Действие вредных компонентов на человека и окружающую среду?
Двигаясь со скоростью 80-90 км/ч в среднем автомобиль превращает
в углекислоту столько же кислорода, сколько 300-350 человек. В
выхлопных газах содержится около 200 химических соединений. Среди
них вещества как безвредные для организма человека (азот N2, кислород
O2, водяные пары H2O, углекислый газ CO2), так и весьма токсичные
соединения, в том числе канцерогены (вещества, повышающее
вероятность возникновения злокачественных новообразований (опухолей).
5
Угарный
газ
(CO) является
продуктом
неполного
сгорания
автомобильного топлива. Присутствие оксида углерода в атмосферном
воздухе не может ощущаться человеком по запаху либо цвету. Оксид
углерода считается «вдыхаемым ядом», способным создавать дефицит
кислорода в тканях тела, что может вызвать головную боль,
головокружение, тошноту, потерю сознания и даже смерть.
Диоксид азота (NO2) – газ желтовато-бурого цвета, сильно ухудшающий
видимость, придает коричневый оттенок воздуху, высокотоксичен,
вызывает
бронхит,
понижает
сопротивляемость
организма
к
респираторным заболеваниям. Исследования Всемирной организации
здравоохранения показывают, что воздействие диоксида азота может
приводить как к острым, так и к хроническим воздействиям на здоровье
человека, особенно у людей, страдающих хроническими заболеваниями
дыхательных
путей,
и
у
детей.
Углеводороды (СН) в присутствии диоксида азота под воздействием
солнечных лучей окисляются и образуют ядовитые кислородсодержащие
соединения с резким неприятным запахом – фотохимический смог.
Полициклические ароматические углеводороды, содержащиеся в сажах и
смолах — сильные канцерогены. Некоторые классы углеводородов
способны
вызывать
мутации.
Формальдегид - бесцветный газ, обладающий резким запахом в больших
концентрациях, раздражает глаза и дыхательные пути, оказывает
общетоксическое действие, вызывает поражение ЦНС, обладает
раздражающим, аллергенным, мутагенным, канцерогенным действием.
Пыль (взвешенные частицы, размером менее 10 мкм) может стать
причиной заболеваний слизистых оболочек и органов дыхания, а также
конъюнктивитов
и
дерматитов.
Сажа и бензпирен-3,4 являются
вероятность
возникновения
канцерогенами, т.е.
злокачественных
повышают
опухолей.
Кроме того, при использовании сернистых бензинов в отходящие газы
могут входить оксиды серы, при применении этилированных бензинов –
свинец
(тетраэтилсвинец), бром,
хлор
и
их
соединения.
Воздействие свинца особенно губительно сказывается на детском
организме, который гораздо более чувствителен, чем взрослый, к
токсическому воздействию этого тяжелого металла. Доказано, что даже
низкие уровни свинца в организме детей приводят к существенному
6
снижению
умственного
развития.
Длительный контакт со средой, отравленной выхлопными газами
автомобилей, вызывает общее ослабление организма – иммунодефицит.
Кроме того, газы сами по себе могут стать причиной различных
заболеваний. Например, дыхательной недостаточности, гайморита,
ларинготрахеита, бронхита, бронхопневмонии, рака легких. Кроме того,
выхлопные газы вызывают атеросклероз сосудов головного мозга.
Опосредованно через легочную патологию могут возникнуть и
различные нарушения сердечно - сосудистой системы.
Кто подвержен влиянию?
Наибольшее влияние выхлопные газы
оказывают на водителей и пассажиров
автотранспорта, особенно тех, кому
подолгу приходится стоять в пробках.
Среди пешеходов, больше всех
страдают дети, так как наибольшая
концентрация вредных веществ
происходит в приземном воздушном
слое, как раз на уровне дыхательных путей ребенка.
4. Влияние шума на организм человека.
В условиях сильного городского шума происходит постоянное напряжение
слухового анализатора. Это вызывает увеличение порога слышимости (10 дБ
для большинства людей с нормальным слухом ) на 10 - 25 дБ. Шум в
больших городах сокращает продолжительность жизни человека.
Чрезмерный шум может стать причиной нервного истощения, психической
угнетенности, вегетативного невроза, язвенной болезни, расстройства
эндокринной и сердечно - сосудистой системы. Шум мешает людям работать
и отдыхать, снижает производительность труда.
Отсутствие нормального отдыха после трудового дня приводит к тому, что
естественно развивающееся в процессе работы утомление не исчезает, а
постепенно переходит в хроническое переутомление, которое способствует
развитию ряда заболеваний, таких, как расстройство центральной нервной
системы, гипертоническая болезнь.
7
5. Вредные выбросы выхлопных газов автомобиля:
a. при работе на бензине;
b. при работе на сжиженном нефтяном газе;
c. при работе на сжатом природном газе
III. Практическая часть.
1.Изучение интенсивности движения на улице Красноармейской.
Целью моей практической работы было выявить зависимость загрязнения
воздуха от интенсивности движения различных видов автотранспорта.
Исследования проводились по следующему плану:
1. Характеристика участка трассы: ширина проезжей части; число сторон и
полос движения; интенсивность движения (количество единиц различных
видов транспорта за определенное время).
2. Обнаружение загрязняющих веществ в атмосферном воздухе.
3. Анкетирование учащихся школы.
Результаты исследований показали:
1) Ширина проезжей части автомагистрали улицы Красноармейская в селе
Чалтырь составляет 5,5 м.
2) Движение двустороннее.
3) Интенсивность движения в среднем 37 транспортных ед/ч.
4) Средняя скорость движения около 60 км/ч, светофоры отсутствуют, но
имеется крутой подъем, который создает заторы. Продолжительность заторов
в среднем 3-5 мин.
8
Выбросы при малых скоростях движения
автомобилей и торможении в 3–5 раз больше,
чем при больших скоростях. В связи с этим
загрязнение воздуха существенно зависит от
ширины
улиц,
числа
перекрестков,
светофоров и т. д.
2.Следующим этапом моей работы было обнаружение загрязняющих
примесей в атмосферном воздухе.
Исследование проводилось в феврале месяце, поэтому важным
определяющим показателем чистоты воздуха является снежный покров.
Снег – один из наиболее информативных и удобных индикаторов
загрязнения воздушной среды. На его запыленность оказывают влияние
природные факторы и особенно ветровой режим. После появления
устойчивого снежного покрова перевернутой литровой стеклянной банкой я
отбирала пробу по всей глубине снежной толщи. Пробу собирала в
полиэтиленовый пакет, а в помещении дала снегу растаять. Весь объем
растаявшего снега фильтровала через предварительно взвешенный фильтр,
который после высушивания также взвешивала. Разница в массе показала
пылевое загрязнение снега.
Масса фильтра до опыта – 350 мг
Масса фильтра после опыта – 470 мг
Масса загрязняющих веществ – 120 мг
9
Кислотность измеряла с помощью универсальной индикаторной бумаги по
значению водородного показателя pH. Значение pH для чистых атмосферных
осадков должно быть равно 7. Водородный показатель нашей пробы снега
составляет pH=6. Это говорит о том, что среда слабокислая, за счет
растворения углекислого газа, сернистого газа транспортных выбросов.
10
3. Анализ социологического опроса учащихся школы.
Вопросы:
1. Какое кол-во человек в вашей семье?
2. Сколько членов вашей семьи имеют права и водят автотранспорт?
3. Сколько человек в вашей семье владеют личным автотранспортом?
4. Как часто вы выезжаете на личном транспорте?
А) каждый день;
Б) часто;
В) иногда;
Г) редко.
5. Где вы моете автотранспорт?
А) дома;
Б) на автомойке;
В) на водоеме.
6. Где проводите техническое обслуживание автомобиля?
А)дома;
Б)на станции ТО.
Вопрос №1
Всего опрошено 21 человек.
Всего человек в семьях 94.
В среднем в одной семье 4 человека.
11
Вопрос №2
Вопрос №3
12
Вопрос №4
Вопрос №5
13
Вопрос №6
По данным опроса и проводимого исследования видно, что в каждой
опрошенной семье имеется автомобиль. Зачастую (в большинстве семей)
имеется несколько автомобилей. Автомобилем управляют все дееспособные
члены семьи, в связи с чем, частота выезда даже одного транспортного
средства гораздо выше обычного. Транспортное средство используется и
тогда, когда в этом нет особой необходимости. Например: магазин находится
в пяти минутах ходьбы от дома, но все равно пешая прогулка заменяется
проездом на автомобиле. Такая ситуация приводит не только к ухудшению
экологического равновесия, но и к ухудшению показателей здоровья.
IV. Выводы и рекомендации.
Данная проблема, совершенно очевидно является глобальной. По всему
миру количество автомобилей с каждым днем увеличивается в
геометрической прогрессии. Все больше и больше людей имеют свою
собственную машину. Но многие совсем не задумываются о том, к чему все
это, в конце концов, приведет.
Для того, чтобы сохранить человечеству автомобиль, необходимо если не
исключить, то свести к минимуму вредные выбросы. Работы в этом
направлении ведутся во всем мире и дают определенные результаты.
Автомобили, выпускаемые в настоящее время в промышленно развитых
странах, выбрасывают вредных веществ в 10–15 раз меньше, чем 10–15 лет
тому назад. Во всех развитых странах происходит ужесточение нормативов
на вредные выбросы при работе двигателя. В 2000 г. введены более строгие
14
нормы. Происходит не только количественное ужесточение норм, но и их
качественное изменение. Так, вместо ограничений по дымности введено
нормирование твердых частиц, на поверхности которых адсорбируются
опасные для здоровья человека ароматические углеводороды и в частности,
канцерогенный бензапирен. Постоянно расширяется список веществ,
содержание которых должно находится под контролем.
В России принят новый закон
"Об обеспечении экологической
безопасности автомобильного транспорта", в котором нормативы выбросов
вредных веществ в отработавших газах автомобилей определяются в
соответствии с современными международными требованиями. Сразу же
после принятия этого закона в России введены экологические нормы Euro-2.
За соблюдением экологических нормативов следят при постановке
транспортных средств на учет, при прохождении ежегодного техосмотра, а
также при проведении выборочных инспекционных проверок на дорогах. К
сожалению, очень часто такие проверки проводятся формально, без
действительного осмотра автотранспорта.
Пути уменьшения токсичности выхлопов:
 Установка трехкомпонентных каталитических нейтрализаторов
При современном уровне развития техники наиболее эффективным
способом снижения токсичности выхлопа является нейтрализация токсичных
компонентов отработавших газов с использованием химических реакций
окисления и (или) восстановления.
 Использование альтернативного топлива
Перевод двигателя внутреннего сгорания на газообразное, водородное
топливо.
Вредные выбросы выхлопных газов автомобиля:
d. при работе на бензине;
e. при работе на сжиженном нефтяном газе;
f. при работе на сжатом природном газе
15

Использование электромобилей
К преимуществам электромобиля можно отнести:
- простоту конструкции и управления, высокую надёжность и
долговечность;
- отсутствие вредных выхлопов;
 Наличие окружных дорог для большегрузного транспорта
Для уменьшения загрязнения атмосферного воздуха владельцам
автотранспорта рекомендуется:
• переход, по возможности, на использование газобаллонных двигателей,
• качественная регулировка двигателя,
• использование нейтрализаторов отработанных газов,
• выбор рационального режима работы двигателя,
• минимизация количества поездок на автомобиле, по возможности
объединение для совместных поездок с соседями или коллегами,
• для передвижения на небольшие расстояния - использование велосипеда
или пешеходные прогулки.
 Высадка зеленых насаждений.
Значительную роль в нейтрализации и ослаблении негативных воздействий
промышленных зон города на людей и живую природу в целом играют
зеленые насаждения. Высаживаемы на городских улицах зеленые
насаждения помимо декоративно – планировочной и рекреационной
выполняют очень важную защитную и санитарно–гигиеническую роль.
Листва деревьев активно улавливает пыль и снижает концентрацию вредных
газов, причем эти свойства у разных пород проявляются в разной степени.
Хорошо задерживает пыль листва вяза и сирени (лучше, чем листья тополя).
Так, посадка из 400 молодых тополей за летний сезон улавливает до 340 кг
пыли, а вяза — в 6 раз больше. Акация, неприхотливый быстрорастущий
шиповник и ряд других растений тоже обладают подобными свойствами.
Зеленые насаждения играют большую роль в борьбе с шумом. Высаженные
между источниками шума и жилыми домами деревья снижают уровень шума
на 5 – 10%. Кроны лиственных деревьев поглощают до 26% падающей на
них звуковой энергии. Крупные лесные массивы снижают уровни шума
авиационных моторов на 22—56% по сравнению с открытым местом (на
одном и том же расстоянии от источника шума). Даже небольшой слой снега
на ветвях деревьев усиливает поглощение шума.
16
V. Список используемых источников информации:
1. Охрана природы. Учебное пособие для студентов высших учебных
заведений. Константинов В.М. - М.: Издательский центр «Академия» 2000,
238с.
2. Экология. Природа-человек-техника. Т.А. Акимова, А.П. Кузьмин, В.В.
Хаскин - М.: ЮНИТИ-ДАНА 2001, 343с.
3. Экология для технических вузов. Гарин В.М., Кленова И.А., Колесников
В.И. - Ростов-на-Дону: Феникс 2001, 424с.
4. Экология. Болтнев В.Е., Весёлкин Н.В. - Рязань 2003, 24с.
5. Экология. Общая, социальная, прикладная. Воронков Н.А. - М.: АГАР
1999, 424с.
6. Автомобильные дороги и окружающая среда. Хомяк Я.В., Скорченко В.Ф.
- Киев: Вища школа 1983, 247с.
7. Алексеев Н.Т. «Автотранспортные потоки и окружающая середа» М., 1999.
- 84c.
8. www.medvestnik.ru
17
Фотоприложение 1.
18