Главное управление образования и науки

Главное управление образования и науки
Харьковской областной администрации
Харьковский областной научно-методический институт
непрерывного образования
Секция общая экология
Влияние автотранспорта на загрязнение
воздуха
и здоровье населения
Выполнила:
Шевченко Татьяна Александровна
ученица 10 класса
Харьковской общеобразовательной
І-ІІІ ступеней школы № 67
Руководитель:
Дацко Юлия Владимировна
учитель экологии
Харьковской общеобразовательной
І-ІІІ ступеней школы № 67
г.Харьков
2010
1
2
СОДЕРЖАНИЕ
Введение _____________________________________________________3
1.Цель,задачи и методы работы __________________________________5
2. Загрязнение воздуха отработанными газами автомобилей __________6
3. Влияние загрязнения воздуха на здоровье населения______________10
4.Изучение состояния воздуха в районе школы_____________________13
Вывод _______________________________________________________19
Литература ___________________________________________________21
2
3
ВВЕДЕНИЕ
Развитие
научно-технического
прогресса
наряду
с
общим
улучшением качества жизни людей, результатом которого является все
увеличивающаяся
численность
окружающую природную
населения
Земли, оказывает на
среду мощнейшее техногенное воздействие,
сопоставимое по своим масштабам и последствиям
с глобальными
геологическими процессами, изменившими облик нашей планеты.
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.
Проблема состава атмосферного воздуха и его загрязнения от
выбросов автотранспорта становится все более актуальной.
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.
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.
Таким образом, автомобиль становится конкурентом человека за
жизненное
пространство.
За
последние
десятилетия
человечество
3
4
окончательно
убедилось,
что
первым
виновником
загрязнения
атмосферного воздуха – одного из основных источников жизни на нашей
планете, является детище научно-технического 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%.
4
5
Раздел 1. ЦЕЛЬ,ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ РАБОТЫ
Наша школа находится в Ленинском районе на территории Лысой
горы по улице Ленинградской. Эта улица в настоящее время имеет очень
оживленное транспортное движение.
Целью данной работы является изучение действия автотранспорта
на загрязнение окружающей среды в районе школы и его влияние на
здоровье людей.
Для достижения этой цели я ознакомилась с литературой, собрала
и обработала необходимый материал.
В практической части работы необходимо было выполнить
следующие задачи:
1. Подсчитать количество проезжающего автотранспорта на магистрали
рядом со школой и внутриквартальной территории.
2. Рассчитать количество потребляемого топлива.
3. Среднее количество вредных выбросов в зависимости от используемого
топлива.
4. Определить количество выделение загрязнителей в зависимости от вида
топлива (на магистрали)
5. Рассмотреть влияние загрязнения воздуха автотранспортом на здоровье
людей.
6. Познакомить учащихся школы на классных часах с загрязнением
воздуха автотранспортом и как это влияет на здоровье людей.
5
6
Раздел 2. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОЗДУХА ОТРАБОТАННЫМИ 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.
Двигаясь со скоростью 80-90 км/ч в среднем автомобиль
превращает в углекислоту столько же кислорода, сколько 300-350 человек.
Но дело не только в углекислоте. Годовой выхлоп одного автомобиля – это
800 кг окиси углерода, 40 кг окислов азота и более 200 кг различных
углеводородов. В этом наборе весьма коварна окись углерода. Из-за
высокой токсичности её допустимая концентрация в атмосферном воздухе
не должна превышать 1 мг/м3. Известны случаи трагической гибели
людей, запускавших двигатели автомобилей при закрытых воротах гаража.
В одноместном гараже смертельная концентрация окиси углерода
возникает уже через 2-3 минуты после включения стартера. В холодное
время года, остановившись для ночлега на обочине дороги, неопытные
водители иногда включают двигатель для обогрева машины. Из-за
проникновения окиси углерода в кабину такой ночлег может оказаться
последним.
Уровень
загазованности
магистралей
и
при
магистральных
территорий зависит от интенсивности движения автомобилей, ширины и
рельефа улицы, скорости ветра, доли грузового транспорта и автобусов в
общем потоке и других факторов. При интенсивности движения 500
транспортных единиц в час концентрация окиси углерода на открытой
территории на расстоянии 30-40 м от автомагистрали снижается в 3 раза и
достигает нормы. Затруднено рассеивание выбросов автомобилей на
6
7
тесных улицах. В итоге практически все жители города испытывают на
себе вредное влияние загрязнённого воздуха.
Одной
из
проблем
урбанизированных
территорий
является
изменение свойств окружающей среды под влиянием автотранспортных
средств. Виды воздействия автотранспорта на окружающую среду
представлены на рис. 2.1.
Воздействие
автотранспорта
Химическое
Механическое
Физическое
Загрязнение
воздушного,
водного бассейна
и почв
выбросами
химических
веществ
Сведение
растительности,
нарушение
почвенного покрова,
рельефа при
строительстве
трансп.
инфраструктуры
Шумовое
загрязнение
Рис. 2.1. Схема воздействия автотранспорта на окружающую среду.
В выхлопных газах автомобилей содержится целая гамма веществ,
большинство
из
которых
токсичны
для
человека,
основными
загрязнителями являются оксид углерода, оксиды азота, углеводороды
(табл.1.)
Таблица 2.1.
Основные виды выбросов загрязняющих веществ от передвижных
источников
Тип двигателя
Топливо Основные виды
Примеры загрязнений
Четырехтактный
внутреннего
сгорания
Двухтактный
внутреннего
сгорания
дизель
Бензин
Углеводороды,
оксид Автомобили,
трактора,
углерода, оксиды азота
автобусы,
мотоциклы
Бензин
Углеводороды,
оксид Мотоциклы,
(с
углерода, оксиды азота, вспомогательные моторы
добавлени твердые вещества
ем масла)
Лигроин
Оксиды азота, твердые Автомобили,
трактора,
вещества
автобусы
7
8
Рост транспортных средств обуславливает увеличение нагрузки на
окружающую среду. В качестве критериев оценки используются предельно
допустимые концентрации (ПДК) — нормативы, устанавливающие
концентрации вредного вещества в единице объема, которые при
воздействии за определенный промежуток времени не влияют на здоровье
человека (табл. 2).
Таблица 2.2.
Перечень предельно допустимых концентраций (ПДК), класс опасности и
ориентировочно безопасных уровней воздействия (ОБУВ) загрязняющих
веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух.
Наименование
ПДК (ОБУВ),мг/м³
загрязняющих
Максимально
Средне
Рабочей
веществ
разовая
суточная
зоны
0.04
2.0
2(3)
Азот
(IV)
оксид 0.085
Класс
опасности
(азота диоксид)
Углерод оксид
5.00
3.00
20
4(4)
Азот (ІІ) оксид
0.4
0.06
5.0
3(3)
0.05
--
3
--
--
--
Углерод
черный 0.15
(сажа)
Углеводороды
50 (ОБУВ)
(метан)
Из соединений металлов, входящих в состав твёрдых выбросов
автомобилей, наиболее изученными являются соединения свинца. Это
обусловлено тем, что соединения свинца, поступая в организм человека и
теплокровных животных с водой, воздухом и пищей, оказывают на него
наиболее вредное действие. До 50% дневного поступления свинца в
организм приходится на воздух, в котором значительную долю составляют
отработавшие газы автомобилей.
8
9
Поступления углеводородов в атмосферный воздух происходит не
только при работе автомобилей, но и при разливе бензина. По данным
американских исследователей в Лос-Анджелесе за сутки испаряется в
воздух около 350 тонн бензина. И повинен в этом не столько автомобиль,
сколько сам человек. Чуть - чуть пролили при заливке бензина в цистерну,
забыли плотно закрыть крышку при перевозке, плеснули на землю при
заправке на автозаправочной станции, и в воздух потянулись различные
углеводороды.
9
10
Раздел 3. ВЛИЯНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА НА ЗДОРОВЬЕ
НАСЕЛЕНИЯ
По расчетам специалистов, «вклад» автомобильного транспорта в
атмосферу составляет до 90% по окиси углерода и 70% по окиси азота.
Автомобиль также добавляет в почву и воздух тяжелые металлы и другие
вредные вещества. Объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферный
воздух от автомобильного транспорта превышает таковой от всех других
источников, особенно в крупных городах.
Данное
обстоятельство
отрицательно сказывается на здоровье городского населения.
Угарный газ и окислы азота, столь интенсивно выделяемые на
первый взгляд невинным голубоватым дымком глушителя автомобиля –
вот
одна
из
основных
причин
головных
болей,
усталости,
немотивированного раздражения, низкой трудоспособности.
Сернистый газ способен воздействовать на генетический аппарат,
способствуя бесплодию и врожденным уродствам, а все вместе эти
факторы ведут к стрессам, нервным проявлениям, стремлению к
уединению, безразличию к самым близким людям. В больших городах
также более широко распространены заболевания органов кровообращения
и дыхания, инфаркты, гипертония и новообразования.
Чувствительность населения к действию загрязнения атмосферы
зависит от большого числа факторов, в том числе от возраста, пола,
общего состояния здоровья, питания, температуры и влажности и т.д. Лица
пожилого возраста, дети, больные, курильщики, страдающие хроническим
бронхитом, коронарной недостаточностью, астмой, являются более
уязвимыми.
Загрязнение воздуха представляет серьезную угрозу здоровью
населения,
способствует
снижению
качества
жизни.
Воздействие
10
11
токсичных веществ, загрязняющих воздух вызывает такие заболевания
как:
– рак,
– лейкемия,
– астма,
– эндокринные заболевания,
– респираторных заболевания,
– различные виды аллергии,
– сердечно - сосудистые заболевания,
– болезни печени,
– болезни желчного пузыря,
– болезни органов чувств.
По оценкам Агентства по охране окружающей среды, воздействие
токсичных веществ, загрязняющих воздух ежегодно вызывает 1700 -2700
разновидностей раковой болезни. В последние годы наблюдается
тенденция роста раковых заболеваний, лейкемии и других угрожающих
жизни заболеваний. Загрязнение воздуха является причиной шести
процентов
смертей
в
мире,
утверждают
специалисты
Всемирной
организации здравоохранения.
Через выхлопные трубы автомобилей в атмосферу выбрасывается
более двухсот химических веществ. Самое токсичное воздействие на
живые организмы оказывают соединения тяжелых металлов, среди них
наиболее опасен свинец, накапливающийся в радиусе 100-200 м от дороги.
По мнению ученых, он разрушает гормоны. Его высокое содержание в
крови вызывает замедление роста, расстройства слуха и интеллектуальную
деградацию, поскольку разрушает химические соединения в мозге живых
существ.
Эксперты американской Ассоциации легочных заболеваний объявили
смог одной из основных причин многочисленных приступов астмы (400
11
12
тыс. случаев в год) и других респираторных заболеваний (1 млн. случаев) у
жителей США. Врачи считают, что 15 тыс. пожилых американцев умирают
преждевременно именно из-за воздействия выхлопных газов.
Во всех странах существует подробнейшая статистика, показывающая
влияние автотранспорта на здоровье людей. В Украине такие данные тоже
есть, но они не систематического характера, и по ним трудно судить о
состоянии дел в целом. Но даже те отрывочные сведения, которые
становятся достоянием общественности, однозначно свидетельствуют о
приближающейся катастрофе, то есть о таких последствиях, которые
необратимы.
Передвижные
источники
загрязнения
пространственно
рассредоточены по территории города и расположены в непосредственной
близости к жилым районам, что создает общий повышенный фон
загрязнения. Они располагаются невысоко от земной поверхности, в
результате чего отработавшие газы автомобилей слабее рассеиваются
ветром по сравнению с промышленными выбросами и скапливаются в зоне
дыхания людей. Кроме того, темпы роста числа автомобилей значительно
выше по сравнению с темпами роста промышленных источников.
Таблица 3.1.
Воздействие вредных выбросов автотранспорта на здоровье людей.
Загрязнение
Воздействие
Оксид углерода Препятствует кислородному обмену в крови, поражает
(СО)
нервную систему, нарушает сердечную деятельность
Углеводороды
Способствуют развитию раковых заболеваний
(СН)
Оксид
азота Раздражает глаза и слизистые оболочки
(NО)
Свинец (Рb)
Поражает нервную систему и костную ткань
12
13
Раздел 4. ИЗУЧЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ВОЗДУХА В РАЙОНЕ ШКОЛЫ.
Харьков – второй по численности населения город Украины.
Проблема охраны атмосферного воздуха для Харькова стала довольно
острой. Количество автомобилей с каждым днем увеличивается, поэтому
экологическая обстановка в городе становится все более напряженной.
Я решила изучить степень загрязненности атмосферного воздуха
автомобильным транспортом на участке автотрассы возле школы и
внутриквартального проезда.
С этой целью:
 Я выбрали участок автотрассы с интенсивным движением вблизи
школы длиной примерно 0,5 км (500 м).
 Подсчитала количество единиц автотранспорта, проходящего по
участку в течение 20 минут (с 14.00 до 14.20).
 Рассчитала количество единиц автотранспорта, проходящего по
участку за 1 час, умножив количество, полученное за 20 минут на 3.
 Рассчитала общий путь, пройденный выявленным количеством
автомобилей каждого типа за 1 час (L, км), по формуле:
 L=N*l
 где N – количество автомобилей каждого типа, проходящих за 1 час;
 L – длина участка, км.
 Заполнила таблицы 1, 2.
Таблица 4.1.
Движение автотранспорта на магистрали
Тип автотранспорта
Количество Количество Общий путь за 1 час,
за 20 минут
за 1 час,
(L, км)
шт.
шт.
Легковой автомобиль
105
315
157.5
Грузовой автомобиль
5
15
7.5
Газель
51
153
76.5
Автобус
8
24
12
13
14
Таблица 4.2.
Движение автотранспорта на участке внутриквартального проезда
Тип автотранспорта
Количество Количество Общий путь за 1 час,
за 20 минут
за 1 час,
(L, км)
шт.
шт.
Легковой автомобиль
28
84
42
Грузовой автомобиль
2
6
3
Газель
1
3
1.5
Рис. 4.1. Сравнительная диаграмма количества автомобилей на разных
участках.
 Рассчитала количество топлива (Q, л) разного вида, сжигаемого на
выбранном участке двигателями автомашин, по формуле:
 Q = L * V.
 Заполнила таблицы 4, 5.
 Значения V взяла из таблицы 3.
 Условно принимаем:
 90% легковых автомобилей используют в качестве топлива бензин, а
10 % - газ;
 Грузовые автомобили используют дизельное топливо;
 Газели используют газ;
 50% автобусов используют бензин, а 50% - газ.
14
15
Таблица 4.3.
Расход топлива в зависимости от типа автотранспорта
Тип автотранспорта Средние нормы расхода Удельный
Легковой
расход
топлива
топлива , V
(литров на 100км)
(литров на 1 км)
12
0.12
33
0.33
Газель
17
0.17
Автобус
42
0.42
автомобиль
Грузовой
автомобиль
Таблица 4.4
Расход топлива разными видами автотранспорта (на магистрали)
Тип автотранспорта
Q, в том числе
бензин
Легковой автомобиль
дизельное
топливо
17.1
Грузовой автомобиль
1.89
2.475
Газель
Автобус
газ
13.005
2.52
2.52
Таблица 4.5
Расход топлива разными видами автотранспорта (внутри квартала)
Тип автотранспорта
Q, в том числе
бензин
Легковой автомобиль
Грузовой автомобиль
Газель
дизельное
топливо
4.5
газ
0.54
0.99
0.255
15
16
Количество вредных веществ, выбрасываемых автотранспортом
при движении, зависит от количества и вида сжигаемого топлива.
Основными загрязнителями воздуха являются угарный газ, углеводороды
и диоксид азота. В таблице 9 представлено среднее количество выбросов
этих веществ в зависимости от используемого топлива.
Коэффициент К численно равен количеству вредных выбросов
соответствующего компонента в литрах при сгорании в двигателе
автомашины количества топлива, необходимого для проезда 1 км (т.е.
равного удельному расходу топлива).
Таблица 4.6.
Среднее количество вредных выбросов в зависимости от используемого
топлива
Вид топлива
Значение коэффициента (К)
Угарный газ Углеводороды Диоксид азота
Бензин
0.6
0.1
0.04
Дизельное топливо
0.1
0.03
0.04
Газ
0.2
0.04
0.016
Таблица 4.7
Выделение загрязнителей в зависимости от вида топлива
(на магистрали)
Вид топлива
Сумма,
Количество вредных веществ, л
Q, л
Угарный газ Углеводороды Диоксид азота
Бензин
19.62
11.772
1.962
0.785
Дизельное топливо
2.475
0.2475
0.074
0.099
Газ
17.415
3.483
0.697
0.279
Всего:
39.51
15.5025
2.733
1.163
16
17
Таблица 4.8.
Выделение загрязнителей в зависимости от вида топлива
(внутри квартала)
Вид топлива
Сумма,
Количество вредных веществ, л
Q, л
Угарный газ Углеводороды Диоксид азота
Бензин
4.5
2.7
0.45
0.18
Дизельное топливо
0.99
0.099
0.03
0.04
Газ
0.795
0.159
0.032
0.013
Всего:
6.285
2.958
0.512
0.233
Рис.4.2. Сравнительная диаграмма загрязнения воздуха на разных
участках.
 Провела такое же исследование для участка внутриквартального
проезда.
17
18
 Сопоставила полученные результаты и сделала вывод.
Вывод:
1. На магистрали выделяется больше вредных веществ, чем внутри
квартала, так как на магистрали значительно интенсивнее
движение, чем на внутриквартальной дороге.
2. Предпочтительнее использование газообразного топлива, так как
выделяется значительно меньше вредных для здоровья веществ.
18
19
ВЫВОД
Во многих странах мира автомобиль превратился в злейшего врага
природы, да и самого человека.
В настоящее время в мире насчитывается 600 млн. легковых и 160
млн. грузовых автомобилей, примерно 2 млн. городских автобусов. В
среднем на 1 кв.км земной поверхности приходится 8 автомобилей
(естественно, что их плотность в крупных городах на несколько порядков
выше).
В автомобильных двигателях внутреннего сгорания в мире
ежегодно сжигается около 2 млрд. т нефтяного топлива. При этом
коэффициент полезного действия в среднем составляет 23%, остальные
77% уходят на обогрев окружающей среды. В России автотранспорт
ежедневно выбрасывает в атмосферу 16,6 млн. т загрязняющих веществ.
30% заболеваний горожан непосредственно связаны с загрязненностью
воздуха выхлопными газами.
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 нормы.
Происходит не только количественное ужесточение норм, но и их
качественное изменение. Так, вместо ограничений по задымлению введено
нормирование твердых частиц, на поверхности которых адсорбируются
опасные для здоровья человека ароматические углеводороды и в
19
20
частности, канцерогенный бенз(а)пирен. Постоянно расширяется список
веществ, содержание которых должно находится под контролем.
Современный город сложно представить без большого числа
автотранспорта, поэтому в целях соблюдения эколого-экономического
баланса целесообразно разработать систему мероприятий, направленных
на улучшение качества атмосферного воздуха:

перевод автомобилей на газовое топливо;

улучшение качества дорожного покрытия;

строительство подземных пешеходных переходов;

контроль
и
регулировка
токсичности
и
задымления
отработавших газов при выезде автомобилей из автопредприятий,
при техническом осмотре, а также на автодорогах.
20
21
ЛИТЕРАТУРА
1. В. В. Амбарцумян, В. Б. Носов, В. И. Тагасов. Экологическая
безопасность автомобильного транспорта. – М.: ООО Издательство
«Научтехлитиздат», 1999-324 с.
2.Аксенов И.Я. Аксенов В.И. Транспорт и охрана окружающей среды. –
М.: Транспорт, 1986. – 176с.
3. Луканин В.Н., Буслаев А.П., Трофименко Ю.В Автотранспортные
потоки и окружающая среда: Учебное пособие для вузов. М.: ИНФРА-М,
1998 – 408 с.
4. Валова В.Д. Основы экологии: Учебное пособие. – 2-е изд.,
перераб. и доп. М.: Издательский Дом «Дашков и К0», 2001-538 с.
5. Куров Б.М. Как уменьшить загрязнение окружающей среды
автотранспортом? // Россия в окружающем мире. - Аналитический
ежегодник. 2000 – 128 с.
6.Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология. Человек – Экономика – Биота –
Среда: Учебник для вузов. – 2-е изд., перераб. И доп. – М.: ЮНИТИДАНА. 2000 –310 с.
7. Чуйкова Л.Ю. «Общая Экология» – М.: Астрахань, 1996-458 с.
21
22
Шевченко Татьяна.
Влияние автотранспорта на загрязнение воздуха и здоровье населения.
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
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.
В
работе
приводятся
доказательства
этого
положения.
Рассматривается загрязнение воздуха на автомагистрали, проходящей
рядом со школой, и на внутриквартальной трассе, приводятся расчеты
токсичности выхлопных газов, делаются выводы о необходимости
проведения
мероприятий,
направленных
на
улучшение
качества
атмосферного воздуха.
22