II Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ ВЫБРОСАМИ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА НА ПЕРЕКРЁСТКАХ В 3 МИКРОРАЙОНЕ Г. АНАПА
Соколов Д.С.
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


Введение

В настоящее время уменьшение загрязнения атмосферного воздуха токсичными веществами, выделяемыми промышленными предприятиями и автомобильными 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.

Любая экологическая система (в том числе и человеческий организм) зависит от среды обитания, так как постоянно обменивается с ней веществом, энергией и информацией. Поэтому состояние окружающей среды оказывает существенное влияние на состояние здоровья человека, особенно растущий организм. Эта проблема определила тему и цель нашей работы.

Тема работы: Загрязнение атмосферы выбросами автомобильного транспорта на перекрёстках в 3 микрорайоне г. Анапа.

Цель работы: Оценка и вычисление токсичных продуктов от работы транспорта, характер их действия на живые организмы и окружающую среду.

Задачи:

- изучить литературу по данной теме;

- изучить информацию о выбросах автомобильного транспорта и их влиянии на здоровье человека;

- выявить влияние выхлопных газов на окружающую среду;

- произвести подсчет автомобилей, проезжающих в течение получаса в час пик (17:30-18:00) на перекрёстках дорог по ул. Омелькова/ Ленина; по ул. Крылова/Ленина/Промышленная; по ул. Ленина/ Лермонтова; по ул. Омелькова/ Владимирская; по ул. Омелькова/ Астраханская;

- провести количественный анализ веществ, выбрасываемых в атмосферу при сгорании топлива.

Место проведения: перекрёстки дорог по ул. Омелькова/ Ленина; по ул. Крылова/Ленина/Промышленная; по ул. Ленина/ Лермонтова; по ул. Омелькова/ Владимирская; по ул. Омелькова/ Астраханская;

Изучая литературу, мы узнали, что в состав выхлопных газов автотранспорта входят: оксид углерода СО 2, оксид углерода СО, оксиды азота (NO, NO 2),сажа.

СО – оксид углерода 2 (угарный газ) Оксид углерода считается вдыхаемым ядом, способным создавать дефицит кислорода в тканях тела, повышает количество сахара в крови. В реальных городских условиях группой риска являются люди, перенесшие заболевания, связанные с недостатком кислорода в крови.

CO - ОКСИД УЛЕРОДА 4 (УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ) С повышением концентрации углекислого газа в воздухе связан парниковый эффект, который проявляется в нагреве внутренних слоев атмосферы Земли, что способствует повышению средней температуры Планеты и разрушению озонового слоя.

Оксиды азота NO2, вызывают развитие опухолей, способствуя питанию и росту раковых клеток.

Сажа входит в категорию частиц опасных для лёгких, т.к. приводит к раку дыхательных путей.

1. Автотранспорт и человек

Автомобиль не роскошь, а средство передвижения. Без автомобиля в настоящее время немыслимо существование человечества.

За последние десятилетия человечество окончательно убедилось, что первым виновником загрязнения атмосферного воздуха – одного из основных источников жизни на нашей Планете, является 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. Его вклад в загрязнение окружающей среды, в основном атмосферы составляет – 60 - 90%.

Мировой автомобильный парк насчитывает более 600 млн. машин. Ежегодно на планете появляется дополнительно 40 млн. автомобилей. Главная экологическая проблема транспорта – высокая токсичность выхлопных газов, шумовое загрязнение среды и вибрация. Один автомобиль выделяет 200 вредных компонентов. На каждые 1000 км пробега потребляется столько кислорода, сколько нужно его на год семье из четырех человек. При этом выбрасывается 40 кг веществ, загрязняющих почву и воздух.

2. Факторы отрицательного влияния автомобильного транспорта на человека и окружающую среду.

По действию на человека выбросы автомобиля можно подразделить на раздражающие (оксиды азота, сернистый газ, альдегиды), противоплазматические яды (свинец, кадмий), окислительно-восстановительные (ПАУ, угарный газ) и сажу, которая усиливает токсичность остальных выбросов. Выхлопные газы и сильное колебание почвы от автомобилей ускоряют процесс старения зданий, приводят к деградации придорожной растительности. Эксплуатация автотранспорта приводит к образованию фотохимического смога, который образуется при участии пыли, окислов азота и ультрафиолетовых лучей солнца. При этом в воздухе образуются новые вещества, превышающие исходные по токсичности, такие как озон. Оксиды азота являются причиной возникновения в воздухе нитрозоаминов – сильных канцерогенов.

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.

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.

Дыхательная система человека имеет ряд механизмов, помогающих защитить организм от воздействия загрязнителей воздуха. Волоски в носу отфильтровывают крупные частицы. Липкая слизистая оболочка в верхней части дыхательного тракта захватывает мелкие частицы и растворяет некоторые газовые загрязнители. Механизм непроизвольного чихания и кашля удаляет загрязненные воздух и слизь при раздражении дыхательной системы.

Тонкие частицы представляют наибольшую опасность для здоровья человека, так как способны пройти через естественную защитную оболочку в легкие. Вдыхание озона вызывает кашель, одышку, повреждает легочные ткани и ослабляет

Ход работы: засекаем время (30 минут), определяем число машин, определяем количество переключений (торможение, набор скорости, холостой ход).

Используя формулу, рассчитали приблизительную массу выхлопных газов за 30 минут:

M = t n k (m CO + m CO2 + m NO2 + m сажи), где

t- время эксперимента, n-количество машин,

k-количество переключений для разгона и торможения,

m CO – масса оксида углерода,

m CO2 - масса оксида углерода,

m NO - масса оксид азота, m сажи - масса сажи.

Состав выхлопных газов:

Компоненты

Бензиновые двигатели (г/мин)

Дизельные двигатели (г/мин)

1

Оксид углерода СО

0,035

0,017

2

Оксид углерода СО2

0,217

0,2

3

Оксид азота NO2

0,002

0,001

4

Сажа

0,04

1,1

Пример расчётов:

30*303*5*0,035=1590,75 М(г) СО

30*303*5*0,217=9 862,65 М(г) СО 2

30*303*5*0,002=90,9 М(г) NО 2

30*303*5*0,04=1818 М(г) Сажи

1590,75+9862,65+90,9+1818=13 362,30

Или 30*303*5*(0,035+0,217+0,002+0,04)= 13 362,30 (общая масса выхлопных газов за 30 минут).

Полученные данные занесли в таблицы количества токсичных веществ:

Перекрёсток дорог по ул. Омелькова/ Ленина

Марка машины

t

 

k

М(г)

СО

М(г)

СО2

М(г)

NO2

М(г)

сажи

М(г)

легковые

30

303

5

1 590,75

9 862,65

90,9

1 818

13 362,30

грузовые

30

7

5

17,85

210

1,05

1 155

1 383,9

автобусы

30

5

5

12,75

150

0,75

825

988,5

Итого общее кол-во

     

1 621,35

10 222,65

92,7

3 798

15 734,7

Перекрёсток дорог по ул. Крылова/Ленина/Промышленная

Марка машины

t

 

k

М(г)

СО

М(г)

СО2

М(г)

NO2

М(г)

сажи

М(г)

легковые

30

298

5

1 564,5

9 699,9

89,4

1 788

13 141,8

грузовые

30

3

5

7,65

90

0,45

495

593,1

автобусы

30

4

5

10,2

120

0,6

660

790,8

Итого общее кол-во

     

1 582,35

9 909,9

90,45

2943

14 525,7

Перекрёсток дорог по ул. Ленина/ Лермонтова

Марка машины

t

 

k

М(г)

СО

М(г)

СО2

М(г)

NO2

М(г)

сажи

М(г)

легковые

30

325

5

1 706,25

10 578,75

97,5

1 950

14 332,5

грузовые

30

9

5

22,95

270

1,35

1 485

1 779,3

автобусы

30

12

5

30,6

360

1,8

1 980

2 372,4

Итого общее кол-во

     

1 759,8

11 208,75

100,65

5 415

18 484,2

Перекрёсток дорог по ул. Омелькова/ Владимирская

Марка машины

t

 

k

М(г)

СО

М(г)

СО2

М(г)

NO2

М(г)

сажи

М(г)

легковые

30

287

5

1 506,75

9 341,85

86,1

1722

12 656,7

грузовые

30

6

5

15,3

180

0,9

990

1 186,2

автобусы

30

7

5

17,85

210

1,05

1155

1 383,9

Итого общее кол-во

     

1 539,9

9 731,85

88,05

3867

15 226,8

Перекрёсток дорог по ул. Омелькова/ Астраханская

Марка машины

t

 

k

М(г)

СО

М(г)

СО2

М(г)

NO2

М(г)

сажи

М(г)

егковые

30

376

5

1 974

12 238,8

112,8

2 256

16 581,6

грузовые

30

17

5

43,35

510

2,55

2 805

3 360,9

автобусы

30

15

5

38,25

450

2,25

2 475

2 965,5

Итого общее кол-во

     

2 055,6

13 198,8

117,6

7 536

22 908,0

На основе полученных результатов можно сделать следующие выводы:

В результате исследовательской работы была подтверждена информация об отрицательном влиянии автомобильных выбросов на окружающую среду и человека.

В результате практической части работы определено количество автомобильного транспорта, который проезжает вокруг 3 микрорайона в час пик. За период исследования это число составило 1674 автомобилей. Каждый из них выбрасывал в атмосферу отравляющие вещества. За 30 минут в общем количество вредных веществ составило 86 879,40 М(г). Если взять эту цифру за точку отсчёта и посчитать с 6:00-23:00 (когда движение транспорта более интенсивно), то эта цифра будет огромной и составит (17*2*86 879,40)= 2 953 899,60 М(г).

При движении транспорта только на перекрёстках вблизи школы, детских садов и жилых домов в атмосферу выбрасываются выхлопные газы с большим содержанием сажи и оксида углерода СО 2. Это объясняется тем, что по трассе движется много машин, имеющих дизельный двигатель т.к. в этом районе большое количество строящегося жилья. А так же эти перекрёстки являются развязкой для движения общественного транспорта, т.е. автобусов.

Таким образом, работа подтвердила литературные данные, методика помогла показать, какое количество твердых отравляющих веществ выбрасывается автомобильным транспортом в атмосферу в данном районе. Результаты работы аргументировано доказывают это. Имея на руках математические расчеты легче показать детям и их родителям пагубное влияние выбросов автомобильного транспорта и убедить меньше находится возле дороги.

Наши предложения. Переход на биотопливо. Строительство объездных дорог. Приоритет вело транспорту Создание инспекции, постоянно следящей за степенью загрязнения воздуха. Упорядочить работу светофоров, с целью снижения загрязнения воздуха на дорогах. Озеленить город (посадка деревьев и кустарников вдоль дорог).

Борьба в других странах за чистый воздух. Страны Европы и Азии решили пойти по особому пути, а именно по пути развития сети общественного велосипедного транспорта, превратив велосипед в один из основных видов транспортных средств для перемещения по городу. Всего в Дании 4,5 млн. велосипедов при населении 5,5 млн. человек. Для велосипедов в Копенгагене существует собственная система дорожных знаков, а в отдельных его районах велосипед единственное разрешенное транспортное средство.

Используемая литература:

1. Сазонов Э. В. Экология городской среды. 2010 г.

2. Ресурсы сети Интернет.

3. Лучшие рефераты по экологии/ авт.-сост. И.А. Елисеев. Серия «Банк рефератов». 2-е изд. – Ростов-на-Дону: «Феникс», 2002. –320с.

4. Г.А.Фадеева, В.А.Попова. Физика и Экология, 2005 г.

13