Роль транспорта в загрязнении атмосферы города Лангепас. В работе ПРОЕКТ. Исследовательская работа Роль транспорта в загрязнении атмосферы города Лангепас
 Скачать 199 Kb.
|
|
Лангепасское городское муниципальное автономное общеобразовательное учреждение Средняя общеобразовательная школа № 5 Исследовательская работа «Роль транспорта в загрязнении атмосферы города Лангепас» (естественно-научное направление) Евгащина Екатерина Павловна, учащаяся 8 Б класса, Лангепасское городское муниципальное автономное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №5» Руководитель Ольга Евгеньевна Верхоланцева учитель биологии г.Лангепас 2022 Содержание Введение.......................................................................................................................3 1. Основная часть …………........................................................................................4 1.1 Автомобильные выбросы..............................................................................4 1.2 Оценка количества выбросов вредных веществ в воздух..........................5 1.3 Результаты анкетирования............................................................................7 2. Решение проблемы..................................................................................................8 2.1 Мероприятия по борьбе с выбросами автотранспорта..............................9 Заключение......................................................................... ........................................11 (Итоги исследовательской работы) Список литературы.....................................................................................................12 Приложения.................................................................................................................13 Введение. На сегодняшний день автомобили– это главная причина загрязнения воздуха в городах и селах. В России на 2021 год их насчитывалось более 45 миллионов экземпляров. Выбросы от автомобилей в городах особенно опасны тем, что загрязняют воздух в основном на уровне 70-100 см от поверхности Земли, и особенно – на участках автотрасс, где расположены светофоры и пешеходные переходы. Особенно много вредных веществ выделяется во время разгона, торможения, при работе двигателя на холостом ходу, а также при езде по ямам. Число автомобилей в мире превышает один миллиард. Если учесть, что один автомобиль поглощает ежегодно из атмосферы в среднем 4т. кислорода, выбрасывая с выхлопными газами примерно 800 кг окиси углерода, около 40 кг окислов азота и почти 200кг различных углеводородов, можно сделать выводы о его роли в ухудшении экологической ситуации на планете. На долю автомобилей в крупных городах РФ приходится в среднем 60-70% загрязнения атмосферы. Основная причина загрязнения воздуха заключается в неполном и неравномерном сжигании топлива. Всего 15% его расходуется на движение автомобиля, а 85% «летит на воздух». Актуальность: проблема загрязнения атмосферы выбросами автотранспорта требует незамедлительного решения, так как количество автомобилей растет, что оказывает отрицательное влияние на атмосферу и на здоровье человека. Цель: подсчитать количество выбросов загрязняющих веществ автотранспортом нашего города за 30 минут. Гипотеза: с каждым годом количество автотранспорта растет, значит, растет и его влияние на окружающую среду. На основании этого мы выдвигаем гипотезу, что автомобильный транспорт-причина экологических проблем не только больших, но и маленьких городов. Задачи: Изучить влияние выбросов автотранспорта на здоровье человека; Подсчитать количество автотранспорта в городе; Определить примерное количество выхлопных газов выделяемое автотранспортом города за 60 минут Провести разъяснительную работу с владельцами автотранспортных средств. Предмет исследования: экологическая ситуация в городе Лангепас; Объект исследования: автомобильный транспорт; Методы: Изучение литературы по данной теме; Наблюдение и сбор информации; Обработка полученных данных. Практическая значимость исследования: я хочу познакомить с результатами своего проекта всех, кто заинтересован в проблеме загрязнения окружающей среды, прежде всего родителей и учащихся школы. Имея на руках математические расчеты, легче показать детям и их родителям отрицательное влияние выбросов автомобильного транспорта и убедить меньше находится возле дороги. Исследования я хочу продолжить в другие сезоны года, в другой временной промежуток для получения более достоверных результатов. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ. 1.1 Автомобильные выбросы. По оценкам специалистов ежегодные суммарные автомобильные выбросы в России составляют боле 30 тыс. т., среди которых: 11 тыс. т. оксидов углерода, 8 тыс. т. углеводородов, 1,5 тыс. т. окислов азота, около 2 тыс. т. углекислого газа. Кроме того это еще и шумовое воздействие, тепловые выбросы, бросовый металлолом. Как же все эти вредные вещества и компоненты воздействуют на человека и окружающую среду? В обычных условиях СО - бесцветный газ без запаха, он легче воздуха и поэтому может легко распространятся в атмосфере. При действии на человека СО вызывает головную боль, головокружение, быструю утомляемость, раздражительность, сонливость, боли в области сердца. Оксид азота NO - бесцветный газ, диоксид азота NO2 - газ красно-бурого цвета с характерным запахом. Оксиды азота при попадании в организм человека соединяются с водой. При этом они образуют в дыхательных путях соединения азотной и азотистой кислоты. Оксиды азота раздражающе действуют на слизистые оболочки глаз, носа, рта. Воздействие NO2 способствует развитию заболеваний легких. Некоторые углеводороды СН являются сильнейшими канцерогенными веществами (например, бензапирен), переносчиками которых могут быть частички сажи, содержащиеся в отработавших газах. В скопившихся над асфальтом в облаках СН и NO2 под воздействием света происходят химические реакции. Разложение оксидов азота приводит к образованию озона. Вообще-то озон не стойкий и быстро распадается, но только не в присутствии углеводородов (СН) - они замедляют процесс распада озона, и он активно вступает в реакции с частичками влаги и другими соединениями. Образуется стойкое облако мутного смога. Озон разъедает глаза и легкие, а выбросы NО2 участвуют в формировании кислотных дождей. 1.2 Оценка количества выбросов вредных веществ в воздух от автотранспорта в районе средней школы №5 Понимая важность проблемы загрязнения воздуха автотранспортом, я решила провести исследовательскую работу по оценке количества выбросов вредных веществ в атмосферный воздух от автотранспорта. Методика разработана в обсерватории им. Воейкова. Мощность выброса вредных веществ рассчитывается по формуле: М=0,21∑(Q×P×N); (1) где М – мощность выброса вредных веществ, мг/м3; 0,21- эмпирический коэффициент; Q - средний расход горючего на единицу пути, л/км (см. приложение 1 таблица 1); P - коэффициент, определяющий выброс вредных веществ от автотранспорта в зависимости от вида горючего (см. приложение 1таблица 2); N - количество единиц автотранспорта, проходящих через выбранный пункт наблюдения в единицу времени в обоих направлениях; Целью моей исследовательской работы была оценка степени загрязнения атмосферного воздуха выбросами от автотранспорта на изучаемом участке населённого пункта. Исследовательская работа проведена следующим образом. Выбрав участки автодорог по ул. Дружбы Народов и ул. Парковая, которые находятся в непосредственной близости от школы, в течение 15 минут было произведено подсчитывание количества автомобилей, проезжающих в обоих направлениях, разделив их на три категории: легковые автомобили, грузовые автомобили, автобусы. Затем, каждый из полученных результатов был умножен на 4 - для того, чтобы выяснить количество проезжающих автомобилей за час. Эти наблюдения производились три раза (26.12.21, 12.01.22, 01.02.22, время: с 13.00 до 14.00) и было высчитано среднее количество автомобилей. А затем, воспользовавшись данными таблиц 1 и 2 приложение 1, произвели необходимые расчёты. Преобразовал формулу (1) в формулу (2) провели следующие подсчёты: М=0,21×(( Q×P×N)+( Q×P×N)+( Q×P×N)) (2) Ул. Дружбы Народов: Легковые автомобили 120; Грузовые автомобили 25; Автобусы 12. М(CO)=0,21×(0,13×120×0,6+0,33×25×0,1+0,44×12×0,1)=2,24973=2,25; М(NOx)=0,21×(0,13×120×0,04+0,33×25×0,04+0,44×12×0,04)=1,424054=1,43; М(CxHy).=0,21×(0,13×120×0,1+0,33×25×0,03+0,44×12×0,03)=0,412839=0,41. Ул.Парковая Легковые автомобили 138; Грузовые автомобили 7; Автобусы 6; М(CO)=0,21×(0,13×138×0,6+0,33×7×0,1+0,44×6×0,1)=2,787876=2,79; М(NOx)=0,21×(0,13×138×0,04+0,33×7×0,04+0,44×6×0,04)=0,082467=0,08; М(CxHy).=0,21×(0,13×138×0,1+0,33×7×0,03+0,44×6×0,03)=0,094248=0,1. Результаты учета транспортных средств и рассчитанные количества выброшенных в атмосферный воздух вредных веществ занесены в таблицу (см. приложение 1 таблица 3) Затем были сопоставлены вычисленные количества выброшенных вредных веществ с их среднесуточными предельно допустимыми концентрациями (ПДК). Известно, что для оксида углерода ПДК составляет 3 мг/м3,для оксида азота 0,085 мг/м3, для углеводородов 1,5 мг/м3. Получается, что на улице Дружбы Народов количество угарного газа, выбрасываемого транспортом, находиться в ПДК, оксида азота в 16,8 раза, а количество углеводородов в пределах ПДК. Аналогичных данных в городе Лангепас, на улицах Дружбы Народов и Парковая ранее не проводилось, таким образом данных для сравнения нет. В будущем планируется провести данный эксперимент, для получения новых данных и для их сравнения с подученными в ходе этой работы. Таким образом, можно сделать вывод, что экологическое состояние воздушной среды вдоль изученных улиц в общем и целом удовлетворительное. А принимая во внимание близость жилых домов, нашей школы, а также детского сада и колледжа, можно говорить об отрицательном влиянии воздуха в нашем микрорайоне на здоровье людей и прежде всего детей. Данные подтвердили гипотезу, что в связи с ежегодным ростом количества автомобилей проблема загрязнения атмосферы будет усугубляться, возрастет отрицательное влияние на общее состояние окружающей среды, на здоровье человека. 1.3 Результаты анкетирования учащихся 8-11-х классов по проблеме загрязнения воздуха автотранспортом. В анкетировании приняли участие учащиеся 8-11-х классов, всего 275 человек. Анкета (см.приложение 3). Были предложены следующие вопросы: 1.Есть ли в Вашей семье автомобиль? Автомобиль имеется в семье у 200 учащихся (73%), у 15 учеников(5%)- в семье есть два автомобиля, у 60 человек нет автомобиля (22%) 2.Какие вредные вещества содержатся в выбросах автотранспорта? 150 учащихся(55%) затруднились ответить на этот вопрос, 78 учащихся (28%)назвали – пыль, дым, сажа, 47 человека (17%)- угарный газ, углеводороды. 3.Приходилось ли Вам испытывать недомогание из-за высокого уровня загазованности воздуха в городе (головная боль, резь в глазах, кашель). 50 человек(18%) испытывали, когда находились возле дороги, 39 человек (14%) испытывали, но не связывали это с загрязнением воздуха, 186 человека (68%)– не испытывали. 4.Как, по-вашему, можно улучшить состояние воздуха? Уменьшить количество автомобильного транспорта – 90 чел. (33%) Сажать деревья и охранять парки, леса – 50 чел.(18%) Использовать очистительные фильтры – 35 чел.(13%) Перерабатывать отходы и мусор – 40 чел.(15%) Создать экологически чистое топливо -45 чел.(16%) Затрудняюсь ответить – 15 чел.(6%) По результатам анкетирования можно сделать вывод, что учащиеся школы недостаточно информированы о проблеме загрязнения воздуха автотранспортом, существует необходимость разъяснительной работы об опасности этого вида загрязнения для окружающей среды и для здоровья человека. (Приложение 2). Решение проблемы - озеленение улиц нашего города. Решению экологических проблем могут помочь зеленые насаждения, однако нужно учитывать, что деревья тяжело переносят свинцовое отравление. Верхний порог концентрации свинца для растений пока не установлен. Некоторые растения, например мхи и лиственница поглощают его в относительно больших количествах, а береза, ива, осина - значительно меньше. Концентрируя свинец, растения тем самым выступают в роли фильтров. В течение вегетационного периода одно дерево может накопить столько свинца, сколько его содержится в 130 литрах бензина. Простой расчет показывает, что для нейтрализации одного автомобиля необходимо не менее 10 деревьев, т.е. на улицах нашего города должно быть много деревьев. А сколько их сегодня на наших улицах. Пройдя по ул. Парковая - одна из самых длинных улиц нашего города - мы насчитали всего около 420 деревьев. Мы выяснили, какие растения высажены на улицах - это тополь, акация и кустарники. Кроме того, в последние годы в городе уменьшается количество тополя. А именно это дерево, наряду с каштаном, особо устойчив к загрязнению воздуха. По количеству поглощаемого углекислого газа и выделяемого кислорода 25-летний тополь превосходит ель в 7 раз. Зеленые насаждения так же играют большую роль в борьбе с шумом. Высаженные между источником шума и домами деревья снижаю уровень шума на 5-10%. Учитывая близость жилых домов к проезжей части для нашего города это очень актуально. На основании сопоставления плотности зеленых насаждений и уровня загрязненности автомобильными выбросами, мы приходим к выводу о недостаточном количестве деревьев в городе для решения экологической проблемы. В ходе выполнения нашей работы мы познакомились с автопарком г.Лангепас и его влиянием на экологическую ситуацию. В результате мы выяснили: - самая высокая плотность транспортных потоков на улице Дружбы Народов в утреннее время -уровень загрязненности автомобильными выбросами незначительно повышен; -недостаточность зеленых насаждений для улучшения экологической ситуации Решая поставленные перед началом работы задачи мы пришли к подтверждению выдвинутой гипотезы: степень влияния автомобильного транспорта на экологию г.Лангепас так же значительна, как и в более крупных городах. 2.1 Мероприятия по борьбе с выбросами автотранспорта 1.Оценка автомобилей по токсичности выхлопов. Большое значение имеет повседневный контроль над автомашинами. Все автохозяйства обязаны следить за исправностью выпускаемых на линию машин. При хорошо работающем двигателе в выхлопных газах окиси углерода должно содержаться не более допустимой нормы. Положением о Государственной автомобильной инспекции на нее возложен контроль за выполнением мероприятий по охране окружающей среды от вредного влияния автотранспорта. В принятом стандарте на токсичность предусмотрено дальнейшее ужесточение норм, хотя и сегодня в России они жестче европейских: по окиси углерода-35%,по углеводородам-на12%,по окислам азота-на21%.На заводах введены контроль и регулирование автомобилей по токсичности и дымности отработавших газов. 2.Перевод автотранспорта на дизельные двигатели. По мнению специалистов, перевод автотранспорта на дизельные двигатели уменьшит выброс в атмосферу вредных веществ. В выхлопе дизеля почти не содержится ядовитой окиси углерода, так как дизельное топливо сжигается практически полностью. К тому же дизельное топливо свободно от тетраэтила свинца, присадки, которая используется для повышения октанового числа бензина, сжигаемого в современных карбюраторных двигателях с высокой степенью сжигания. Дизель экономичнее карбюраторного двигателя на 20-30%. Более того, для производства 1л дизельного топлива требуется в 2,5 раза меньше энергии, чем для производства того же количества бензина. Получается как бы двойная экономия энергоресурсов. Именно этим объясняется рост числа автомобилей, работающих на дизельном топливе. 3.Совершенствование двигателей внутреннего сгорания. Создание автомобилей с учетом требований экологии – это одна из серьезных задач, которые стоят сегодня перед конструкторами. Совершенствование процесса сгорания топлива в двигателе внутреннего сгорания, применение электронной системы зажигания приводит к уменьшению в выхлопе вредных веществ. 4.Нейтрализаторы. Большое внимание придается разработке устройства снижения токсичности -нейтрализаторов, которыми можно оснастить современные автомобили. Способ каталического преобразования продуктов сгорания заключается в том, что отработавшие газы очищаются, вступая в контакт с катализатором. Одновременно происходит дожигание продуктов неполного сгорания, содержащихся в выхлопе автомобилей. Нейтрализатор крепят к выхлопной трубе, и газы, прошедшие через него, выбрасываются в атмосферу очищенными. Одновременно устройство может выполнять функции глушителя шума. Эффект от использования нейтрализаторов достигается внушительный: при оптимальном режиме выброс в атмосферу оксида углерода уменьшается на70-80%,а углеводородов на 50-70%.Значительно улучшить состав выхлопных газов можно с помощью различных добавок к топливу. Ученые разработали присадку, которая снижает содержание сажи в выхлопных газах на 60-90% и канцерогенных веществ на 40%. В последнее время на нефтеперерабатывающих предприятиях страны широко внедряется процесс каталитического риформинга низкооктановых бензинов. В результате можно выпускать неэтилированные, малотоксичные бензины. Использование их снижает загрязненность атмосферного воздуха, увеличивает срок службы автомобильных двигателей, сокращает расход топлива. Газ вместо бензина. Высокооктановое, стабильное по составу газовое топливо хорошо смешивается с воздухом и равномерно распределяется по цилиндрам двигателя, способствуя более полному сгоранию рабочей смеси. Суммарный выброс токсичных веществ у автомобилей, работающих на сжиженном газе, значительно меньше, чем у машин с бензиновыми двигателями. Так, грузовик «ЗИЛ-130», переведенный на газ, имеет показатель по токсичности почти в 4 раза меньше, чем тот же автомобиль, но работающий на бензине. При работе двигателя на газе происходит более полное сгорание смеси. А это ведет к снижению токсичности отработавших газов, уменьшению нагарообразования и расхода масла, увеличению моторесурса. Кроме того, сжиженный газ дешевле бензина. 5.Электромобиль. В настоящее время, когда автомобиль с бензиновым двигателем стал одним из существенных факторов, приводящих к загрязнению окружающей среды, специалисты все чаще обращаются к идее создания «чистого» автомобиля. Речь, как правило, идет об электромобиле. В настоящее время в нашей стране производятся электромобили пяти марок . Электромобиль Ульяновского автозавода («УАЗ»-451-МИ) отличается от остальных моделей системой электродвижения на переменном токе и встроенным зарядным устройством. В интересах защиты окружающей среды считается целесообразным перевод автотранспорта на электротягу, особенно в крупных городах. Заключение: Быть автомобилю или не быть? Ответ однозначен – быть! В настоящее время идёт борьба с автомобильной опасностью. Конструируются новые фильтры, разрабатываются новые виды горючего. Остаётся надеяться, что в ближайшее время человечество сумеет найти способы эксплуатации автомобильного транспорта без причинения вреда окружающей среде и здоровью человека. Человек должен изменить свою жизненную позицию во взаимоотношениях с природой. Из её покорителя и потребителя человечество должно превратиться в партнёра окружающей его среды. Насущной необходимостью современности является экологическая грамотность, экологическая культура и этика всего человечества. Наступит время, когда мир может задохнуться , если сам не придет на помощь природе. Только человек владеет экологическим талантом – содержать окружающий мир в чистоте. Считаю, что в ходе работы цель была достигнута. Моя гипотеза подтвердилась: автомобилям - быть!. Выводы: 1)В результате проделанной работы я увидела, что улица Дружбы Народов является улицей с высокой интенсивностью движения автомашин и основным видом антропогенных загрязнений окружающей среды нашего города являются легковые автомобили. 2)Примерная величина интенсивности движения транспорта в г.Лангепас на самых оживленных улицах составляет 157 авт./час, а на тихих улицах может быть 10 авт./час. После утреннего, пика обычно наблюдается спад, а затем - обеденный пик и, снова спад; до конца рабочего дня. В 18-19 часов транспортные потоки вновь интенсивны, а после 20 часов идут на убыль. 3)Санитарные требования по уровню загрязнения и шуму допускают поток транспорта в жилой зоне интенсивностью не более 200 авт./час, у нас -157 авт./час, что соответствует санитарным требованиям. 4) Чтобы уменьшить количество выбросов, движение по улицам желательно делать безостановочными, так как особенно много выхлопных газов автомобили выделяют в момент торможения и набора скорости. 5)Экологически чище заправка автомобилей не бензином, а сжиженным газом или спиртом, выхлопы от таких автомобилей менее опасны. В перспективе - использование водорода. Получаемого при разложении воды. 6)Чтобы не загрязнять окружающую среду, человек должен, пользоваться велосипедом и ходить пешком. 7)Растения очищают природную среду от всевозрастающего количества загрязнителей. Необходимо всячески расширять площадь зелёных насаждений во всех уголках земного шара начинать нужно каждому там, где он живет: дом, школа, улица. Оберегая и умножая зелёные богатства, мы тем самым охраняем самих себя, своё здоровье и благополучие. Использование проекта: Результаты проекта использовались при проведении классных часов в 7-11 классах с целью ознакомления с основными видами антропогенных загрязнений окружающей среды, формирования убеждений бережного отношения к природе, её охране. Список литературы Состояние окружающей среды на территорииХанты-Мансийского автономного округа – Югры за 3 квартала 2021 года.. - Ханты-Мансийск: 2021. - 25 с. Исполнитель: Комитет по использованию лесных ресурсов Ханты-Мансийского округа - Югры "Лесопромышленный комплекс Югры". - Ханты-Мансийск, 2006. - 22 с. Плотников В.В. "Экология Ханты-Мансийского автономного округа" - Тюмень: Изд-во "СофтДизайн", 1997. - 287 с. Арефьев С.П. "Вестник экологии, лесоведения и ландшафтоведения". - Тюмень: Изд-во ИПОС СО РАН, 2000. - 169 с. Полищук Ю.М. "Общая экология". - Ханты-Мансийск: РИЦ ЮГУ, 2004. - 205 с. Реймерс Н.Ф. "Природопользование". - Москва: Мысль, 1990. - 638 с. СЛУЖБА ПО КОНТРОЛЮ И НАДЗОРУ В СФЕРЕ ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ, ОБЪЕКТОВ ЖИВОТНОГО МИРА И ЛЕСНЫХ ОТНОШЕНИЙ ХАНТЫ-МАНСИЙСКОГО АВТОНОМНОГО ОКРУГА – ЮГРЫ – URL: https:// prirodnadzor.admhmao.ru Приложение 1 Таблица 1.Нормы расхода топлива автотранспортом на единицу пути, Q
Таблица 2. Количество вредных веществ в зависимости от разных видов горючего, Р
Таблица 3. Количество выброшенных в атмосферный воздух вредных веществ(2022 год).
 Приложение 2     Приложение 3 Анкета учащихся 8-11-х классов по проблеме загрязнения воздуха автотранспортом. 1.Есть ли в Вашей семье автомобиль? Есть Нет Два автомобиля 2.Какие вредные вещества содержатся в выбросах автотранспорта? Затрудняюсь ответить Пыль, дым, сажа, Угарный газ, углеводороды. 3.Приходилось ли Вам испытывать недомогание из-за высокого уровня загазованности воздуха в городе (головная боль, резь в глазах, кашель). Испытывали, когда находились возле дороги, Испытывали, но не связывали это с загрязнением воздуха, Не испытывали. 4.Как, по-вашему, можно улучшить состояние воздуха? Уменьшить количество автомобильного транспорта; Сажать деревья и охранять парки, леса; Использовать очистительные фильтр; Перерабатывать отходы и мусор; Создать экологически чистое топливо; Затрудняюсь ответить. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||