"Оценка влияния автомобильного транспорта на состояние воздуха"

Министерство народного образования Республики Башкортостана

Секция География

Тема исследовательской работы: «Оценка влияния автомобильного транспорта на состояние  воздуха».

Подготовили : обучающиеся 9 А класса

МБОУ СОШ №124    

Интересова Мария и

Гафурова Диана                                                                

                                                                 Руководитель: учитель географии

МБОУ СОШ № 124

Каюмова М.Х

Уфа - 2012 год

Содержание.

                                                  стр.

 Введение   ……………………………………………………………………………..3                  

Глава 1. Оценка географического положения района МБОУ

СОШ№214 и изучение вредных выхлопных веществ………………………………3-7

§1. Природно - хозяйственная характеристика микрорайона

МБОУ СОШ№124…………………………………………………………………….3-4

§2.Влияние основных вредных веществ на природную среду и человека…..........4-7

Глава 2. Определение загрязнений, производимых автотранспортом…………….7-9

§1. Определение содержания количества вредных веществ,

выбрасываемых в атмосферу автотранспортом…………………………………….7-9

Глава 3.Влияние загрязнения воздуха на здоровье населения…………………… 9-10

Заключение……………………………………………………………………………10

Список литературных источников…………………………………………………...11

Введение

        В последние десятилетия в связи с быстрым развитием автомобильного транспорта существенно обострились проблемы воздействия его на окружающую среду. 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.

Целью нашей работы является оценка уровня загрязнения приземного слоя атмосферы выбросами автотранспортных средств по улице Уфимское шоссе города Уфы.

Актуальность работы. Качество воздуха - один из важнейших показателей качества окружающей среды, влияющих на здоровье человека, состояние зеленых насаждений и т. д. С каждым годом растет количество автомобилей, и назрела необходимость предупреждения их влияния на здоровье людей.

 Цели работы: выяснить наличие загрязнения воздуха в микрорайоне школы; дать оценку состояния здоровья школьников старших классов; выяснить, насколько актуальна проблема загрязнения окружающей среды для микрорайона моей школы.

        В ходе исследования решались следующие задачи: изучить литературу, используя разные источники информации, о загрязнении атмосферы различными веществами и их влиянии на организм человека; изучить влияние автотранспорта на состояние атмосферного воздуха в районе школы №124.

Практическая ценность: данную работу можно использовать на уроках географии, биологии,  во внеклассных мероприятиях.

Исследования, проведенные в ходе решения проблемы:

1.Определение содержания количества вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу автотранспортом.

2.Рассчет количества образованных вредных веществ.

3. Оценка состояния здоровья старшеклассников нашей школы.

Глава 1. Оценка географического положения района МБОУ СОШ№214 и изучение вредных выхлопных веществ.

§1. Природно - хозяйственная характеристика микрорайона МБОУ СОШ№124.

МБОУ СОШ№124 находится на границе Октябрьского и Орджоникидзевского районов города Уфы по улице Уфимское шоссе на склоне Непейцевского холма. Улица является оживленной, связывающей промзону с центром города. Неподолеку от школы находится фанерный комбинат, Уфимский мясоконсервный комбинат, спичечная фабрика, крупный строительный магазин «Стройарсенал». Из природных объектов рядом расположен Непейцевский дендропарк.

§2.Влияние основных вредных веществ на природную среду и человека

В настоящее время одно из ведущих мест в загрязнении природной среды принадлежит автотранспорту. Автомобильный  транспорт в XX и прочно занял первое место как по перевозкам грузов, так и пассажиров. Численность мирового парка автомобилей превышает 700 млн. Подавляющая часть автомобилей имеет двигатели внутреннего  сгорания, работающие на бензине. При работе таких моторов в воздух попадает большое количество продуктов   неполного сгорания топлива, в том числе окись углерода.  При работе    автомобильных двигателей потребляется много кислорода.

Все автомобили планеты сжигают в 4 раза больше кислорода, чем требуется всему человечеству  для дыхания. 

           Выбросы автотранспорта, составляющие около половины всех выбросов антропогенного происхождения, образуются из выбросов двигателя автомобиля, продуктов износа механических частей, покрышек и дорожного покрытия. Ежегодно в атмосферу Земли поступает 142 млн. т окиси углерода, 110 млн. т сернистого ангидрида, 37 млн. т окислов азота, 18,5 млн. т углеводородов и 27 млн. т взвешенных частиц. Одной только резины каждый автомобиль  рассеивает в атмосферу  около 10 кг.

           Особенно велика роль токсичных веществ, поступающих в атмосферу с отработанными газами автомобилей, в крупных городах промышленно развитых стран, что является причиной таких заболеваний, как хронический бронхит, астма, эмфизема легких, сердечно-сосудистых, раковых и др.

Автотранспорт как источник загрязнения обладает рядом особенностей.

Во-первых, мировой парк автомашин непрерывно увеличивается, вместе с ним увеличивается и валовой выброс вредных веществ в атмосферу.

Во-вторых, в отличие от промышленных источников загрязнения, приурочен-

ных к отдельным площадям и отдаленным от жилой застройки санитарными полосами, автотранспорт является движущимся источником загрязнения.

В-третьих, выхлопные газы представляют собой сложную систему газообразных, жидких и твердых компонентов. Эта смесь токсичных элементов поступает в приземный слой воздуха городских улиц и кварталов, где их рассеивание чрезвычайно затруднено.

Частицы  свинца и железа  образуются при сжигании топлива и торможении

автомобиля. Особенно велики концентрации вредных веществ   приземном слое воздуха, на уровне выхлопных труб.  Поэтому маленькие дети вблизи  автомагистралей и на улицах городов не должны находиться в низких колясках. В этом случае они дышат воздухом в несколько раз более загрязненным по сравнению со взрослыми.

           Отработанные газы автотранспорта состоят более чем из 200 веществ. Основная масса их по объему состоит из нетоксичных для живого организма веществ — азота, углекислого газа, кислорода, водорода и паров воды. К токсичным веществам относятся окись углерода, окислы азота, углеводороды, свинец и его соединения, альдегиды, бензапирен, сажа; меньшее значение имеют кадмий, цинк, медь, сернистый ангидрид.

           Из таблицы  1 видно, что в выбросах бензиновых двигателей основная часть вредных примесей приходится на окись углерода, окислы азота и углеводороды. Главным компонентом выхлопных газов дизельных двигателей является сажа — мелкие твердые частицы, на поверхности которых адсорбируются смолистые вещества, бензапирен и другие токсиканты.

Таблица 1. Состав выхлопных газов автотранспорта

Окись углерода СО высоко токсичное вещество. Уже при концентрации СО в воздухе порядка 0,01 -0,02% при вдыхании в течении нескольких часов возможно отравление, а концентрация 2,4 мг/м3 через 30 мин. приводит к обморочному состоянию. Оксид углерода вступает в реакцию с гемоглобином крови, наступает кислородное голодание, поражающее кору головного мозга и вызывающее расстройство высшей нервной деятельности, ориентировочный экономический ущерб от загрязнения СО составляет 70 -100 руб/т.

твердые частицы

проникают в дыхательные пути человека вызывает их различные заболевания. Из

неорганической пыли наиболее отрицательное воздействие оказывает пыль,

содержащая большое количество диоксида кремния, которое может вызвать -

селикоз. Попадая в глаза вызывает глазной травматизм и др. заболевания.

Раздражает кожные покровы, подкожные нервы, засоряет кожные железы и бывает

причиной гнойничковых заболеваний. Оседая на зеленой части растений

неорганическая пыль и особенно сажа ухудшают условия дыхания, замедляет рост

и развитие растений. Все виды пыли засоряют водоемы, а кроме того, сажа

образует на поверхности пленку, препятствующую воздухообмену.

оксиды азота

Общий характер действия на теплокровных зависит от содержания в газовых

смесях различных оксидов азота. При контакте с влажной поверхностью легких

образуется азотная и азотистая кислоты, поражающие альвеолярную ткань, что

приводит к отеку легких и сложным рефлекторным расстройствам. Действуя на

кровеносную систему приводит к кислородной недостаточности, оказывает прямое

действие на центральную нервную систему. Для поражения наиболее

чувствительных растений достаточно концентрации 38 мг/м3. Даже при небольших

концентрациях от 5 мг/м3 до ПДК, но при постоянном воздействии снижается

иммунноустойчивость, нарушается система воспроизводства низших млекопитающих.

сернистый ангидрид

Оказывает многостороннее общетоксичное действие на теплокровных, вызывает

острое и хронические отравления. Вызывает расстройство сердечно-сосудистой

системы, легочно-сердечную недостаточность, нарушает деятельность почек.

Общетоксическое действие SO2 связано с нарушением иммунного статуса организма

с понижением сопротивляемости инфекции. SO2 оказывает выраженное токсичное

действие на растения. В присутствии диоксида серы ускоряется коррозия

металлов в воздухе. Сернистый газ разрушающе действует на строительные

конструкции, т. к. содержащиеся в цементе карбонаты кальция, реагируя с SO2

при наличии влаги переходит в нестойкие сульфаты, вымываемые водой.

Воздействие SO2 на почву снижает ее плодородность, т. к. при этом происходит

закисление.

сероводород

Сероводород разрушающий и удушливый газ, вызывает поражение нервной системы,

дыхательных путей и глаз. Может вызвать острое и хроническое отравление с

разного рода последствиями.

ароматические углеводороды

В условиях острого воздействия на теплокровных поражают центральную нервную

систему, вызывая сонливость, вялость, судороги. В условиях хронической

интоксикации оказывают политронное действие, поражая ряд органов и систем.

бенз(а)пирен

Оказывает сильное канцерогенное, мутационное, тератогенное действие.

формальдегид

Оказывает общетоксичное (поражение центральной нервной системы, органов

зрения, печени, почек) сильное раздражающее аллергенное, канцерогенное,

мутагенное действие.

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.

Глава 2. Определение загрязнений, производимых автотранспортом

Автомобиль – один из главных источников загрязнения окружающей среды в больших городах. Для Уфы выброс автотранспортом загрязняющих веществ в атмосферный воздух остается одной из главных проблем. Отработанные газы двигателей внутреннего сгорания содержат более 200 вредных веществ и соединений, в том числе и канцерогенных. Среди веществ, вызывающих химическое загрязнение воздуха, наиболее распространены и опасны оксиды азота, серы, угарный газ, углеводороды, тяжелые металлы, сажа – продукт неполного сгорания топлива.

Загрязнение воздуха в первую очередь отрицательно сказывается на состоянии здоровья человека, на животных и растениях.

В данной части работы проведено исследование влияния выхлопных газов автомобилей на экологическое состояние микрорайона школы №124.

§1. Определение содержания количества вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу автотранспортом

Для достижения данной цели необходимо было выполнить следующие задачи:

1. определить интенсивность и состав транспортного потока на контрольных участках;
2. рассчитать количество топлива разного вида, сжигаемого двигателями автомашин;
3. рассчитать количество образованных вредных веществ по бензину.

Определение количества единиц автотранспорта, проходящего по контрольному участку исследования.

1. На выбранном для исследования участке длиной 100 м, неоднократно производился подсчет автомобилей, движущихся в оба направления. Работа производилась в утренние, дневные и вечерние часы следующим образом: занималось место у исследуемого участка, и в течение 15 минут в отдельный бланк заносились данные о проезжающем транспорте. Исследуемый участок дороги на пересечении улиц Уфимское шоссе и Индустриальное шоссе находится на расстоянии 150 метров от здания школы; контрольный участок «дорога перед школой» - 50 метров.

На основе пятикратного проведения эксперимента были получены усредненные характеристики транспортного потока, представленные в таблице.

Таблица 2. Среднесуточный поток автотранспорта на контрольных участках

2. Рассчитывается общий путь, пройденный выявленным количеством автомобилей каждого типа за 1 час (S, км), по формуле: S = N х I, где N – количество автомобилей каждого типа (на дизельном и бензиновом топливе) за 1 час; I – длина участка, км, равная 0,1 км.

3. Рассчитывается количество топлива, сжигаемого двигателями автомашин (R, л), по формуле: R = S х K, где K – расход топлива на 1 км пути, л, приблизительно равный 0,1 л для бензиновых двигателей, 0,4 л для дизельных.

4. Рассчитывается объемное количество выделившихся загрязняющих веществ (V, л) на выбранном нами участке дороги по формуле: V = R х k , где k – коэффициент

1. для бензина: при сгорании топлива, необходимого для пробега 1 км, выделяется: 0,6 л угарного газа, 0,1 л углеводородов, 0,04 л диоксида азота;
2. для дизельного топлива: при сгорании топлива, необходимого для пробега 1 км, выделяется: 0,14 л угарного газа, 0,037 л углеводородов, 0,015 л диоксида азота.

5. Рассчитывается количество свинца (m , г), содержащееся в топливе (1 л этилированного бензина содержит в среднем 0, 25 г тетраэтилата свинца), с использованием данных по расходу топлива на исследуемом участке автотрассы: m(Pb) = R х k(Pb) где R – количество сжигаемого топлива, k - коэффициент, равный 0,25.

В таблице представлен расчет количества загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу исследуемым количеством автомобилей, проезжающих на контрольном участке за сутки.

Таблица 3. Количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу

Вывод: полученные результаты говорят о том, что среднесуточный транспортный поток на пересечении ул. Уф.шоссе и ул. Инд. шоссе немного превышает санитарные нормы. Можно предположить небольшое превышение количества вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу работающими автомобильными двигателями. На вспомогательной дороге обстановка благоприятная.

Глава 3.Влияние загрязнения воздуха на здоровье населения.

Дыхательная система человека имеет ряд устройств, помогающих защитить организм от действия загрязнителей воздуха. Волоски в носу отфильтровывают крупные частицы. Липкая слизистая оболочка в верхней части дыхательного тракта захватывает маленькие 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. Логическим завершением работы является оценка состояния здоровья старшеклассников нашей школы. В таблице представлены статистические данные по некоторым заболеваниям (к сожалению, мы не располагаем статистическими данными округа по остальным заболеваниям).

Таблица 4. Статистические данные по некоторым заболеваниям среди населения

Известны основные факторы, влияющие на здоровье человека. Это наследственность, стрессы и питание, степень загрязненности воды и воздуха, психологический комфорт в семье и социальной среде.

Видно, что экология является всего лишь одним из факторов, влияющих на здоровье, поэтому нельзя однозначно объяснить полученные результаты.

Заключение

По результатам работы можно сделать следующие выводы:

1. Умеренная нагрузка на автодорогах, большая площадь зеленых насаждений оказывают благотворное влияние на экологическое состояние школьного микрорайона.

2. Необходимо проведение ежегодного экологического исследования школьного микрорайона.

3. Необходимо заниматься озеленением родного города, проводить экологические рейды в районе.

4. Необходимо распространять среди школьников экологическую культуру, пропагандировать здоровый образ жизни, проводить лекции о вреде курения, алкоголя, наркотиков.

Список литературных источников

1. Вредные химические вещества. Неорганические соединения элементов I-IV (V-VIII) групп: Справ. изд. / А.Л.Бандман, Н.В. Волкова, Т.Д. Грехова и др.; Под ред. В.А. Филова и др., - Л.: Изд-во «Химия», 1989 г.
2. Вредные химические вещества. Природные органические соединения. Изд. Справ. – энциклопедического типа. Т. 7/Под ред. В. А. Филова. - СПб.: СПХФА, НПО «Мир и семья-95», 1998 г.
3. Вредные вещества в промышленности. Справочник для химиков, инженеров и врачей. Изд. 7-е, пер. и доп. В трех томах. Том III. Неорганические и элементорганические соединения. Под ред. Н.В. Лазарева и И.Д. Гадаскиной, - Л.: Изд-во «Химия», -1977 г.
4. ГОСТ 17.2.2.03-87. Охрана природы. Атмосфера. Нормы и методы измерений содержания оксида углерода и углеводородов в отработавших газах автомобилей с бензиновыми двигателями.
5. ГН 2.2.5.1313-03 Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны. – М.: Российский регистр потенциально опасных химических и биологических веществ Минздрава России, 2003. - /Гигиенические нормативы/.
6. Экологический мониторинг в школе. / Под ред. Коробейниковой Л.А. – Вологда: Русь, 1998. - 212 с.
7. Следим за окружающей средой нашего города.9-11 кл, школьный практикум. М.Владос, Под ред .Мансурова С.Е., Кокуева Г.Н. 2001.
8. СанПиН 2.1.6.1032-01 «Атмосферный воздух и воздух закрытых помещений. Санитарная охрана воздуха. Гигиенические требования к обеспечению качества атмосферного воздуха населенных мест».
9. Федеральный Закон от 10.01.2002 N 7-ФЗ. Об охране окружающей среды: Статья 11. Права и обязанности граждан в области охраны окружающей среды. Статья 52. Требования в области охраны окружающей среды при установлении защитных и охранных зон. 9. Химия и общество. Американское химическое общество, пер. с англ. Канд.хим. наук М.Ю.Гололобов, М.Мир, 1995.
10. Химия и охрана окружающей среды. Элективный курс– ИТД «Корифей», Под ред Баланова И.Н. 2007
11. Школьный экологический мониторинг. Т.Я. Ашихмина- М., «Агар», 2000.
12. http://biomodul.ru/ekologiya-gorod
13. http://www.mosgorzdrav.ru/mgz/komzdravsite.nsf/fa_MainForm?OpenForm&type=ka_homepage
14. http://real-usi.ru/node/137