Исследовательская работа "Влияние автотранспорта на экологию села"

Муниципальное общеобразовательное учреждение «Завьяловская средняя общеобразовательная школа № 1 Завьяловского района» Алтайского края

Научно-исследовательская работа

Выполнил: Луценко  Павел Константинович

ученик  3-а класса

МОУ «Завьяловская средняя

общеобразовательная школа № 1

Завьяловского района» Алтайского края

Руководитель: Сивер Александра Ивановна

учитель начальных классов

 МОУ «Завьяловская средняя

общеобразовательная школа № 1

Завьяловского района» Алтайского края

Завьялово  

2012

СОДЕРЖАНИЕ

Введение                                                                                                                               3

Глава 1.  Работа с литературой

1. Автомобиль сегодня                                                                
2. Загрязнение атмосферного воздуха выбросами транспорта                    6
3. Общие сведения о Завьяловском районе                                                       8

Глава 2.  Практическая часть

2.1     Исследование количества автотранспорта на территории

села Завьялова                                                                                                                   9

2.2     Изучение количества вредных твердых частиц образующихся

при работе двигателя автомобиля                                                                              10

Заключение                                                                                                                        13

Список литературы                                                                                                          14

Приложение № 1                                                                                                             15

Приложение № 2                                                                                                             16

Приложение № 3                                                                                                             17

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность - В результате деятельности человека в воздух выбрасывается множество веществ – от невидимых химических элементов до продуктов сгорания (сажи). Они переносятся на огромные расстояния. Территория нашего села Завьялова подвергается загрязнению продуктами сгорания топлива в двигателях автомобилей в летний период. Именно в это время наблюдается большое количество автотранспорта в селе. Это связанно с тем, что на территории района находится курортная зона с лечебными озерами. Большое количество выхлопных газов, безусловно, должно приносит неудобства жителям Завьялова. Меня заинтересовала эта тема, и я решил узнать, насколько сильно загрязняется воздух в нашем селе летом.

Гипотеза: автомобиль- источник загрязнения окружающей среды центра села

Цель  исследовательской работы -  доказать  проблему загрязнения воздуха выхлопными газами автомобилей в селе Завьялове.

Задачи исследования:

1. Изучить литературу по теме исследования.

2. Определить степень влияния автотранспорта на воздушное пространство.

3. Доказать, что выхлопные газы оставляют после себя загрязнения.

4. Описать исследовательские опыты данной работы.

5. На основании проведенных экспериментов сделать вывод о негативном влиянии выхлопных газов на чистоту воздуха в нашем селе.

Объект исследования – процесс загрязнения воздуха выхлопными газами в селе Завьялове в летний период.

Предмет исследования – воздушное пространство в селе Завьялове.

Методы исследования – в своей работе я использовал такие методы, как наблюдение, сравнение, математические методы обработки и представление полученных данных, фоторепортаж.

ГЛАВА 1. Работа с литературой

1.1. Автомобиль сегодня

Автомобиль на сегодняшний день – это оптимальное средство передвижения, как на территории города, так и по бездорожью. Но так ли было всегда?

Изобретение автомобиля значительно изменило жизнь людей. На сегодняшний день автомобильный парк растет быстрее, чем народонаселение. В настоящее время с конвейеров автозаводов всего мира ежегодно выходит около 50 миллионов автомобилей, т.е. в среднем, при двухсменной работе – 170 машин каждую минуту! За сорок послевоенных лет автомобильный парк вырос более чем в десять раз и в 1987 году превысил полумиллиардный рубеж. В 1998 году автомобильный парк вырос до 700 миллионов. К концу первого десятилетия 21 века парк автомобилей достиг миллиардной отметки. Практически все современные автомобили снабжены двигателями внутреннего сгорания. При сравнительно небольшой массе этот двигатель развивает значительную мощность, экономичен, достаточно надежен, работает на сравнительно недорогом топливе. По мере роста автомобильного парка, стал проявляться существенный недостаток этого двигателя – с выхлопными газами в окружающий воздух поступают вредные для здоровья человека вещества. Каждый автомобиль выбрасывает более 3 кг вредных веществ ежедневно. Когда автомобилей стало слишком много, в крупных городах заметно ухудшилось состояние атмосферного воздуха.^[1]

1.2. Загрязнение атмосферного воздуха выбросами транспорта

 Большинство форм жизни, обитающих на Земле, не могут существовать без  кислорода, содержащегося в воздухе.. Воздух – важное условие жизни человека, животных, растений.

Воздух, которым мы дышим, содержит не только кислород, но и множество других  газов. Больше всего в нем азота – 78%. Кислород составляет 21%, а оставшийся процент – это водяной пар, углекислый газ, диоксид азота и благородные       Одна из основных причин загрязнения воздуха – это сгорание природного топлива, например нефти, угля и природного газа.. Особое место в этом списке занимает, конечно же, автотранспорт. Бензин, израсходованный на запуск двигателя автомобиля, никуда не исчезает, он разлагается на более простые вещества. Наибольшее количество загрязняющих атмосферу веществ выбрасывается с выхлопными газами автомобилей. Ученые доказали, каждый автомобиль выбрасывает в атмосферу  с отработавшими газами около 200 различных компонентов. В это число входит  угарный газ, который образуется, когда топливо сгорает при малом содержании воздуха, например, в автомобильных двигателях. Угарный газ – это токсичное вещество, которое губительно действует на живые организмы, он препятствует переносу кислорода красными кровяными клетками. Твердые частицы – так же являются формой загрязнения воздуха. Это крошечные частицы несгоревшего топлива (сажа) образуются при работе двигателей . Соединяясь с другими загрязнителями и пылью, они легко проникают в организм человека, оседая на легких, затрудняя дыхание и становясь причиной многих заболеваний. Часть выхлопных газов от автомобилей образует соединения угольной кислоты. Эти не полностью сгоревшие частицы топлива вступают в реакцию с газом, называемым окисью азота и под действием солнечного света окисляются озоном. Озоновый слой в верхних слоях атмосферы защищает все живое на земле от ультрафиолетового солнечного излучения, но на уровне земной поверхности соединения озона с другими газами вызывают раздражения глаз и легких, становятся причиной бронхитов, уничтожают посевы, наносят вред животному миру планеты^[2].

 Специалисты установили, что один легковой автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы в среднем более 4 тонн кислорода, выбрасывая с отработавшими газами примерно 800 кг окиси углерода, около 40 кг окислов азота и почти 200 кг различных углеводородов. ^[3]

  По данным научных исследований наибольший вклад в экологический ущерб вносит автотранспорт – 62,7%, вклад железнодорожного транспорта достигает 27,7%, воздушного – 4,5%, морского – 3,6% и речного – 1,5%. Как видим во всех видах негативного воздействия «лидирует» автомобильный транспорт. В 150 городах России выхлопы автомобилей превалируют над другими источниками загрязнения.^[4]

Причинами загрязнения воздуха от автотранспорта являются: плохое состояние технического обслуживания автомобилей, низкое качество применяемого топлива, низкий процент использования экологически чистых видов транспорта. Загрязнение воздуха представляет серьезную угрозу здоровью населения, способствует снижению качества жизни, наносит не поправимый вред экологии  нашей планеты.

 Во многих крупных городах России существует проблема смога – висящей в воздухе густой смеси тумана и дыма, образующегося из выхлопных газов автомобилей и выбросов заводов, работающих на угольном и нефтяном топливе. Эта проблема и «болезнь» многих городов Сибирского округа, в том числе и Алтайского края. Но и в сельской местности нашей малой Родины мы можем наблюдать в воздухе большое количество  грязи и пыли, не является исключением и Завьяловский район.

Вывод : противоречия, из которых «соткан» автомобиль, пожалуй, ни в чём не выявляются так резко, как в деле защиты природы. С одной стороны, он облегчил человеку жизнь, с другой – отравляет её в самом прямом смысле слова

1.3.Общие сведения о Завьяловском районе

Завьяловский район расположен в восточной части Кулундинской степи. Общая площадь территории района 222,4 тыс. га. От краевого центра г. Барнаула село находится в 250 км, район имеет разветвленную сеть дорог. В физико-географическом отношении район является частью обширной Кулундинской низменности. Высокое широтное положение, удаленность от моря  и равнинность территории – вот основные факторы, повлиявшие на формирование района. Места эти с древности были благоприятны для заселения их человеком. Длительность проживания людей подтверждается наличием более чем трех десятков археологических памятников, древнейший из которых относится к завершающему этапу каменного века, то есть им не менее пяти тысяч лет.

Территория Завьяловского района представляет собой равнинную лесостепь, в понижениях которой расположены многочисленные озера (330 озер). Почти все озера имеют пресную, пригодную для хозяйственного использования воду.  Среди этих озер есть жемчужина и гордость района – озеро Соленое (Горькое), которое находится в 8 км от Завьялова и является лечебным. В 1989 году 20 января местность, расположенную в районе озера Соленого Совет Министров РСФСР признал курортной^[5].

Глава 2. Практическая часть

2.1 Исследование количества автотранспорта на территории села Завьялова в летний период

С наступлением летних отпусков и каникул в Завьялово приезжают  туристы со всей Сибири (Томск, Омск, Кемерово, Новосибирск, Красноярск, Иркутск, Барнаул), чтобы отдохнуть и поправить свое здоровье на оз. Соленом.  Каждое лето жители села наблюдают вереницу машин движущихся по направлению к курортной зоне и этот поток не иссякает до конца августа. Однажды мне удалось увидеть колонну из  14 автомобилей с новосибирскими регистрационными номерами.  С этого и началось мое исследование. Меня заинтересовал вопрос, а сколько туристов приезжает к нам летом и соответственно, сколько автомобилей вместе с ними?

В самом начале своего исследования я обратился в комитет по туризму и отдыху Завьяловского района, где мне сообщили, что  летом 2011 года на озеро Соленое приезжало около 45тысяч отдыхающих (для сравнения в районе проживают около 22 тыс. человек, а в селе Завьялове – 8 тыс.).  Не сомневаясь можно предположить, что все гости района приезжали на автомобилях (см.  приложение № 2 фото № 3, 4, 5). Если в одном легковом автомобиле могут приехать три человека, то с помощью математического упражнения можно узнать, сколько же машин посетило район.  

45тыс: 3=15 тыс. автомобилей, приезжало этим летом в Завьялово.

Одним из солнечных летних дней я приехал в центр села к торговому дому «Мария-ра» и посчитал проезжающие мимо меня машины. За 10 минут мне удалось насчитать 117 автомобилей! (см. приложение № 1, фото № 1, 2)  А ведь каждая из  автомашин через выхлопную трубу выбрасывает в воздух вредные для здоровья газы.

Вывод: в летний период в Завьялово резко увеличивается количество  автотранспорта.

2.2  Изучение количества вредных твердых частиц , образующихся при работе двигателя

В теоретической части я уже говорил о том, что автомобили наряду с токсичными газами выбрасывают в атмосферу и твердые частицы, которые так же являются формой загрязнения воздуха. Это крошечные частицы несгоревшего топлива (сажа), образующиеся, при работе двигателя.

Чтобы наглядно увидеть, сколько грязи от выхлопных газов оставляет после себя автомобиль,  я провел простое исследование.

Исследование 1

 Мне понадобились  два белых носочка, а так же мне потребовалась помощь родителей. Папа натянул на выхлопную трубу легковой машины один носочек и запустил мотор на холостых оборотах ровно на минуту. После мы выключили двигатель, дождались, когда выхлопная труба остынет,  сняли носок, вывернули его наизнанку и увидели грязь от выхлопной трубы (см. приложение № 4, фото № 8). По сравнению с чистым носком этот оказался черно-серого цвета. Это говорит о том, что автомобили загрязняют окружающую среду.

Перед тем как провести данный опыт, я обратился в «ФГУП Завьяловская фармация» с просьбой взвешать на точных электронных весах чистый носочек, после проведения опыта фармацевт взвешал грязный. Результаты меня удивили.

 Чистый носочек весил 10 грамм 15 миллиграмм, а поле того как мы его сняли с выхлопной трубы, он потяжелел на 30 миллиграммов.

Попробую решить математическую задачу.

Условие: За одну минуту автомобиль выбрасывает 30 миллиграммов грязи. Сколько вредной для здоровья сажи выбрасывает один автомобиль за час работы двигателя, 1000 автомобилей и 15 тыс. автомобилей за час работы двигателя?

1. 30 мг  * 60 мин = 1800 мг или 1,8 гр  сажи один автомобиль выбрасывает за час работы двигателя на холостых оборотах.
2. 1,8 гр * 1000 авто = 1800 гр или 1,8 кг сажи выбрасывают из выхлопных труб 1000 автомобилей на холостых оборотах за час работы двигателя.
3. 1,8 кг * 15 = 27 кг сажи выбрасывают из выхлопных труб 15 тыс. автомобилей на холостых оборотах за час работы двигателя

Я постарался усложнить задачу и попытался выяснить, сколько примерно сажи из выхлопных труб оставили после себя автомобили туристов этим летом. 

Условие: Нам известно, что в Завьялово приезжало 15 тыс. машин, которые оставляли после себя 27 кг сажи от выхлопных труб за один час работы двигателя. Сколько вредной для здоровья сажи от выхлопных труб оставили после себя автомобили туристов, если каждый из них находился в селе около 5 дней и ежедневно двигатель автомобиля, допустим, работал около 3 часов.

1. 5 дней * 3 часа = 15 часов работал двигатель каждого автомобиля туристов летом.
2. 27 кг сажи * 15 часов = 405 кг вредной для здоровья сажи от выхлопных труб оставляли после себя автомобили туристов этим летом в нашем селе.

Хотелось бы сразу заметить, что полученная цифра приблизительная, но все равно полученные результаты меня впечатлили.

Твердые частицы, выбрасываемые выхлопными трубами автомобилей настолько малы, что невооруженным взглядом их трудно заметить, но как показал предыдущий эксперимент, в воздушном пространстве их присутствует огромное количество.

Исследование 2

 В доказательство этому я провел еще один эксперимент, чтобы наглядно продемонстрировать, насколько загрязнен воздух в Завьялове в летний период. Для этого мне потребовалось:

1. Два листа плотной белой бумаги
2. Дырокол
3. Бечевка
4. Вазелин
5. Лупа

Я нанес ручкой на листы бумаги квадратную сетку и каждый квадратик получился площадью 1 см2, этот нехитрый прием в дальнейшем помог мне определить, сколько грязи собралось в каждом квадратике. Прокол дырочки на краю листов с помощью дырокола. Отрезал кусочек бечевки и продел ее сквозь дырочки в бумаге, завязал бечевку двойным узлом, чтобы она была надежно прикреплена к бумажному листу. Нанес на бумагу тонкий слой вазелина (см. приложение №4, фото №7).

Один  лист бумаги я повесил в центре с. Завьялова, а другой  в спальном районе и оставил на ночь. На следующее утро я внимательно осмотрел листы, сначала невооруженным глазом и увидели, что бумага приобрела сероватый оттенок. Затем я взял лупу (см. приложение № 3, фото № 6), и более внимательно осмотрели «ловушки для грязи». Я обнаружили большое скопление грязи и пыли. Часть попала на бумажный лист с земли, но большее количество – это частицы, вылетевшие из выхлопных труб автомобилей. Под увеличительным стеклом видно, что частицы выхлопных газов имеют более темный цвет, чем обычная грязь и пыль. Это продукты сгорания топлива в автомобильном двигателе. В квадратиках находилось от одной до трех черных частичек.

 Каждая ловушка у меня получилась 216 см2. В той, которая находилась в центре села, загрязненными оказались 167 см2, а 49 см2 – чистые. Та же, которая была прикреплена в спальном районе оказалась значительно чище: 33 см2 загрязнены, 183 см2 чистые (см. приложение №5). Эти цифры говорят сами за себя, воздух в спальном районе села, где нет такого большого количества автомобилей, летом гораздо чище, чем в центре.

Вывод: благодаря исследованиям , мне удалось доказать, что автомобили загрязняют воздух, которым мы дышим , наносят вред здоровью человека.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Что такое окружающий нас мир? Это улыбки близких людей, нежные руки мамы, заботливый голос папы, смешные проказы младших братьев и сестер, добрые советы бабушки и дедушки, друзья с которыми интересно играть в футбол и кататься на велосипедах, дом в котором тепло и уютно, лес после дождя, где пахнет грибами, снег на крышах домов, свежий воздух. Вокруг нас много удивительных вещей, о которых надо заботиться.

Однажды я посмотрел передачу по National Geographic, где рассказывалось о том, что человечество губительно влияет на экологию планеты. С этим мнением я согласен. Мое исследование показало, что автомобиль не только одно из величайших изобретений, облегчающих жизнь людей, но он так же являются одним из источников загрязнений окружающей среды. Теперь я понимаю, что загрязнение воздуха – это существующая проблема, с которой справиться непросто, так как люди не хотят ее признавать, потому что, выходя на улицу, мы не видим, что воздух грязный, он кажется нам прозрачным и чистым. В нашем селе эта проблема стоит не менее остро, чем в крупном городе, особенно в летний период, когда большой наплыв туристов едет в курортную зону оз. Соленого. Центр села Завьялова загрязнен выхлопными газами, которые, как показало исследование, выбрасываются их выхлопных труб автомобилей в большом количестве.

Можно ли найти выход из этой ситуации? Думаю да Сделать двигатель «чистым» нетрудно. Надо лишь перевести его с бензина на сжатый воздух. Но эта идея не выдержала критики, когда речь заходит об автомобильных двигателях: далеко на таком «горючем» не уедешь.

В последнее время широкое распространение получила идея использования чистого водорода в качестве альтернативного топлива. Интерес к водородному топливу объясняется тем, что в отличие от других это самый распространённый в природе элемент.

Планирую на следующий год продолжить данную работу по новому направлению – изучить влияние загрязненного воздуха на здоровье завьяловцев

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Владимиров Н.В., Разгон Н.Н. Завьяловский район. История. События. Люди -  Барнаул, 2000г.
2. Загрязнение воздуха. // Галилео. Наука опытным путем – ежемесячный журнал, №4, 2011 г.
3. Куров Б.М. Как уменьшить загрязнение окружающей среды автотранспортом? // Россия в окружающем мире – аналитический ежегодник. 2000г.
4.  http:// www. genon.ru
5. http:// www. avtoistoria.narod.ru
6. http:// www. erudition.ru

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Фото 1. Центр села

Фото2  Центр села Завьялова летом, ул. Яковлева.

Фото 4. Центр села Завьялова летом, ул. Яковлева.

ПРИЛОЖЕНИЕ2 .

Фото 6. Исследую ловушки для выхлопных газов.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Фото  4. Носочек, снятый с выхлопной трубы в сравнении с чистым.