«Экологическая оценка состояния атмосферного воздуха города Новочеркасска»

Всероссийский конкурс исследовательских работ учащихся

“ЮНОСТЬ, НАУКА, КУЛЬТУРА”

Направление: география

Тема: «Экологическая оценка состояния атмосферного воздуха города Новочеркасска»

Гордюкова Александра
МБОУ СОШ № 20,  город Новочеркасск
9 класс

Научный руководитель:
Юзбекова Е.И., учитель географии МБОУ СОШ № 20

г. Новочеркасск, 2013/2014 учебный год

ОГЛАВЛЕНИЕ

Аннотация.

В данной работе рассмотрены вопросы загрязнения окружающей среды города Новочеркасска крупнейшими предприятиями города и автотранспортом. Особое внимание уделено микрорайону Молодежный, где расположена наша образовательная организация. В практической части предложены меры улучшения экологической ситуации в микрорайоне школы.

В процессе работы над темой решались следующие задачи:

1. Определение уровня загрязнения атмосферного воздуха в городе.
2. Определение оздоровительной  роли  растений, как очистителей от пыли, вредных выбросов.
3. Определение видового и количественного  состава  зеленых  насаждений  пришкольного   участка.
4. Расчет поглощаемых зелеными насаждениями вредных выбросов;
5. Построение прогноза по количественному и видовому составу насаждений пришкольного участка.

Объем работы составляет 15 машинописных страниц. Текстовая часть дополнена таблицами – 7 штук, лепестковой диаграммой – Роза ветров по г. Новочеркасску и столбчатой диаграммой - Динамика количества автотранспортных средств.

При выполнении работы были использованы материалы Экологических Вестников Дона, выпускаемых комитетом по охране окружающей среды и природных ресурсов Ростовской области, учебной литературы, а также различные интернет-ресурсы.

В качестве приложения представлен буклет социального экологического проекта «Подари клумбу школе».

Введение.

В конце XX века возникли проблемы, которые в различной географической, политической, экономической литературе получили название глобальных, т.е., характерных для  всего мира. Среди многообразия глобальных проблем, выделяемых в литературе, я хочу остановиться на одной – экологической проблеме.

В  последнее время с развитием цивилизации, хозяйственной деятельности человека, влияние его на географическую среду возросло многократно. По мнению академика В.И.Вернадского, основоположника учения о ноосфере, «это воздействие не менее сильное, чем геологические процессы, происходящие в природе»^[1].

Нерациональное природопользование привело к опустыниванию, эрозии почв, обезлесению, загрязнению окружающей среды твердыми, жидкими и газообразными отходами, отравлению токсическими и радиоактивными веществами.

Примерами такого нерационального природопользования могут служить трагедия Аральского моря, загрязнение озера Байкал, последствия аварии на Чернобыльской АЭС. Токсические вещества обнаружены даже, казалось бы, в таком отдаленном от цивилизации месте, как льды Антарктиды.

Вопросы современного состояния окружающей среды привлекли мое внимание и заставили задуматься о том, в каком по экологическим параметрам городе я живу? Все ли благополучно у нас, и, если нет, то, что я могу сделать для решения этой глобальной проблемы на своем уровне?

Целью моей исследовательской  работы    является изучение и анализ вопросов, связанных с проблемами окружающей среды на примере города Новочеркасска, моей малой Родины. Практическая часть включает разработку мер улучшения экологической ситуации в микрорайоне Молодежный, где живу я,  и находится моя школа.

Задачи, которые я решала в процессе работы над темой:

6. Определить уровень загрязнения атмосферного воздуха в городе.
7. Определить оздоровительную  роль  растений, как очистителей от пыли, вредных выбросов.
8. Определить видовой и количественный  состав  зеленых  насаждений  пришкольного   участка.
9. Рассчитать сколько вредных выбросов поглощают все зеленые насаждения пришкольного участка;
10. Основываясь на математических расчетах, построить прогноз по количественному и видовому составу будущих насаждений.

В процессе работы над темой я изучила материалы Экологических Вестников Дона, выпускаемых комитетом по охране окружающей среды и природных ресурсов Ростовской области, учебную литературу и интернет-ресурсы.

При выполнении данной работы применялись методы исследовательской деятельности: изучение литературы по проблеме, реферирование, цитирование, теоретический и статистический анализы, математический расчет.

Состояние окружающей среды города Новочеркасска.

Город Новочеркасск - один из самых загрязненных и экологически неблагоприятных городов не только в Ростовской области, но и в Южном федеральном округе.  Состояние окружающей среды в городе  Новочеркасске определяется рядом специфических факторов, таких как: высокая концентрация промышленных предприятий в одном (бывшем Промышленном) районе города,  насыщенность движения автотранспорта на отдельных магистралях (район микрорайона Хотунок, проспект Баклановский),  недостаточное количество зеленых насаждений (центр города).

По данным мониторинга в городе насчитывается 332 крупных и мелких промышленных предприятий, загрязняющих окружающую среду. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных и передвижных источников загрязнения составляют примерно 180тыс. тонн в год, от автотранспорта - 22,98тыс. тонн в год.

Основными загрязнителями окружающей среды в городе являются следующие предприятия: филиал ОАО «Шестая генерирующая компания оптового рынка электроэнергии» Новочеркасская ГРЭС (филиал ОАО «ОГК-6» НчГРЭС), ОАО «ЭНЕРГОПРОМ - Новочеркасский электродный завод» (ОАО «ЭПМ-НЭЗ»), ОАО «Новочеркасский завод синтетических продуктов» (ОАО «НЗСП»), ООО «Производственная компания «Новочеркасский электровозостроительный завод» (ООО «ПК «НЭВЗ»), ООО фирма «Актис», которые расположены в северной части города.

Динамика изменения объемов выбросов загрязняющих веществ, поступающих в атмосферный воздух от основных предприятий загрязнителей города, представлена в таблице.

Динамика изменения объемов выбросов загрязняющих веществ, поступающих в атмосферный воздух от основных предприятий-загрязнителей г. Новочеркасска

Таблица 1.

Проанализируем данные таблицы и спроектируем возможные причины выявленной ситуации. После экономического кризиса 2008 года в ОАО «ЭПМ-НЭЗ» и ООО «ПК «НЭВЗ» происходит рост объемов производства и, соответственно, увеличение выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух. В ОАО «НЗСП»  последствия кризиса довольно серьезные: намечается резкий спад производства, закрытие большинства цехов и увольнение рабочих. Предприятие признают банкротом. Этими причинами объясняется резкое снижение выбросов загрязняющих веществ предприятием в 2010 году по сравнению с 2009 годом и далее.  Уменьшение выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух филиалом ОАО «ОГК-2» НчГРЭС происходит в связи с  изменением топливного баланса станции (станция постепенно перепрофилируется с сжигания угля на газ). Однако отмечаю, что за последний год картина резко меняется. Почему? В литературе нахожу ответ: доля угля в топливном балансе станции увеличилась на 970,363 тыс. тонн от планируемого годового расхода - 2492,474 тыс. тонн, при этом топливо использовалось худшего качества.^[2]

Какие меры для улучшения экологической обстановки принимает руководство представленных предприятий? Они не уходят от решения проблемы загрязнения окружающего воздуха, ежегодно данная статья расходов финансируется.

В целом по городу на решение экологических проблем израсходовано в 2009 году около 120 млн. рублей, 2010 году более 180 млн. рублей, а в 2011 и 2012 годах – более 210 млн. рублей.

Наиболее активно в этом плане работали предприятия, представленные в таблице:

Таблица 2.

Анализ данных говорит о том, что ОАО «ОГК-6» НчГРЭС одно из самых грязных производств, проводит активную финансовую политику в решении экологических проблем, связанных с устранением негативных последствий загрязнения. Однако, крупнейшее градообразующее предприятие ООО «ПК «НЭВЗ» финансирование подобных программ резко сокращает.

Оценка последствий загрязнения окружающей среды.

Т.к.,  микрорайон Молодежный, в котором я живу, и находится моя школа, располагается на расстоянии не более 1 км от границ данного предприятия, рассмотрю более подробно последствия загрязнения окружающего воздуха выбросами ООО «ПК «НЭВЗ».

Построим розу ветров по данным многолетних метеонаблюдений для г. Новочеркасска.

Наложив данный график на карту микрорайона, можно увидеть, что южные, юго-западные и юго-восточные ветры переносят выбросы в сторону жилых кварталов. Перенос выбросов восточными ветрами частично захватывает часть микрорайона, называемую местными жителями «Цыганский». Суммарно ветры указанных направлений составляют  53% от общего числа дней в году. Т.о., полгода выбросы ООО «ПК «НЭВЗ» попадают  в легкие жителей моего микрорайона, почву и природный водоем – речку Грушевка, а это, ни много, ни мало – 300 т. (Таблица 1). К выбросам ООО «ПК «НЭВЗ» добавляются выбросы всех экологически грязных производств города.

Выбросы в атмосферу крупнейшими предприятиями усугубляются выбросами автомобилей, количество которых за последние годы выросло.

На учете в отделении № 5 МОГТО и РАС № 1 АМТС ГИБДД ГУ МВД России по Ростовской области в 2009 г. было зарегистрировано 40475 единиц автотранспортных средств, в 2010 г. - 45564 единиц, а в 2011 году – 53707 единиц, из которых легковых автомобилей – 43356, грузовых – 5660, мототранспорта – 1391.

Динамика количества автотранспортных средств (ед.)

Автомобильный транспорт является серьезным источником весьма опасных загрязнителей окружающей среды, таких как взвешенные частицы, двуокись азота, бензол, оксиды азота, угарный газ, углеводороды, альдегиды, сажа - продукты неполного сгорания топлива, сернистый газ и тяжелые металлы. Каждый автомобиль выделяет до 4кг этих веществ за сутки. За 100км пути автомобиль использует столько же кислорода, сколько человек за всю свою жизнь.

Наша школа располагается на центральной улице микрорайона – Клещева, интенсивность движения автотранспорта на которой  довольно высока, особенно в утренние и вечерние часы «пик».

Я  исследовала количество выбросов вредных веществ в  районе школы, производимых автомобильным транспортом. Протяженность школьного двора по улице Клещева - 150 м. Я подсчитала число единиц автотранспорта, проходящего по этому участку за 15 минут. При этом я учитывала только бензиновые двигатели. Затем рассчитала  общий путь (S), пройденный всеми машинами за один час: S=N*100м. Потом  рассчитала  количество топлива, сжигаемое двигателями автомашин (R): R= S*K (умножив путь на расход топлива), где K- расход топлива на 1 км пути в литрах, для бензиновых двигателей он примерно составляет 0,1л. Далее я рассчитала количество выделившихся вредных веществ на выбранном мной участке дороги. Для этого воспользовалась такими данными: при сгорании топлива, необходимого для пробега 1км, выделяется 0,6л угарного газа, 0,1л углеводородов, 0,04л диоксида азота.

Примерный расчет представлен в таблице.

Таблица 3

Если примем, что такое количество машин в среднем проезжает  в часы «пик», т.е., 2 часа утром и 2 часа вечером, то получим, что за 4 часа в атмосферу выбрасывается 21, 6 л угарного газа, 3,6 литров углеводородов и 1,44 литра диоксида серы. В год это в среднем: угарный газ - 7884 литра; углеводороды – 1314 литров; диоксид серы – 525,5 литров.

Насколько это опасно для жизни людей?

Обратимся за данными в Территориальный отдел Управления Роспотребнадзора по Ростовской области в г. Новочеркасске, Аксайском, Багаевском, Веселовском районах, который следит за состоянием атмосферного воздуха в городе.  Маршрутное обследование уровня загрязнения атмосферного
воздуха проводится в 3-х точках города, одна из которых расположена неподалеку от границ нашего микрорайона -  по ул. Гвардейской, 9 (Промышленный район).

Характеристики уровня загрязнения воздуха, г. Новочеркасск

   В таблице 5 приведены данные по воздействию на здоровье человека вредных веществ, зафиксированных в составе атмосферного воздуха города.

Таблица 5

Т.о., атмосферный воздух города может привести к хроническим и неизлечимым болезням, если не улучшить,  или смягчить ситуацию.

Возникает вопрос: «Какими способами этого добиться?». Ответ дает сама природа: необходимо использовать нужные растения, поглотители вредных выбросов и пыли.

Деревья хорошо задерживают пыль, которая оседает на их листьях. Надо иметь в виду, что лучше всего задерживают пыль растения с липкими, морщинистыми, шершавыми или опушенными листьями. Одной из самых лучших пород является тополь. Посадки из 400 молодых тополей задерживают за лето около 400 кг пыли. Именно он лучше всех других деревьев справляется с выхлопными газами и выбросами в атмосферу промышленных предприятий. Вдоль магистралей можно сажать тую, пихту, ель, можжевельник и сирень. Они очень «любят» пыль. Зеленые насаждения значительно уменьшают вредную концентрацию находящихся в воздухе газов. Например, концентрация окислов азота, выбрасываемых промышленными предприятиями, снижается на расстоянии 1 км от места выбросов до 0,7 мг/м3, а при наличии зеленых насаждений до 0,13 мг/м3. 

Определим список растений защитников от пыли: 

- ива (древесные виды);

- ясень;

- вяз;

- клен;

- робиния лжеакация;

- лох узколистный;

- ольха;

- сирень (кроме карликовых сортов);

 - бересклет (кроме карликовых сортов);

- бузина;

- спирея (кроме карликовых сортов).

Например, один экземпляр взрослого дерева приведенных ниже пород за вегетационный период выводит из воздуха пыли (в кг): вяз перистоветвистый – 28, ива белая и плакучая – 38, клен остролистный – 28, клен ясенелистный – 33, тополь канадский – 34, шелковица белая -31, ясень обыкновенный – 27, каштан конский – 16.

Некоторые растения могут поглощать ядовитые вещества. Например, тополь, ясень, ива белая, береза пушистая - поглотители сернистого газа, а сероводорода - алисум морской, левкой двурогий. Из тяжелых металлов такие растения как каштан конский, липа сердцевидная, тополь черный - поглощают свинец. С оксидами азота справляется клен американский, сосна черная, яблоня обыкновенная. Поглотители радиоактивности - дуб, брусника.

Установлено, что очень хорошо улавливают пыль  газоны, в связи с тем, что на одном квадратном метре трава высотой 10 см имеет листовую поверхность 20 м2. В результате трава задерживает пыли в десять раз больше, чем дерево. Поэтому небольшие участки зеленых насаждений в городе, состоящие из газонов, кустарников и деревьев, занимающие даже незначительную площадь, в летнее время на своей территории снижают запыленность воздуха на 30 – 40 %.

Практическая часть.

Изучив все это, я пришла к выводу, что улучшать экологическую ситуацию необходимо у себя на местах, например,  на территории школьного двора.

Проанализируем эту территорию. Согласно технических документов муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа № 20 имеет школьный двор площадью 18587кв.м (1,85 га), из них площадь застройки (здания школы) – 0,2 га, площадь покрытий (проезды, дорожки, площадки) – 0,66га, площадь озеленения – 0,99га.

Зона озеленения состоит из:

-  цветочных клумб, в количестве 4 штук, расположенных по периметру здания и двух в центре двора (0,03га);

- газонов, расположенных вокруг здания школы и во внутреннем дворе (0,4га)^[3];

- зоны, засаженных деревьями различных пород.

Мною был изучен видовой состав деревьев на участке школьного двора: береза бородавчатая – 9 шт., ива плакучая – 11 шт., каштан конский – 11 шт., тополь -  21 шт., сосна – 3 шт., вяз – 12 шт., ясень – 9шт. Травяной газон состоит из овсяницы красной – 30%, мятлика лугового – 30%, райграса пастбищного – 40%. Т.о, процент озеленения двора оценивается в 60,5%. Все деревья имеют возраст более 20 лет, тополя более 40.

Я посчитала, сколько пыли улавливают зеленые насаждения за вегетационный период.

Таблица 6

Теперь необходимо просчитать, сколько пыли улавливает за сезон травяной газон. Взяв за основу утверждение, что трава задерживает пыли в десять раз больше, чем дерево, произведем следующие математические расчеты.

Найдем площадь школьного двора, засаженную деревьями - 0,56га. Эта площадь за сезон улавливает 2175 кг пыли. Соответственно 0,4 га травяного газона улавливает – 15540кг. Т.о, все зеленые насаждения школьного двора за вегетационный период задерживают 17715  кг пыли.

Вдоль дороги по улице Клещева за периметром школьного двора имеются насаждения  тополя в количестве 21 штук. На их долю приходится 714 кг улавливаемой пыли за сезон.

Учитывая общие выбросы всех веществ, этого количества зеленых насаждений явно недостаточно.

Проанализировав полученную ситуацию, я и мои одноклассники начали работать над проектом «Территория школьного двора - территория здоровья». Теперь зная пылезащитные свойства растений, варьируя размеры озеленяемой территории, подбирая породы и необходимую густоту посадок, можно добиться наибольшего пылезащитного эффекта. 

С группой одноклассников свою работу разбили на этапы.

I этап: 2011-2012 учебный год – реализация социального экологического проекта «Подари клумбу школе» (Приложение 1). Цель данного проекта состоит в привлечении благотворительной помощи со стороны жителей микрорайона по озеленению школьного двора. Его территория является единственным местом отдыха не только обучающих школы, но и жителей всего микрорайона. В этот период мы подготовили листовки-буклеты с призывом помочь школе  саженцами кустарников и деревьев, а также рассадой цветов. Данные буклеты вручали жителям микрорайона, родителям на родительских собраниях и разместили на сайте школы.

Результат работы этого этапа:

1. Посажены деревья:

- каштан конский – 10 шт.;

- слива – 5 шт.;

- сосна – 2 шт.;

2. Посажены кустарники и многолетние цветы:

- розы – 5 шт.;

- гортензия – 5 шт.;

- можжевельник – 6 шт.;

- сирень – 10 шт.;

- флокс метельчатый – 6 шт.;

- ирис – 20шт.;

- пион – 6 шт.;

II этап: 2012-2013 учебный год – Продолжение социального экологического проекта «Подари клумбу школе».

Проект «Школьный двор», разработанный обучающимися нашей школы участвовал во 2 программе «БлагоВоз», организованной ресурсным центром Благотворительности на сайте http://infrastblago.ru/. Цель данного этапа – привлечение финансовых средств для оформления зон отдыха.

Результат работы этого этапа:

1. Пополнили запас семян однолетних цветов;
2. Развели маточник клубней  канн (красные, желтые, оранжевые);
3. Разбили площадь под черенки роз. Заложили 100 черенков.
4. Высадили кустарники спиреи Ван Гутта – 8 шт., чубушника – 5 шт., кизильника листопадного – 10 шт.

III этап: 2013-2014 учебный год, 2014-2015 учебный год.

Планируем посадить с южной и северной стороны школьного двора вдоль ограждения 50 саженцев тополя, 30 саженцев клена. Здесь же заложим аллею из различных сортов сирени в количестве 50 кустов. Продолжим оформление клумб цветочными культурами однолетников и многолетников. Девиз нашего проекта «Превратим школьный двор в территорию здоровья, где есть место для отдыха и занятий спортом!»

Выводы.

После завершения проекта «Территория школьного двора – территория здоровья» значительно улучшится состояние атмосферного воздуха в районе школы. Количество пыли и вредных выбросов в воздухе сократится:

Таблица 7

Кроме экологической составляющей ценность данного проекта состоит в социальной роли – школьный двор как место отдыха всех жителей микрорайона.

Список использованной литературы

1. Биосфера Земли. Г.В. Войткевич, В.А.Вронский. Учебное пособие. Ростов-на-Дону: Ростовский областной институт усовершенствования учителей, 1989год.
2. Биосфера и ноосфера. В.Вернадский. Москва: Айрис-Пресс, 2009г.
3. Введение в экологию. Под ред. д-ра физ.- мат. наук, проф. Ю.А.Казанского. Москва: ИздАТ, 1992год.
4. География Ростовской области,  В.Н. Алексеенко, М.И. Мартынова, Ростов – на– Дону, 2009год.
5. Генеральный план МБОУ СОШ № 20.  Том III
6. Природопользование. Учебник. Э.А. Арустамов. Москва: издательский дом «Дашков и К0», 2002год.
7. Экологический вестник Дона «О состоянии окружающей среды и природных ресурсов Ростовской области в 2009 году». Под общей редакцией           Курдюмова С.Г.,  Скрипки Г.И.,  Паращенко М.В.     Ростов-на-Дону, 2010 год.
8. Экологический вестник Дона «О состоянии окружающей среды и природных ресурсов Ростовской области в 2010 году». Под общей редакцией           Трифонова С.Ф., Скрипки Г.И.,  Паращенко М.В. Ростов-на-Дону, 2011 год.
9. Экологический вестник Дона «О состоянии окружающей среды и природных ресурсов Ростовской области в 2011 году». Под общей редакцией Гребенщикова А. А., Скрипки Г. И., Паращенко М. В. Ростов-на-Дону, 2012 год.
10. Экологический вестник Дона «О состоянии окружающей среды и природных ресурсов Ростовской области в 2012 году». Под общей редакцией Гребенщикова А. А., Куренкова А.Г. Ростов-на-Дону, 2013 год.
11. Экологические основы природопользования. Учебник. Т.П.Трушина. Ростов-на-Дону: Феникс, 2001г.
12. Экономическая и социальная география мира: учебник для 10 класса общеобразовательных учреждений/ В. П. Максаковский. Москва: Просвещение, 2005 год.
13. http://www.bibliofond.ru – Библиофонд. Электронная библиотека.
14. http://donrise.ru познавательный портал о Донском крае Донские зори.
15. http://www.doncomeco.ru комитет по охране окружающей среды и природных ресурсов Ростовской области.
16. http://www.donland.ru официальный портал Правительства Ростовской области.
17. http://ecomagnitka.org  экологический сайт Магнитогорска.
18. http://www.e-ng.ru информационный портал Большая Библиотека.
19. http://www.novochgrad.ru/ официальный сайт города Новочеркасска.
20. http://www.novocherkassk-gorod.ru/ городской информационный портал.
21. http://www.newecologist.ru экология и охрана природы.
22. http://www.sir35.ru/ Компания Открытых систем
23. http://lugin.ru Научно-технический центр «Технопрестиж XXI век»

Цель нашего социального экологического проекта «Подари клумбу школе» - сделать школьный двор социально-культурным центром,  популярным и доступным местом культурного отдыха, занятием спортом для жителей микрорайона.

Для этого необходимо немного:

наше желание;

Ваша помощь;

стремление всех жителей созданную красоту сохранить.

Мы просим Вас помочь нам рассадой цветочных культур (желательно многолетников, роз, декоративных кустарников и т.д).

Со своей стороны обязуемся все это посадить, оформить клумбы,

ухаживать и приумножать.

Давайте вместе сделаем красивым наш микрорайон!

Вашу помощь с удовольствием примут по адресу:

ул. Клещева, 37. МБОУ СОШ № 20.

Тел: 23-22-56; 26-10-42; 26-10-33.

Обращаться к классному руководителю 10 класса Мох Галине Сергеевне

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа

№ 20

Социальный экологический проект «Подари клумбу школе».

Уважаемые жители микрорайона Молодежный!

Ученический коллектив 10 класса муниципального бюджетного общеобразовательного учреждения средней общеобразовательной школы № 20 проводит социальный экологический проект «Подари клумбу школе».

У нас в микрорайоне, к сожалению, не так много мест где

можно отдохнуть, погулять с детьми и внуками.

Так сложилось, что таким местом стал наш школьный двор.

После проведенного капитального ремонта, асфальтирования дорожек, разбивки клумб он в теплое время года манит многих жителей микрорайона.

Со своей стороны коллектив школы старается, чтобы школьный двор был красивым, уютным,… но не всегда нам хватает на это средств.