«Определение уровня загрязнения атмосферного воздуха отработанными газами от автотранспорта в с. Турунтаево».

Министерство образования и науки Республики Бурятии

МУ УО «Прибайкальского района»

МОУ «Турунтаевская районная гимназия»

XIV Республиканской открытой олимпиаде «Созвездие»

научно-исследовательских и  учебно-исследовательских проектов детей и молодёжи по проблемам защиты окружающей среды «Человек – Земля – Космос»

(XVIII ежегодная  Всероссийская открытая Олимпиада «Созвездие - 2017»)

Направление: Сохраним Землю

«Определение уровня загрязнения атмосферного воздуха отработанными газами от автотранспорта в с. Турунтаево».

Исполнитель: Орлова Алена Андреевна

Респ. Бурятия, Прибайкальский р-н,

с. Турунтаево, пер. Бородино, д.6 кв.2

+79085967070

МОУ «Турунтаевская районная гимназия» 10 класс

                                                           Руководитель: Воротникова Ольга Алексеевна

учитель биологии.

2017

Содержание

Введение ………………………………………………………………………3-4

Методика определения загрязнения атмосферного воздуха в

С.Турунтаево.……………………………………………………………………..4

Результаты наблюдений и необходимые расчеты……………………………5-9

Результаты исследований …………………………………………….…..……9-11

Вывод    …………………………………………………………………………11

Заключение     ………………….………………………………………….........12

Список литературы…………………………………………………………..…13

Приложение ……………………………………………………………….……14-16

Введение

В настоящее время охрана окружающей среды  - одна из насущных задач человечества.

Научно-техническая революция дала человеку не виданные ранее могучие средства для использования сил природы, но и одновременно и для разрушения естественной среды. Рост числа промышленных объектов, увеличение площадей обрабатываемых земель, урбанизация, высокая плотность транспорта, химизация, широкое использование различных видов топлива обусловили всё усиливающееся загрязнение воздуха, водоёмов, почвы токсичными веществами, изменили климат, ритмы жизнедеятельности организмов, привели к резкому сокращению природных ресурсов.

Прибайкальский район расположен на севере республики Бурятия. Через его территорию проходит густая сеть автодорог. Они соединяют город Улан-Удэ с населёнными пунктами района.

Всё больше и больше автомобилей появляются на дорогах городов и сёл. И Прибайкальский район не исключение. За последние пять лет увеличилось число автомобилей.  Также увеличился поток транзитного автотранспорта, проходящего через территорию Прибайкальского района.

В связи с этим увеличивается объём выброса вредных веществ от автотранспортных средств, что отрицательно влияет на состояние атмосферного воздуха.

Целью работы является изучение состояния атмосферного воздуха в с. Турунтаево Прибайкальского района.

Для достижения этой цели были поставлены задачи:

-     определить уровень загрязнения атмосферного воздуха.

-    определить влияние автомобильных выбросов на здоровье населения

Объектом исследования является территория с. Турунтаево Прибайкальского района.

Предметом исследования является состояние атмосферного воздуха.

Методы исследования и исходные материалы. В исследованиях использованы методы: наблюдения, аналитический, обобщения, картографический, сравнительный.

Для того  чтобы определить состояние загрязнения атмосферного воздуха от автотранспорта, обучающиеся 10-го класса под руководством преподавателя биологии проводили в 2015, 2016 и 2017 годах оценку уровня загрязнения атмосферного воздуха отработанными газами автотранспорта , (по концентрации СО) в трех разных точках (приложение 1).  А именно в с. Турунтаево в 2017 году: по улице 50 лет Окрября (с интенсивным движением), на улице Спортивная (со средним движением) и на перекрестке Бородино (с низкой интенсивностью движения). А в 2016 и в 2015 году измерения проходили только на улице Спортивная.

Методика определения загрязнения атмосферного воздуха в

с. Турунтаева Прибайкальского района.

Оценку уровня загрязнения атмосферного воздуха отработанными газами автотранспорта в с. Турунтаева  (по концентрации СО) определяли по  методике разработанной в Харьковском автомобильно-дорожном институте, приведённой В.А. Вронским  в его пособии «Прикладная экология»:

Ход работы

Формула оценки концентрации окиси углерода (Ксо);

КСО = (0,5 + 0,01 N ∙ КТ) ∙ КА ∙ КУ ∙ КС ∙ КВ ∙ КП,

где:

0,5 – фоновое загрязнение атмосферного воздуха нетранспортного происхождения, мг/м3,

N – суммарная интенсивность движения автомобилей на городской дороге, авто/час,

КТ  - коэффициент токсичности автомобилей по выбросам в атмосферный воздух окиси углерода,

КА – коэффициент, учитывающий аэрацию местности,

КУ – коэффициент, учитывающий изменение загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода в зависимости от величины продольного уклона,

КС – коэффициент, учитывающий изменения концентрации окиси углерода в зависимости от скорости ветра,

КВ – то же в зависимости от относительной влажности воздуха,

КП – коэффициент увеличения загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода пересечений.

Коэффициент токсичности автомобилей определяется как средневзвешенный для потока автомобилей по формуле:

КТ  = ∑РI КП,  где:

РI – состав автотранспорта в долях единицы.

Результаты наблюдений и необходимые расчеты

I точка. 

I. 1

Дата –06.02.2017 8:00

Ветер – 1 м/с

Влажность - 70%

Общее количество автотранспорта (по 2-м сторонам) –549  

Легкий грузовой – 3 шт. (РI = 0,005)

Средний грузовой – 3 шт. (РI = 0,005)

Тяжелый грузовой (дизельный) –0 шт. (РI = 0)

Автобус – 2 шт. (РI = 0,004)

Легковой – 541 шт. (РI = 0,985)

КТ = 0,005 ∙ 2,3 + 0,005 ∙ 2,9 + 0 ∙ 0,2 + 0,004 ∙ 3,7 + 0,985 ∙ 1 = 1,03

КА = 0,6 , КУ = 1,06, КС = 2,7, КВ = 1, КП = 1,9.

КСО = (0,5 +0,01∙ 549 ∙ 1,03) ∙ 0,6 ∙ 1 ,06∙ 2,7 ∙ 1 ∙ 1,9 = 20 мг/м3

I. 2

Дата –06.02.2017 12:00

Ветер – 2 м/с

Влажность - 65 %

Общее количество автотранспорта (по 2-м сторонам) –381.  (РI = 1)

Легкий грузовой – 5 шт. (РI = 0,01)

Средний грузовой – 3 шт. (РI = 0,007)

Тяжелый грузовой (дизельный) –1 шт. (РI = 0,003)

Автобус – 3 шт. (РI = 0,007)

Легковой – 369 шт. (РI = 0,97)

КТ = 0,01 ∙ 2,3 + 0,007 ∙ 2,9 + 0,003 ∙ 0,2 + 0,007 ∙ 3,7 + 0,97 ∙ 1 = 1,04

КА = 0,6 , КУ = 1,06, КС = 2, КВ = 1, КП = 1,9.

КСО = (0,5 +0,01∙ 381 ∙ 1,04)  ∙ 0,6 ∙ 1 ,06∙ 2 ∙ 1 ∙ 1,9 = 10,8 мг/м3

I.3

Дата –06.02.2017 17:00

Ветер – 3 м/с

Влажность - 80 %

Общее количество автотранспорта (по 2-м сторонам) – 477 шт.  (РI = 1)

Легкий грузовой – 2 шт. (РI = 0,004)

Средний грузовой – 3 шт. (РI = 0,006)

Тяжелый грузовой (дизельный) –0 шт. (РI = 0)

Автобус – 5 шт. (РI = 0,01)

Легковой – 467 шт. (РI = 0,98)

КТ = 0,004 ∙ 2,3 + 0,006 ∙ 2,9 + 0 ∙ 0,2 + 0,01 ∙ 3,7 + 0,98 ∙ 1 = 1,05

КА = 0,6 , КУ = 1,06, КС = 1,5, КВ = 1,15, КП = 1,9.

КСО = (0,5 +0,01∙ 477 ∙ 1,05)  ∙ 0,6 ∙ 1 ,06∙ 1,5 ∙ 1,15 ∙ 1,9 = 11,5 мг/м3

II точка. 

II. 1

Дата –13.01.2016

Ветер – 3 м/с

Влажность - 63%

Общее количество автотранспорта (по 2-м сторонам) –152 (РI = 1)

Легкий грузовой – 2 шт. (РI = 0,01)

Средний грузовой – 0 шт. (РI = 0)

Тяжелый грузовой (дизельный) –1 шт. (РI = 0,006)

Автобус – 1 шт. (РI = 0,006)

Легковой – 148 шт. (РI = 0,97)

КТ = 0,01 ∙ 2,3 + 0 ∙ 2,9 + 0,006 ∙ 0,2 + 0,006 ∙ 3,7 + 0,97 ∙ 1 = 1,01

КА = 0,6 , КУ = 1,06, КС = 1,5, КВ = 0,85, КП = 1,9.

КСО = (0,5 +0,01∙ 152 ∙ 1,01)  ∙ 0,6 ∙ 1 ,06∙ 1,5 ∙ 0,85 ∙ 1,9 = 3,4 мг/м3

II. 2

Дата –10.01.2015

Ветер – 2 м/с

Влажность - 68%

Общее количество автотранспорта (по 2-м сторонам) –197

Легкий грузовой – 1 шт. (РI = 0,005)

Средний грузовой – 0 шт. (РI = 0)

Тяжелый грузовой (дизельный) –1 шт. (РI = 0,005)

Автобус – 1 шт. (РI = 0,005)

Легковой – 194 шт. (РI = 0,985)

КТ = 0,005 ∙ 2,3 + 0∙ 2,9 + 0,005 ∙ 0,2 + 0,005 ∙ 3,7 + 0,985 ∙ 1 = 1,01

КА = 0,6 , КУ = 1,06, КС = 2, КВ = 1, КП = 1,9.

КСО = (0,5 +0,01∙ 197 ∙ 1,01) ∙ 0,6 ∙ 1 ,06∙ 2 ∙ 1 ∙ 1,9 =6 мг/м3

II.3

Дата –06.02.2017 8:00

Ветер – 1 м/с

Влажность - 70%

Общее количество автотранспорта (по 2-м сторонам) – 249 шт. (РI = 1)

Легкий грузовой – 2 шт. (РI = 0,008)

Средний грузовой – 2 шт. (РI = 0,008)

Тяжелый грузовой (дизельный) –1 шт. (РI = 0,004)

Автобус – 1 шт. (РI = 0,004)

Легковой – 243 шт. (РI = 0,975)

КТ = 0,008 ∙ 2,3 + 0,008 ∙ 2,9 + 0,004 ∙ 0,2 + 0,004 ∙3,7 + 0,975 ∙ 1 = 1,03

КА = 0,6 , КУ = 1,06, КС = 2,7, КВ = 1, КП = 1,9.

КСО = (0,5 +0,01∙ 249 ∙ 1,03) ∙ 0,6 ∙ 1 ,06∙ 2,7 ∙ 1 ∙ 1,9 = 10 мг/м3

II.4

Дата –06.02.2017 12:00

Ветер – 2 м/с

Влажность - 65 %

Общее количество автотранспорта (по 2-м сторонам) – 183 шт. (РI = 1)

Легкий грузовой – 2 шт. (РI = 0,01)

Средний грузовой – 7 шт. (РI = 0,04)

Тяжелый грузовой (дизельный) –1 шт. (РI = 0,005)

Автобус – 1 шт. (РI = 0,005)

Легковой – 172 шт. (РI = 0,94)

КТ = 0,01 ∙ 2,3 + 0,04 ∙ 2,9 + 0,005 ∙ 0,2 + 0,005 ∙3,7 + 0,94 ∙ 1 = 1,1

КА = 0,6 , КУ = 1,06, КС = 2, КВ = 1, КП = 1,9.

КСО = (0,5 +0,01∙ 183 ∙ 1,1)  ∙ 0,6 ∙ 1 ,06∙ 2 ∙ 1 ∙ 1,9 = 6,1 мг/м3

II.5

Дата –06.02.2017 17:00

Ветер – 3 м/с

Влажность - 80 %

Общее количество автотранспорта (по 2-м сторонам) – 168 шт. (РI = 1)

Легкий грузовой – 4 шт. (РI = 0,02)

Средний грузовой – 5 шт. (РI = 0,03)

Тяжелый грузовой (дизельный) –1 шт. (РI = 0,006)

Автобус – 0 шт. (РI = 0)

Легковой – 158 шт. (РI = 0,94)

КТ = 0,02 ∙ 2,3 + 0,03 ∙ 2,9 + 0,006 ∙ 0,2 + 0 ∙3,7 + 0,94 ∙ 1 = 1,08

КА = 0,6 , КУ = 1,06, КС = 1,5, КВ = 1,15, КП = 1,9.

КСО = (0,5 +0,01∙ 168 ∙ 1,08)  ∙ 0,6 ∙ 1 ,06∙ 1,5 ∙ 1,15 ∙ 1,9 = 4,8 мг/м3

III точка.

III.1

Дата –06.02.2017 8:00

Ветер – 3 м/с

Влажность - 80 %

Общее количество автотранспорта (по 2-м сторонам) –  24 шт. (РI = 1)

Легкий грузовой – 1 шт. (РI = 0,04)

Средний грузовой – 0 шт. (РI = 0)

Тяжелый грузовой (дизельный) –1 шт. (РI = 0,04)

Автобус – 0 шт. (РI = 0)

Легковой – 22 шт. (РI = 0,92)

КТ = 0,04 ∙ 2,3 + 0 ∙ 2,9 + 0,04 ∙ 0,2 + 0 ∙3,7 + 0,92 ∙ 1 = 1,02

КА = 0,6, КУ = 1, КС = 2, КВ = 1,15, КП = 1,9.

КСО = (0,5 +0,01∙ 24 ∙ 1,02) ∙ 0,6 ∙ 1 ,06∙ 2,7 ∙ 1 ∙ 1,9 = 2,43 мг/м3

III.2

Дата –06.02.2017 12:00

Ветер – 2 м/с

Влажность - 65 %

Общее количество автотранспорта (по 2-м сторонам) –  15 шт. (РI = 1)

Легкий грузовой – 0 шт. (РI = 0)

Средний грузовой – 0 шт. (РI = 0)

Тяжелый грузовой (дизельный) –0 шт. (РI = 0)

Автобус – 0 шт. (РI = 0)

Легковой – 15 шт. (РI = 1)

КТ = 0 ∙ 2,3 + 0 ∙ 2,9 + 0 ∙ 0,2 + 0∙3,7 + 1 = 1

КА = 0,6, КУ = 1, КС = 2, КВ = 1,15, КП = 1,9.

КСО = (0,5 +0,01∙ 15 ∙ 1) ∙ 0,6 ∙ 1,06 ∙ 2 ∙ 1,15 ∙ 1,9 = 1,73мг/м3

III.3

Дата –06.02.2017 17:00

Ветер – 3 м/с

Влажность - 80 %

Общее количество автотранспорта (по 2-м сторонам) – 18 шт. (РI = 1)

Легкий грузовой – 0 шт. (РI = 0)

Средний грузовой – 1 шт. (РI = 0,05)

Тяжелый грузовой (дизельный) –1 шт. (РI = 0,05)

Автобус – 0 шт. (РI = 0)

Легковой – 16 шт. (РI = 0,88)

КТ = 0 ∙ 2,3 + 0,05 ∙ 2,9 + 0,05 ∙ 0,2 + 0∙3,7 + 0,88 ∙ 1 = 1,03

КА = 0,6, КУ = 1, КС = 2, КВ = 1,15, КП = 1,9.

КСО = (0,5 +0,01∙ 18 ∙ 1,03)   ∙ 0,6 ∙ 1 ,06∙ 1,5 ∙ 1,15 ∙ 1,9 = 1,42 мг/м3

Результаты исследований

Анализ проделанной работы показывает, что уровень загрязнения атмосферного воздуха отработанными газами автотранспорта по концентрации окиси углерода в с . Турунтаево Прибайкальского района превышает норму  (ПДК)  5 мг/м3 . Только в  центре поселка на  улице 50 лет Октября уровень загрязнения превышает ПДК от 2 до 4 раз в течение всего года, так как эта улица с интенсивным движением.

Рис. 1 Загрязнение атмосферного воздуха отработанными газами автотранспорта (по концентрации СО) улица 50 лет Октября, улица Спортивная, пер. Бородино, 2017

Из полученных результатов мы видим, что на улице 50 лет Октября показатель концентрации окиси углерода наибольший. Там наибольшее количество автомобилей. Но на увеличение загрязнения атмосферного воздуха также влияют, не только количество автотранспорта, но и скорость ветра, и относительная влажность, что неблагоприятно сказывается на естественной циркуляции воздуха.

Следующий объект наблюдения (рис.2), расположен на улице Спортивная (измерения в 2015, 2016 и 2017 годах), уровень загрязнения атмосферного воздуха отработанными газами автотранспорта по концентрации окиси углерода  увеличивается, и с каждым разом превышает ПДК все больше и больше.  

Рис. 2. Загрязнение атмосферного воздуха отработанными газами автотранспорта (по концентрации СО) на участке автодороги улица Спортивная(2015, 2016, 2017 года).

С каждым годом количество автомобилей на улицах с. Турунтаево увеличивается, что негативно отражается на здоровье жителей села. Особенно детей, так как детский сад «Солнышко» находится на улице 50 лет Октября. Мы решили проверить свои доводы и обратились в ГБУЗ «Прибайкальскую ЦРБ», где нам предоставили статистику детских заболеваний (приложение 2), таких как пневмония и бронхиальная астма. Изучив данную статистику (рис.3), мы сделали вывод, что с ростом автомобилей растет и уровень детских заболеваний легких.  

Рис. 3 Рост числа заболеваний легких у детей.

Вывод

Определяя уровень загрязнения атмосферного воздуха от автотранспорта, мы пришли к следующему выводу: увеличение уровня загрязнения зависит:

- от увеличения количества автотранспорта, численность которого растёт с каждым днём;

- температурные показатели;

-плохое состояние технического обслуживания автомобилей;

-низкое качество применяемого топлива;

-наличие свинцовых добавок в бензине;

-неразвитость системы управления транспортными потоками;

-низкий процент использования экологически чистых видов транспорта.

А также от увеличения концентрации окиси углерода, растет уровень заболеваемости легких.

Заключение

        Из проделанной работы мы выявили несколько рекомендаций, которые помогут улучшить атмосферный воздух в с. Турунтаево Прибайкальского района.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УЛУЧШЕНИЮ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА:

На снижение уровня выбросов от автотранспорта оказывают следующие мероприятия:

1. ограничение интенсивности движения;
2. замена карбюраторных грузовых автомобилей дизельными;
3. использование альтернативного топлива;
4. установка фильтров;
5. градостроительные мероприятия.

Список литературы:

1. Вронский В.А. Прикладная экология. Ростов н/Д.: Феникс, 1996.- 512 с.
2. Никитин Д.П., Новиков Ю.В. Окружающая среда и человек. М.: Высшая школа, 1986. – 415 с.
3.   Пономарёва И.Н.  Экология. М.: Вентана-Графф, 2001. – 272 с.
4. Результаты собственных исследований
5.   Стадницкий Г.В., Родионов А.И. Экология. М.: Высшая школа, 1988. – 272 с.
6.  Щукин И.  Экология. Ростов н/Д.: Феникс, 2004.- 224 с.

Приложение 1

     I точка – ул. 50 лет Октября

     II точка – ул. Спортивная

     III точка – пер. Бородино

Приложение 2

Статистика заболеваний легких  у детей