Направление проектной работы: «Влияние экологических факторов на состояние здоровья человека»

Направление  проектной  работы:

 «Влияние экологических факторов на состояние здоровья человека»

Выполнила:

Горешнякова

Евгения

ученица 10-А класс

МБОУ лицей №1

П. Нахабино

Научный руководитель:

учитель биологии

Лукуткина Ольга  Анатольевна

Цель работы: влияние выхлопных газов  автотранспорта на окружающую среду и на показатели здоровья человека проживающих  в Красногорском районе.

Литературный обзор

         На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром. Люди не ценят, и берут то, что у них есть, то, что дает жизнь: воздух, воду, землю, не думая о будущем своих детей, внуков, правнуков. Они заботятся о том, чтобы им было удобнее и легче в жизни, не понимают, что за этим последует.

       Загрязнения бывают природные и антропогенные.

Антропогенными проблемами загрязнения атмосферы являются: парниковый эффект, кислотные дожди, фотохимический смог и т.д.

      Меня заинтересовало, какую роль в загрязнении атмосферы играют автомобили и как загрязнение атмосферы влияет на показания здоровья человека. Автомобиль – не роскошь, а средство передвижения. Это известно всем. Но то, что машина из блага цивилизации может превратиться  ее бич, человечество стало понимать сравнительно недавно. Чем больше машин выходит на улицы, тем труднее людям мирно сосуществовать с их стальным гудящим потоком.  В настоящее время в мире насчитывается 800 млн. автомобилей,  том числе 80 млн.  грузовых и примерно 1 млн. городских автобусов.

     Основной вклад в загрязнение атмосферы вносят автомобили, работающие на бензине (75%), затем автомобили с дизельным двигателем (около 4%).

     Угарный газ и окислы азота, столь интенсивно выделяемые на первый взгляд невинным голубоватым дымком глушителя автомобиля-вот одна из основным причин наших головных болей, усталости , немотивированного раздражения, низкой трудоспособности .Сернистый газ способен воздействовать на святая святых-генетический аппарат ,способствуя стрессам ,нервным проявлениям ,стремлению к уединению , безразличию к самым близким людям. В больших городах также более широко распространены заболевания органов кровообращения и дыхания, инфаркты, гипертония и новообразования. По расчётам специалистов ,  «вклад» автомобильного транспорта в атмосферу составляет до 90 % по окиси углерода и 70% по окиси азота. Автомобиль также добавляет в почву и воздух тяжелые металлы и другие вредные вещества.

     Курсирующие на Земле более 500млн. автомобилей являются не только причиной ежегодной гибели около пятисот тысяч, десяти миллионов раненых ,но и причиной расшатывания здоровья миллиардов людей . Это обусловливается другим-невидимым экологическим аспектом автомобильной опасности-возникновением «белого смога» содержащего окись углерода, окислы азота и свинец. Благодаря сжиганию жидкого топлива в воздухе ежегодно выбрасывается по разным оценкам , от 180 до 260тысют свинцовых частиц ,что в 60…130 раз превосходит естественное поступление свинца в атмосферу при вулканических извержениях (2…3тыс.т\год) При вдохе человеком городского воздуха крупные свинцовые аэрозоли задерживаются в бронхах и носоглотке , а те, что имеют диаметр менее 1мкм(которые составляют 70…80%),попадают в легкие. Далее, примерно от 30 до 50% из них достигают альвеолярных точек, где они проникают в капилляры и , соединяясь с эритроцитами , отравляют кровь. Причем известно, что «свинцовый воздух» вреднее «свинцовой воды» . Явные признаки свинцового отравления-анемия, постоянные головные боли , мышечная боль-проявляются при содержании в крови свинца 80мкг\100мл . Это опасный рубеж, начало болезни.

       Основными нормируемыми токсичными компонентами выхлопных газов двигателей являются оксиды углерода, азота и углеводороды. Кроме того, с выхлопными газами в атмосферу поступают предельные и непредельные углеводороды, альдегиды, канцерогенные вещества, сажа и другие компоненты.

    При работе двигателя на этилированном бензине в составе выхлопных газов присутствует свинец, а у двигателей, работающих на дизельном топливе — сажа

Оксид углерода (CO – угарный газ):

        Первые признаки отравления угарным газом (СО) - ухудшение зрения, снижение слуха, легкая боль в области лба, головокружение, ощущение пульсации в висках, снижение координации мелких точных движений и аналитического мышления (дальше может быть потеря ощущения времени, рвота, потеря сознания). При этих ощущениях нужно немедленно покинуть помещение, выйти на свежий воздух.

     Необходимо отметить, что при эксплуатации дизелей концентрация CO в выхлопных газах невелика (примерно 0,1 – 0,2%), поэтому, как правило, концентрацию CO определяют для бензиновых двигателей.

        Оксиды азота (NO, NO2, N2O, N2O3, N2O5, в дальнейшем – NOx)

 Оксиды азота являются одними из наиболее токсичных компонентов отработавших газов. При нормальных атмосферных условиях азот представляет собой весьма инертный газ. При высоких давлениях и особенно температурах азот активно вступает в реакцию с кислородом. В выхлопных газах двигателей более 90% всего количества NOx составляет оксид азота NO, который еще в системы выпуска, а затем и в атмосфере легко окисляется в диоксид (NO2).

     Оксиды азота раздражающе воздействуют на слизистые оболочки глаз, носа, разрушают легкие человека, так как при движении по дыхательному тракту они взаимодействуют с влагой верхних дыхательных путей, образуя азотную и азотистую кислоты.

     В ходе химических реакций значительная часть NO превращается в N2O - гораздо более опасное соединение. Монооксид азота NO представляет собой бесцветный газ. Он не раздражает дыхательные пути, и поэтому человек может его не почувствовать. При вдыхании NO, как и CO, связывается с гемоглобином. При этом образуется нестойкое нитрозосоединение, которое быстро переходит в метгемоглобин, при этом Fe2+ переходит в Fe3+. Ион Fe3+ не может обратимо связывать O2 и таким образом выходит из процесса переноса кислорода. Концентрация метгемоглобина в крови 60 – 70% считается летальной. Но такое предельное значение может возникнуть только в закрытых помещениях, а на открытом воздухе это невозможно.    Считается, что для организма человека оксиды азота примерно в 10 раз опаснее CO, а при учете вторичных превращений – в 40 раз.

      Углеводороды (CnHm – этан, метан, этилен, бензол, пропан, ацетилен и др.)

   Углеводороды – органические соединения, молекулы которых построены только из атомов углерода и водорода, являются токсичными веществами.

В выхлопных газах содержится более 200 различных CH, которые делятся на алифатические (с открытой или закрытой цепью) и содержащие бензольное или ароматическое кольцо.

   Не полностью сгоревшие CH, выбрасываемые с выхлопными газами и представляющие собой смесь нескольких сотен химических соединений, имеют неприятный запах. CH являются причиной многих хронических заболеваний.

     Токсичны также и пары бензина, которые являются углеводородами. Допустимая среднесуточная концентрация паров бензина составляет 1,5 мг/м3. Содержание CH в выхлопных газах возрастает при дросселировании (понижение давления газа или пара при протекании через сужение проходного канала трубопровода — дроссель, либо через пористую перегородку) , при работе двигателя на режимах принудительного холостого хода (ПХХ, например, при торможении двигателем.).

Наибольшие экологические проблемы в настоящее время возникают на городских территориях в связи с опасным загрязнением атмосферного воздуха вредными выбросами автотранспорта. Мне стало интересно, и я решила убедиться в этом с помощью некоторых опытов .

    Для этого я  посчитала, в каком количестве поступают выхлопные газы в атмосферу   в разных местах  Красногорского района. По моим расчетам, днем за час в воздух нашего района автомобили  перед въездом в деревню Гольево Красногорского  района выбрасывают около 6 кг выхлопных газов, на перекрестке деревни -5,5 кг

    Используя методику  «определения количества загрязняющих веществ, попадающих  в окружающую среду в результате работы автотранспорта», я подсчитала количество единиц транспорта, проходящего по участку дороги длиной 1км за 15 минут. Рассчитала общий путь по формуле:

 L=n*4*S, где

n- число автомобилей каждого типа за 15 минут

S- длина выбранного участка наблюдения, равная 1 км.

    Выяснила, что легковые автомобили проходят 186 км, грузовые – 44 км, автобусы – 16 км, дизельные грузовые автомобили – 8 км.

   Далее рассчитали количество топлива разного вида, сжигаемого при движении по исследуемому участку, двигателями автомашин по формуле:

Q=L*Y, где

Y- удельный расход топлива л. на 1 км

Легковые автомобили расходуют 22.32 л. бензинового топлива

Грузовые автомобили – 13.64 л. бензинового топлива

Автобусы – 6.72 л. бензинового топлива

 Дизельные грузовые автомобили – 2.56 л дизельного топлива.

Объем вредных выбросов

Удельный расход топлива:

   Кроме воздуха, я исследовала почку около трассы  М9 при въезде в деревню  Гольево  Красногорского района.

    В круговороте углерода особенно важна клетчатка, из которой состоит 50-70% растительного материала, возвращаемого в почву. Путем закапывания фильтровальной бумаги я сравнивала скорость разложения целлюлозы. Согласно английским исследователям при разложении клетчатки первыми появляются грибы ,через несколько недель грибные гифы отмирают, и начинается фаза бактериального разложения целлюлозы.

Для этого, в  пяти метрах от автодороги Москва-Рига и на проселочной дороге д.Гольево проводила отбор образцов почвы для определения целлюлозы - разрушающего действия бактерий почвы. По данным, полученным в ходе опытов с разложением фильтровальной бумаги, активность целлюлозы – разрушающих бактерий выше в почве дороги около д.Гольево (20% разложения фильтровальной бумаги бактериями), чем в почве рядом с автодорогой Москва-Рига  (10% разложения)

1й образец с автодороги Москва-Рига

2й образец с дороги д.Гольево

    Из этого можно сделать вывод: в почве рядом с трассой бактерий намного меньше ,т. е огромное влияние на живые организмы, что же происходит с организмом человека, живущего рядом с такой оживленной трассой,  можно сделать без труда!

      Исследовав влияние выхлопных газов  автотранспорта на окружающую среду Красногорского района,  пришла к следующим выводам:

1. Наблюдается стремительный рост числа автотранспорта.

2. Около 70 болезней вызывается выхлопными газами автомобилей.

         Длительный контакт со средой, отравленной выхлопными газами автомобилей, вызывает общее ослабление организма – иммунодефицит. Кроме того, газы сами по себе могут стать причиной различных заболеваний. Например, дыхательной недостаточности, гайморита, ларинготрахеита, бронхита, бронхопневмонии, рака легких. Кроме того, выхлопные газы вызывают атеросклероз сосудов головного мозга.      

        Опосредованно через легочную патологию могут возникнуть и различные нарушения сердечно-сосудистой системы

      Для более наглядного представления ,как же все таки выхлопные газы влияют на показатели здоровья человека ,я сделала сравнительную таблицу заболеваемости населения Красногорского района за 2012,2013г.

         На основе статистических данных ,полученных в КГБ №2 г. Красногорска  видна тенденция к увеличению заболеваний органов дыхания, болезни системы кровообращения, кроветворных органов и отдельные нарушения, вовлекающие иммунный механизм. Это наглядно показывает влияние загрязнения атмосферного воздуха и почвы на здоровье человека.

За последние десятилетия человечество окончательно убедилось , что первым виновником «порчи» атмосферного воздуха –одного из основных источников жизни нашей Планете, является детище научно-технического прогресса –автомобиль . Автомобиль, поглощая столь необходимый для протекания жизни кислород, вместе с тем интенсивно «обогащает» воздушную среду токсичными компонентами ,наносящими ощутимый вред всему живому и неживому. Наибольшее влияние выхлопные газы оказывают на водителей и пассажиров автотранспорта, особенно тех, кому подолгу приходится стоять в пробках.

Среди пешеходов, больше всех страдают дети, так как наибольшая концентрация вредных веществ происходит в приземном воздушном слое, как раз на уровне дыхательных путей ребенка.

Для уменьшения загрязнения атмосферного воздуха владельцам автотранспорта рекомендуется:

•    переход, по возможности, на использование газобаллонных двигателей,

•    качественная регулировка двигателя,

•    использование нейтрализаторов отработанных газов,

•    выбор рационального режима работы двигателя,

•    минимизация количества поездок на автомобиле, по возможности объединение для совместных поездок с соседями или коллегами,

•    для передвижения на небольшие расстояния - использование велосипеда или пешеходные прогулки.

Используемая литература:

1. «Экологическая безопасность автомобильного транспорта» В.В.Амбарцумян, В.Б.Носов
2. «Человек и природа» В.А.Умнов, Н.Ю.Куприянова
3. «Биопатогенные зоны.Угроза заболевания»  Ю.Г. Мизун
4. Учебное пособие по химии (Н.Е. Кузьменко, В.В. Еремин, В.А. Попков) изд-во: «Мир и образование», 2005 год.