«Влияние различных видов транспорта на человека и окружающую среду»

Министерство образования и науки Республики Башкортостан

Администрация муниципального района Чекмагушевский район

Республики Башкортостан

МБОУ СОШ с.Рапатово МР Чекмагушевский район РБ

Исследовательская работа

 «Влияние различных видов транспорта

на человека и окружающую среду»

                                                      Выполнил: Хайруллин Д., ученик 10 класса

                                                   Руководитель: Исламова Регина Наилевна

                                                                            учитель биологии и химии

Рапатово 2022

Содержание                

1. Обоснование выбора…………………………………………………….3 стр.

2. Цель исследовательской работы………................................................3 стр.

3. Задачи исследовательской работы…….................................................3 стр.

4. Актуальность проблемы………………………….....…………….........3 стр.    

5. Методы исследования…………………………………………………...3 стр.  

6. Объект исследования……………………………………………………3 стр.  

7. Предмет исследования…………………………………………………..3 стр.  

8. Гипотеза…………………………………………………………………...3 стр.                                    

9. Введение………………………………………………………………......4 стр.

10. Теоретическая часть…………………………………………..……5-10 стр.

- Химический состав выхлопных газов автотранспорта

- Влияние вредных веществ выхлопных газов на природную среду и человека

- Экологически чистый автомобиль - реальность или фантастика?

11. Практическая часть……………………………………….……...11-13 стр.

- Исследование загрязнения воздуха автотранспортом

- Мероприятия по защите окружающей среды от влияния автотранспортных средств.

12. Заключение………………..……………………………………….......14 стр.

13. Литература……………………………………………………………..15 стр.                         

Обоснование выбора

    Важнейшей глобальной общечеловеческой проблемой современности стала экологическая проблема, которая заключается в ухудшении качества окружающей среды. Одним из загрязнителей окружающей среды является транспорт. Все виды современного транспорта наносят большой ущерб атмосфере, но наиболее опасен для нее автомобиль. Сегодня в мире около 600 млн. автомобилей. В среднем каждый из них выбрасывает в сутки 3,5-4 кг угарного газа, значительное количество оксидов азота, серу, сажу.

Цель исследовательской работы

    Оценить количество вредных веществ, поступающих в атмосферу от автотранспорта в нашем селе.

Задачи исследовательской работы

• Провести анализ литературы по проблеме загрязнения окружающей среды газовыми выбросами автомобильного транспорта.
• Провести исследование степени загрязнения газовыми выбросами автомобильного транспорта приземного слоя атмосферы улиц с.Рапатово.
• Рассмотреть возможности уменьшения загрязнения окружающей среды газовыми выбросами автомобильного транспорта.

Актуальность проблемы

     Актуальность данной темы обусловлена возрастающим количеством транспорта и решением проблемы его воздействия на качество сельской среды и здоровье человека.

Методы исследования: работа с информационными источниками, Интернет – ресурсами; наблюдение; сравнение; анализ и обобщение информации.

Объект исследования: автомобильный транспорт.

Предмет исследования: выбросы вредных веществ, поступающих в атмосферу от автотранспорта в нашем селе.

Гипотеза: с каждым годом количество автотранспорта растет, значит, растет и его влияние на окружающую среду и человека. На основании этого мы выдвигаем гипотезу, что автомобильный транспорт-причина экологических проблем не только больших городов, но и сел.

Введение

Из источников СМИ известно, что каждый год в мире умирает 49 млн. человек. По данным ВОЗ примерно 75% из этого числа - преждевременные смерти, связанные с плохим состоянием окружающей среды, неправильным образом жизни. Высокий уровень загрязнения воздуха в селах и городах способствует широкому распространению респираторных заболеваний, которые каждый год приводят к смерти 3,5 млн. детей в возрасте до 5 лет.  

        Ежегодно на головы людей «падает» огромное количество загрязняющих веществ. Это твердые частицы (пыль, зола, сажа), аэрозоли, выхлопные газы, пары, дым и др. Многие вещества вступают в атмосфере в реакции между собой, образуя новые, часто еще более токсичные, соединения. Среди веществ, вызывающих химическое загрязнение городского и сельского воздуха, наиболее распространены оксиды азота, серы, угарный газ (окись углерода), углеводороды, тяжелые металлы. Загрязнение воздуха отрицательно сказывается на состоянии здоровья человека, на животных и растениях. Например, механические частицы, дым и копоть в воздухе вызывают легочные заболевания. Угарный газ, содержащийся в выхлопных выбросах автомобилей, в табачном дыму, приводит к кислородному голоданию организмов, т.к. связывает гемоглобин в крови. В выхлопных газах содержатся соединения свинца, вызывающие общую интоксикацию организма. Повышенный уровень шума увеличивает давление, вызывает раздражительность, снижает слух.

Теоретическая часть

          Выхлопные газы – основной фактор отрицательного влияния автомобильного транспорта на человека и окружающую среду.

Чистый воздух имеет огромное значение для людей. Человеку в среднем надо в сутки около 25 кг воздуха. Причем воздух должен быть чистый, так как загрязненный воздух может вызвать серьезные заболевания.

Газовый состав естественного чистого воздуха атмосферы: азот – 78,09%, кислород – 20,95%, аргон – 0,93%, углекислый газ – 0,03%. Загрязнение воздуха — это изменения в естественном составе атмосферы, которые вызваны деятельностью людей.

Выхлопные газы – это продукт окисления и последующего неполного сгорания в двигателе углеводородного топлива.

        Именно выхлопные газы являются причиной превышения допустимых концентраций токсичных веществ в селе, образования смогов. Если человек долго контактирует с воздухом, отравленным выхлопными газами, то это вызывает иммунодефицит, то есть общее ослабление организма. Выхлопные газы поступают в слой атмосферы около земли, оседают на почве и растениях, затем попадают в организм животных, человека и вызывают различные заболевания, в том числе канцерогенные.

Парниковые газы, входящие в состав автомобильных выхлопов, способны удерживать тепло в атмосфере земли, а это способствует глобальному изменению климата.

Самое большое число токсичных веществ автотранспорт выбрасывает в воздух на остановке перед светофором, на перекрестках, при разогреве двигателя зимой, при малой скорости. Например, при небольшой скорости выхлоп автомобиля содержит 5,1% (от общего выброса) окиси углерода, а на малом ходу - 13,8%.

Наиболее сильно выхлопные газы действуют на водителей и пассажиров автомобильного транспорта, особенно, если они долго стоят в

пробках. Среди пешеходов больше всех страдают дети, так как самое большое количество вредных примесей находится в слое воздуха около земли - на уровне дыхательных путей ребенка.

Из-за нехватки мест для парковки или лени, водители паркуют автомобили во дворах и часто вблизи от детских площадок, тем самым нарушая существующие санитарные нормы. Вредные вещества выхлопных газов оседают и накапливаются в песке песочниц, где играют дети. Тогда как СанПиН 2.1.2.2645-10 не рассматривают территорию внутреннего двора как территорию для автостоянки, т. е. для регулярного хранения автомобилей, а рассматривают как территорию для гостевой парковки, т. е. как территория для временного хранения автомобилей гостей жильцов зданий.

При всех минусах и вреде выхлопных газов человечество не может отказаться от автомобилей, но при этом не надо забывать и об окружающем мире. Люди помнят об этом и принимают меры для защиты природы. Об этом свидетельствуют разработки Евростандартов, регулирующих качество топлива и требования, предъявляемые к новым двигателям.

Химический состав выхлопных газов автотранспорта

Состав выхлопных газов автомобиля зависит от того, в каком режиме работает двигатель и от его технического состояния, от состава и свойств топлив и масел, которые применяют в автомобиле. Выхлопные газы содержат около 200 химических соединений. Одни из них не вредны человеку, другие - токсичны. Примерный химический состав выхлопных газов приведен в таблице.

Химический состав выхлопных газов автомобиля

Так же в выхлопных газах могут быть оксиды серы, если применяются сернистые бензин; свинец, бром, хлор и их соединения, если применяются этилированные бензины.

Влияние вредных веществ выхлопных газов на природную среду и человека

Диоксид углерода

Его количество в воздухе не нормируется. В процессе фотосинтеза он усваивается и преобразуется растениями. Его повышенные концентрации опасны из-за того, что он способствует «парниковому эффекту», который ведет к перегреву поверхности земли. Диоксид углерода имеется в выхлопах, если топливо сгорает полностью.

Оксид углерода

Другое его название угарный газ. Это ядовитый газ, не имеет запаха и цвета. Образуется, когда топливо не полностью сгорает (если не хватает кислорода). Сохраняется в атмосфере около 3-4 месяцев. Вступает в реакцию с гемоглобином, который содержится в крови, в результате организму не хватает кислорода, из-за чего поражается головной мозг, появляются головная боль, тошнота, потеря сознания и даже смерть.

Оксид углерода в результате взаимодействия с влагой воздуха образуют вторичные загрязнения, так называемые кислотные дожди.

Оксиды азота

Представляют самую большую опасность, примерно в 10 раз опаснее угарного газа. Главным образом на человека действуют не оксиды азота, а азотная и азотистая кислоты, которые образуются в дыхательных путях при соединении с водой. Эти кислоты поражают альвеолярную ткань, вызывают отек легких.         

Монооксид азота превращает гемоглобин крови в нитрогемоглобин, что ведет к кислородной недостаточности, действует на центральную нервную систему.

Диоксид азота – газ желтовато-бурого цвета, ухудшает видимость, окрашивает воздух в коричневый цвет; отрицательно воздействует на бронхи.  Особенно вреден детям и лицам с хроническими заболеваниями дыхательных путей.

Кислоты на основе азота оказывают отрицательное действие и на растительность, разрушают строительные материалы и металл. Участвуют в образования смога.

Углеводороды

Образуются, когда топливо сгорает не полностью. В отработавших газах имеются углеводороды различных гомологических рядов (всего около 160 компонентов). Несгоревшие углеводороды являются одной из причин появления белого или голубого дыма.

Токсичны, плохо влияют на сердечно-сосудистую систему человека, поражают центральную нервную систему, вызывают сонливость, судороги. Канцерогены. Некоторые классы способны вызывать мутации.

Углеводороды под действием ультрафиолетового излучения Солнца реагируют с оксидами азота, в результате образуются фотооксиданты - основа "смога". Фотооксиданты вредны для живых организмов, ведут к росту легочных и бронхиальных заболеваний; разрушают резиновые изделия, ускоряют коррозию металлов, ухудшают условия видимости.

 Бенз(а)пирен-3,4

Ароматический углеводород. Оказывает канцерогенное, мутационное действие. Опасен для человека даже при малой концентрации, так как накапливается в организме. Может долго мигрировать из одних объектов в другие.

Бенз(а)пирен в окружающей среде накапливается главным образом в почве, меньше в воде. Из почвы поступает в ткани растений и продолжает своё движение дальше в трофической цепи, при этом на каждой её ступени содержание бенз(а)пирена в природных объектах возрастает на порядок.

Альдегиды        

Органические соединения, их доля токсичности относительно невелика: 4—5 % от общей токсичности выхлопов.

Формальдегид - бесцветный газ, имеет резкий запах, легко растворяется в воде, тяжелее воздуха. Оказывает общетоксическое, раздражающее действие, поражает центральную нервную систему, зрение, печень, почки. Обладает аллергенным действием, может вызвать мутации, раковые болезни.

Акролеин - бесцветный газ, ядовит, поражает слизистые оболочки.

Уксусный альдегид — токсичный газ, имеет резкий запах.

Наибольшая масса альдегидов образуется, если двигатель работает на холостом ходу и если температура в двигателе невысокая.

Сажа и другие дисперсные частицы

Сажа - частицы твердого углерода, имеет черный цвет. Образуется, если топливо не полностью сгорает и термически разлагается. Она непосредственно не опасна для здоровья человека, но раздражает дыхательные пути. Ухудшает видимость на дорогах. Наиболее сажи вредит тем, что она адсорбирует на поверхности бенз(а)пирен, который при этом оказывает более сильное отрицательное действие на организм человека, чем в чистом виде.

Оседая на зеленой части растений, сажа ухудшают условия дыхания, замедляет рост и развитие растений. Все виды пыли засоряют водоемы, сажа образует на поверхности пленку, препятствующую воздухообмену.        

Сернистые соединения (сернистый ангидрид, сероводород)

Появляются, если топливо имеет повышенное содержание серы. Обладают резким запахом, тяжелее воздуха, растворяются в воде. Раздражают слизистые оболочки горла, носа, глаз, могут привести к нарушению углеводного и белкового обмена и угнетению окислительных процессов.

Серная кислота, образующаяся при взаимодействии с водой сернистого газа, губительно воздействует на растительный мир, разъедает лакокрасочные покрытия, ускоряет изнашивание текстильных материалов, порчу бумаги и кожи.

Свинец и его соединения

Имеются, если применяется этилированный бензин, который содержит соответствующую присадку. Около 50% выбросов свинца в виде очень мелких частиц несколько часов летают в воздухе, а потом покрывают землю в районе дорог, что делает почвы непригодными для сельского хозяйства.

Свинец особенно вреден для детей, так как они наиболее чувствительны к его воздействию, приводит к снижению умственного развития.

Аэрозоли галоидных соединений свинца участвуют в образовании смога.

Вывод: вредные выбросы автомобильного транспорта отрицательно действуют на человека и природу. Автомобиль забирает у всего живого необходимый для жизни кислород, “обогащает” воздух токсичными веществами. Поскольку число автомобилей только растет, то вопрос сдерживания и уменьшения загрязнения воздуха их выхлопами становится для человечества все более актуальным.

Экологически чистый автомобиль - реальность или фантастика?

Двигатель внутреннего сгорания остаётся основной движущей силой автомобиля. В связи с этим единственный путь решения энергетической проблемы автомобильного транспорта - это создание альтернативных видов топлива. Новое горючее должно удовлетворить очень многим требованиям: иметь необходимые сырьевые ресурсы, низкую стоимость, не ухудшать работу двигателя, как можно меньше выбрасывать вредных веществ, по возможности сочетаться со сложившейся системой снабжения топливом и др.

Исключением может стать только электрический автомобильный двигатель. Работы по его созданию ведут крупнейшие автомобилестроительные фирмы мира, прежде всего Япония.

Источником тока в электромобилях пока являются свинцовые аккумуляторы. Без подзарядки такие автомобили обеспечивают пробег до 50-60 км (максимальная скорость 70 км/ч, грузоподъемностью 500кг), что позволяет использовать их, допустим, в качестве такси.

 Серийное производство и использование электромобилей потребует созданию станций зарядки аккумуляторов, отвечающих всем необходимым технико-экономическим требованиям.

Специалисты полагают, что наиболее энергосберегающим и высокоэффективным источником энергии для электромобилей являются батареи топливных элементов. У таких элементов много достоинств, прежде всего высокий КПД, достигающий в реальных установках 60-70%; их не надо заряжать, как аккумуляторы, достаточно пополнять запасы реагентов. Наиболее перспективен водородно-воздушный электрохимический генератор (ЭХГ), в котором продуктом реакции при выработке электрической энергии является химически чистая вода. Главный недостаток ЭХГ на сегодняшний день - высокая стоимость.

Практическая часть.

Исследование загрязнения воздуха автотранспортом

       Автотранспорт представляет собой один из основных источников загрязнения воздуха. В выхлопных выбросах автомобилей содержатся: оксиды азота(II) NO и (IV)NO2, угарный газ(CO), углеводороды, сажа - продукты неполного сгорания топлива, сернистый газ(SO2), тяжёлые металлы. Каждый автомобиль выделяет до 4кг этих веществ в сутки. За 100км пути автомобиль использует столько же кислорода, сколько человек за всю свою жизнь.

      Уровень загрязнения воздуха зависит от ряда причин. Так, дизельные двигатели расходуют на 25% меньше топлива, чем бензиновые; в дизельном топливе нет свинца; при их работе выделяется многократно меньше угарного газа, но больше сажи и соединений серы. Чем больше расходуется топлива на единицу пробега, тем выше загрязнение: тяжёлые грузовики расходуют его в несколько раз больше, чем легковые автомобили. Состав выхлопных газов зависит также от того, насколько отрегулирован двигатель.

Загрязняющие вещества в выхлопных газах бензинового двигателя: СО - 0,1-8,0%, СН - 200-4000 млн.-1, NО2 - 0-5000 млн.-1, сажа - 0-100 мг/м3, PI - 0-60мг/м3, SO2 - 0-0,003мг/м3.

Загрязняющие вещества в выхлопных газах дизельного двигателя: СО - 0,01-0,5%, СН - 100-500 млн.-1, NО2 - 5000-5000 млн.-1, сажа - 0-20000 мг/м3, PI – 0, SO2 - 0-0,015мг/м3.

Примерный расчёт количества вредных выбросов автотранспорта

Ход работы

1. Недалеко от школы выберите две или три улицы с разной интенсивностью автомобильного движения.
2. На каждой из них определите участок дороги, протяжённостью примерно 100м.
3. Подсчитайте число единиц автотранспорта, проходящего по участку за 15 мин. Умножив полученное число на 4, вы узнаете их численность за час(N).
4. Рассчитайте общий путь (S), пройденный всеми машинами за 1 час. S=N х100м
5. Рассчитайте количество топлива, сжигаемое двигателем автомашин(R). R=S х K, где К-расход топлива на 1 км пути в литрах, для бензиновых двигателей он примерно составляет 0,1л, для дизельных-0,4л.
6. Рассчитайте количество выделившихся вредных веществ на выбранном вами участке дороги по бензину. Для этого воспользуйтесь такими данными: при сгорании топлива, необходимого для пробега 1 км, выделяется 0,6 л угарного газа, 0,1 л углеводородов, 0,04 л диоксида азота. При сгорании дизельного топлива вредных выбросов выделяется в 4 раза меньше.

Следуя пунктам предложенной методики, мы выбрали 2 участка для расчёта количества вредных выбросов:

1.ул.Ленина, на которой располагается наша школа;

2.ул. Коммунистическая.

Далее осуществили подсчёт автомобилей за 15 минут (за 1час), рассчитали количество вредных выбросов (за 1 час):

Вывод: на ул. Ленина более активное движение и большее количество вредных выбросов, что негативно отражается на здоровье людей.

Изучив литературу, проведя исследование, мы установили, что загрязнение окружающей среды продуктами сгорания автомобильного топлива и негативное влияние их на здоровье человека реально существуют. Существенно улучшить состояние окружающей среды можно, если использовать более экологически чистые виды транспорта. Например, электромобили. А ещё лучше - велосипед!

Мероприятия по защите окружающей среды от влияния автотранспортных средств.

Как показало исследование данного вопроса в различных источниках, проблема уменьшения влияния газовых выбросов автомобилей широко исследуется и имеет различные пути решения.

Для уменьшения влияния автомобильного транспорта на жителей с.Рапатово предлагаем:

• увеличить количество кустарников и деревьев вблизи дорог внутри села;
• использовать рекламу на телевидении, газетах для экологического образования и привлечения внимания людей к экологическим вопросам;
• осуществить замену автомобилей с ДВС на электромобили;
• привлекать специалистов и исполнителей для выпуска музыкальных клипов (столь популярных у молодежи), затрагивающих в своем сюжете вопросы экологии.    

Заключение.

Из своей работы мы сделали вывод, что с изобретением тепловых двигателей власть человека над природой увеличилась. Но человек - часть природы, поэтому, чтобы жить на Земле без страха за своё будущее, за своё здоровье, любоваться красотами природы, нужно беречь наш дом, иначе можно погибнуть.

В наше время люди, принимающие ответственные технические решения, должны владеть основами естественных наук, быть экологически грамотными, осознавать свою ответственность за действия и понимать, какой вред они могут принести природе. Человечество слишком медленно, но все же подходит к пониманию того, что необходимо поставить материальное потребление на подобающее ему место среди других источников личного удостоверения, таких не материальных ценностей, как семья, дружба, общение с другими людьми, развитие собственной личности; что следует, наконец, жить в соответствии с возможностями Земли. От решения именно этой задачи в первую очередь зависит, сохраним ли мы биосферу Земли.

Список используемой литературы:

• Энциклопедия для детей. Экология. Москва, Аванта,2001
• С.Е Мансурова, Г.Н. Кокуев, «Школьный практикум. Следим за окружающей средой нашего города», Москва, Владос, 2001
• «Охрана природы» под редакцией профессора К. В. Пашканга, Москва, «Просвещение», 1990.
• «Экологическая книга для чтения», Москва, «Современные тетради», 2008.
• «Экология России» Б. М. Миркин, Л. Г. Наумова, Москва, 1996
• https://ru.wikipedia.org
• http://e-va.pro/tag/ecology/
• https://www.drive2.ru/b/2213077/
• https://moluch.ru/archive/116/31697/
• https://hightech.fm/2017/06/09/2mln_ev
• СанПиН 2.1.2.2645-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях»
• Высоцкая М.В. Элективные курсы «Экология» 9 кл. Издательство «Учитель». - Волгоград 2007