Влияние автомобильного транспорта на чистоту воздуха в селе Рослятино

V районные историко-краеведческие чтения

 «Свой край люби, исследуй, изучай»

Автор:

Чашникова Кристина Владимировна,11 класс

 МБОУ « Рослятинская СОШ»

 Руководитель:

Поспелов Дмитрий Владимирович,

учитель географии и ОБЖ  

МБОУ «Рослятинская СОШ»

Телефон: +79115476347

pospelowa.tatjana2015@yandex.ru

2021

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ............................................................................................................3

Глава 1. Методика определения относительного загрязнения окружающего воздуха выхлопными газами автомобилей……………………………………..5

Глава 2. Исследование относительного загрязнения окружающего воздуха выхлопными газами автомобилей в село Рослятино…………………………..7

ЗАКЛЮЧЕНИЕ..………………………………..……………...………………..10

Список использованной литературы и источников..………………….............11

ПРИЛОЖЕНИЯ………………………………………………………………….12

Приложение №1 «Алгоритм расчетов загрязнения окружающего воздуха…12

Приложение №2 «Расчеты загрязнения окружающего воздуха……………...14

ВВЕДЕНИЕ

Одной из главных и глобальных проблем XXI века является загрязнение окружающей среды. С каждым годом люди наносят все больший ущерб экологии. Выброс большого количества отходов, разлив нефти, загрязнение почв, вымирание некоторых видов животных и растений, вырубка лесов, использование и переработка радиоактивных веществ дело рук человека. Порой, мы даже не замечаем, что наносим вред природе или относимся к этому легкомысленно. Одна из распространенных экологических проблем - загрязнение воздуха. Вредные выбросы загрязняют озоновый слой, разрушают его, могут вызывать кислотные дожди. Чрезмерные выбросы вредных веществ автотранспортом приводят к загрязнению почвы, водоемов, что в свою очередь приводит к разрушению экологических систем.

Загрязненный воздух негативно воздействует на здания, сооружения усиливая коррозию стальной арматуры, чугунных и бронзовых памятников. Все это, в свою очередь, провоцирует развитие заболеваний у населения, вымирание животных, изменение климата, увеличение ультрафиолетового излучения, глобальное потепление [4].

Цель: Определение относительного загрязнения окружающего воздуха выхлопными газами автомобилей в селе Рослятино.

Задачи:

1. Изучить методику выявления относительного загрязнения окружающего воздуха выхлопными газами путем математического расчёта,
2. Определить интенсивность транспортного потока в селе Рослятино,
3. Выявить массу выбросов вредных веществ в разные дни недели, но в одно и то же время (недельные измерения);

Объект исследования: транспорт

Предмет исследования: производимое транспортом загрязнение воздуха.

Субъект исследования: обучающийся 11 класса.

Актуальность: Я живу в селе Рослятино. Через наше село проходит участок дороги, соединяющий населенные пункты Тотьма и Никольск. Дорога проходит в непосредственной близости от школы. Необходимо выяснить безопасность окружающей среды для обучающихся и жителей села.

 Гипотеза: выбросы вредных веществ автотранспортом и размер транспортного потока в районе села Рослятино не превышают предельно допустимые показатели и концентрации.

Практическая значимость: результаты проведенного исследования будут полезны при принятии мер по охране окружающей среде в нашей местности. Полученные данные будут главным аргументом или контраргументом по введению дополнительных ограничений на использование транспорта, либо весомой причиной для поиска альтернативных способов решения проблемы.

Глава 1. Методика определения относительного загрязнения

окружающего воздуха выхлопными газами автомобилей

Загрязнение воздуха отработанными газами автомобилей отличается значительной неравномерностью в пространстве и во времени. Поэтому очень важен оперативный и детальный учет интенсивности и структуры транспортных потоков, особенно в городах и крупных населенных пунктах.

Санитарные требования по уровню загрязнения допускают поток транспорта в жилой зоне интенсивностью не более 200 авт./час.

Учет автотранспортной нагрузки можно провести следующим методом, пригодным как для городских, так и для сельских районов. Суть его заключается в том, что на каждой выбранной улице намечается один или несколько створов наблюдений. Желательно, чтобы они располагались вдали от остановок транспорта, были удобны и (что особенно важно) безопасны для наблюдателей. Каждую проехавшую мимо автомашину ученик отмечает точкой в соответствующей графе учетной таблицы, при этом целесообразно провести отдельный учет легковых автомобилей, грузовых машин и автобусов.

На одних и тех же створах возможно проведение разнообразных наблюдений: в разное время дня (суточные изменения); в разные дни недели, но в одно и то же время (недельные измерения); в разные сезоны года, но в одни и те же дни (сезонная динамика движения транспорта).

По данным учетных таблиц можно построить графики суточной и недельной динамики движения транспорта на конкретной улице, сравнить транспортные потоки в центр и из центра города, сопоставить интенсивность движения на оживленной магистрали, возле своей школы, на улице вблизи своего дома и т.д. При построении графика на горизонтальной оси откладывается время (в часах – для суточной динамики или в днях – для длительного периода наблюдений), а на вертикальной оси – суммарная интенсивность транспортного потока. Такие графики легко сравнить между собой [2].

Для относительного загрязнения окружающего воздуха требуется в первую очередь учитывать интенсивность транспортных потоков. Отсчет количества машин ведется в течение 20 минут каждого часа наблюдений. Регистрируются отдельно грузовые автомобили с карбюраторными (бензиновыми) и дизельными двигателями, легковые автомобили, автобусы и другой транспорт. Запись результатов натуральных наблюдений проводится по форме [1] (Приложение №2).

Глава 2. Исследование относительного загрязнения окружающего воздуха выхлопными газами автомобилей в село Рослятино

Для проведения исследования мы определили один створ на базе МБОУ «Рослятинская СОШ», где будем проводить наблюдения в разные дни недели, но в одно и то же время (недельные измерения). Школа находится в непосредственной близости от дороги, что удобно для подсчета автотранспорта. Для исследования брались учебные дни недели. Протяженность створа составляет 300 метров. Ежедневно в один и тот же промежуток времени с 10 до 13 час в течение 20 мин каждого часа вели наблюдение с последующим занесением информации в карточку учета транспортных средств.

Таблица 1.6

Учетная карточка оценки транспортных потоков в селе Рослятино

В результате наблюдений мы выявили видовой и количественный состав автотранспорта передвигающегося около школы. Используя данные учетной карточки, производим математические расчеты (Приложение №1).

Диаграмма №1.1

Интенсивность транспортного потока по дням недели в селе Рослятино

На диаграмме представлена динамика изменения интенсивности транспортного потока в дни недели, когда проводились исследования. Единица измерения единиц машин в час. Предельно допустимый показатель 200 единиц в час не превышен. Наибольшая интенсивность потока наблюдается во вторник и среду.

Диаграмма 1.2

Масса вредных выбросов при сжигании автомобильного топлива

в селе Рослятино

На диаграмме представлена динамика выбросов вредных веществ в атмосферу автомобильным транспортом. Относительная масса выбросов по угарному газу не превышает предельно допустимого среднесуточного коэффициента выбросов. Выбросы углеводорода превышают ПДК в один день. Наблюдается превышение выбросов диоксидов азота в течение всей недели.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Итак, мы выполнили поставленную нами в начале цель, а конкретно определили относительное загрязнение окружающего воздуха выхлопными газами автомобилей в селе Рослятино. В процессе мы выполнили все поставленные задачи:

1. Изучили методику выявления относительного загрязнения окружающего воздуха выхлопными газами путем математического расчёта,
2. Определили интенсивность транспортного потока в селе Рослятино,
3. Выявили относительную массу выбросов вредных веществ в разные дни недели, но в одно и то же время (недельные измерения).

Выяснилось, что некоторые выбросы вредных веществ (углеводорода и диоксида азота) автотранспортом в районе села Рослятино превышают предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ. Интенсивность транспортного потока в период исследований не превышает предельно допустимый показатель. Гипотеза подтвердилась не полностью.

Проблема загрязнения воздуха существует в нашей местности, а это значит, что необходимо уделить дополнительное внимание для ее решения. Пути решения загрязнения воздуха требуют комплексных мер. Автодорога находится в непосредственной близости от учебного заведения. Поэтому для обучающихся, проживающих в селе, необходимо разработать альтернативные маршруты передвижения до школы. Это уменьшит вероятность продолжительного нахождения вблизи источника загрязнения. Население может проявить инициативу и использовать общественный вид транспорта, отказавшись от личных автомобилей. Яркий пример – европейские страны, в которых граждане инициативно стали отдавать предпочтение в пользу велосипедов, оставляя собственные машины в гаражах.

Список использованной литературы и источников

1. Огарков А.А. Школа практической экологии: вологодский вариант. Из опыта Вологодской области/ А.А. Огарков; Общерос. дет. обществ. орг. «Обществ. Малая акад. наук «Интеллект будущего», Вологод. регион. отд-ние; - Вологда: Интеллект будущего – Вологда; Инфра-Инженерия, 2019. – 320 с., иллюстрации. стр. 147.

Интернет ресурсы

2. Экология и жизнь. [Электронный ресурс] - URL: http://www.expocen.ru/okidirs-649-15.html, дата обращения (30.10.2020).
3. Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации Техэксперт. [Электронный ресурс] - URL: http://docs.cntd.ru/document/556185926, дата обращения (05.11.2020).
4. Проблемы экологии в России. Российская экологическая партия «Зеленые». [Электронный ресурс] - URL:  http://greenparty.ru/news/1768 https://www.autonews.ru/news/5c9114d69a7947491f827c6e, дата обращения (03.11.2020).

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение №1 «Алгоритм расчетов загрязнения окружающего воздуха

Таблица 1

Учетная карточка оценки транспортных потоков в населенном пункте

 Алгоритм расчетов:

1. Число единиц каждого вида транспорта. Nобщ. =N (1, 2, 3)*60/20 ед. /час, если наблюдение велось в течение 20 мин.
2.  Путь, пройденный выявленным количеством автомобилей каждого вида (L, км): L= l * N,

где l –длина наблюдаемого участка улицы, в км , N- количество автомобилей каждого вида [2].

3. Количество топлива (Q , л) разного вида: Q=H * L.
4. Объем (V) вредных примесей, выбрасываемых при сжигании каждого вида топлива: V=Q * D * K(л).
5. Масса (т, г) каждого вида вредного вещества: m = V / 22.4 ´* М, где М – молярная масса, г/моль; Vm= 22.4 л/моль - молярный объем газа при н.у. [1].

Таблица 1.2

Расход топлива автотранспортом

Таблица 1.3

Выбросы вредных веществ автотранспортом

Таблица 1.4.

Коэффициенты вредных выбросов при сжигании автомобильного топлива

Таблица 1.5

Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе городских и сельских поселений

 [3].

Приложение №2 «Расчеты загрязнения окружающего воздуха

Понедельник (09.11.20) .

1. Nобщ. = (3+24+2)*60/20=87 ед. /час. Выявили интенсивность транспортного потока, он соответствует норме.

N (1) = 3*60/20=9 ед. /час;

N (3) =24*60/20=72 ед. /час;

N (4) =2*60/20=6 ед. /час.

2.  Вычисляем протяженность пути различных видов транспорта.

 L(1)= 0,3*9=2,7 км; L(3)=0,3*72=21,6 км; L(4)=0,3*6=1,8км.

3. Вычисляем расход топлива автотранспортом.

Q(1)=2,7*0,34= 0,918л; Q(3)=0,13*21,6= 2,808л; Q(4)=0,44*1,8=0,792 л.

4. Вычисляем объем вредных выбросов в атмосферу.

V (1) =0,918*0,3*0,1=0,027л. (угарный газ);

V (1) =0,918*3*0,03=0,082 л. (углеводород);

V (1) =0,918*0,8*0,04=0,029 л. (диоксид азота);

V (3) =2,808*0,3*0,6= 0,505л. (угарный газ);

V (3) =2,808*3*0,1=0,842 л. (углеводород);

V (3) =2,808*0,8*0,04=0,089 л. (диоксид азота);

V (4) =0,792*10*0,1=0,792 л. (угарный газ);

V (4) =0,792*3*0,03=0,071 л. (углеводород);

V (4) =0,792*0,8*0,04=0,025 л. (диоксид азота).

5.  Вычисляем массу выбросов каждого вредного вещества в течение часа.

M (1) = 0,027/22.4*28=0,033г. (угарный газ);

M (1) =0,082/22.4*26=0,095 г. (углеводород);

M (1) =0,029/22.4*30=0,039 г. (диоксид азота);

M (3) =0,505/22.4*28=0,631г. (угарный газ);

M (3) =0,842/22.4*26=0,977 г. (углеводород);

M (3) =0,089/22.4*30=0,119 г. (диоксид азота);

M (4) =0,792/22.4*28=0,99 г. (угарный газ);

M (4) =0,071/22.4*26= 0,082г. (углеводород);

M (4) =0,025/22.4*30=0,033 г. (диоксид азота);

M (угарный газ) =1,654г/ч*24=39,7г/сутки;

М (углеводород) =1,154 г/ч*24=27,7г/сутки;

М (диоксид азота) =0,191 г/ч*24=4,6г/сутки.

Выяснили, что в течение часа в атмосферу попало 1,654 грамм угарного газа, 1,154 грамм углеводорода и 0,191 грамм диоксида азота. Выбросы угарного газа и углеводорода, не превышают предельно допустимой концентрации. Выбросы по диоксиду азота превышают ПДК.

Вторник (10.11.20.).

1.  Nобщ. = (6+30+3)*60/20=117 ед. /час. Выявили интенсивность транспортного потока, он соответствует норме.

N (1) = 6*60/20=18 ед. /час;

N (3) =30*60/20=90 ед. /час;

N (4) =3*60/20=9 ед. /час.

2. Вычисляем протяженность пути различных видов транспорта.

L(1)= 0,3*18=5,4 км; L(3)=0,3*90=27 км; L(4)=0,3*9=2,7км.

3. Вычисляем расход топлива автотранспортом.

Q(1)=5,4*0,34=1,836 л; Q(3)=0,13*27=3,51 л; Q(4)=0,44*2,7=1,19 л.

4. Вычисляем объем вредных выбросов в атмосферу.

V (1) =1,836*0,3*0,1=0,055л. (угарный газ);

V (1) =1,836*3*0,03=0,165 л. (углеводород);

V (1) =1,836*0,8*0,04=0,0587 л. (диоксид азота);

V (3) =3,51*0,3*0,6= 0,631л. (угарный газ);

V (3) =3,51*3*0,1=1,053 л. (углеводород);

V (3) =3,51*0,8*0,04=0,112л. (диоксид азота);

V (4) =1,19*10*0,1=1,19 л. (угарный газ);

V (4) =1,19*3*0,03=0,107 л. (углеводород);

V (4) =1,19*0,8*0,04=0,038 л. (диоксид азота).

5. Вычисляем массу выбросов каждого вредного вещества в течение часа.

M (1) = 0,06/22.4*28=0,075 г. (угарный газ);

M (1) =0,165/22.4*26=0,19 г. (углеводород);

M (1) =0,0587/22.4*30=0,079 г. (диоксид азота);

M (3) =0,631/22.4*28=0,789г. (угарный газ);

M (3) =1,053/22.4*26=1,22 г. (углеводород);

M (3) =0,112/22.4*30=0,15 г. (диоксид азота);

M (4) =1,19/22.4*28=1,487 г. (угарный газ);

M (4) =0,107/22.4*26= 0,124г. (углеводород);

M (4) =0,038/22.4*30=0,05 г (диоксид азота);

M (угарный газ) =2,351г/ч*24=56,424г/сутки;

М (углеводород) =1,534г/ч*24=36,82г/сутки;

М (диоксид азота) =0,279 г/ч*24=6,7 г/сутки.

Выяснили, что в течение часа в атмосферу попало 2,351 грамм угарного газа, 1,534 грамм углеводорода и 0,279 грамм диоксида азота. Выбросы угарного газа не превышают предельно допустимой концентрации. Выбросы диоксида азота превышают ПДК 0,279 грамм вместо 0,04. Выбросы углеводорода превышают ПДК 1,534 грамм вместо 1,5

Среда (11.11.20.).

1. Nобщ. = (7+28+2)*60/20=111 ед. /час. Выявили интенсивность транспортного потока, он соответствует норме.

N(1)= 7*60/20=21 ед./час;

N(3)=28*60/20=84 ед./час;

N(4)=2*60/20=6 ед./час.

2. Вычисляем протяженность пути различных видов транспорта.

L(1)= 0,3*21=6,3 км; L(3)=0,3*84=25,3 км; L(4)=0,3*6=1,8 км.

3. Вычисляем расход топлива автотранспортом.

Q(1)=6,3*0,34=2,142 л; Q(3)=0,13*25,3=3,289 л; Q(4)=0,44*1,8=0,792 л.

4. Вычисляем объем вредных выбросов в атмосферу.

V (1) =2,142*0,3*0,1=0,064 л. (угарный газ);

V (1) =2,142*3*0,03=0,19 л. (углеводород);

V (1) =2,142*0,8*0,04=0,068 л. (диоксид азота);

V (3) =3,289*0,3*0,6=0,592 л. (угарный газ);

V (3) =3,289*3*0,1=0,987 л. (углеводород);

V (3) =3,289*0,8*0,04=0,105 л. (диоксид азота);

V (4) =0,792*10*0,1=0,792 л. (угарный газ);

V (4) =0,792*3*0,03=0,071 л. (углеводород);

V (4) =0,792*0,8*0,04=0,025 л. (диоксид азота).

5. Вычисляем массу выбросов каждого вредного вещества в течение часа.

M (1) = 0,064/22.4*28=0,08 г. (угарный газ);

M (1) =0,19/22.4*26=0,22 г. (углеводород);

M (1) =0,068/22.4*30=0,09 г. (диоксид азота);

M (3) =0,592/22.4*28=0,739 г. (угарный газ);

M (3) =0,987/22.4*26=1,14 г. (углеводород);

M (3) =0,105/22.4*30=0,14 г. (диоксид азота);

M (4) =0,792/22.4*28=0,99 г. (угарный газ);

M (4) =0,071/22.4*26=0,08 г. (углеводород);

M (4) =0,025/22.4*30=0,03 г. (диоксид азота);

M (угарный газ) =1,8 г/ч*24=43,2г/сутки;

М (углеводород) =1,4 г/ч*24=33,6 г/сутки;

М (диоксид азота) =0,3 г/ч*24=7,2 г/сутки.

Выяснили, что в течение часа в атмосферу попало 1,8 грамм угарного газа, 1,4 грамм углеводорода и 0,3 грамм диоксида азота. Выбросы угарного газа, углеводорода не превышают предельно допустимой концентрации. Выбросы по диоксиду азота превышают ПДК.

Четверг (12.11.20.).

1. Nобщ. = (4+23+3)*60/20=90 ед. /час. Выявили интенсивность транспортного потока, он соответствует норме.

N (1) = 4*60/20=12 ед. /час;

N (3) =23*60/20=69 ед. /час;

N (4) =3*60/20=9 ед. /час.

2. Вычисляем протяженность пути различных видов транспорта.

L(1)= 0,3*12=3,6 км; L(3)=0,3*69=20,7 км; L(4)=0,3*9=2,7 км.

3. Вычисляем расход топлива автотранспортом.

Q(1)=3,6*0,34=1,224 л; Q(3)=0,13*20,7=2,691л; Q(4)=0,44*2,7=1,188 л.

4. Вычисляем объем вредных выбросов в атмосферу.

V (1) =1,224*0,3*0,1=0,037 л. (угарный газ);

V (1) =1,224*3*0,03=0,11 л. (углеводород);

V (1) =1,224*0,8*0,04=0,039 л. (диоксид азота);

V (3) =2,691 *0,3*0,6=0,484 л. (угарный газ);

V (3) =2,691*3*0,1=0,807л. (углеводород);

V (3) =2,691 *0,8*0,04=0,086 л. (диоксид азота);

V (4) =1,188 *10*0,1=1,188л. (угарный газ);

V (4) =1,188 *3*0,03=0,107 л. (углеводород);

V (4) =1,188 *0,8*0,04=0,038 л. (диоксид азота).

5. Вычисляем массу выбросов каждого вредного вещества в течение часа.

M (1) = 0,037/22.4*28=0,046 г. (угарный газ);

M (1) =0,11/22.4*26=0,128 г. (углеводород);

M (1) =0,039/22.4*30=0,052 г. (диоксид азота);

M (3) =0,484/22.4*28=0,605 г. (угарный газ);

M (3) =0,807/22.4*26=0,936 г. (углеводород);

M (3) =0,086/22.4*30=0,115г. (диоксид азота);

M (4) =1,188/22.4*28=1,485г. (угарный газ);

M (4) =0,107/22.4*26=0,124 г. (углеводород);

M (4) =0,038/22.4*30=0,05 г. (диоксид азота);

M (угарный газ) =2,1г/ч*24=51,2г/сутки;

М (углеводород) =1,2г/ч*24=28,8 г/сутки;

М (диоксид азота) =0,2 г/ч*24=4,8 г/сутки.

Выяснили, что в течение часа в атмосферу попало 2,1 грамм угарного газа, 1,2 грамм углеводорода и 0,2 грамм диоксида азота. Выбросы угарного газа, углеводорода и не превышают предельно допустимой концентрации. Выбросы по диоксиду азота превышают ПДК.

Пятница 13.11.20.

1. Nобщ. = (5+28)*60/20=99 ед. /час. Выявили интенсивность транспортного потока, он соответствует норме.

N (1) = 5*60/20=15 ед. /час;

N (3) =28*60/20=84 ед. /час;

2. Вычисляем протяженность пути различных видов транспорта.

L (1) = 0,3*15=4,5 км; L(3)=0,3*84=25,2 км;

3. Вычисляем расход топлива автотранспортом.

Q(1)=4,5*0,34= 1,53л;

Q(3)=0,13*25,2=3,315л;

4. Вычисляем объем вредных выбросов в атмосферу.

V (1) =1,53*0,3*0,1=0,046л. (угарный газ);

V (1) =1,53*3*0,03=0,138 л. (углеводород);

V (1) =1,53*0,8*0,04=0,049 л. (диоксид азота);

V (3) =3,315 *0,3*0,6=0,596 л. (угарный газ);

V (3) =3,315*3*0,1=0,995 л. (углеводород);

V (3) =3,315 *0,8*0,04=0,106 л. (диоксид азота);

5. Вычисляем массу выбросов каждого вредного вещества в течение часа.

M (1) = 0,046/22.4*28=0,058 г. (угарный газ);

M (1) =0,138/22.4*26=0,16 г. (углеводород);

M (1) =0,049/22.4*30=0,066 г. (диоксид азота);

M (3) =0,596/22.4*28=0,745 г. (угарный газ);

M (3) =0,995/22.4*26=1,108 г. (углеводород);

M (3) =0,106/22.4*30=0,142г. (диоксид азота);

M (угарный газ) =0,8 г/ч*24=19,2г/сутки

М (углеводород)=1,3 г/ч*24=31,2 г/сутки

М (диоксид азота)=0,2 г/ч*24=0,5г/сутки

Выяснили, что в течение часа в атмосферу попало 0,8 грамм угарного газа, 1,3 грамма углеводорода и 0,2 грамм диоксида азота. Выбросы угарного газа, углеводорода не превышают предельно допустимой концентрации. Выбросы по диоксиду азота превышают ПДК.