«Выброс вредных веществ

автотранспорта

в атмосферу

и его влияние

на здоровье человека»

Выполнила:

ученица 11А класса

татарско- русской школы №80

Шайгарданова Зульфия

Руководитель:

Шакирова Г. З

Цель работы:

Исследовать выброс вредных веществ в  районах города Казани и на пригородах районов с разной интенсивностью движения автомобильного транспорта.

Метод исследования:

Производить расчетную оценку количества выбросов вредных веществ в воздух от автотранспорта.

Дорожный 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.

Среди всех источников загрязнения атмосферного воздуха в Татарстане на первое место вышел автомобильный транспорт, это объясняется общим увеличением количества личного автотранспорта. За последние годы предприятие выпускает много транспорта. И если одно предприятие выпускает за год 100 и более машин, то в дальнейшем машины могут просто уничтожить природу. Так как пропускная способность дорог  остается, на дорогах все чаще возникают пробки. А в пробках выброс вредных веществ увеличивается в несколько раз из-за прерывистого медленного движения.

Я решила рассчитать примерное количество вредных выбросов автотранспорта. Свои исследования я проводила в течение дня, когда машин на дорогах много. Ведь как раз в это время и бывает много народа на улицах, которые дышат выхлопными газами. Для этого я составила подробный план хода работы.

Ход работы:

1. Выберете все районы вашего города и прилегающие к ним территории пригорода с разной интенсивностью автомобильного движения.
2. В каждом районе и прилежащей ему сельской местности  определите  участок дороги, протяженностью примерно в 100м.

1. Потом  подсчитайте число единиц автотранспорта, проходящего по участку за 15 минут.

При этом я учитывала только бензиновые топлива.

2. Потом  рассчитайте  общий путь (S), пройденный всеми машинами за один час и 4 часа: S=N*100м.
3. Далее   рассчитайте  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.
4. Потом рассчитайте количество выделившихся вредных веществ на выбранном мной участке дороги по бензину. Для этого воспользуйтесь такими данными: при сгорании топлива, необходимо для пробега 1км, выделяется 0,6л угарного газа, 0,1л углеводородов, 0,04л диоксида азота.

Примерный расчет количества вредных выбросов.

1. количество машин на дороге, протяженностью 100м.

Таблица 1а.

Таблица 1б.

3. Путь, пройденный всеми машинами.

Таблица 2а.

Таблица 2б.

3. количество топлива, сжигаемое двигателями автомобилей.

Таблица 3а.

Таблица 3б.

Уровень загрязнения воздуха зависит от ряда причин. Так, дизельные двигатели расходуют на 25% меньше топлива, чем бензиновые;

в дизельном топливе нет соединений 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: тяжелые грузовики расходуют его в несколько раз больше чем легковые автомобили.

4. количество необходимых веществ, при сгорании топлива

Таблица4а.

Таблица 4б.

5. суммарное количество газообразных вредных выбросов:

Таблица 5а.

Таблица 5б.

Диаграмма для наглядности выбросов загрязняющих веществ автотранспортом.

Как показано на диаграмме, можно заметить, что самый загрязненный район- это Советский, а самый чистый - авиастроительный.

В прилежащих им территориях та же загрязненность  в Дербышках (Советский район), а по чистоте – Отары (приволжский район)

В больших городах огромной проблемой является загрязнение воздуха. Чрезмерная концентрация на сравнительно небольшой территории автомобилей и промышленных объектов вентиляции способствуют этому как ничто другое.

В последнее время в связи с быстрым развитием автотранспорта существенно увеличился выброс в атмосферу огромного газов. Один автомобиль за год поглощает больше четырех тонн кислорода и выбрасывает с выхлопными газами примерно восемьсот килограммов окиси углерода, около сорока килограмм окиси азота и почти двести килограмм различных углеводородов.

Объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от автомобилей превышает таковой от всех других источников, особенно в крупных городах.

Можно выделить три вида отрицательного воздействия транспорта на экологию:

1. загрязнение атмосферного воздуха;

2. влияние на глобальный климат;

3. воздействие шумов.

Немного об Автомобильном транспорте

Как известно, при полном сгорании углеводородов конечными продуктами являются диоксид углерода и пары воды. Однако полного их сгорания сейчас добиться невозможно, поэтому в отработавших газах автотранспорта присутствуют:

во-первых,  продукты неполного сгорания в виде оксида углерода, альдегиды,  кетоны, углеводороды, в том числе канцерогенные, водород, перекисные соединения, сажа;

во-вторых, продукты термических реакций азота с кислородом за счет чего образуются оксиды азота;

в-третьих, соединения не органических веществ, которые входят в состав топлива (соединения свинца, диоксид серы и др.);

в-четвертых, избыточный кислород.

Всего в отработавших газах идентифицировано более 200 различных химических веществ. Количество и состав отработавших газов определяются конструктивными особенностями автомашин, режима работы их двигателей, техническим состоянием, качеством дорожных покрытий, метеоусловиями. Особенность работы автомобильных двигателей являются переменные нагрузки, когда с режима холостого хода происходит переход на режим разгона, фазу установившейся работы и наконец, торможения. Наиболее высокие концентрации оксида углерода в отработавших газа имеют место при работе двигателя на холостом ходу и полных нагрузках. Как показали исследования НИИАТ и при работе двигателя на холостом ходу содержания оксида углерода в 2,1 раза выше, чем при установившемся режиме. Когда автомобиль разгоняется и движется с установившейся скоростью, в отработавших газах отмечаются наибольшие концентрации оксидов азота.

В РФ в 1993году за счет транспортного комплекса в атмосферный воздух поступило 27,8 млн.т загрязняющих веществ, в том числе 21,1млм.т оксида углерода, 5,2 млн.т углеводородов и 1,48млн.т оксидов азота.

Основную долю в общие выбросы и по отдельным загрязняющим веществам вносит автомобильный транспорт- 19млн.т, из них на оксид углерода приходится 14,7 млн.т, углеводороды-3,35 млн.т, оксиды азота- 0,95 млн.т, свинец — более 5,5 тыс.т. Последнее определяется тем, что доля этилированного бензина достигает 75% в общем объеме потребляемого автотранспортом бензина. В России доля автомобилей, отработавшие газы которых по токсичности и дымности не отвечают требованиям государственных стандартов, в 1993г составила 14,5%.

в последние годы при характеристике автомобильного транспорта как источника загрязнения атмосферного воздуха специалисты обратились к транспортному потоку, исходя из того, что загрязнение атмосферного воздуха транспортными средствами формируются при их движении в транспортном потоке. Это не исключает изучения экологической безопасности одиночных транспортных средств.

Среди всех источников загрязнения атмосферного воздуха в Республике Татарстан на первое место вышел автомобильный транспорт. Более того, в ряде городов республики на долю автомобильного транспорта приходится от 50% до 80% и более от суммы всех выбросов.

В соответствии с «Национальным планом действий России по окружающей среде» основными принципами обеспечения экологической безопасности применительно к транспортно — дорожному комплексу являются:

- Создание предпосылок и условий для экологически сбалансированного развития транспортных систем;

- экологическая безопасность транспортной техники и эксплуатационных материалов;

- Экологическая безопасность эксплуатации транспорта.

Эти общие положения должны реализоваться за счет:

-преимущественного развития общественного транспорта, создания условий для ограничения стихийного развития индивидуальной автомобилизации;

-рациональной, с точки зрения экологии, стратегии развития и обеспечения функционирования дорожной сети;

-рациональной организации движения транспорта и перевозок;

-обеспечения применения альтернативных видов топлива;

-учета экологической безопасности при лицензировании коммерческой деятельности на транспорте;

-экологической сертификации продукции;

-экологического обучения и воспитания персонала предприятий транспортно- дорожного комплекса, индивидуальных владельцев транспорта;

-создания специальной системы мониторинга за транспортными загрязнениями, без данных по потенциональным загрязнителям;

-повышенная эффективность управления перевозками опасных грузов.

Способы уменьшения загрязнения атмосферного воздуха отработавшими газами автотранспорта известны. Они сводятся к следующему:

- уменьшению токсичности отработавших газов за счет изменения регулировки и конструкции двигателя;

- рециркуляции отработавших газов;

- нейтрализации отработавших газов;

- замене топлива и др.

Необходимо сказать о том, что все эти примеры в полном объеме выброса загрязняющих веществ не устраняют. Лишь разработка и широкое внедрение электромобилей. В том числе использующих солнечную энергию, могло бы внести коренные изменения. Им присущи существенные преимущества перед автомобилями с бензиновыми или дизельными двигателями. Однако они имеют и серьезные недостатки, связанные с аккумуляторными батареями для них.

От двигателей автомобилей во многом зависит токсичность отработавших газов. В конструкции двигателя имеют значение форма и размеры камеры сгорания. Выброс отработавших газов снижается также за счет обогащения смеси, уменьшения угла опережения зажигания, снижения степени сжатия, увеличения частоты вращения вала двигателя, впрыска воды во впускной трубопровод, частичной рециркуляции отработавших газов. На протяжении последних лет применяется и такая мера, как рециркуляция отработавших газов в двигателях с искровым зажиганием и дизельных двигателях.

Характеристика выбросов загрязняющих веществ

В Республике Татарстан поступившие в 1994г в атмосферный воздух загрязняющие вещества представлены летучими органическими соединениями и углеводородами (47%), оксидами азота (18%), диоксидом серы (15%), оксидом углерода (12%), твердыми веществами(4%), прочими(3%). В России в 1993г на долю пыли приходилось 19%, оксида углерода- 23%, диоксида серы- 29%, оксидов азота — 9%, прочих- 18%.

Как видно из сравнения этих данных, в Татарстане , учитывая ведущую роль в экономике нефтегазодобывающей, нефтехимической и химической промышленности, приоритетными по суммарным выбросам являются летучие органические соединения и углеводороды.

Речь идет о самых разнообразных соединениях, таких как предельные, непредельные углеводороды, бутилацетат, этилацетат, бутанол, этанол, бутадиен, изобутилен, изопрен, метанол, ацетон, ксилол и многие другие.

Распространение вредных веществ в атмосферном воздухе

Перемешивание загрязненных нижних слоев атмосферы и сравнительно чистых верхних происходит очень медленно. Не вся масса атмосферы непосредственно участвует в рассеивании вредных выбросов. Этим объясняется, что загрязнения накапливаются в приземных слоях. Именно поэтому атмосферный воздух некоторых городов и промышленных центров республики оказался настолько загрязненным, что это не только вызывает тревогу у населения и общественности, но и угрожает здоровью человека.

Для рассеивания вредных веществ в атмосфере большое значение имеет диффузия. Если бы не было процессов диффузии, загрязнения накапливались бы в нижнем слое воздуха, что затрудняло бы, в свою очередь, нормальное существование людей.

В результате поступления выбросов в 86 городах России в 1993г отмечено высокое загрязнение атмосферного воздуха (выше ПДК в 10 раз). В их числе можно выделить Москву, а также города регионов, граничащих с Республикой Татарстан — Самару, Салават, Ульяновск, Тольятти. 1992Г Казань фигурировала в числе городов с высоким загрязнением атмосферного воздуха. Однако в 1994г ни Казань, ни другие города Республики Татарстан нее вошли в подобный перечень.

Здоровье

В уставе всемирной организации здравоохранения, принятом еще в 1946 году, дается следящее определение: «Здоровье — это состояние полного физического, душевного и социального благополучия, а не только отсутствие болезни или физических дефектов».

Конференция ООН по окружающей среде и развитию, состоявшаяся в 1992г в г.Рио-де-Жанейр (Бразилия), и конференция «Окружающая сред для Европы», прошедшая в 1993г в г.Люцерне (Швейцария), указали в своих итоговых документах на необходимость перехода мирового сообщества на рельсы устойчивого развития, которое должно обеспечить баланс социально-экономического развития и сохранения окружающей среды, удовлетворение основных жизненных потребностей нынешнего поколения при сохранении таких возможностей для будущих поколений. В понятие «устойчивое развитие» включено признание того факта, что люди имеют право на здоровую и плодотворную жизнь в гармонии с природой. Это понятие, кстати сказать, зафиксировано в статье 45 Конституции Республики Татарстан. В настоящее время выделяют ведущие факторы, от которых зависят индивидуальное и общественное здоровье:

1. образ жизни (на его долю приходится около 50% такой зависимости);

2. состояние окружающей среды (до 20%);

3. наследственность (15-20%);

4. здравоохранение, т..е. деятельность его органов и учреждений (10-15%);

Следует иметь в виду также возможность всасывания загрязняющих веществ из атмосферного воздуха через кожные покровы.

Немаловажным является вопрос о судьбе химических веществ, поступающих в организм человека с вдыхаемым воздухом. Во-первых, они могут накапливаться в тех или иных внутренних органах, нервной системе (например, ртуть, свинец и др.). во-вторых, имеют место различные химические их превращения в организме в виде биотрансформации. В большинстве случаев при этом образуются менее токсичные продукты, которые легче выводятся из организма (например, фосфорорганические пестициды). Однако в ряде случаев возможно образование более токсичных соединений.

Химические вещества, загрязняющие атмосферный воздух, воздействуя на человека, вызывают, с одной стороны, рефлекторные реакции в виде ощущения запаха, которое проявляется после их всасывания в кровь.

Важное значение имеет индивидуальная чувствительность людей к загрязняющим атмосферные воздух химические веществам, которая зависит от возраста и пола, общего состояния здоровья, предшествующих заболеваний и ряда других условий. В частности, наиболее чувствительны дети и лица пожилого возраста, больные, рабочие, подвергающиеся действию профессиональных вредностей, и др.

Специфическое воздействие на организм человека связано с особенностями действия вполне конкретных загрязняющих веществ, поступающих в атмосферный воздух с вредными выбросами. Однако следует отметить, что при загрязнении атмосферного воздуха в республике едва ли могут быть выявлены массовые и даже единичные случаи заболеваний, обусловленных специфическим действием тех или иных загрязняющих веществ. Правда, нельзя полностью исключить саму возможность их регистрации, например, при экологических катастрофах и авариях, сопровождающихся экстремально высоким загрязнением атмосферного воздуха.

В связи с изучением влияния загрязнения атмосферного воздуха на здоровье населения наибольшее значение имеет анализ заболеваемости болезнями органов дыхания; крови и кроветворных органов; эндокринной системы, нарушений обмена веществ и иммунитета; нервной системы и органов чувств; органов пищеварения; осложнений беременности, родов и послеродового периода; новообразований и др.  Однако, и другие классы болезней могут быть объектом анализа заболеваемости в связи с загрязнением атмосферного воздуха и задачами конкретного исследования. При изучении заболеваемости используются показатели заболеваемости и распространенности (болезненности).

Обычно их изучают не только в целом, но и с учетом возрастной структуры населения: по группе взрослых и подростков и отдельно — детей в возрасте до 14 лет.

В заключении следует отметить, что одним из важнейших неблагоприятных последствий загрязнения атмосферы планеты является истощение озонового слоя. В числе главных и опасных последствий разрушения этого слоя — рост интенсивности ультрафиолетового излучения, которое влияет на наземные и водные экосистемы, заболевания населения и другие процессы.

Как отмечается в книге «Экологическая безопасность России», увеличенные дозы УФ- излучения может приводить к следующим неблагоприятным последствиям:

1. Ущерб здоровью населения — рост заболеваемости раком кожи, поражение иммунной системы, рост числа заболеваний глаз и болезней органов дыхания.

2. Ущерб производству продовольствия - снижения урожайности сельскохозяйственных культур, уменьшение промысловых запасов Мирового океана.

3. Глобальные изменения состава атмосферы и климата, нарушения экосистем — изменение радиационного баланса Земли, изменения газового состава атмосферы (тропосферы), в том числе накопление диоксида углерода в атмосфере, изменение микробиологии почв, ведущее к ослаблению плодородия и др.

таким образом, нынешняя экологическая ситуация в целом , и не в последнею очередь за счет загрязнения атмосферного воздуха, существенно влияет на здоровье населения и особенно детей. Поэтому реализация эффективных воздухохранных мероприятий прежде всего должна рассматриваться как средство, обеспечивающее охрану здоровья населения.

    Основным источником загрязнения атмосферы    автотранспортом  является свинец, содержащийся в бензине. Ежегодно автомобили выбрасывает в атмосферу 10 млрд. абсолютно смертельных доз свинца или 250 килотонн металла в весовых единицах. Так, общее количество свинца, выбрасываемое в воздух в результате сгорания топлива в двигателях составляет 301 килотонну, или примерно две – три смертельные дозы на человека в год.

       Немалую роль в загрязнении свинцом играют отработанные аккумуляторы, отравляющие почву и воду соединениями свинца. В дизельном  двигателе нет соединений свинца, они расходуют на 25% меньше топлива, однако выбрасывают больше сажи и соединений серы.

Свинец активно влияет на синтез белка, энергетический баланс клетки и ее генетический аппарат. Одним словом, свинец — яд, действующий на все живое и вызывающий изменения, прежде всего в нервной, кровеносной, мочеполовой системе.

Мероприятия по борьбе с выбросами автотранспорта

1. Своевременное и качественное проведение ремонта автотранспорта.
2. Системы управления городским транспортом.
3.  Оценка автомобилей по токсичности выхлопов.
4.  Замена двигателей внутреннего сгорания на экологически чистые (газотурбинные, электромобили).
5.  Совершенствование двигателей внутреннего сгорания.
6.  Введение нейтрализаторов.
7.  Использование  альтернативных видов топлива.
8. Зеленные насаждения.

Регулировка топливной и тормозной системы автомобиля. Сгорание топлива должно быть полным. Этому способствует фильтрование, позволяющее очистить бензин от засорения. А магнитное кольцо на бензобаке поможет уловить металлические загрязнения в топливе. Все это дает снижение токсичности выбросов в 3-5 раз.

Загрязнение воздуха можно существенно снизить, если придерживаться оптимального режима движения. Наиболее экологически «чистым» режимом работы является движение с постоянной скоростью.

Перевод двигателя внутреннего сгорания на газообразное топливо.

Перевод двигателя внутреннего сгорания на водородное топливо.

Помимо совершенствования самих средств транспорта серьезный вклад в снижение загазованности атмосферы городов могут внести планировочные мероприятия, мероприятия по совершенствованию управления автомобильными потоками и мероприятия по рационализации перевозок внутри города. Создание в городах единой автоматизированной системы управления перевозками может резко снизить пробег автомобилей в черте города и соответственно уменьшить загрязнение его воздушного бассейна.

Характеризуя загрязнение воздушного бассейна города, необходимо упомянуть о том, что оно подвержено заметным колебаниям, вызываемым как погодными условиями, так и режимом работы предприятия и автотранспорта.

Как правило, загазованность атмосферы днем больше, чем ночью, зимой больше, чем летом, но и здесь встречаются исключения, связанные, например, с фотохимическим смогом в летнее время или образованием над городом застойных масс загрязненного воздуха в ночное время. Для городов, расположенных в различных климатических зонах и находящихся в специфических ландшафтных условиях, характерны различные типы критических ситуаций, во время которых загазованность атмосферы может достигать критических значений, но во всех случаях они связываются с продолжительной безветренной погодой.

Вывод

Загрязнение воздуха отрицательно влияет на здоровье людей, ежегодно раковыми заболеваниями из-за воздействия токсичных веществ, загрязняющих воздух, заболевают 1700- 2700 человек.

В последнее время наблюдается рост числа раковых заболеваний лейкемии и других смертельных болезней. Отравленный воздух является причиной шести процентов смертей в мире.

Автомобили выбрасывают в воздух более двухсот химических веществ, самые опасные- это соединения тяжелых металлов, свинец, например, накапливается в радиусе 100-200 метров от дороги. Ученые утверждают, что он разрушает гормоны, замедляет рост, вызывает снижение слуха и интеллектуальную деградацию, из-за разрушения соединения химических веществ в мозге.

Городской транспорт представляет собой один из основных источников загрязнения воздуха. В выхлопных выбросах автомобилей содержатся оксиды азота(2) и (4), угарный газ, углеводороды, сажа - продукты неполного сгорания топлива, сернистый газ, тяжелые металлы. Каждый автомобиль выделяет до 4кг этих веществ за сутки. За 100 км пути автомобиль использует столько же кислорода, сколько человек за всю свою жизнь.

Самый грязный город России - это Москва. Заболеваемость москвичей гораздо больше чем в других городах- это вызвано большим количеством выбросов. Распространенные заболевания этого города: заболевания органов дыхания, сердечно - сосудистые заболевания, аллергии различного рода, болезни печени, желчного пузыря, органов чувств. Высока в Москве и младенческая смертность, да и откуда же взяться здоровью, если 40-45% вступающих людей в брак, имеют хронические болезни. Мнение врачей однозначно- в этом виновата окружающая среда, а не сплит системы. Нельзя сказать, что вопросу о загрязнении окружающей среды транспортом не уделяется внимание.

Обычные поезда заменяются на электровозы, уже выпускают автомобили на аккумуляторных батареях. Правительством принимаются решения против загрязнения планеты, например, инспектора ГИБДД наказывают водителей , машины которых выбрасывают в атмосферу токсичных веществ больше нормы. Охрана экологии нашей страны - это одна из главнейших проблем. В этом нам могут помочь бытовые вентиляторы. 

Современный этап экономического развития Республики Татарстан характеризуется, к сожалению, загрязнением атмосферного воздуха, что оказывает неблагоприятное воздействие на окружающую природную среду и здоровье населения.

Вместе с тем нельзя не отметить и то, что основные источники загрязнения воздушного бассейна городов и нанесенных пунктов хорошо известны, как известны и основные пути, ведущие к сокращению выброса вредных веществ в атмосферный воздух.

Однако воздействие человека на окружающую среду приняло угрожающие масштабы, чтобы что-то изменить, нужны продуманные действия, ответственная политика. Человеку придется разрабатывать новые методы уменьшения и предотвращения вреда экологии. Учиться жить по-новому, ценить и охранять то, что дала нам природа.