ПРОЕКТ: Влияние автомобильного транспорта на окружающую среду и здоровье человека
проект по химии (10 класс)

Российская Федерация

Калининградская область

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №3 г. Черняховска»

ПРОЕКТ:

Влияние автомобильного транспорта

на окружающую среду и здоровье

человека

Выполнила: Бенедиктович Елизавета 10 класс,

Панфилова Екатерина 10 класс                        

Руководитель: Бобринева Валентина Владимировна,

учитель химии и биологии

г. Черняховск

2018

Оглавление

Раздел 1. Введение. Актуальность проблемы

Раздел 2. Методы исследования

Раздел 3.   Теоретическая часть

            3.1. Влияние выхлопных газов на здоровье человека

             3.2 Химический состав выхлопных газов

Раздел 4.    Исследование и анализ

            4.1. Социологический опрос учителей и сотрудников школы

            4.2.  Расчетная задача выбросов количества вредных веществ в воздух

            4.3. Консультация врача-специалиста

            4.4. качественное определение содержание ионов свинца в растительности

Раздел 5.  Выводы. Рекомендации

Литература

Раздел 1. Введение. Актуальность проблемы.

Автомобильный транспорт является одним из основных источников загрязнения окружающей среды. Резкое увеличение количества автотранспорта в конце ХХ начале ХХI века привело к существенному ухудшению санитарного состояния наших городов. В нашей стране, как во всем мире наблюдается сложная экологическая ситуация, обусловленная воздействием человека на окружающую среду. Причем, если ранее основным источником загрязнения в городе были промышленные предприятия, то в последнее время в лидеры загрязнителей начинает выбиваться автотранспорт, и поэтому наиболее важными мерами по оздоровлению экологической обстановки наряду с закрытием угольных котельных и снижению выбросов от стационарных источников будут мероприятия по оптимизации автотранспортной системы.

         Плотность автодорог с твердым покрытием в Калининградской области 302-305 км/1000 км2 территории, что в2-3 раза больше, чем в субъектах Российской Федерации, относящихся к Северо-Западному и Центральному федеральным округам.

(Государственный доклад об экологической обстановке в Калининградской области в 2015году).

Автомобиль не только загрязняет воздушную среду и создает шум, но и негативно влияет на гидросферу и здоровье человека.  

По статистическим данным в среднем в мире  на 1км2 приходится 5 автомобилей. В Калининградской области на 1тыс. человек приходится 600 автомобилей. В Черняховске, население которого составляет 41тыс. 188 человек (население России, 2010г.), приходится около 15 тыс. машин.

Поэтому я заинтересовалась влиянием автомобильного транспорта на окружающую среду и здоровье человека.

Анализ выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания показал, что в них содержится около 200 вредных веществ, среди которых диоксид азота, оксиды углерода, формальдегид, диоксид серы, свинец, углеводороды. Состав отработанных газов зависит от режима работы. Непрерывно растет и суммарный выброс токсичных веществ в атмосферу самолетами.

Таким образом, актуальность данной темы обусловлена возрастающим количеством автомобильного транспорта, что негативно влияет на окружающую среду и здоровье человека; а также недостаточностью информирования населения нашей страны, планеты об этом.

Возникает проблемный вопрос:

-Если выбросы токсичных веществ - это неизбежность в работе автотранспорта то, как их можно уменьшить?

-Возможно ли создание экологически чистого автомобиля? 
Может ли школьник улучшить экологию родного края?

Изучению этого вопроса посвящена представленная  работа.

Объект исследования: процесс загрязнения воздуха выхлопными газами в городе Черняховске.

Предмет исследования: участок федеральной трассы Калининград-Вильнюс, проходящей по улице Калининградской.

Цель исследования: Оценить  уровень загрязнения окружающей среды автомобильным транспортом, его влияние на здоровье человека;

Задачи: 

1. Изучить влияние выхлопных газов автотранспорта на здоровье человека.

2. Провести социологический опрос.

3. Рассчитать примерное количество выбросов вредных веществ в воздух на примере улицы Калининградской.

4. Выполнить опыт качественного определения ионов свинца в растительности.

5. Возможные пути решения проблемы.

Раздел 2. Методы исследования

     1.Статистическое исследование.

2. Расчетная задача.

3. Химический опыт качественного определения ионов свинца в растительности.

Раздел 3. Теоретическая часть.

3.1.  Влияние роста автомобильной промышленности на состав воздуха

Автомобильный транспорт - один из основных загрязнителей окружающей среды. 
          Автомобиль стал бы гораздо безвреднее для окружающей его среды, если бы в его двигателе углеводородное топливо превращалось исключительно в углекислый газ и водяные пары. Но… Температура горения топлива бывает или слишком высокой, или очень низкой, что приводит к его неполному сгоранию. Кроме того, не следует забывать о качестве самого горючего и примесях, содержащихся в нем. Все это, как известно, приводит к возникновению токсичных веществ: оксида углерода, оксидов азота и серы, несгоревших углеводородов и прочих газов, а также твердых частиц сажи и соединений свинца.

3.2. Влияние выхлопных  газов на здоровье человека.

 Увеличение масштабов сжигания нефтепродуктов является причиной загрязнения воздушной среды. В особенности это стало ощутимым с развитием с автомобильного транспорта. Бензин, израсходованный на приведение в действие двигателей внутреннего сгорания, никуда не исчезает. Отдавая заключённую в нём энергию химических связей, он разлагается на более простые вещества – оксиды углерода, сажу, углеводороды и др. Наибольшее количество загрязняющих атмосферу веществ выбрасывается с выхлопными газами автомобилей. Анализ выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания показал, что в них содержится около двухсот различных веществ, большинство из которых токсично. Основные компоненты выхлопных газов приведены в таблице 1.

Из таблицы видно, что количество выбросов существенно зависит от конструкции двигателя, при этом дизельные двигатели экологически оказываются более приемлемыми. Однако в не меньшей степени количественный  и качественный состав  выхлопных газов зависит от технического состояния, условий и режима работы двигателя. Особенно резко увеличивается концентрация вредных веществ в выбросах автомобилей при работе на холостом ходу.

Карбюраторные двигатели выбрасывают значительно больше несгоревших углеводородов и продуктов неполного окисления (альдегидов, оксида углерода). Пройдя 15 тыс. км, каждый автомобиль выбрасывает в атмосферу более 3 т диоксида углерода, 93 кг углеводородов,  0.5  т оксида углерода, около 30 кг оксидов азота.

Само по себе попадание в окружающую среду с выхлопными газами токсичных веществ является весьма нежелательным, так как они представляют реальную опасность для здоровья людей. Так, оксид углерода инактивирует гемоглобин, обуславливая кислородную недостаточность тканей, вызывая расстройство нервной и сердечно – сосудистой систем, а так же способствует развитию атеросклероза. Оксиды азота  резко раздражают лёгкие и дыхательные пути, способствуя возникновению воспалительных процессов в них. Под влиянием оксидов азота образуется метгемоглобин, понижается кровяное давление, возникает головокружение, сонливость, расстройство дыхания и кровообращения.

Выхлопные газы

 Выхлопные газы – причина образования канцерогенных веществ в воздухе.

  3.3.       Химический состав автомобильных выхлопных газов.

 Наибольшую опасность представляют оксиды азота, примерно в 10 раз более опасные, чем угарный газ, доля токсичности альдегидов относительно невелика и составляет 4—5% от общей токсичности выхлопных газов. Токсичность различных углеводородов сильно отличается, однако особенно, что непредельные углеводороды в присутствии диоксида азота фотохимически окисляются образуя ядовитые кислородсодержащие соединения — составляющие смогов.

Обнаруженные в газах полициклические ароматические углеводороды — сильные канцерогены. Среди них наиболее изучен бензпирен, кроме него обнаружены производные антрацена:

  1,2—бензантрацен

  1,2,6,7—дибензантрацен

  5,10—диметил—1,2—бензантрацен

Кроме того при использовании сернистых бензинов в состав отходящих газов могут входит оксиды серы, при применении этилированных бензинов — свинец (тетраэтилсвинец),бром, хлор, их соединения. Считается, что аэрозоли галоидных соединений свинца могут подвергаться каталитическим и фотохимическим превращениям, участвуя в образовании смога.

Раздел 4. Исследование и анализ.

4.1. Социологический опрос среди учителей и работников школы.

 Мы выяснили:

Всего сотрудников в школе – 47 человек, из них имеют автомашины – 43 человека

2) машины с бензиновым двигателем – 40 чел.

3) машины с дизельным двигателем -  3 чел.

4)пользуются ежедневно в семье – 39чел

5) примерный ежедневный пробег – 10-15км

Выводы по социологическому опросу: 100% знают о вреде выхлопных газов на здоровье человека и стараются его уменьшить: заправляются на проверенных заправках с качественным топливом, уменьшают работу двигателя на холостых оборотах, проходят ежегодный технический осмотр и все машины соответствуют классу ЕВРО 4.

Выводы: Представьте себе последствия того, что может произойти с окружающей средой в связи с ежегодным увеличением автотранспорта, если не обращать внимание на данную проблему. Чем мы будем дышать?

У медицинского работника в школе                     У директора школы

 4.2. Исследовательская работа.

Расчетная задача: рассчитать примерное количество выбросов вредных веществ в воздух на примере улицы Калининградской. (Для расчета количества вредных выбросов автотранспортом за 1 час мы использовали методику, утвержденную приказом Госкомэкологии России № 66 от 16 февраля 1999 года [13]. )        

 Мы решили  выяснить какое количество загрязняющих веществ попадает в атмосферу  вместе с выхлопными газами на улице Калининградской, входящей в федеральную трассу Калининград-Вильнюс за одни сутки. 20 марта 2018года  в период с 16час по 17 час Мы подсчитали количество машин, проходящих в обе стороны по улице Калининградской  за один час. По нашим подсчетам в обе стороны проехало:

Легковых машин -475 единиц

Грузовых -54 единиц

Рейсовых автобусов – 4

Общее количество 533 единицы

Установлено, что один автомобиль за сутки выделяет в атмосферу  1кг выхлопных газов, где 0,03кг составляет угарный газ СО и 0,006кг оксиды азота.

Предположим, что автомобили движутся со скоростью 60км/ч. Протяженность улицы Калининградской составляет 1,5 км . Тогда улицу они проезжают за 3 минуты( с учетом светофора).

По моим расчетам,  в этот промежуток времени в атмосферу поступает

Выхлопные газы             ~ 0,9633 кг

Оксид углерода (СО)     ~  0,33315 кг

Оксиды азота (II) и (IV) ~ 0,6663 кг

(Смотрите таблицу 4.)

Вывод: Представьте себе последствия того, что может произойти с окружающей средой в связи с ежегодным увеличением автотранспорта , если не обращать внимание на данную проблему. Чем мы будем дышать?

4.2. Консультация у врача.

С полученными результатами мы обратились за консультациями к медицинскому работнику школы и заместителю главного врача по поликлинической работе ЦРБ Фигловскому В.К. Мы попросили их прокомментировать связь влияния выхлопных газов  с основными заболеваниями. В результате беседы узнали, что за последние 3 года выросло число таких заболеваний как: ОРВИ, верхних дыхательных путей, бронхита, пневмонии, бронхиальной астмы. Отмечается особенно рост заболеваний не только среди взрослого населения, но и детей дошкольного и школьного возраста. Данные представлены. (таблица 2).

Особенно тревожит наших медработников по словам ФигловскогоВ.К. положение  в Черняховском районе с заболеваниями туберкулезом. При флюорографическом обследовании отмечается ежегодный рост больных туберкулезом. (таблица 3)

Причины: Все эти заболевания в какой-то  мере связаны с увеличением количества машин и количеством  выбросов отработанных газов в атмосферу. Длительный контакт со средой, отравленной выхлопными газами, вызывает общее ослабление организма – иммунодефицит  и как следствие – снижение защитных функций организма.

4.3.Химический опыт «Качественное определение ионов свинца в растительности».            Поскольку одним из опасных канцерогенных веществ в выхлопных газах является свинец, мы решили в школьной лаборатории провести качественное определение ионов свинца в растениях, произрастающих на разных расстояниях от дороги.

Этапы  выполнение опыта:

1) собрали пробы растения (травы) на расстоянии 2-3м ,и 200м от дороги по ул. Калининградской.

2. Измельчили, перемешали, добавили 50мл спирта и 50мл воды.

3. Прокипятили полученную смесь, профильтровали и добавили по каплям свежеприготовленный 5%-ный раствор Na2S.

В результаты  в пробе №1 выпал черный осадок сульфида свинца – значит    в наличии ионы свинца. В пробе №2 особых изменений не произошло.

При помощи опыта мы подтвердили наше предположение о наличие свинца в выхлопных газах около автострады.

Раздел 5. Распространение опыта. Выводы и рекомендации.

Все поставленные перед нами задачи мы выполнили и сделали соответствую    щие выводы.

1. Изучили химический состав выхлопных газов и их влияние на здоровье человека.
2. Провели социологический опрос
3. Рассчитали примерное количество выбросов вредных веществ в атмосферу по улице Калининградской
4. Провели опыты качественного определения свинца в растительности

Пути решения проблемы:

1.Совершенсвовать выпуск более экологически чистого автотранспорта.

2. Развивать производство электромобилей.

          3. Проводить разъяснительные беседы с автовладельцами о необходимости            борьбы за чистоту нашего воздуха.

4. Повсеместно проводить посадку зеленых насаждений вдоль дорог и во дворах.

Мы на субботнике

Литература:

1. Государственный доклад об экологической обстановке в Калининградской области в 2015 году. Калининград 2016.

2. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек. М.: Фаир-Пресс, 1999.

3.Беспамятнов Г.П., Кротов Ю.Ф. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде. Л., 1985.

5. Буслаев А.П., Луканин В.Н.и др. Автотранспортные потоки и окружающая среда: Учебное пособие для вузов-М. ИНФРА-М,1998.

     6  Приказ Госкомэкологии России № 66 от 16 февраля 1999 года.