МБОУ «Средняя общеобразовательная школа №8» Определение количества антропогенных загрязнений, попадающих в окружающую среду в результате работы автотранспорта. Выполнила: ученица 8 класса Полухина Анастасия Дмитриевна Руководитель: учитель биологии Семенова Олеся Николаевна Тульская обл., г. Донской, 2013 г. Оглавление. 1. Введение ……………………………………………………………....... 3 2. Методика исследования …………………………………………. 5 3. Результаты исследования и их обсуждение ……………… 7 4. Выводы …………………………………………………………………. 10 5. Заключение ……………………………………………………………. 11 6. Список использованной литературы ……………………….. 12 7. Приложения ……………………………………………………………. 13 -2- 1. Введение. Антропогенные факторы среды – это факторы, возникновение которых обусловлено хозяйственной и иной деятельностью человека. Наибольшую опасность для человека и животных представляют экотоксиканты. Экотоксиканты – вредные химические вещества, загрязняющие окружающую среду и отравляющие находящиеся в ней живые организмы. Основными источниками их поступления являются: предприятия химической, нефтеперерабатывающей, металлургической, деревообрабатывающей, топливной и других промышленных отраслей; ТЭЦ и другие энергетические установки; сельскохозяйственное производство (минеральные удобрения, пестициды); различные виды транспорта (особенно автомобильный). В современном обществе ежедневно используются сотни тысяч химических веществ. Среди десяти наиболее опасных веществ и факторов воздействия следует назвать тяжёлые металлы (Hg, Co, Mo, Pb, Cd, As, Zn, Cu и другие), летучие органические соединения, формальдегид, пестициды, побочные продукты сгорания (CO, CO2, NO2), пыль, бактерии, радиацию. Невозможно контролировать множество химических реакций между этими веществами, их индивидуальные и комбинированные токсичные эффекты. В настоящее время автотранспорт является одним из основных загрязнителей атмосферы оксидами азота и угарным газом, содержащимися в выхлопных газах. Доля транспортного загрязнения воздуха составляет более 60 % по CO и более 50 % по NOx от общего загрязнения атмосферы этими газами. Повышенное содержание CO и NOx можно обнаружить в выхлопных газах неотрегулированного двигателя, а также двигателя в режиме прогрева. Актуальность данного исследования заключается в том, что микрорайон Руднев г. Донской находится вблизи химического центра г. Новомосковск, от которого, вероятнее всего, экотоксиканты могут попасть на территорию микрорайона, -3- внося свой вклад в состав воздуха(приложение 1). Кроме того, учебное заведение, в котором я обучаюсь, находится вблизи автомобильной дороги, в непосредственной близости жилых домов, во дворах которых располагается автотранспорт жильцов (приложение 2). Последствия отрицательного воздействия на организм человека основных загрязнителей воздуха, попадающих в атмосферу из выхлопных газов, приведены в таблице: Влияние выхлопных газов автомобилей на здоровье человека (по Х. Ф. Френчу, 1992) Вредные вещества Окись углерода Окислы азота Озон Токсичные выбросы (тяжёлые металлы) Последствия воздействия на организм человека Препятствует адсорбированию кровью кислорода, что ослабляет мыслительные способности, замедляет рефлексы, вызывает сонливость и может быть причиной потери сознания и смерти Увеличивают восприимчивость организма к вирусным заболеваниям (типа гриппа), раздражают лёгкие, вызывают бронхит и пневмонию Раздражает слизистую оболочку органов дыхания, вызывает кашель, нарушает работу лёгких; снижает сопротивляемость к простудным заболеваниям; может обострить хронические заболевания сердца, а также вызывать астму, бронхит Вызывают рак, нарушения половой системы и дефекты у новорожденных Цель данной работы: оценить количество выбросов вредных веществ, поступающих от автотранспорта в атмосферу. Задачи: 1. Определить количество выбросов вредных веществ (CO,NO2, углеводородов) от автотранспорта расчётным методом. 2. Сравнить полученные результаты с показателями ПДК вредных веществ. 3. Принимая во внимание близость к автомагистрали жилых домов и здания школы, сделать вывод об экологической обстановке в районе исследованного участка дороги. -4- 2. Методика исследования. 1. Выбрала участок автотрассы вблизи учебного заведения, имеющий хороший обзор из окна кабинета и парадного входа школы. 2. Измерила шагами длину участка (в м), предварительно определив длину своего шага. Длина шага =приблизительно 1 метр. Количество шагов =425 штук. Длина участка автомагистрали = 425 метров, 0,425 км. 3.Определила число единиц автотранспорта, проходящего по участку в течение 1 часа. Заполнила таблицу 1: Тип автотранспорта Кол-во, шт. За 1 час, Nj Общий путь за 1 час, L, км Легковые автомобили Грузовые автомобили Автобусы Дизельные грузовые автомобили 38 38 16,15 6 6 2,55 2 9 2 9 0,85 3,825 Количество выбросов вредных веществ, поступающих от автотранспорта в атмосферу, может быть оценено расчётным методом. Исходными данными для расчёта количества выбросов являются: число единиц автотранспорта, проезжающего по выделенному участку автотрассы в единицу времени; нормы расхода топлива автотранспортом (средние нормы расхода топлива автотранспортом при движении в условиях города приведены в таблице). -5- Нормы расхода топлива Тип автотранспорта Средние нормы расхода топлива ( л на 100 км) Удельный расход топлива Yj ( л на 1 км) Легковые автомобили Грузовые автомобили Автобусы Дизельные грузовые автомобили 11-13 29-33 41-44 31-34 0,11-0,13 0,29-0,33 0,41-0,44 0,31-0,34 Значения эмпирических коэффициентов (К), определяющих выброс вредных веществ от автотранспорта в зависимости от вида горючего приведены в таблице: Вид топлива Угарный газ Бензин Дизельное топливо Значение коэффициента (К) Углеводороды Диоксид азота 0,6 0,1 0,1 0,03 0,04 0,04 Коэффициент К численно равен количеству вредных выбросов соответствующего компонента при сгорании в двигателе автомашины количества топлива, равного удельному расходу ( л /км). -6- 3. Результаты исследования и их обсуждение. 1. Рассчитала общий путь, пройденный выявленным числом автомобилей каждого типа за 1 час, по формуле: Lj=Nj * L, где j – обозначение типа автотранспорта; L – длина участка, км; Nj – число автомобилей каждого типа за 1 час. Lj (легк. авт.) = 38 * 0,425 = 16,15 км. Lj (груз. авт.) = 6 * 0,425 = 2,55 км. Lj (автоб) = 2* 0,425 = 0,85 км. Lj( диз. авт.) = 9 * 0,425 = 3, 825 км. Полученные данные занесла в таблицу 1. 2. Рассчитала количество топлива (Qj, л) разного вида, сжигаемого при этом двигателями автомашин, по формуле: Qj = Lj * Yj Qj (легк. авт.) = 16,15 * 0,11 = 1,7765 л. Qj (груз. авт.) = 2,55 Qj (автоб). = 0,85 * * 0,29 = 0,7395 л. 0,41 = 0,3485 л. Qj (диз. авт.) = 3,825 * 0,31 = 1,18575 л. 3. Определила общее количество сожженного топлива каждого вида (Q) и занесла результаты в таблицу 2: Таблица 2. Расход топлива Тип автомобиля Nj Количество вредных веществ, л Бензин Дизельное топливо Легковые автомобили Грузовые автомобили Автобусы Дизельные грузовые автомобили Всего 38 6 2 9 1,7765 0, 7395 0.3485 Q 2,8645 1,18575 1,18575 4. Рассчитала объём выделившихся вредных веществ в литрах при нормальных условиях по каждому виду топлива и всего, занесла результат в таблицу 3. -7- V (вредн. вещ.) = Q * К Таблица 3. Объём выбросов Вид топлива Бензин Дизельное топливо Всего Q Количество вредных веществ, л Угарный газ Углеводороды Диоксид азота 2,8645 1,7187 1,18575 0,1186 0,28645 0,0356 0,11458 0,04743 (V), л 0,32205 0,16201 1,8373 5.Рассчитала массу выделившихся вредных веществ (m, г) по формуле: m = V * M/ 22,4 , где М – молярная масса (г/моль). М(CO) =12 +16 = 28 г/моль. m (CO) = 1,8373 * 28/ 22,4 = 2,3 г. М(CH) =12+1 =13 г/моль. Поскольку в состав выхлопных газов автомобилей входят более 200 различных углеводородов Cn Hm – этан, метан, этилен, бензол, пропан, ацетилен и другие, то условно будем считать молекулярную массу CH равной 13 г/моль. m (CH) = 0,32205 * 13/ 22,4 = 0,19 г. M(NO2) = 14 +16 * 2 =46 г/моль. m (NO2) = 0,16201 * 46/ 22,4 =0,33 г. 6.Рассчитала количество чистого воздуха, необходимое для разбавления выделившихся вредных веществ для обеспечения санитарно допустимых условий окружающей среды. Для этого массу вредных веществ разделила на значение ПДК. V(воздуха) = m(в-ва) / ПДК(в-ва) Результаты занесла в таблицу 4. -8- Согласно Государственной системе санитарноэпидемиологического нормирования РФ (ГН 2.1.6.695-98) ПДК загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населённых мест составляет: Загрязняющие вещества Max разовая мг/м3 Среднесуточная, мг/м3 Класс опасности NO NO2 CO CH 0,4 0.085 5,0 1,0 0,06 0,04 3,0 ---- 3 2 4 4 Таблица 4 (приложение 3). Вид вредного вещества Кол-во, л (объём) Угарный газ 1,8373 Углеводороды 0,32205 Диоксид азота 0,16201 Масса, г Объём воздуха для разбавления, м3 Значение ПДК, мг/м3 2,3 0,19 0,33 460 190 3882 5,0 1,0 0,085 -9- 4. Выводы. Согласно полученным данным количество выбросов в атмосферу экотоксикантов (CO, углеводородов, NO2) от автотранспорта на исследованном участке дороги невелико. Значение ПДК превышает только содержание NO2, но незначительно. Естественно, близость к крупному химическому центру оставляет свой отпечаток на составе воздуха. Может быть, концентрации этих веществ в целом в воздухе значительны. Однако, не это было целью исследования. Главный вывод, который мы получили: на территории микрорайона автомобильный транспорт не загрязняет значительно атмосферный воздух вредными веществами. Количество выбросов находится в пределах допустимого. Значит, близость к автомобильной дороге школы и жилых домов не опасно. В целом экологическая обстановка на территории микрорайона благоприятная. Это можно ещё объяснить небольшим числом жителей микрорайона, относительной отдалённостью от города и наличием обширного лесного массива. - 10 - 5.Заключение. Современную жизнь общества невозможно представить без различного рода деятельности. Чем развитее становится общество, тем большую опасность оно представляет для окружающей среды. Экотоксикантами загрязнены все сферы Земли. Атмосфера не исключение. В настоящее время автомобиль – неотъемлемая часть жизни современного человека. Но эта необходимость сильно загрязняет воздушное пространство опасными для человека вредными веществами. Страшно себе представить, какие количества вредных веществ содержатся в атмосфере крупных промышленных городов. Согласно третьему закону Б. Коммонера: отходы антропогенной деятельности – новые вещества и соединения – рассеиваются в биосфере, отягощают жизненные процессы, образуя экологические «тупики». Поэтому, чем раньше человек осознает реальную опасность от своей деятельности для себя и окружающей среды, тем активнее будет искать выход из создавшихся экологических «тупиков». - 11 - 6.Список использованной литературы. 1. Акимова Т. А., Хаскин В. В. Экология. – М.,1998. 2. Арский Ю. М., Данилов-Данильян В. И., Залиханов М. Ч., Кондратьев К. Я. И др. Экологические проблемы: Что происходит, кто виноват и что делать? – М.,1997. 3. Губарева Л.И., Мизирева О. М., Чурилова Т.М. Экология человека: практикум для вузов. – М.; Владос,1995. 4. Небел Б. Наука об окружающей среде. – М.; Мир, 1993. 5. Экология: Курс лекций / Под общ. ред. Л. А. Терёхиной. – Тула: Изд-во Тул. гос. пед. ун-та им. Л.Н. Толстого,1999. - 12 - 7. Приложения. Приложение 1. Схема расположения мкр. Руднев от г.Новомосковск. Мкр. Руднев г. Донской находится в 17,5 км от центра Новомосковска. - 13 - Приложение 2. Исследуемый участок автомагистрали. Здание школы вблизи дороги. Измерение участка шагами. - 14 - Движение автотранспорта по исследуемому участку. - 15 - Приложение 3. Соотношение массы вредных веществ в воздухе от выхлопных газов автотранспорта с показателем ПДК этих веществ. CO 6 5 4 3 2 1 0 Выхл газы ПДК Углеводороды 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Выхл газы ПДК - 16 - NO2 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 Выхл газы ПДК - 17 -
