Моу «Гимназия №5» г. Чебоксары

Вид материала

Содержание

Глава 3. Оценка количества выбросов вредных веществ в воздух от
Таблица 1 Влияние выхлопных газов автомобилей на здоровье человека
Объем вредных веществ
Подробно методика работы изложена в практикуме Губарева Л.И. [3].
Таблица 2 Количество единиц автотранспорта на участке Президентского бульвара
Таблица 3 Удельный расход топлива для автотранспорта (справочные данные)
Таблица 4 Количество топлива для автомобилей на Президентском бульваре
Таблица 5 Коэффициент вредных выбросов (справочные данные)
Таблица 6 Количество выброшенных вредных веществ на Президентском бульваре
Таблица 7 Количество свинца, поступающего в придорожную зону при выхлопе в районе гимназии
Список использованной литературы

Подобный материал:

МОУ «Гимназия № 5» г. Чебоксары

III научно-практическая конференция школьников

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЕКТ

Оценка чистоты атмосферного воздуха по величине автотранспортной нагрузки в районе гимназии №5 г.Чебоксары

Петров Владимир 10 класс МОУ «Гимназия №5»

г. Чебоксары

Научный руководитель: Воронкова Марина Михайловна,

учитель биологии МОУ «Гимназия №5» г. Чебоксары

г. Чебоксары- 2010

СОДЕРЖАНИЕ

Введение …………………………………………………………………. 2

Глава 1. Обзор литературы

Влияние автотранспорта на городскую среду ………………….. 2
Влияние выбросов вредных веществ от автотранспорта на здоровье человека ……………………………………………………………… 3

Глава 2. Материалы и методика работы ……………………………………………… 4

Глава 3. Оценка количества выбросов вредных веществ в воздух от

автотранспорта

3.1. Количество антропогенного загрязнения, попадающего

в окружающую среду в результате работы автотранспорта

в районе гимназии №5 г. Чебоксары …………………………………. 5

3.2. Оценка количества свинца, поступающего

в почву придорожных зон от автотрассы

по Президентскому бульвару ……………………………………. 6

Выводы ……………………………………………………………………………...7

Список литературы ……………………………………………………………………8

Приложение

Введение

Актуальность. Известно, что основными источниками загрязнения атмосферного воздуха являются тепловая энергетика, промышленные предприятия и автомобильный автотранспорт, причем последний служит в городских условиях наиболее мощным загрязнителем атмосферы.

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.

Что же касается нашего города Чебоксары, то в нем состояние атмосферного воздуха далеко не самое благополучное. Значительные выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух от автотранспорта, превышение гигиенических нормативов ( в основном в зоне влияния промышленных предприятий) – все это характерно для г.Чебоксары.

Чтобы выяснить, какую роль в загрязнение воздуха играет автотранспорт, нами были проведены и проанализированы данные исследования. Санитарные требования по уровню загрязнения допускают поток автотранспорта в жилой зоне интенсивностью не более 200 авт./час.

Целью нашей работы было: оценить чистоту атмосферного воздуха по величине автотранспортной нагрузки на Президентском бульваре в районе гимназии №5.

Для решения поставленной цели были определены следующие задачи:

Изучить доступную нам литературу по данной проблеме.
Изучить методику проведения количественных и расчетных оценок загрязняющих веществ, попадающих в окружающую среду
Определить количество антропогенной нагрузки от автотранспорта в районе гимназии №5.
Провести расчетную оценку количества свинца, поступающего в почву придорожных зон от автотранспорта.

Гипотеза:

1. Обзор литературы

1.1. Влияние автотранспорта на городскую среду

Автомобильный транспорт – это детище и символ XX века. К настоящему времени мировой парк автомобилей составляет 500 млн самых различных машин, в том числе 400 млн легковых. По данным Госкомстата Чувашской Республики на начало 2005 г. в республике насчитывалось 125958 единиц автомобильного транспорта [4].

Автомобильный транспорт воздействует на природу двумя путями. С одной стороны, автотранспорт потребляет природные ресурсы и пользуется природной средой, а с другой – загрязняет.

В настоящее время автотранспорт является одним из основных загрязнителей атмосферы веществами, содержащимися в выхлопных газах.

Большинство автомобилей работают на бензине, при сгорании которого выделяется более 200 токсичных продуктов. Наиболее вредными для здоровья являются окислы углерода (СО) и азота (NO), углеводороды (формальдегид, бензопирен, фенол) и тяжелые металлы. В зависимости от качества топлива в отходящих газах встречаются диоксид серы и соединения свинца (при использовании тетраэтилсвинца в качестве антидетонатора). В России около 75% выпускаемого бензина является этилированным и содержит от 0,17 до 0,37 г/л свинца [1].

Основная причина загрязнения воздуха в данном случае заключается в неполном сгорании топлива. Всего 15% топлива расходуется на обеспечение движения, а 85% - выбрасывается в атмосферу. К тому же, камера сгорания автомобиля это своеобразный реактор, синтезирующий химические вещества и выбрасывающий их в воздух. Даже невинный азот из атмосферы, попадая в камеру сгорания, преобразуется в ядовитые окислы азота.

Отработавшие газы, продукты износа механических частей и покрышек автомобилей, а также дорожного покрытия составляют около половины атмосферных выбросов антропогенного происхождения. Наиболее исследованными являются выбросы двигателя и картера автомобиля.

Двигаясь со скоростью 80-90 км/час, автомобиль превращает в углекислоту столько же кислорода, сколько 300-350 человек при дыхании. Но дело не только в углекислоте. Годовой выброс одного автомобиля это 800 кг окиси углерода, 40 кг оксидов азота и более 200 кг различных углеводородов. Если помножить эти цифры на 500 млн. единиц мирового парка автомобилей (который ежедневно растет), можно представить себе степень угрозы, таящейся в чрезмерной автомобилизации [2].

Таким образом, противоречия, из которых «соткан» автомобиль, пожалуй, ни в чем не выявляются так резко, как в деле охраны природы. С одной стороны, он облегчил жизнь человеку, с другой – отравляет ее в самом прямом смысле слова.

Влияние выбросов вредных веществ от автотранспорта

на здоровье человека

Что же представляют из себя эти вредные вещества, и как они влияют на организм человека? Рассмотрим каждое из перечисленных веществ более подробно в таблице 1.

Таблица 1

Влияние выхлопных газов автомобилей на здоровье человека

Вещества	Последствия воздействия на организм
Окись углерода (СО)	Препятствует адсорбированию кровью кислорода, что ослабляет мыслительные способности, замедляет рефлексы, вызывает сонливость и может стать причиной потери сознания и смерти
Углеводороды (Бензопирен)	Является канцерогеном, откладывается на пылевидных частицах, попадает затем в дыхательные пути
Диоксид азота (IV)	Увеличивает восприимчивость организма к вирусным заболеваниям, раздражает легкие, вызывает бронхит и пневмонию
Свинец	Острое свинцовое отравление ведет к нарушению синтеза гемоглобина, болезням почек, половой системы, дефекты новорожденных; канцероген и мутаген
Оксиданты * Озон	Вызывают раздражение слизистой глаз и затруднение дыхания, астму, обострение заболеваний сердца

* Оксиданты образуются при накоплении выхлопных газов в атмосфере под влиянием солнечного света из углеводорода и оксидов азота [6].

Действие вредных газов на сегодняшний день исследовано только частично. Как правило, основное внимание в зависимости от обстоятельств направляется на изучение лишь обособленного действия каждого из них. Так мы почти ничего не знаем, насколько велик их вред, если газы действуют в совокупности. И до тех пор, пока мы не в состоянии составить верное представление об этом, необходимо предвидеть степень опасности для человека отдельных вредных загрязняющих веществ, имеющихся в пределах атмосферы.

Глава 2. Материалы и методика работы

Для исследования мы выбрали участок автотрассы по Президентскому бульвару, между гимназией №5 и городским домом творчества. Протяженность участка 100 метров.

I. А). Сначала был осуществлен подсчет количества единиц автотранспорта 5-ти видов (легковые автомобили, автобусы, газели, грузовые автомобили и дизельные грузовые автомобили), прошедших по участку в течение 15 минут.

На одном и том же участке дороги провели подсчеты при разных условиях, чтобы использовать в расчетах средний результат учета:

- в разное время суток: в 8 утра, в 11 дня и 16 вечера (по 3 учета)

- в разные дни недели (понедельник, суббота)

- в разные месяцы (июнь, сентябрь, декабрь)

Всего было проведено в 2009 году 18 учетов. В целях безопасности учеты проводили из фойе гимназии.

Обобщенные данные указаны в таблице 2 (глава 3).

Далее по формулам произвели вычисление теоретического количества автомашин, которые могли пройти по участкам за 1 час и общий путь, проделанный каждым из пяти типов машин за это время: L = n х 4 х S, где

L – общий путь, пройденный каждой машиной за час, км

n – число автомобилей каждого типа за 15 минут

S – длина выбранного участка наблюдения, равная 100м

Б). Для расчета количества вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу, необходимо узнать, сколько топлива было затрачено автомобилями. Для расчета количества использованного за 1 час топлива применили следующую формулу:

Q = L х Y, где Q – количество сжигаемого топлива за час, л

L – общий путь, пройденный каждым типом автомобилей за час, км;

Y- удельный расход топлива для каждого вида машин (л/км) в таблице 3 (глава 3).

В). Результаты, полученные при расчете количества сжигаемого топлива, приведены в таблице 4(глава 3).

Г). Затем подсчитали общее количество бензина и дизельного топлива, сжигаемого в двигателях автомашин по формуле:

Q (бенз.) = Q (легк) + Q (груз) + Q (автоб) Q (диз.т.) = Q (диз)

Д). Объем вредных веществ таблица 6 (отдельно по трем компонентам – угарному газу, углеводороду (пентану), диоксиду азота (IV) определено по формуле:

V = K х Q,

где V – объем вредного вещества, выделяемого машиной

К – коэффициент, численно равный количеству выбросов соответствующего компонента (в литрах) при сгорании в двигателе машины за 1 км пути (таблица 5)

Q – количество топлива , л

Подробно методика работы изложена в практикуме Губарева Л.И. [3].

II. Для расчета количества свинца, содержащегося в топливе, использовали формулу:

m (Pb) = Q(л) х 0,25 г/л, если в 1 л этилированного бензина содержится в среднем 0,25 г тетраэтилата свинца,

Около 70% свинца, добавленного к бензину, попадает в окружающую среду (о.с.) с отработанными газами, из них 30% оседает на земле (почв.) сразу за срезом выхлопной трубы, а 40% в качестве аэрозоля (аэроз.) перемещается в соответствии с розой ветров и осаждается на удалении от места выброса. Поэтому далее расчет по формулам:

m (Pb) о.с.= m (Pb) х 0,7 m , (Pb) почв. = m(Pb) х 0,3 m , (Pb) аэроз. = m(Pb) х 0,4

Глава 3. Оценка количества выбросов вредных веществ в воздух от автотранспорта

3.1. Количество антропогенного загрязнения, попадающего

в окружающую среду в результате работы

автотранспорта в районе гимназии №5 г.Чебоксары

Используя выше описанную методику, мы определили количество выбросов в окружающую среду от автомобилей в районе гимназии. Результаты, полученные в ходе обработки данных исследований, обобщены в таблицах 2 –5.

Таблица 2

Количество единиц автотранспорта на участке Президентского бульвара

Тип автотранспорта	Всего за 15 мин штук	Всего за 1 час штук	Общий путь за один час, L, км – 100м
Легковые автомашины	144	576	57,6
Грузовые автомобили	15	60	6
Автобусы	21	84	8,4
Газели	80	320	32
Грузовые дизельные	3	12	1,2

Анализ таблицы 2 показывает, что окружающая среда вдоль трассы по Президентскому бульвару испытывает сильную антропогенную нагрузку. Так как санитарные требования по уровню загрязнения допускают поток транспорта в жилой зоне интенсивностью не более 200 авт./час. На исследуемом участке интенсивность движения составила 1052 машины за час, что является превышением санитарных норм более чем в 5 раз. Автотрасса по Президентскому бульвару проходит через район, где на расстоянии 10метров от нее располагаются административные здания и учебные заведения. Выбросы в наибольших долях концентрируются в основном на высоте 50-150 см от почвы, то есть на уровне первых этажей.

Таблица 3

Удельный расход топлива для автотранспорта (справочные данные)

Вид транспорта	Расход топлива	Расход топлива
Топливо	Бензин	Дизельное топливо
Легковой автомобиль	0,12	-
Автобус, газель	0,42	-
Грузовой автомобиль	0,31	-
Грузовой дизель	-	0,32

Используя справочные данные таблицы 3, мы рассчитали количество топлива для каждого вида транспорта (таблицы 5 и 6).

Таблица 4

Количество топлива для автомобилей на Президентском бульваре

Тип транспорта	Общий путь за 1 час, L, км – 100 м	Количество топлива Q л	Количество топлива Q л
		бензин	дизельное
Легковые автомобили	57,6	6,912	-
Автобусы	8,4	3,528	-
Грузовые автомобили	6	1,86	-
Газели	32	13,44	-
Грузовые дизельные	1,2	-	0,384
Всего		25,74	0,384

Анализ таблицы 4 (количество топлива) показывает, что на Президентском бульваре основными загрязнителями атмосферы являются микроавтобусы - газели, на 100 м пути исследуемого отрезка дороги ими сжигается 13,44 л бензина. За ними лидируют легковые автомашины, сжигая 6,912 л бензина. Итак, в общей сложности, на исследуемом отрезке автотрассы длиной в 100 м за 1 час сгорает 25,74 л бензина.

Таблица 5

Коэффициент вредных выбросов (справочные данные)

Вид топлива	Вид вредного вещества	Вид вредного вещества	Вид вредного вещества
	СО	углеводороды	Оксид азота (IV)
бензин	0,6	0,1	0,04
Дизельное топливо	0,1	0,03	0,04

Используя справочные данные таблицы 5, мы рассчитали количество выброшенных вредных веществ в атмосферу (таблица 6)

Таблица 6

Количество выброшенных вредных веществ на Президентском бульваре

Вид топлива	Количества топлива, л	Количество вредных в-в,л	Количество вредных в-в,л	Количество вредных в-в,л
		СО	углеводороды	Оксид азота (IV)
бензин	25,74	15,444	2,574	1,029
дизельное	0,384	0,0384	0,011	0,015
Всего	26,124	15,482	2,585	1,044

Результаты, полученные в ходе обработки данных исследований, свидетельствуют о том, что количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу в районе гимназии, работающими автомобильными двигателями, велико, а воздуха для их разбавления до безопасной концентрации явно не достаточно.

3.2 Оценка количества свинца, поступающего в почву придорожных зон от автотрассы на Президентском бульваре

Соединения свинца, содержащиеся в отработанных газах автомобилей относятся к 1-ому классу опасности. Они обладают способностью поражать центральную и периферическую нервные системы, костный мозг и кровь, сосуды, генетический аппарат. Поэтому важны исследования на содержание количества свинца, поступившего в окружающую среду при выхлопе, которые были нами проведены по методике, описанной в главе 2.

Таблица 7

Количество свинца, поступающего в придорожную зону при выхлопе в районе гимназии

	За 1 час	За 1 год
Общее количество сжигаемого топлива (бензин) Q, л на 100м пути	25,74	225482
Масса свинца в топливе, г	6,5	56370
Масса свинца, поступившего при выхлопе в окружающую среду в г – из них:	4,5	39460
1)Масса свинца, поступившая в почву в г	1,9	16911
2)Масса свинца, перемещаемая ветровыми потоками в г	2,6	22548

Таким образом, на выделенном участке магистрали длиной 100м, за один час с выхлопными газами выбрасывается 4,5 г свинца. Из этого количества только в течение 1 часа оседает на почве 1,9 г свинца и 2,6 г переносится ветром в районе гимназии. В пересчете на год количество свинца, поступающего в окружающую среду в районе колледжа, составляет примерно 39 кг, из них более 16 кг оседает на почве, остальное количество свинца рассеивается ветровыми потоками.

ВЫВОДЫ

1. Исследуемый район по Президентскому бульвару, испытывает значительное антропогенное загрязнение в виде выхлопов автотранспорта.

2. Общий поток автотранспорта по Президентскому бульвару за 1 час в среднем составляет 1052 автомашины. Таким образом, это более чем в 5 раз превышает санитарные нормы.

3. Основу выхлопных газов, являющихся вредными для здоровья человека и окружающей среды, составляют – угарный газ, оксиды азота (IV), углеводороды, свинец.

4. Количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу работающими автомобильными двигателями, велико, а объема воздуха для их разбавления до безопасной концентрации явно не достаточно.

5. Основными загрязнителями атмосферы в районе гимназии являются легковые автомашины, за ними лидируют микроавтобусы – газели.

6. На выделенном участке автомагистрали длиной в 100м, за один час с выхлопными газами выбрасывается 4,5 г свинца.

.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Аксенов И.Я., Аксенов В.И. Транспорт и окружающая среда. – М: 1986
Голубев И.Р., Новиков Ю.В. Окружающая среда и транспорт.- М: 1987
Губарева Л.И. Экология человека (практикум). – М.: 2003
Карягин Ф.А. Автомобильный автотранспорт и окружающая среда.-

// Экологический вестник Чувашской Республики, выпуск 25, 2005

Кудрявцев О.К. Город и транспорт. – М.: Знание, 1996
Якубовский Ю. Автомобильный транспорт и защита окружающей среды. – М.: Транспорт, 1999
Электронное учебное пособие «Экология». – МИЭМ, 2004

8.Государственный доклад «О состоянии окружающей природной среды

Чувашской Республики в 2008 году». – Чебоксары, 2009

Приложение

РЕКОМЕНДАЦИИ

по уменьшению влияния вредных выбросов от автотранспорта

При строительстве и реконструкции дорог ограничить количество автомобилей, въезжающих в городские центры. Должен быть полностью исключен сквозной проезд автотранспорта через жилой квартал.
Разработать новые системы регулирования уличного движения, сводящих к минимуму возможность образования транспортных пробок. Так как, останавливаясь, а затем снова набирая скорость, автомобиль выбрасывает в воздух в несколько раз больше вредных веществ, чем при равномерном движении.
Эффективными профилактическими мероприятиями являются расширение улиц, создание между проезжей частью дорог и жилыми домами фильтров – зеленых насаждений.
Для снижения вредного влияния выхлопов требуется вынос из городской черты грузовых транзитных потоков. Требование это зафиксировано в действующих строительных нормах и правилах, но практически не соблюдается.
Эффективным мероприятием по снижению влияния автотранспорта на горожан является создание подземных переходов, так как автомобили «газуют» в основном, у светофоров, работая на холостом ходу. Создание подземных переходов позволит разгрузить многие перекрестки, где задерживается автотранспорт.
Переход автомобилей на альтернативные источники топлива: спирты (метанол и этанол), сжатый воздух, жидкий азот, синтетическое топливо из угля, жидкий водород, газомоторное топливо.
Обеспечение контроля за соблюдением нормативов ПДВ загрязняющих выхлопов автомобильного транспорта в атмосферу.
Применение неэтилированного бензина. В ряде городов России, например, в Нижнем Новгороде принято решение к недопустимости применения этилированного бензина в двигателях автобусов городских маршрутов.
«Возвращение» велосипеда, создание его культа. Достичь этого будет непросто, необходимо создать велодорожки, стоянки.

Blog

Моу «Гимназия №5» г. Чебоксары

Содержание