Оценка загрязнения воздуха автомобильным транспортом

Департамент образования и науки Кемеровской области

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Кемеровский государственный университет»

Центр довузовской подготовки

Научно-практическая конференция исследовательских работ учащихся

«Эрудит -2013»

экология

ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА АВТОМОБИЛЬНЫМ ТРАНСПОРТОМ

Автор: Смокотнина Полина

Евгеньевна

Класс: 10

ОУ: МБОУ СОШ № 9

Город: Белово

Научный руководитель: Хорошилова

Лариса Александровна, учитель

биологии

КЕМЕРОВО 2013

Содержание

Стр.

1.  Введение 3

2.  Основная часть 5

3.  Заключение 11

4.  Список использованной литературы 12

5.  Приложения 13

 

Введение

Начало второй половины XX столетия ознаменовалось интенсивным процессом автомобилизации общества. Развитие автомобильного транспорта предопределило две четко выраженные и противоречивые тенденции. С одной стороны, достигнутый уровень автомобилизации, отражая технико-экономический потенциал развития общества, способствовал удовлетворению социальных потребностей населения, а с другой – обусловил увеличение масштаба негативного воздействия на общество и окружающую среду, приводя к нарушению экологического равновесия на уровне биосферных процессов. Очевидная позитивность первой тенденции повлекла за собой ярко выраженные нежелательные последствия. В настоящее время возникла, повсеместно проявила себя и накрепко обосновалась новая угроза жизненно важным интересам личности, общества, государства – реальная экологическая опасность для жизнедеятельности, связанная с достигшим гигантских масштабов уровнем автомобилизации.

Актуальность данной темы обусловлена возрастающим количеством автомобильного транспорта и решением проблемы его воздействия на качество городской среды и здоровье населения.

Изучение негативных последствий развития автотранспортного комплекса позволяет определить два пути воздействия автомобильного транспорта на природную среду с учетом его недостаточно высокого уровня эколого-технологического совершенства. Во-первых, автотранспорт потребляет значительное количество природных материалов и сырья и, прежде всего, невозобновляемых и дефицитных энергоносителей, таких, например, как нефть, а во-вторых – загрязняет окружающую среду.

Цель исследования: оценка количества выбросов вредных веществ от автотранспорта в районе МБОУ СОШ № 9.

Исследование данной темы предопределило ряд задач:

1.  Изучить общие тенденции автотранспортного загрязнения.

2.  Ознакомиться с влиянием вредных выбросов автотранспорта на здоровье человека.

3.  Выявить воздействие автомобильного транспорта на окружающую среду в районе МБОУ СОШ № 9.

4.  Дать рекомендации по улучшению экологической ситуации в районе школы.

Основная часть

Интенсивное развитие промышленности, транспорта, сельского хозяйства при заметном отставании природоохранительного законодательства и экологического образования, кадров управления и производства вызвало нарушения природной среды до такой степени, которая характеризуется как «экологическое бедствие», «экологическая катастрофа» и тому подобное. В устрашающем темпе загрязняются воздух, поверхностные и подземные воды, загрязняются и деградируют почвы, сокращаются лесные территории, разнообразие растительного и животного мира. И самое главное, однозначно установлено негативное воздействие загрязненной природной среды на здоровье человека, в первую очередь, на детей.

Одним из основных источников загрязнения окружающей природной среды все в большей степени становится транспортный комплекс. Благодаря развитой транспортной сети стало возможным быстрое перемещение грузов и пассажиров в нужном направлении в самые отдаленные уголки планеты. Автомобильный транспорт сыграл огромную роль в формировании современного характера расселения людей и распространении дальнего туризма, в территориальной децентрализации промышленности и сферы обслуживания. Транспорт – могучий и незаменимый помощник в освоении и использовании природных ресурсов.

Россия располагает всеми видами современного транспорта. Достижения и успехи в развитии транспортного комплекса сопровождается резким ухудшением экологической ситуации. И негативное влияние на окружающую природную среду и население оказывают все виды транспорта. К экологическим проблемам относят:

§    истощение природных ресурсов (полезные ископаемые: металлические руды, металлы, углеводородное сырье; пресные природные воды);

§    загрязнение атмосферного воздуха отработавшими газами, резиновой и асфальтной пылью;

§   загрязнение природных вод (мойка автотранспорта);

§   образование и необходимость утилизации отходов (аккумуляторы, электролит, авторезина, металлолом, пластмассы, бытовой мусор и другое);

§   шумовое загрязнение.

В настоящее время экологическая ситуация во многих регионах достигла крайней напряженности. Россия в этом плане не является исключением. Во многих крупных городах страны предельно допустимая концентрация загрязняющих веществ в воздухе превышены в 10 и более раз. Состояние большинства водных источников не отвечает установленным нормативам, идет опасное загрязнение подземных вод, растет объем токсичных отходов, основная часть которых вывозится на свалки бытовых отходов. Острой, особенно в городах, является проблема транспортного шума.

Автотранспорт приводит также к специфическим формам загрязнения воздуха. При движении стираются шины, и тысячи тонн резины в виде тонкой пыли попадают в воздух. О масштабе этого явления можно судить по тому, что только при движении городских линейных автобусов образуются 175–200 тонн резиновой пыли в год.

Сырьем для выработки бензина и горюче-смазочных материалов является нефть. При добыче, транспортировки, переработки загрязняется почва, а также для этих же целей изымаются земли из сельскохозяйственного оборота.

При мойке автомашин используется много воды. Эта вода без очистки отводится на рельеф местности или в водные объекты; в результате чего загрязняются подземные воды, которая используется в качестве питьевой воды.

Суммарный выброс в атмосферу загрязняющих веществ от автотранспорта очень велик. Рост загрязняющих веществ происходит за счет значительного увеличения парка легковых автомобилей и изменения структуры парка грузового транспорта. Только за последние 5 лет в нашем городе количество единиц автотранспорта выросло на 2700 единиц. [Прил.1]

Многие производственные процессы, связанные с автотранспортом сопровождаются выделением в атмосферу загрязняющих веществ, которые, проникая в организм человека, вызывают в клетках ткани химические изменения и болезненные явления.

Отработавшие газы автомобильных двигателей содержат около двухсот веществ, большинство из которых токсичны. В выбросах карбюраторных двигателей основная доля вредных продуктов приходится на оксид углерода, углеводороды и оксиды азота, в выбросах дизельных двигателей – на оксиды азота и сажу. [Прил. 2]

Доля транспортного загрязнения по оксиду углерода составляет более 60 %. Вредность оксида углерода заключается в том, что он образует довольно стойкое соединение с гемоглобином крови – карбоксигемоглобин, не способный к переносу кислорода, в результате чего наступает кислородное голодание.

Из всех загрязнителей окись углерода является самым опасным, потому что он не видим и не имеет запаха. Человек теряет сознание и может погибнуть, вдыхая в течение 10 минут воздух с концентрацией меньше процента угарного газа. Головная боль обеспечена даже при очень малой концентрации, а нахождение более длительное время тоже опасно.

Последствиями отравления могут быть: нарушения центральной нервной системы, расстройства памяти, внимания, функциональные неврозы, кровоизлияние в сетчатку. [Прил. 3]

В работе мною использован метод определения антропогенных загрязнений окружающей среды, разработанный группой авторов: , ,

Исходными данными для расчета количества выбросов являются количество единиц автотранспорта разных типов, проезжающих по выделенному участку автотрассы в единицу времени и нормы расхода топлива автотранспортом.

Мною был выбран участок автотрассы вблизи школы длиной 1 км и определено количество единиц различного автотранспорта, проходящего по участку в течение 1 часа. [Прил. 4]

Затем я рассчитала общий путь, пройденный выявленным количеством автомобилей каждого типа за 1 час (L, км) по следующей формуле:

Li = Ni × l,

Где Ni – количество автомобилей каждого типа за 1 час;

i – обозначение типа автотранспорта;

l – длина участка, км.

Lл = 450 × 1 = 450 км;

Lг = 39 × 1 = 39 км;

Lа = 36 × 1 = 36 км.

Далее я произвела расчет количества топлива (Qi, л), сжигаемого при этом двигателями автомашин, по формуле:

Qi = Li × Yi,

где Yi – удельный расход топлива на 1 км. [Прил. 5]

Qл = 450 × 0,12 = 54 л;

Qг = 38 × 0,31 = 12 л;

Qа = 36 × 0,42 = 15 л.

Определила общее количество сожженного топлива. [Прил. 6]

Выбросы вредных веществ от автотранспорта характеризуются количеством основных загрязнителей воздуха, попадающих в атмосферу из выхлопных газов, за определенный промежуток времени. К выбрасываемым вредным веществам относятся угарный газ, углеводороды – несгоревшее топливо и оксиды азота. [Прил. 7]

Рассчитав количество выделившихся вредных веществ на 1 км проезда, получила следующие результаты:

V (СО) = 81 л × 0,6 = 48,6 л;

V (угл.) = 81 л × 0,1 = 8,1 л;

V (NO2) = 81 л × 0,04 = 3,24 л. [Прил. 8]

Далее рассчитываю массу выделившихся вредных веществ (m, г) по формуле:

V × M

m = 22, 4 .

m (СО) = 48,6 × 28 / 22,4 = 61 г;

m (угл. С7Н16) = 8,1 × 100 / 22,4 = 36 г;

m (NО2) = 3,24 × 46 / 22,4 = 7 г.

Также рассчитываю количество чистого воздуха, необходимое для разбавления выделившихся вредных веществ, чтобы обеспечить санитарно-допустимые условия окружающей среды:

61000 мг × 1 м3 / 3 мг = 20333 м3;

36000 мг × 1 м3 / 25 мг = 1440 м3;

7000 мг × 1 м3 / 0,04 = 175000 м3.

Полученные результаты говорят о значительном превышении ПДК выбросов веществ автомобильным транспортом на выбранном участке. [Прил. 9]

Заключение

На основании проделанной работы мною было выяснено, что автомобильный транспорт приносит большой вред окружающей среде, а так как наша школа находится вблизи автомобильной трассы, то необходимо принимать меры защиты от загрязняющих веществ. В первую очередь, это посадка зеленых насаждений вдоль дороги, так как листва деревьев активно улавливает пыль и снижает концентрацию вредных газов. Хотя здание школы отгорожено от дорожного полотна высоким забором, вдоль которого посажены березы, но я считаю, что этого недостаточно.

Также всегда нужно знать, что находиться вблизи автомобильной трассы не только опасно, но и очень вредно, поэтому для прогулок жителям нужно выбирать места подальше от дороги.

На рассматриваемом участке имеются автобусные остановки, а пассажирам иногда приходится подолгу стоять в ожидании автобуса. Нужно помнить, что самым опасным веществом является окись углерода, а она немного легче воздуха и, значит, поднимается вверх, поэтому маленьких детей желательно не брать на руки, а уводить подальше от трассы.

А учащимся своей школы я рекомендую в течение учебного дня находиться в здании школы и поменьше стоять на улице.

Принимая во внимание близость к автомагистрали жилых и общественных зданий, а так же недостаточность количества деревьев вдоль дороги, я сделала вывод, что экологическая обстановка микрорайона, в котором находится наша школа довольно опасная, поэтому необходимо принимать меры по его озеленению.

Литература

1.  , , Гущина по экологии: Учебное пособие / Под ред. . – М.: АО МДС, 1996. – 192 с.

2.  , Тагаева экологическая ситуация в России // ЭКО. –  2005. – № 9. – С.30 – 45. – Таблицы.

3.  И Экология. – М., 2006. – 465с.

4.  Петрунин за негативное воздействие на окружающую среду в 2006 году // Финансы. – 2006. – № 4. – С.25 – 30.

5.  Хрупкая экосистема Земли и безответственное человечество // Наука и жизнь. –  2004. – № 12. – С.2 – 11.

Приложения

Приложение 1

Приложение 2

Состав выхлопных газов

Компоненты	Двигатели
бензиновые	дизельные
Азот	74-77	76-78
Кислород	0,3-8	2-12
Пары воды	3-5,5	0,6-4
Двуокись углерода	5-12	1-10
Окись углерода	5-10	0,01-0,5
Окислы азота	0-0,8	0,0002-0,5
Углеводороды	0,2-3	0,009-0,5
Альдегиды	0-0,2	0,001-0,009
Сажа	0-0,4٭	0,01-1٭
Бензпирен	10-20٭٭	до 10٭٭

Примечание: ٭ г/м3;

٭٭ мкг/м3

Приложение 3

Вред, наносимый угарным газом

Приложение 4

Тип автотранспорта	Количество единиц автотранспорта за 20 минут	За 1 час, Ni, шт.	Общий путь за 1 час, L, км
Легковые автомобили	150	450	450
Грузовые автомобили	13	39	39
Автобусы	12	36	36

Приложение 5

Тип автотранспорта	Средние нормы расхода топлива (л на 100 км)	Удельный расход топлива Yi (л на 1 км)
Легковой автомобиль	11-13	0,11-0,13
Автобус	41-44	0,41-0,44
Грузовой автомобиль	29-33	0,29-0, 33

Приложение 6

Тип автомобиля	Ni	Qi
Легковые автомобили	450	54 л
Грузовые автомобили	39	12 л
Автобусы	36	15 л
Всего ∑ Q	81 л

Приложение 7

Количество вредных выбросов соответствующего компонента (в л) при сгорании в двигателе автомашины количества топлива (в л), необходимого для проезда 1 км

Вид топлива	Значение коэффициента (К) в л
Угарный газ	Углеводороды	Диоксид азота
Бензин	0,6	0,1	0,04

Приложение 8

Вид топлива	∑ Q, л	Количество вредных веществ, л
СО	Углеводороды	NО2
Бензин	81	48,6	8,1	3,24

Приложение 9

Вид вредного вещества	Количество, л	Масса, г	Количество воздуха для разбавления, м3	Значение ПДК, мг/м3
СО	48,6	61	20333	3,0
Углеводороды	8,1	36	1440	25
NО2	3,24	7	175000	0,04