Сетевой фестиваль экологического воспитания - 2013
Исследование загрязнения воздуха 6-го микрорайона города Омска пылью и выхлопными газами
Разработчик проекта:
,
ученик лицея № 74, 11 класс.
Руководители проекта:
,
учитель биологии БОУ «Лицей № 74».
Омск – 2012
Содержание
Введение …………………………………………………………………………. 3
1. Литературный обзор …… ……………………………………………………... 6
2. Методики реализации проекта ……………………………………………….. 10
3. Результаты реализации проекта и их обсуждение…………………………… 11
Выводы …………………………………………………………………………… 18
Заключение ………………………………………………………………………. 18
Литература ……………………………………………………………………….. 19
Приложения ……………………………………………………………………… 20
Введение
На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром. Люди не ценят то, что дает им природа. Они не задумываясь, тратят, то, что дает им жизнь: воздух, воду, землю. Не думая о будущем своих детей, внуков, правнуков, они заботятся о том, чтобы им было удобнее и легче жить сейчас, не понимая, что за этим последует. Источники загрязнения бывают природными и антропогенными. Но, по сравнению с природными источниками загрязнения, антропогенные приобретают глобальный характер. В последнее десятилетие антропогенные факторы загрязнения атмосферы стали особо опасными.
К основным источникам загрязнения относится: транспорт, промышленные предприятия, теплоэнергетика, сельское хозяйство и др. Количество кислорода в атмосфере нашей планеты остаётся неизменным уже многие миллионы лет. Не представляет существенной угрозы и его расходование в настоящее время на сжигание значительного количества ископаемого топлива. А вот связанное с нашей деятельностью одновременное и, соответственно, столь же незначительное увеличение концентрации в воздухе углекислого газа - проблема более серьёзная. Ещё опаснее для нас и всего живого, проступание в атмосферу совсем уж ничтожных, по сравнению с её общим объемом, количеств токсичных веществ - продуктов человеческой деятельности. Огромные объемы вредных веществ в атмосфере вызывают целый ряд неблагоприятных последствий.
Объект: атмосферный воздух.
Предмет: условия, влияющие на чистоту атмосферного воздуха(запыленность, интенсивность автотранспортных потоков).
Актуальность. В больших городах к числу основных источников загрязнения атмосферного воздуха относится автотранспорт. Отходящие газы двигателей содержат сложную смесь, из более чем двухсот компонентов, среди которых немало канцерогенов.
В последние десятилетия в мире произошло резкое увеличение числа автомобилей как наиболее удобного и доступного для приобретения вида транспорта. Это привело к значительному загрязнению атмосферного воздуха. В настоящее время автопарк Омска составляет около 270 тыс. автомобилей.
В атмосферном воздухе улиц и помещений находятся пылевые частицы, концентрация которых может быть как незначительной, так и большой. Пыль может содержать на себе вредные болезнетворные бактерии, в ней могут находиться споры грибов. Пыль вызывает аллергические реакции у некоторых людей.
Здание лицея № 74 и располагающаяся рядом с ним детская площадка (Рисунок 1) находятся в центре 6 микрорайона. Одна из оживлённых автомагистралей Левобережья – улица Лукашевича – находится в 260м от них.
В ходе реализации проекта мы планируем провести оценку загрязненности атмосферного воздуха помещений лицея и площадки отдыха для детей и взрослых. Для этого необходимо определить их место в микрорайоне, оценить антропогенную нагрузку и запылённость данных территорий. Последнее предусматривает анализ содержания пылевых частиц в воздухе.
Рисунок 1. 
Цель проекта:
- оценка чистоты атмосферного воздуха в районе детской площадки 6-го микрорайона г. Омска.
Задачи проекта:
- учесть интенсивность автотранспортных потоков на дорогах и внутри квартальных проездах;
- установить видовой состав деревьев вокруг детской площадки;
- оценить степень запылённости рассматриваемого участка различными методами, включая анализ содержания пылевых частиц в образцах воды, собранных на изучаемой территории.
Гипотеза: если будет расти интенсивность автотранспортных потоков и антропогенная нагрузка, то уровень загрязненности воздуха на этих территориях будет выше.
Методы исследования:
• Полевые (наблюдение).
• Лабораторные (математические, исследовательские с использованием микроскопа).
Оценка результатов проекта. По результатам проекта составить отчёт, с которым выступить на научно-практических конференциях разного уровня. С полученными результатами также познакомить администрацию, педагогов, учеников, жителей микрорайона.
Оценка перспектив дальнейшего развития. Данный проект был начат в сентябре 2011г. и его реализация предусматривает дальнейшее продолжение исследований до мая 2014г. Перспектива проекта – дополнительная посадка деревьев на территории пришкольного участка, комнатных растений в кабинетах и коридорах лицея, дальнейшее благоустройство территории детской площадки.
Этапы реализации проекта
Проект реализуется на территории детской площадки 6-го микро - района. Начало реализации – сентябрь 2011г. Первый этап: сентябрь 2011г – май 2012г, второй этап: июнь 2012г – сентябрь 2013г. Третий – сентябрь 2013 – май 2014 г.
План реализации проекта
№ | Мероприятия по проекту | Срок реализации |
1 | Составление схемы детской площадки. | Сентябрь 2011г. |
2 | Составление схемы расположения детской площадки в микрорайоне. | Сентябрь - октябрь 2011г. |
3 | Учёт интенсивности автотранспортных потоков | 2011г. |
4 | Подсчёт количества деревьев на территории рассматриваемой территории. | Октябрь 2011г. |
5 | Составление отчёта о первом этапе реализации проекта | Декабрь 2011 – январь 2012 гг. |
6 | Отчёт о ходе реализации проекта на конкурсах и научно-практических конференциях | 2012, 2013 гг. |
7 | Подготовка к реализации второго этапа проекта. | Март – май 2012г. |
8 | Изучение видового состава деревьев на зоне детской площадки. | Июнь 2012г. |
9 | Учёт интенсивности автотранспортных потоков. | |
10 | Участие в озеленении данного участка и микрорайона. | В течение всего проекта |
11 | Оценка запылённости. | Июнь – август 2013г. |
12 | Составление отчёта о втором этапе реализации проекта. | Сентябрь – декабрь 2014г. |
13 | Отчёт об итогах второго этапа реализации проекта на научно-практических конференциях. | 2014г. |
14 | Дисперсионный анализ проб снега на предмет содержания пылевых частиц | 2014г. |
15 | Составление отчёта о ходе реализации проекта | Май 2014г. |
На протяжении всего XX века производство автомобилей стремительно возрастало. В 1998г по дорогам мира ездило уже 700 млн. автомобилей. Ожидается, что к 2010г это число достигнет миллиардной отметки. Очевидно, что при таком количестве машин лёгкий дымок, выходящий из выхлопных труб, загрязняет окружающий воздух настолько, что это причиняет ощутимый вред здоровью людей и природе. Среди множества различных газов и химических соединений, выбрасываемых автомобилем, есть и токсичные вещества.
Антропогенные загрязнения отличаются многообразием видов примесей и многочисленностью источников их выброса. Наиболее устойчивые зоны с повышенными концентрациями загрязнений возникают в местах активной жизнедеятельности человека. По ряду загрязнений темпы роста их выбросов значительно выше средних. К таковым относятся аэрозоли тяжёлых и редких металлов, синтетические соединения, не существующие в природе, радиоактивные, бактериологические и другие загрязнения.
Примеси поступают в атмосферу в виде газов, паров, жидких и твердых частиц. Газы и пары образуют с воздухом смеси, а жидкие и твердые частицы – аэрозоли (дисперсные системы), которые подразделяются на пыль (размеры частиц более 1мкм), дым (размеры твердых частиц менее 1 мкм) и туман (размер жидких частиц менее 10 мкм). Пыль, в свою очередь, может быть крупнодисперсной (размер частиц более 50 мкм), среднедисперсной (50-10мкм) и мелкодисперсной (менее 10мкм). Аэрозоли чаще полидисперсные, т. е. содержат частицы различного размера.
Для того чтобы остановить загрязнение окружающей среды выбросами от автотранспорта были приняты следующие меры: увеличено производство бензинов без свинцовых присадок, в дизельном топливе ограничено содержание серы, топливо из нефти заменяется долее «чистым» сжатым природным газом, в выпускные системы автомобиля ставятся нейтрализаторы, что обеспечивает снижение выбросов вредных веществ на 80 – 90 % .
Большое значение для снижения вредного влияния выбросов отводится зеленым насаждениям. Правильная посадка поможет деревьев и зимой и летом поможет задержанию вредных выбросов.
Автотранспорт и его влияние на экологию города.
Природа – целостная система с множеством сбалансированных связей. Нарушение этих связей приводит к изменению установившихся в природе круговоротов веществ и энергии. Современным обществом в производство и потребление вовлекается такое количество вещества и энергии, которое в сотни раз превосходит биологические потребности человека, что и является основной причиной современного экологического кризиса (высокий уровень и быстрое нарастание антропогенной нагрузки на окружающую природную среду). Сегодня производственная деятельность человечества связана с использованием разнообразных природных ресурсов, охватывающих большинство химических элементов. Усиление техногенного воздействия на природную среду породило ряд экологических проблем. Самые острые связаны с состоянием атмосферы, гидросферы и литосферы.
Некоторые «изменения», такие как загрязнение воздуха или воды, могут непосредственно влиять на здоровье и жизнедеятельность организма. Другие чреваты косвенными эффектами, например, выбросы углекислого газа сказываются на климате, что в свою очередь отражается на производстве продуктов питания; сдвиги в концентрации биогенов приводят к гибели одних популяций и бурному размножению других.
В результате накопления различных загрязнений в атмосфере, в первую очередь фреонов, происходит разрушение озонного слоя, который предохраняет земную поверхность от солнечной радиации. Загрязнения, поступающие в атмосферу, с осадками возвращаются на Землю и попадают в водоемы и почву.
В настоящее время уменьшение загрязнения атмосферного воздуха токсичными веществами, выделяемыми промышленными предприятиями и автомобильным транспортом, является одной из важнейших проблем, стоящих перед человечеством. Загрязнение воздуха оказывает вредное воздействие на человека и окружающую среду. Материальный ущерб, вызываемый загрязнением воздуха, трудно оценить, однако даже по неполным данным он достаточно велик.
При интенсивной урбанизации и росте мегаполисов автомобильный транспорт стал самым неблагоприятным экологическим фактором в охране здоровья человека и природной среды в городе. Таким образом, автомобиль становится конкурентом человека за жизненное пространство. Автомобиль, поглощая столь необходимый для протекания жизни кислород, вместе с тем интенсивно загрязняет воздушную среду токсичными компонентами, наносящими ощутимый вред всему живому и неживому. Вклад в загрязнение окружающей среды, в основном атмосферы составляет –%.
Транспортно-дорожный комплекс - один из мощнейших источников загрязнения окружающей среды. Кроме того, транспорт - основной источник шума в городах, а также источник теплового загрязнения.
Газы, выделяемые в результате сжигания топлива в двигателях внутреннего сгорания, содержат более 200 наименований вредных веществ, в том числе канцерогены. Нефтепродукты, остатки от стертых шин и тормозных колодок, сыпучие и пыльные грузы, хлориды, которые используют для посыпания дорог зимой, загрязняют придорожные полосы и водные объекты.
Вредные вещества, при эксплуатации автотранспорта, попадают в воздух с выхлопными газами, испарениями из топливных систем, а также во время заправки автомобиля топливом. На выбросы оксидов углерода (углекислый газ и угарный газ) влияет также рельеф дороги, режим и скорость движения автомобиля. Например, если увеличивать скорость авто и резко уменьшать ее во время торможения, то в выхлопных газах количество оксидов углерода увеличивается в 8 раз. Минимальное количество оксидов углерода выделяется при равномерной скорости автомобиля 60 км/ч. Таким образом, содержание вредных веществ в выхлопных газах зависит от ряда условий: режима движения автотранспорта, рельефа дороги, технического состояния автомобиля и др.
Дизельные двигатели также выделяют вредные вещества в атмосферу - сажу, которая образуется как продукт сгорания топлива. Она содержит в себе канцерогенные вещества и микроэлементы, выброс которых в атмосферу просто недопустим.
Выхлопные газы накапливаются в нижних слоях атмосферы, то есть вредные вещества находятся в зоне дыхания человека. Поэтому автомобильный транспорт следует отнести к категории опасных источников загрязнения воздуха вблизи автомагистралей.
Загрязнение поверхности земли транспортными и дорожными выбросами накапливается постепенно, в зависимости от количества автотранспорта, проезжающего через трассу, дорогу, магистраль и сохраняется очень долго даже после ликвидации дорожного полотна (закрытие дороги, трассы, магистрали или полная ликвидация пути и асфальтового покрытия). Будущее поколение, вероятно, откажется от автомобилей в их современном виде, но транспортное загрязнения почвы станет болезненным и тяжелым последствием прошлого. Возможно, что даже при ликвидации построенных нашим поколением дорог, загрязненную неокисляемыми металлами и канцерогенами почву придется просто убирать с поверхности.
Различные химические элементы, особенно металлы, накапливающиеся в почве, усваивают растения и через них по пищевой цепи переходят в организм животных и человека. Часть из них растворяется и выносится грунтовыми водами, затем попадает в реки, водоемы и уже через питьевую воду может попасть в человеческий организм.
Наиболее распространенным и токсичным из транспортных выбросов является свинец. Санитарная норма содержания свинца в почве - 32 мг/кг. По данным экологов содержание свинца в городской почве может превышать норму более чем в 5 раз. Большинство растений легко переносит повышение содержания тяжелых металлов в почве, лишь при содержании свинца более 3000 мг/кг начинается угнетение растительного мира вокруг дороги. Для животных опасно содержание 150 мг/кг свинца в пище.
Транспорт не только загрязняет окружающую среду, он также является источником шума. Уровень шума измеряют в децибелах (дБа). Для человека предел равен 90 дБа, если звук превышает этот предел, то это может вызвать у человека нервные расстройства и постоянный стресс. В последнее время транспортный шум стал очень острой проблемой для населения.
Угарный газ и окислы азота являются одной из основных причин головных болей, усталости, немотивированного раздражения, низкой трудоспособности. Сернистый газ способен воздействовать на генетический аппарат, способствуя бесплодию и врожденным уродствам, а все вместе эти факторы ведут к стрессам, нервным проявлениям, стремлению к уединению, безразличию к самым близким людям. В больших городах также более широко распространены заболевания органов кровообращения и дыхания, инфаркты, гипертония и новообразования.
Чувствительность населения к действию загрязнения атмосферы зависит от большого числа факторов, в том числе от возраста, пола, общего состояния здоровья, питания, температуры и влажности и т. д. Лица пожилого возраста, дети, больные, курильщики, страдающие хроническим бронхитом, коронарной недостаточностью, астмой - являются более уязвимыми.
Проблема сохранения атмосферного воздуха является глобальной. По всему миру количество автомобилей с каждым днем увеличивается в геометрической прогрессии. Все больше и больше людей имеют свою собственную машину. Но многие совсем не задумываются о том, к чему все это, в конце концов, приведет. Для того чтобы сохранить человечеству автомобиль, необходимо если не исключить, то свести к минимуму вредные выбросы. Работы в этом направлении ведутся во всем мире и дают определенные результаты. Например, большое внимание придается разработке устройства снижения токсичности нейтрализаторов, которыми можно оснастить современные автомобили. Нейтрализатор крепят к выхлопной трубе, и газы, прошедшие через него, выбрасываются в атмосферу очищенными. Одновременно устройство может выполнять функции глушителя шума.
Значительно улучшить состав выхлопных газов можно с помощью различных добавок к топливу. Ученые разработали присадку, которая снижает содержание сажи в выхлопных газах на 60—90% и канцерогенных веществ—на 40%. В последнее время на нефтеперерабатывающих предприятиях страны широко внедряется процесс каталитического риформинга низкооктановых бензинов. В результате можно выпускать неэтилированные, малотоксичные бензины. Использование их снижает загрязненность атмосферного воздуха, увеличивает срок службы автомобильных двигателей, сокращает расход топлива.
В последние десятилетие в нашей стране осуществляется крупные мероприятия по переводу автомобильного транспорта на природный газ. Высокооктановое, стабильное по составу газовое топливо хорошо смешивается с воздухом и равномерно распределяется по цилиндрам двигателя, способствуя более полному сгоранию рабочей смеси. Суммарный выброс токсичных веществ у автомобилей, работающих на сжиженном газе, значительно меньше, чем у машин с бензиновыми двигателями.
В интересах защиты окружающей среды считается целесообразным перевод автотранспорта на электротягу, особенно в крупных городах. Оценки показывают, что в 2025 году электромобили могут составить 15% от общего числа автомобилей мира.
Запылённость воздуха.
Запылённость воздуха – важнейший экологический фактор, сопровождающий нас повсюду. Пылью считаются любые твёрдые частицы, взвешенные в воздухе. Безвредных пылей не существует. Экологическая опасность пыли для человека для человека определяется их природой и концентрацией в воздухе. Пыли можно подразделить на две большие группы: мелкодисперсная пыль, состоящая из лёгких и подвижных частиц, и крупнодисперсная пыль, состоящая из тяжёлых и малоподвижных частиц. Отложения пыли являются источником вторичного загрязнения воздуха.
Способность пыли растворяться в воде или кислотах позволяет определять их химическую природу. Например, силикатная пыль (песок) не растворяется ни в воде, ни в растворах кислот, в то время как карбонатная пыль (известняк) растворяется в разбавленной соляной кислоте, но не растворяется в воде.
В 1 см3 воздуха в закрытом помещении может содержаться до 106 пылинок различного размера, природы и степени опасности.
2. Методики реализации проекта
В ходе реализации проекта используются методики, предложенные в методическом пособии «Экология в школе. Мониторинг природной среды»; «Основы экологии 10(11) класс: Сборник задач, упражнений и практических работ к учебнику под ред. «Основы экологии 10(11) класс»; «Школьный экологический мониторинг» под ред. , «Лабораторный практикум по экологии» , , (Приложение); Экологический практикум и др. Описание некоторых методик исследования изложены в Приложении 1,2.
Оценка содержания пыли в снежном покрове осуществлялась следующим образом. Были отобраны пробы снега на следующих участках: край дороги в районе остановки Заречная, участок в 20 метрах от дороги, участок детской площадки. Отбор проб осуществляется с поверхности снежного покрова. После этого отобранные образцы были быстро перенесены к месту их рассмотрения - в лицей. Снег в небольших количествах укладывался на предметном стекле, а после того, как он таит, образовавшаяся вода рассматривается под микроскопом на предмет учета частиц пыли, находящихся в рассматриваемой области. Каждая проба рассматривается в нескольких повторностях и делается описание.
3. Результаты реализации проекта и их обсуждение
3.1.Определение детской площадки в микрорайоне
При реализации первого этапа проекта мы определили местонахождения детской площадки в микрорайоне и установили, что все изученные нами объекты находятся на расстоянии, которое соответствует санитарно-гигиеническим требованиям (Таблица 1).
Таблица 1. – Расстояние от детской площадки до ближайших магазинов, домов, дорог.
№ | Объект | Фактическое расстояние, м | Расстояние по нормам СЭС |
1 | «Наш магазин», жилой дом Б. Зелёный, 4 | 163 | 50 |
2 | Жилой дом Б. Зелёный, 6 | 58 | 10 |
3 | Жилой дом Б. Зелёный, 8 | 56 | 10 |
4 | МОУ «Лицей № 000» | 81 | 10 |
5 | МОУ «Лицей № 74» | 224 | 10 |
6 | МОУ ДО «Детский сад № 000» | 73 | 10 |
7 | Дорога Бульвар Зелёный | 99 | 25 |
8 | Дорога улица Лукашевича | 437 | 25 |
9 | Небольшая дорога вдоль улицы Лукашевича | 381 | 25 |
3.2. Примерный расчёт количества вредных выбросов автотранспорта
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 |
