Муниципальное бюджетное образовательное учреждение средняя школа №11 им.Скрипки О.В. г.Волжского Волгоградской области.
Он невидимый, но все же – без него мы жить не можем.
Учебно – исследовательская работа по биологии и географии.
Работу выполнили:
ученики 7 класса
Смирнова Ольга
Невердовская Анастасия
Руководители:
Игнатьева И.В.
Пятницына С.Н.
г. Волжский 2016.
Оглавление:
Страницы
I.Введение………………………………………………………………………………..3
II. Основная часть.
1. Общая характеристика химического состава отработанных газов автомобиля; пыль, как загрязнитель помещений…………………………………………………………….5
2. Этапы исследовательской работы……………………………………………………6
3.Результаты и выводы…………………………………………………………………. 11
III.Заключение……………………………………………………...............................12
IV. Библиографический список используемой литературы……………………………13
I Введение.
Воздух необходим всему живому: растениям, человеку, животным. Он настолько привычен и в тоже время незаметен, что мы ощущаем его значимость для нас только когда возрастет загазованность воздушной среды.
В состав атмосферного воздуха входит: кислород -21 % , азот - 78% ,благородные газы- 1 % , диоксид углерода - 0,02 - 0,04% и водяной пар.
Каким воздухом дышите вы ?
Воздух загрязняется в результате антропогенного воздействия, вызывая серьезные нарушения экологического равновесия в биосфере. Самыми значительными загрязнителями являются транспорт и промышленность.
Двигатели автомобилей выделяют оксиды азота, соединения свинца. Тысяча автомобилей с карбюраторным двигателем в день выбрасывает около 3 т угарного газа, 100 кг оксидов азота, 500 кг продуктов неполного сгорания бензина.
Промышленные предприятия в атмосферу выбрасывают диоксид серы, оксиды углерода, аммиак, сероводород, фенол, хлор, углеводороды, сероуглерод, фторсодержащие соединения, серную кислоту, аэрозольную пыль, тяжелые металлы, радиоактивные соединения.
Мы прекрасно понимаем, что автомобиль для современного человечества стал давно уже не роскошью, а средством передвижения, а также и первым виновником загрязнения атмосферного воздуха.
При сгорании 1 кг бензина автомобилю требуется 2,5 кг кислорода. Проезжая в год 10 тыс. км автомобиль сжигает 10 т бензина, расходуя 35 т кислорода и выбрасывает в атмосферу 160 т выхлопных газов, в которых обнаружено около 200 различных веществ, в том числе 100 кг оксида углерода, 40 кг оксидов азота, 200 кг углеводородов. Каждый автомобиль, стирая шины, поставляет в атмосферу 5–8 кг резиновой пыли ежегодно.
Актуальность нашего исследования заключается в том, в последнее время в нашем городе наблюдается сильная загазованность выбросами промышленных предприятий, выхлопными газами автомобилей. Мы наблюдаем также загрязненность воздуха в помещениях, негативные факторы, влияющие на воздух в доме.
Цели и задачи исследования - оценить чистоту атмосферного воздуха по величине автотранспортной нагрузки и исследовать объёмы выбросов вредных веществ в воздух от автомобилей в районе школы.
Изучить запыленность воздуха в помещениях.
Гипотеза - первая: «один из главных загрязнителей воздуха — автомобильный транспорт», вторая: «пыль - один из наиболее неблагоприятных факторов внешней среды в условиях города».
Методы исследования - наблюдение, эксперимент, анализ, описание, определение степени загрязнения расчетным методом.
Объект исследования – проезжая часть улицы Химиков; территория школьного двора, помещение школы.
Предмет исследования - выбросы в атмосферу угарного газа, углеводородов, диоксида азота от автотранспорта на исследуемых участках, запыленность воздуха в помещении школы.
II Основная часть.
Отработанные газы автомобиля содержат сложную смесь, насчитывающую более 280 соединений. В основном это газообразные вещества и небольшое количество твердых частиц, находящихся во взвешенном состоянии – это пыль.
Всеобщая автомобилизация неизбежно сопровождается увеличением потребления жидкого нефтяного топлива и соответственно значительными выбросами выхлопных газов в окружающую среду.
При работе двигателей внутреннего сгорания бензин никуда не исчезает. Он разлагается на более простые вещества – оксиды углерода, сажу, углеводороды и др. Большое количество загрязняющих атмосферу веществ выбрасывается с выхлопными газами автомобилей. При анализе выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания оказалось, что в них содержится около двухсот различных веществ, большинство из которых токсично.
Химические соединения, входящие в состав выхлопных газов настолько опасны, что наносят вред не только здоровью человека, животных, но и разрушают деревья и даже дома.
Исследования показали, что в домах, расположенных рядом с большой дорогой (на расстоянии до 10 м), жители болеют раком в 3–4 раза чаще, чем в домах, удаленных от дороги на расстояние 50 м. (источник из списка литературы?) На расстоянии 100 м от дороги в почве накапливаются загрязняющие вещества, в том числе тяжелые металлы. Воздух в непосредственной близости от автомагистралей насыщен отработанными газами транспортных средств. Поэтому обитатели этих мест аккумулируют в своих организмах соединения свинца, цинка, кадмия, никеля и другие вредные вещества, которые отрицательно влияют на растительные комплексы и продолжительность жизни отдельных видов растений. Например, известно, что липы растут в лесах около 400 лет, но в городских парках их жизнь сокращается до 125 лет, а вот липы, растущие вдоль дорог, живут не более 80 лет. (источник из списка литературы?)
В жилых помещениях состав воздуха определяется газовым составом атмосферного воздуха и загрязнениями, характерными для этой категории воздушной среды. Попадание органической и неорганической пыли в помещения обусловлено их естественной и искусственной вентиляцией. Самыми распространенными загрязнителями помещений является пыль. Пыль - один из наиболее неблагоприятных факторов внешней среды, особенно в условиях города.
Пылью - считаются любые твердые частицы, взвешенные в воздухе. Самыми токсичными в пыли являются сложные белковые молекулы и простейшие организмы: пыль белково-витаминного концентрата, пыль хитинового покрова отмерших бытовых насекомых - мух, тараканов, муравьев. Такие пыли вызывают аллергические заболевания, как при вдыхании, так и при попадании на кожу (при контакте).
Этапы исследовательской работы:
Учет автотранспортной нагрузки по улице Химиков, в районе МБОУ СШ № 11 им. Скрипки О.В.г Волжского Волгоградской области.
Для учета автотранспортной нагрузки мы выбрали участок вблизи школы на расстоянии 500м.На участке работали три наблюдателя, которые определяли тип автотранспорта в течение 20 мин, идущего в двух направлениях. (Таблица 1).
общий путь, пройденный выявленным количеством автомобилей каждого типа за 1 час (L, км) мы определили по формуле:
Li = Ni . l,
где Ni - количество автомобилей каждого типа, проходящих за 1 час;
i - обозначение типа автотранспорта;
l - длина участка, км.
Расход топлива в зависимости от типа автотранспорта мы рассчитали по формуле:
:Qi = Li . Vi,
значения Vi взяли из таблицы 1 и полученные результаты внесли в таблицу 2
Таблица 2. Расход топлива в зависимости от типа автотранспорта
Таблица 2. Расход топлива в зависимости от типа автотранспорта
Значения коэффициентов, определяющих выброс вредных веществ от автотранспорта в зависимости от вида горючего приведены в таблице «Среднее количество вредных выбросов в зависимости от используемого топлива"
Коэффициент К численно равен количеству вредных выбросов соответствующего компонента в литрах при сгорании в двигателе автомашины количества топлива (также в литрах), необходимого для проезда 1 км (т. е. равного удельному расходу топлива)Среднее количество вредных выбросов в зависимости от используемого топлива
Бензин 0,6
0,1
0,04
Выделение загрязнителей в зависимости от вида топлива рассчитали при нормальных условиях по каждому виду топлива и общее их количество (V, л) по формуле:
m=V* M/ 22,4 (полученные результаты внесли в таблицу 3)
Таблица 3
Выделение загрязнителей в зависимости от вида топлива
140580 60248
15397
Результаты и выводы:
1.Рассчитали количество вредных веществ в л:
* СО-187440 * 0,6 =112464
*С5Н12- 187440* 0,1= 18744
*NO2- 187440*0,04= 7497,6
2.Рассчитали массу выделившихся вредных веществ (m г) по формуле:
m=(V . M)/22,4:
m(CO) = 112464*28/ 22,4 =14058
m(C5H12) =18744*72/22,4=60248
m(NO2) = 7497,6 * 46/ 22,4= 15397
3.Концентрацию выделившихся веществ сравнили с санитарно-допустимыми нормами окружающей среды (ПДК). Результаты записали в таблицу 4.
Таблица 4. Показатели экологического состояния атмосферы
4. Оценили объем воздуха на исследуемом участке в 30 м слое: По карте Arcgis.com измерили площадь участка, на котором вели наблюдения и определяли состояние атмосферы. Площадь участка составила 3* 106 м3, а для рассеивания СО необходим объем воздуха в 15 раз больше; для углеводородов достаточно; для оксида азота соответственно объем воздуха для нейтрализации необходим в 128 раз больший.
Вывод: концентрация вредных веществ в воздухе по угарному газу и углеводороду ниже ПДК, но по оксиду азота (IV) превышает ПДК в 5 раз.
Снижение концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе можно достичь увеличением численности деревьев на пришкольном участке. Мы узнали, что одно дерево средней величины за 24 часа восстанавливает столько кислорода, сколько необходимо для дыхания трех человек. Достаточно ли на территории нашей школы деревьев для восстановления кислорода в воздухе? На пришкольном участке произрастает 397 деревьев, в школе обучаются 829 учащихся, и 79 работников, всего 908.Для данного количества людей необходимо 302 дерева для полного восстановления потребленного кислорода. Значит, наша школа имеет необходимый уровень озеленения. Очень полезен в городских условиях каштан. Он почти так же неприхотлив, как тополь. При этом взрослое дерево за год очищает от выхлопных газов и пыли около 20 кубометров воздуха. Мы предлагаем высадить на территории школы, взамен старым, спиленным тополям каштаны.
«Мы уделяем больше внимания тому, что мы едим и пьем, однако мы поразительно мало, внимания уделяем воздуху, которым дышим». А.Л.Чижевский
Воздух города, загрязненный выбросами промышленных предприятий, выхлопами машин, городской пылью, едва ли способствует сохранению здоровья человека. Но каким бы грязным не был воздух на улице, по оценкам экологов домашний воздух в 4- 6 раз грязнее и 8-10 раз токсичнее наружного. Поэтому мы решили изучить чистоту воздуха в школьном помещении
Для выполнения работы нам понадобились оборудование и реактивы:
Микроскоп с объективом " х 8" (восьмикратное увеличение), пипетка, покровные и предметные стекла для микроскопа, секундомер, лопатка для взятия образцов отложений пыли, вода дистиллированная, 10%-ный раствор соляной или азотной кислот
Методика определения относительной запыленности воздуха
Нанесли по одной капле воды на пронумерованные предметные стекла.
Установили предметные стекла в выбранных местах (спортзал, столовая, рекреация 2,3,4, этажей, раздевалка, кабинет географии) на 15 минут.
Накрыли каждую каплю с осевшими на нее пылинками покровным стеклом, приготовив, таким образом, микропрепараты.
Поочередно поместили каждый микропрепарат на предметный столик микроскопа. Добились такого увеличения, чтобы в поле зрения микроскопа попала бы как можно большая часть капли.
Сосчитали количество пылинок в поле зрения микроскопа, данные занесли в таблицу Методика определения качественного состава пыли:
Отобрали образцы пыли в разных местах класса (на рабочих столах, шкафах, подоконниках ) и школы, поддевая лопаткой отложения пыли на "дорожке" в 3-5 см.
Перенесли образец пыли с лопатки на предметное стекло.
Накрыли образец пыли покровным стеклом, тем самым приготовив микропрепарат сухой пыли.
Поместили микропрепарат на предметный столик микроскопа. Добились такого увеличения, чтобы в поле зрения микроскопа попала бы как можно большая площадь микропрепарата.
Рассмотрели микропрепарат в микроскоп и описали из чего состоит пыль (внешний вид, форма, размеры, взаимное расположение и цвет частиц).
Подняли покровное стекло препаровальной иглой и нанесли на образец пыли каплю 10% раствора соляной или азотной кислоты. Сразу же накрыли смоченный микропрепарат покровным стеклом.
Поместили микропрепарат на предметный столик микроскопа. Рассмотрели его в микроскоп и описали изменения, происшедшие с образцом пыли в растворе кислоты.
В растворе соляной кислоты растворяются преимущественно частицы известняков и водорастворимые соли, а в растворе азотной кислоты большинство других минеральных солей.
Таблица 5. Качественный и количественный состав пыли.
Спортивный зал
15
Некоторые пылинки растворились в растворе соляной кислоты, остальные в растворе азотной кислоты.
Результаты и выводы:
1. Для естественного очищения воздуха на исследуемом участке необходимо больше зеленых насаждений, так как объем воздуха недостаточен для рассеивания вредных веществ.
2.Мы отметили, что пылинки под микроскопом имели аморфную структуру, а некоторые имели кристаллическую структуру с острыми гранями. В столовой, рекреации 2,3,4 этажей, кабинете географии пылинки растворились в растворе соляной кислоты- это неорганическая пыль, в состав которой входят неорганические вещества(оксиды металлов, неорганические соли).В столовой, спортивном зале, раздевалке часть пылинок растворилась в соляной кислоте, остальные в растворе азотной кислоты, что свидетельствует о наличии не только пыли неорганического состава, но и органической пыли в состав которой могут входить остатки древесины, шерсти, волос, химических волокон.
Самыми запыленными оказались столовая, раздевалка, спортивный зал, в основном здесь большое скопление людей, что и вызывает наличие пыли, хотя в этих помещениях производится санитарно-гигиеническая уборка неоднократно в течение дня.
3.Мы выяснили действие пыли на организм человека. Оказалось, что действие пыли на кожный покров сводится в основном к механическому раздражению. Это приводит к сухости кожного покрова, иногда появляются трещины и сыпи.
Попадая на слизистые оболочки глаз, пыль вызывает конъюнктивит.
Длительное нахождение в запыленном помещении приводит к воздействию пыли на верхние дыхательные пути, что приводит к их раздражению, а иногда - к воспалению
4. Мы считаем, что естественным и одним из эффективных факторов, способствующих снижению уровня загрязнения воздуха в школьных помещениях, а также повышению концентрации кислорода и влажности, являются комнатные растения. Можно выращивать фикусы. Большинство фикусов - это быстрорастущие растения с большим количеством устьиц на листьях. Они поглощают ядовитые для человека вещества, содержащиеся в воздухе (бензол, трихлорэтилен, фенолы), и превращают их с помощью специальных ферментов в аминокислоты и сахара. Хлорофитум просто чемпион по своим поглощающим качествам: он устраняет формальдегид и угарный газ, делает воздух более свежим и менее аллергенным.
5. Для уменьшения содержания органической и неорганической пыли в школьном помещении необходимо каждому носить вторую обувь.
III Заключение.
Перед тем, как начать работу, мы выдвинули две гипотезы, первая: «один из главных загрязнителей воздуха — автомобильный транспорт», вторая: «пыль- один из наиболее неблагоприятных факторов внешней среды в условиях города». Подтвердились ли гипотезы?
Мы определили следующие пути решения этих проблем:
1.Разработка и реализация рекреационных мероприятий в экологически неблагополучных микрорайонах города;
2. Мероприятия по озеленению, созданию и сохранению парковых зон;
3. Чаще использовать велосипед как средство передвижения, это приумножит здоровье и поможет сохранить воздух в городе чистым.
Мы считаем, что данная работа очень актуальна и может быть применена на уроках географии, биологии, химии. Материал исследования можно использовать на внеклассных мероприятиях в школе при воспитании у учащихся бережного отношения к природе и своему здоровью.
IV Список литературы.
1.Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 28 ноября 2002 г. N 44 "О введении в действие санитарно-эпидемиологических правил и нормативов СанПиН 2.4.2.1178-02"
2.М. В. Высоцкая. Экология. Элективные курсы. 9 класс / авт.-сост. Э40. – Волгоград: Учитель, 2007. – 127 с.
3.Биология. Дополнительные материалы к урокам и внеклассным мероприятиям по биологии и экологии в 10-11 классах / М.М.Бондарук, Н.В.Ковылина. – 2-е изд., стереотип. – Волгоград: Учитель, 2008. – 167 с.
4.Доклад о состоянии окружающей среды Волгоградской области в 2014 году. Волгоград. «СМОТРИ» 2014
