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.
Введение ……………………………………………………………....... 3
Методика исследования …………………………………………. 5
Результаты исследования и их обсуждение ……………… 7
Выводы …………………………………………………………………. 10
Заключение ……………………………………………………………. 11
Список использованной литературы ……………………….. 12
Приложения ……………………………………………………………. 13
- 2 -
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)
Цель данной работы: оценить количество выбросов вредных веществ, поступающих от автотранспорта в атмосферу.
Задачи:
Определить количество выбросов вредных веществ (CO,NO2, углеводородов) от автотранспорта расчётным методом.
Сравнить полученные результаты с показателями ПДК вредных веществ.
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:
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
- Средние нормы расхода топлива
( л на 100 км)
Удельный расход топлива Yj ( л на 1 км)
Легковые автомобили
11-13
0,11-0,13
Грузовые автомобили
29-33
0,29-0,33
Автобусы
41-44
0,41-0,44
Дизельные грузовые автомобили
31-34
0,31-0,34
Значения эмпирических коэффициентов (К), определяющих выброс вредных веществ от автотранспорта в зависимости от вида горючего приведены в таблице:
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.
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 * 0,29 = 0,7395 л.
Qj (автоб). = 0,85 * 0,41 = 0,3485 л.
Qj (диз. авт.) = 3,825 * 0,31 = 1,18575 л.
Определила общее количество сожженного топлива каждого вида (Q) и занесла результаты в таблицу 2:
Таблица 2. Расход топлива
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
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 санитарно-эпидемиологического нормирования РФ (ГН 2.1.6.695-98)
ПДК загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населённых мест составляет:
Среднесуточная, мг/м3
Класс опасности
NO
0,4
0,06
3
NO2
0.085
0,04
2
CO
5,0
3,0
4
CH
1,0
----
4
Таблица 4 (приложение 3).
Кол-во, л (объём)
Масса, г
Объём воздуха для разбавления, м3
Значение ПДК, мг/м3
Угарный газ
1,8373
2,3
460
5,0
Углеводороды
0,32205
0,19
190
1,0
Диоксид азота
0,16201
0,33
3882
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.
[pic]
Мкр. Руднев г. Донской находится в 17,5 км от центра Новомосковска.
- 13 -
Приложение 2. Исследуемый участок автомагистрали.
Здание школы вблизи дороги.
[pic]
Измерение участка шагами.
[pic]
- 14 -
Движение автотранспорта по исследуемому участку.
[pic]
[pic]
- 15 -
Приложение 3. Соотношение массы вредных веществ в воздухе от выхлопных газов автотранспорта с показателем ПДК этих веществ.
- 16 -
- 17 -
