Определение количества антропогенных загрязнений,попадающих в окружающую среду в результате работы автотранспорта.

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.

1. Введение ……………………………………………………………....... 3

2. Методика исследования …………………………………………. 5

3. Результаты исследования и их обсуждение ……………… 7

4. Выводы …………………………………………………………………. 10

5. Заключение ……………………………………………………………. 11

6. Список использованной литературы ……………………….. 12

7. Приложения ……………………………………………………………. 13

- 2 -

1. 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 NO_x от общего загрязнения атмосферы этими газами. Повышенное содержание CO и NO_x 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:

1. Определить количество выбросов вредных веществ (CO,NO₂, углеводородов) от автотранспорта расчётным методом.

2. Сравнить полученные результаты с показателями ПДК вредных веществ.

3. 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 Y_j ( 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:

L_j=N_j * L, где

j - обозначение типа автотранспорта;

L - длина участка, км;

N_j - число автомобилей каждого типа за 1 час.

L_j (легк. авт.) = 38 * 0,425 = 16,15 км.

L_j (груз. авт.) = 6 * 0,425 = 2,55 км.

L_j (автоб) = 2* 0,425 = 0,85 км.

L_j( диз. авт.) = 9 * 0,425 = 3, 825 км.

Полученные данные занесла в таблицу 1.

2. Рассчитала количество топлива (Q_j, л) разного вида, сжигаемого при этом двигателями автомашин, по формуле:

Q_j = L_j * Y_j

Q_j (легк. авт.) = 16,15 * 0,11 = 1,7765 л.

Q_j (груз. авт.) = 2,55 * 0,29 = 0,7395 л.

Q_j (автоб). = 0,85 * 0,41 = 0,3485 л.

Q_j (диз. авт.) = 3,825 * 0,31 = 1,18575 л.

3. Определила общее количество сожженного топлива каждого вида (Q) и занесла результаты в таблицу 2:

Таблица 2. Расход топлива

4. 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 C_n H_m - 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.

Мкр. Руднев г. Донской находится в 17,5 км от центра Новомосковска.

- 13 -

Приложение 2. Исследуемый участок автомагистрали.

Здание школы вблизи дороги.

Измерение участка шагами.

- 14 -

Движение автотранспорта по исследуемому участку.

- 15 -

Приложение 3. Соотношение массы вредных веществ в воздухе от выхлопных газов автотранспорта с показателем ПДК этих веществ.

- 16 -

- 17 -