Скачать 212.25 Kb.
|
Исследовательский проект Исследование загрязнения воздуха автотранспортом в городе Саранске Работу выполнили: ученики 7 класса. МОУ «СОШ№39» г.о. Саранск Научный руководитель: учитель биологии Панькина Татьяна Александровна Саранск 2012 Содержание ВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………3 1.1 Загрязнение атмосферы автотранспортом г. Саранска………………………………4 1.2 Влияние загрязненного воздуха на здоровье человека………………………………5 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ………………………………………….…6 2.1 Характеристика исследуемых площадок………………………………………………6 2.2 Определение количества единиц автотранспорта, проходящего участкам исследования………………………………………………………………………………….6 2.3 Методика определения физических свойств талого снега……………………………7 2.4 Методика определения химических свойств талого снега……………………………7 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ……………………………………………………9 3.1 Определение содержания количества вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу автотранспортом………………………………………………………………….9 3.2 Определение загрязнений воздуха по снежному покрову……………………………..9 4. Предложения по улучшению качества воздушной среды………………………………12 Выводы…………………………………………………………………………………......13 Список литературы……………………………………………………………………..…14 ВЕДЕНИЕ Проблема охраны окружающей среды является одной из наиболее актуальных, поскольку от ее решения зависят жизнь на Земле, здоровье и благосостояние человека. Эта проблема обострилась в XX в., когда интенсивное развитие промышленности и транспорта, а также несовершенство технологических процессов привели к загрязнению атмосферы, воды и почвы. Основным виновником загрязнения атмосферного воздуха является автомобильный транспорт. На его долю приходится основная масса вредных выбросов: 90% по окиси углерода и 70% по окиси азота. Выхлопные газы добавляют в почву и воздух тяжелые металлы, другие вредные вещества. К тому же резко выросло число автомобилей в городах, к чему основная часть городов оказались не готовы. Одна из главных причин этого существенный износ автомобильной техники – почти семьдесят процентов автомашин устарели и при работе их двигатели выбрасывают массу вредных веществ. Другая причина - низкое качество производимого отечественного бензина (самом распространённом для дешёвых автомобилей -76-м). Угарный газ и окислы азота, выделяемые из глушителя автомобиля, является причинами головных болей, усталости, немотивированного раздражения, низкой трудоспособности. Сернистый газ воздействует на генетический аппарат, способствуя бесплодию и врожденным уродствам. Все эти факторы ведут к стрессам, заболеваниям нервной системы, органов кровообращения и дыхания, инфарктам, гипертонии и новообразованиям. Цель работы заключается в рассмотрении степени влияния автомобильного транспорта на атмосферу города Саранск. Были поставлены следующие задачи: 1) найти и проанализировать литературу по данному вопросу; 2) собрать показатели по загруженности автотранспортом дорог в исследуемых участках; 3) провести химический анализ атмосферных осадков (снега) 4) оценить экологическую ситуацию в исследуемых участках в соответствии с получены- ми результатами; 5) внести предложения по улучшению качества воздушной среды. Используемые методы: теоретические, практические, экспериментальные. Объект исследования: загрязненность снежной воды. Предмет исследования: загрязненность воздуха г. Саранска 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1 Загрязнение атмосферы автотранспортом г. Саранска Столица Мордовии выбивается в лидеры по степени загрязненности воздуха. Исследования атмосферы в главных городах Поволжья и центральной части России, проведенные учеными Верхневолжского Управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды дали неожиданные результаты. Саранск занял "почетное" четвертое место в списке городов-смертников, пропустив на "гибельный пьедестал" лишь Рязань, Чебоксары и Иваново (где, по мнению специалистов по мониторингу окружающей среды, уже вовсе дышать нечем). Источников загрязнения в Саранске много: это тепловые электростанции, предприятия светотехнической, электротехнической, химической промышленности, стройматериалов и, конечно же, автотранспорт. Котельные, заводы производят выбросы из низких источников (высотой до 10-20 м), характеризуются большим несовершенством технологического оборудования, что и определяет высокую концентрацию вредных веществ в приземном слое воздуха[1,2]. Одним из основных источников загрязнения воздуха в городах является автомобильный транспорт. Транспортный комплекс в Мордовии включает в себя в основном автомобильный транспорт, выбросы от железнодорожного и авиационного транспорта незначительные. Загрязнение происходит по трём основным направлениям:
В отработанных газах двигателей содержится более 200 химических соединений. В городских условиях от 30 до 40% общего движения транспорта составляют режимы разгона и торможения, когда увеличивается расход топлива и выбросов в атмосферу. А во время простоя транспорта у светофора в атмосферу выбрасывается максимум выхлопных газов. Один легковой автомобиль в течение суток выбрасывает в атмосферу до 1кг выхлопных газов. В их состав входит около 30г угарного газа СО, 6г оксида азота, соединения свинца, серы, кадмия, молибдена и другие загрязняющие вещества. По-прежнему автомобильный транспорт сохраняет доминирующую роль в загрязнении атмосферы. По г. Саранску выбросы от автотранспорта составляют 79,5% от суммарных выбросов по городу, в том числе: окись углерода – 91,8%, сажа – 92,8%, окислы азота – 60,5%, углеводороды – 99,9%, диоксид серы – 11,5%. Основная причина загрязнения воздуха заключается в неполном и неравномерном сгорании топлива. Всего 15% его расходуется на движение автомобиля, а 85% «летит на ветер». К тому же камеры сгорания автомобильного двигателя – это своеобразный химический реактор, синтезирующий ядовитые вещества и выбрасывающий их в атмосферу. Из соединений металлов, входящих в состав твёрдых выбросов автомобилей, наиболее изученными являются соединения свинца. Это обусловлено тем, что соединения свинца, поступая в организм человека и теплокровных животных с водой, воздухом и пищей, оказывают на него наиболее вредное действие. До 50% дневного поступления свинца в организм приходится на воздух, в котором значительную долю составляют отработавшие газы автомобилей[3]. 1.2 Влияние загрязненного воздуха на здоровье человека Загрязненный атмосферный воздух воздействует на здоровье человека и на окружающую природную среду, медленно постепенно разрушая различные системы жизнеобеспечения организма. Так, диоксид серы, соединяясь с влагой, образует серную кислоту, которая разрушает легочную ткань человека и животных. Пыль, содержащая диоксид кремния, вызывает тяжелое заболевание легких - силикоз. Оксиды азота раздражают, а в тяжелых случаях и разъедают слизистые оболочки, например глаз, легких, участвуют в образовании ядовитых туманов и т. д. Особенно опасны они, если содержатся в загрязненном воздухе совместно с диоксидом серы и другими токсичными соединениями. В этих случаях даже при малых концентрациях загрязняющих веществ возникает эффект синергизма, т. е. усиление токсичности всей газообразной смеси. Широко известно действие на человеческий организм оксида углерода (угарного газа). При остром отравлении появляются общая слабость, головокружение, тошнота, сонливость, потеря сознания, возможен летальный исход (Даже спустя 3-7 дней). Однако из-за низкой концентрации СО в атмосферном воздухе он, как правило, не вызывает массовых отравлений, хотя и очень опасен для лиц, страдающих анемией и сердечно-сосудистыми заболеваниями. Среди взвешенных твердых частиц наиболее опасны частицы размером менее 5 мкм, которые способны проникать в лимфатические узлы, задерживаться в альвеолах легких, засорять слизистые оболочки[4]. Таблица 1 - Влияние выхлопных газов автомобиля на здоровье человека
Весьма неблагоприятные последствия, которые могут сказываться на огромном интервале времени, связаны и с такими незначительными, по объему выбросами, как свинец, фосфор, кадмий, мышьяк, кобальт и др. Они угнетают кроветворную систему, вызывают онкологические заболевания, снижают сопротивление организма инфекциям и т. д. Пыль, содержащая соединения свинца и ртути, обладает мутагенными свойствами и вызывает генетические изменения в клетках организма. Последствия воздействия на организм человека вредных веществ, содержащихся в выхлопных газах автомобилей, весьма серьезны и имеют широчайший диапазон действия от кашля до летального исхода. Бензол является потенциальным возбудителем рака. Высокие концентрации бензола можно обнаружить в воздухе городов, и они могут увеличить количество заболеваний раком. Обнаружение этого источника затруднено из-за значительной роли других источников бензола для людей, например табачного дыма. Другим ароматическим соединением, присутствующим в больших концентрациях в бензине, является толуол. Толуол с меньшей вероятностью, чем бензол, может вызывать рак, но он имеет ряд нежелательных качеств[5,6]. 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 2.1 Характеристика исследуемых площадок Для проведения исследований влияния автотранспорта на воздух мною было выбраны три участка в г. Саранске, различных в экологическом отношении. Площадка№1 Улица Щорса, в спальном районе в 50 метрах от основной дороги. Площадка №2 Перекресток улиц проспект 50 лет Октября и Гагарина ( магазин Чайка). Здесь расположена наиболее интенсивное движение транспорта. Площадка № 3 Алея по улице М. Расковой. 2.2 Определение количества единиц автотранспорта, проходящего участкам исследования. 1. На выбранном для исследования участке длиной 100 м, неоднократно производился подсчет автомобилей, движущихся в оба направления. Работа производилась в утренние, дневные и вечерние часы следующим образом: занималось место у исследуемого участка, и в течение 15 минут в отдельный бланк заносились данные о проезжающем транспорте. 2. Рассчитывается общий путь, пройденный выявленным количеством автомобилей каждого типа за 1 час (S, км), по формуле: S = N х I, где N – количество автомобилей каждого типа (на дизельном и бензиновом топливе) за 1 час; I – длина участка, км, равная 0,1 км. 3. Рассчитывается количество топлива, сжигаемого двигателями автомашин (R, л), по формуле: R = S х K, где K – расход топлива на 1 км пути, л, приблизительно равный 0,1 л. 4. Рассчитывается объемное количество выделившихся загрязняющих веществ (V, л) на выбранном нами участке дороги по формуле: V = R х k , где k – коэффициент для бензина: при сгорании топлива, необходимого для пробега 1 км, выделяется: 0,6 л угарного газа, 0,1 л углеводородов, 0,04 л диоксида азота [7]. 2. 3 Методика определения физических свойств талого снега Взяли пробы снега в четырех пунктах на улицах вблизи проезжей части дороги. Снег помещали в емкости для оттаивания. Полученную жидкость использовали для проведения анализа на загрязненность (Приложение 1). 1. Для определения прозрачности проб талой воды в стеклянный цилиндр диаметром 3 см высотой 30 см наливается определенное количество воды, через которую просматривается шрифт (печатный текст). Можно сравнить каждую пробу с контрольным образцом – дистиллированной водой. Вода может быть прозрачной, слабо мутной, сильно мутной. Перед замером воду необходимо взболтать. Прозрачность зависит от количества взвешенных частиц органического и неорганического происхождения и определяется высотой столба воды в цилиндре, сквозь который начинают читаться буквы. 2. Для определения запаха в чистую широкогорлую колбу объемом 100 мл наливают исследуемую воду на 2/3 объема, прикрывают стеклышком, осторожно взбалтывают. Затем, сдвинув с колбы стеклышко, определяют запах воды. 3. Качественную оценку цветности воды можно провести путем сравнения ее с дистиллированной водой, на фоне листа белой бумаги сравнить наблюдаемый цвет (бесцветная, светло-бурая, желтоватая, серая, мутная и т. д. ). 2.4 Методика определения химических свойств талого снега 1. Определение кислотности. Для определения реакции водной среды талого снега необходим универсальный индикатор, полоску которого необходимо смочить в пробе и сравнить цвет со шкалой pH. 2. Обнаружение органических веществ. В одну пробирку наливают 5 мл дистиллированной воды, в другую – исследуемую воду. В каждую пробирку прибавляют по капле 5% перманганата калия КМnО4. В пробирке с дистиллированной водой окраска сохранится. Исчезновение окраски в исследуемой воде указывает на присутствие в ней органических веществ (иногда неорганических восстановителей). 3. Определение ионов железа Fe3+. К 10 мл исследуемого талого снега прибавляют 1-2 капли соляной кислоты HCl, несколько капель пероксида водорода и 0,2 мл (4 капли) 50%-го раствора тиоцианата калия KNCS. Перемешивают и наблюдают за развитием окраски. Примерное содержание железа находят по таблице. Метод чувствителен, можно определить до 0,02 мг/л. 4. Определение ионов свинца Pb2+ (качественное). Исследования производятся следующим образом. К 5 мл испытуемого раствора прибавить немного KI, после чего, добавив уксусной кислоты CH3COOH, нагреть содержимое пробирки до полного растворения, первоначально выпавшего мало характерного желтого осадка PbI2. Охладить полученный раствор под краном, при этом PbI2 выпадет снова, но уже в виде красивых золотистых кристаллов. 5. Определение ионов меди Cu2+ (качественное). В фарфоровую чашку поместить 3-5 мл исследуемого талого снега, выпарить досуха, затем прибавить 1 каплю концентрированного раствора аммиака NH3. Появление интенсивно синего цвета. 6. Определение ионов хлора Cl- (качественное). К 5 мл талого снега добавить 3 капли 10% раствора нитрата серебра AgNO3, подкисленного азотной кислотой HNO3. Образуется осадок или муть:
7. Определение сульфат ионов SO42- (качественное). К 5 мл талого снега добавить 4 капли 10% раствора соляной кислоты HCl и 4 капли 5% раствора хлорида бария BaCl2. Образуется осадок или муть
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Автомобиль – один из главных источников загрязнения окружающей среды в больших городах. Для Москвы выброс автотранспортом загрязняющих веществ в атмосферный воздух остается одной из главных проблем. Отработанные газы двигателей внутреннего сгорания содержат более 200 вредных веществ и соединений, в том числе и канцерогенных. Среди веществ, вызывающих химическое загрязнение воздуха, наиболее распространены и опасны оксиды азота, серы, угарный газ, углеводороды, тяжелые металлы, сажа – продукт неполного сгорания топлива. 3.1 Определение содержания количества вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу автотранспортом При подсчете количества автомобильного транспорта в разное время суток были получены следующие результаты (таблица 4). Таблица 4- Количество вредных веществ, выбрасываемых автомобилями в разное время суток
На всех исследуемых площадках, интенсивный транспортный поток приходится на вечернее время суток(18ч), в это же время происходит наибольший выброс токсических веществ. Наименьшее количество загрязняющих веществ, приходится на площадку №1. Наибольшее количество токсических веществ, приходится на участок №2. Это объясняется наличием срезу нескольких дорог. Санитарные требования по уровню загрязнения допускают поток машин в жилой зоне интенсивностью не более 200 автомобилей в час[8]. Следовательно, ни один из участков не превышает санитарные нормы. 3.2 Определение загрязнений воздуха по снежному покрову Основные источники пыли в воздухе – автотранспорт и промышленные выбросы. Для получения объективной информации по загрязнению атмосферы пылеулавливающие устройства надо применять несколько раз. Но природа и сама создала уникальные «ловушки» для сбора загрязнителей, например снежный покров. Исследуя его, можно узнать степень запыленности за весь зимний период. Определения физических свойств талого снега. Для изучения физических свойств снега, я использовала следующие параметры: прозрачность, запах и цвет. Мной были получены следующие результаты Таблица 5- Результаты определения физических свойств талого снега
Проба№1 (площадка№1) оказалась самой чистой. Запах не ощущается, цветность равна—0, так как цвет не отмечен ни сбоку, ни сверху. Взвешенных частиц в растворе так же не обнаружено, при фильтровании на фильтре ничего не было. Можно предположить, что примеси всё-таки есть, но мы не смогли их обнаружить. Проба №2 (площадка№2) оказалась, как мы и предполагали, самой грязной. Довольно мутный раствор. Запах сразу не ощущается, но обнаруживается при тщательном исследовании (при нагревании воды). Взвешенные частицы хорошо видны при таянии снега, после отстаивания взвесь оседает на дно. После фильтрования остаётся ещё достаточное количество грязи на фильтре. Цвет раствора имеет серый оттенок. Проба №3 (площадка№3) запах не ощущается. Взвешенных частиц в растворе мало, можно увидеть только после фильтрования. Поэтому мутность в равна 0. Цвет слабый желтоватый. Проанализировав снег по площадкам можно сказать, что наиболее чистой площадкой является территория около школы, самой загрязненной в районе чайки. Определения химических свойств талого снега После того как провели определение качественных характеристик талой воды мы приступили к химическому анализу оставшихся образцов растаявшего снега (таблица 6) При определении кислотности воды (показателя рН) у нас получились следующие результаты: в пробах №1, и №3 рН оказался в норме—6 по отношению к контролю. А рН в пробе №2 равен 5. Это говорит о том, что снег в образце №2 имеет слабо кислую среду. Таблица 6 - Результаты химического анализа проб талого снега
Исследование химического состава проб талого снега показали разную степень их загрязнения: в пробе №2 обнаружено наличие хлорид- и сульфат ионы, а также ионов железа, что объясняется соседством с дорогой; самыми чистыми оказалось пробы №1 (территория школы) и №3 (дорога перед школой) – это можно объяснить зелеными насаждениями и наименьшим количеством транспорта. 4. Предложения по улучшению качества воздушной среды
ВЫВОДЫ Основным и главным источником загрязнения окружающей среды на юго-западе г. Саранска является автомобильный транспорт, так как поблизости нет крупных промышленных и других предприятий, загрязняющих окружающую среду. Сажа, соединения свинца, оксиды серы, азота, углерода и другие соединения в составе выхлопных газов от автомобилей поднимаются в воздух, а затем оседают на поверхности снежного покрова и остаются там до начала тепла. В течение зимнего периода времени в атмосферу поступают различные загрязнители, которые вместе с осадками, это в основном снег. Так как снег является хорошим накопителем различных веществ, то в его толще они сохраняются довольно длительное время без каких-либо изменений. Определить какие именно вещества поступают в атмосферу, и каковы последствия их влияния на окружающую среду можно в зимний период с помощью анализа снежного покрова данной территории. Сделав анализ, можно точно определить какие вещества наиболее опасно для здоровья человека и природы. Так же можно сделать прогноз о последствиях выбросов в атмосферу выхлопных газов и других твёрдых частиц. После проведения всех работ были сделаны следующие выводы: 1. Самым грязным является участок №2, т.к. он расположен непосредственно рядом с проезжей частью, все загрязняющие вещества, попадая в воздух, постепенно оседают на поверхности снега, превращая его тем самым в смесь ядовитых веществ; 2. На пришкольной территории (площадка №1 ) все показатели чистоты снега находятся в норме, исходя из этого можно говорить об относительной чистоте атмосферы, соответственно учащиеся дышат незагрязнённым воздухом, что в свою очередь благотворно влияет на их здоровье; 3. Анализ площадки №3 показал, что все критерии в норме: умеренная нагрузка на автодорогах, большая площадь зеленых насаждений оказывают благотворное влияние на экологическое состояние участка. 4. При сравнении полученных данных с санитарными требованиями (по уровню загрязнения и шума допускается поток транспорта в жилой зоне не более 200 а/м) можно сделать вывод, что все исследуемые участки соответствуют норме. Данная исследовательская работа имеет практическую значимость, для жителей данной местности, так как это помогает выявить неблагоприятные факторы, по возможности устранить их воздействие, проводить профилактические мероприятия по уменьшению их влияния. Все это, в совокупности поможет избежать возникновения многих заболеваний. Список литературы
ПРИЛОЖЕНИЕ Рисунок 1- Забор снега Рисунок 2- Анализ снега |
Учебно-тематическое планирование по биологии Классы 7а Учитель Абызова... Мбоу «Камскополянская средняя общеобразовательная школа №2 с углублённым изучением отдельных предметов» Нижнекамского муниципального... | Тема урока «История письменности» Учитель истории Логинова Татьяна Александровна, учитель информатики Геворгян Мелик Самвелович | ||
Рабочая программа основного общего образования по биологии для 7... Программа курса «Биология. Животные.» предназначена для работы с учащимися 7-х классов | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Составитель: Першина Татьяна Александровна, учитель начальных классов, соответствует занимаемой должности «учитель» | ||
Татьяна Александровна, учитель информатики Участники Участники: классный учащиеся класса, учитель информатики, библиотекарь, старшеклассники | Рабочая программа основного общего образования по биологии для 8... Программы курса «Человек и его здоровье» для 8 класса «Человек» авторов А. Г. Драгомилова, Р. Д. Маша Биология в основной школе:... | ||
Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... В состав мо входят восемь учителей: Ирина Борисовна учитель информатики, Эльвира Равильевна учитель математики, Ольга Евгеньевна... | Программа Школа России Учитель: Норинская Татьяна Александровна Перечень нормативных документов, используемых при составлении рабочей программы по географии | ||
Урок-спектакль, посвященный творчеству И. С. Тургенева Подготовила учитель русского языка и литературы школы №10 г. Ноябрьск Тюменской области Эсебуа Татьяна Александровна | Рабочая программа по русскому языку (факультативный курс «Речевой... Муниципальное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №37 | ||
Дмитриева Татьяна Михайловна, учитель биологии, Кучарина Валентина... Охватывает их целостности со всеми сложностями, взаимосвязями, противоречиями | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Составила учитель русского языка и литературы школы №10 г. Ноябрьск янао эсебуа Татьяна Александровна | ||
Обучение математике младших школьников с нарушением интеллекта через... Гбоу рх «Черногорская специальная (коррекционная) школа интернат» учитель начальных классов Ростовцева Татьяна Александровна | Урок русского языка в 6 классе Тема: Слитное и раздельное написание Автор работы: Моисеева Татьяна Александровна, учитель русского языка и литературы | ||
Рабочая программа по литературе 6а класс Учитель: Язовских Татьяна Александровна, 1 кв категория В. Я. Коровиной. В работе используется учебник -хрестоматия «Литература. 6 класс» (в 2 частях) автор-составитель В. Я. Коровина.... | Барановская Ольга Валерьевна, учитель русского языка и литературы... Сценарий интегрированного урока ( биология, экология, литература, мхк) по теме: «Значение бабочек (чешуекрылых) в природе и жизни... |