Исследовательская работа "Исследование загрязнения воздуха автотранспортом"

Районная

научно – практическая конференция школьников

« Первые шаги в науку»

Направление:       Х и м и я

Название работы:    Исследование загрязнения    воздуха  автотранспортом 

Автор работы:    Московцов Иван  Александрович

Место выполнения работы:   с. Яшалта

                                                     Муниципальное образовательное      

                                                     учреждение   «Яшалтинская

                                                     средняя школа»

Руководитель:    Московцова И.А., учитель химии и биологии

                                                2008г.

Оглавление:

1.  Введение                                                                                                     1

2. Загрязнение атмосферного воздуха

    автотранспортом.                                                                                        2

3. Чем вредны выбросы автотранспорта                                                      2

     3.1. Влияние свинца на организм животных                                          3

     3.2 Влияние свинца на организм человека                                             4

4. Методика исследования загрязнения воздуха автотранспортом:         5

5. Методика определения свинца в окружающей среде                            5

6. Результаты исследования                                                                          6-9

7. Выводы                                                                                                       10

8. Список литературы                                                                                   11

9. Приложения                                                                                          

1.Введение.

Когда говорят, нужен как воздух, сразу ясно – речь идет о чем- то жизненно важном. Без него человек не проживет и несколько минут. Дышим всегда  и везде. Но – чем?  И почему так радуемся, когда выезжаем на природу, на свежий воздух?

            Качество атмосферного воздуха – важнейший фактор, влияющий на здоровье, на санитарную и эпидемиологическую ситуацию. Но две трети населения (!) нашей Федерации проживает на территориях, где уровень загрязнения атмосферного воздуха не соответствует гигиеническим нормам.

 Цель исследования: изучение теоретического материала по проблеме загрязнения атмосферного воздуха автотранспортом  и проведение химического анализа  окружающей среды  с. Яшалта.

Научно – практическая работа приурочена к 130-летию села.

          Данная работа опирается на знания и умения, полученные при изучении основ экологии, биологии и химии, а также изучение дополнительной литературы по биохимии и аналитической химии.

Задачи исследования:                                                                                      

1.Освоить методику исследования загрязнения воздуха автотранспортом.

2. Выявить закономерность между концентрацией свинца и расстоянием до дороги.

3. Провести сравнительный анализ полученных результатов за три месяца.

2.Загрязнение атмосферного воздуха автотранспортом.

 Состояние окружающей природной среды – одна из наиболее острых социально – экономических проблем, прямо или косвенно затрагивающие интересы каждого человека

         Где же наиболее загрязненный воздух?  Именно там, где мы живем и проводим большую часть времени – в зоне жилой застройки, если там проходят автомагистрали.

        В 2000 году проверка проводилась в 253 городах России, и выяснилось, что в 202 из них вредных веществ в воздухе больше нормы. А проживает там 64,5 млн. человек, то есть половина населения России. И все же существуют регионы, где дышать становиться просто опасно для здоровья, потому что  воздух там загрязнен в 10, а то и более раз выше нормы. Как правило, воздух загрязнен диоксидом азота, сероуглеродом и формальдегидом. Сероуглерод чаще всего выбрасывают в атмосферу предприятия, а диоксид азота – автотранспорт. 

         Выбросы вредных веществ в атмосферу в  Калмыкии увеличиваются в основном за счет увеличения выбросов от автотранспортных средств - 77,04 тыс. т, значительная часть приходится на газообразные вещества.

Из общего количества образовавшихся загрязняющих веществ уловлено 3,266 тыс. т (29,6%). Очистке подверглись выбросы, содержащие пыль.

Таблица №1.

Загрязняющие вещества в атмосфере на территории Калмыкии за 5 лет (тыс.т)

Наверное, каждый знает о том, какую роль в загрязнении  воздуха играют выхлопные газы автомобилей. Они содержат более 200 наименований вредных  и канцерогенных веществ. Многие из них обладают способностью накапливаться в организме. Длительное время вредное воздействие этих веществ незаметно, а затем оно может резко проявиться. Надо отметить, что при скорости автомобиля 40-80 км ч в выхлопных газах содержится наименьшее количество вредных веществ. Таким образом, наиболее опасны прогулки вдоль высокоскоростных магистралей и в местах, где автомобили стоят в пробках.

         Ежегодные всероссийские акции «Чистый воздух» показывают, что экологическим нормам не соответствует 6-8 % автомобилей, а в Калмыкии  зарегистрировано 55.342 единицы автотранспорта.

        Токсичные вещества могут сохраняться в атмосфере в течение длительного времени и переноситься на значительные расстояния, поглощая столь необходимый для жизни кислород, интенсивно «обогащая» воздушную среду токсичными компонентами, наносящими вред всему живому и неживому.

 Таблица №2. Динамика выбросов загрязняющих веществ в атмосферу 

Из приведенной таблицы видно, что пик выбросов пришелся на 1998, 1997 года.

3.Чем вредны выбросы автотранспорта?

Двигатель, работающий на бензине, является источником загрязнения воздуха оксидом углерода (образуется в результате неполного сгорания топлива в цилиндрах), газообразными углеводородами парафинового ряда, продуктами неполного окисления топлива (альдегиды), галогеносодержащими углеводородами, тяжелыми металлами (свинец) и др.

     Дизельный двигатель выделяет сажи на порядок больше, но зато его

выхлопной газ не содержит свинца.

Какой же вред наносят перечисленные вещества?

         Оксид углерода препятствует поглощению кровью кислорода; свинец влияет на кровеносную и нервную системы (способен накапливаться и откладываться в различных органах); оксиды азота раздражают легкие, вызывают различные  легочные заболевания, увеличивают восприимчивость организма к вирусным заболеваниям.

                                  3.1 Влияние свинца на организм животных.

Животные реагируют на загрязнение гораздо раньше, чем человек!

Замечено, что собаки, кошки, другие мелкие животные (высота в холке до 0,5м) и, конечно, дети более подвержены риску тяжело ( или даже неизлечимо) заболеть из-за воздействия загрязнителей, чем взрослые люди. Это, скорее всего, происходит по двум причинам: во-первых, разная чувствительность человека и животных к вредным веществам обусловлена некоторыми различиями в механизмах регуляции физиологических функций, в течении обменных процессов, в массе тела, продолжительности жизни и др.; во-вторых, выхлопные трубы автомобилей расположены на небольшом расстоянии от земли и первыми, кто получает свою долю выхлопа, становятся именно братья наши меньшие. Данные ветеринарной службы свидетельствуют о том, что участились случаи онкологических заболеваний у собак (каждая 3-4) и кошек (2-3 из 10); одна из причин – неблагоприятная экологическая обстановка.

                                   3.2.Влияние свинца на организм человека

В человеческом организме содержится около 0,1 мг свинца, на 100 г веса тела. Биологическая роль его до сих пор не выяснена.

Человек ежедневно потребляет около 0,29 мг свинца с  пищевыми продуктами животного и растительного происхождения.

Как металлический свинец, так и его соли очень ядовиты и вызывают хроническое отравление. При свинцовом отравлении поражается, прежде всего, центральная нервная система: возникают галлюцинации, судороги, атрофия зрительного нерва. Кроме этого возникают различные заболевания желудочно-кишечного тракта.

           Особенно коварен свинец для детей. Для оценки риска здоровья детей от повышенного содержания свинца в крови, являются исходные данные о концентрации его в почве, питьевой воде и атмосферном воздухе.

В городах с высоким содержанием свинца в окружающей среде этот норматив может быть превышен почти вдвое и составляет 18,9 мкг.дл.

Результаты расчетов риска повышенного содержания свинца в крови детей свидетельствует о том, что почти у 2 млн. детей в городах России могут возникать проблемы в поведении и обучении, обусловленные воздействием свинца. Почти 400 тыс. детей нуждаются в медицинском обследовании и повторном определении свинца в крови, 10 тыс. детей, возможно, нуждаются в специальной терапии.

4. Методика исследования загрязнения воздуха   автотранспортом.

Были выбраны три улицы с разной интенсивностью автомобильного движения (Кольцо, ул. Петровского, Школьный парк)

На каждой из них определен участок дороги протяженностью примерно в 100 м.

Подсчитали число единиц транспорта, проходящего по участку за 15 минут.

Умножив полученное число на 4, мы узнали их численность за час(N)

Рассчитали общий путь ( S), пройденный всеми машинами за 1 час.

        S=N*100 м.

Рассчитали количество топлива, сжигаемое двигателями автомашин                      

    R = S *K , где К –расход топлива на 1 км пути в литрах.

Для бензиновых двигателей он примерно составляет 0,1л, для дизельных – 0.4 л.

Рассчитали по бензину количество образованных вредных веществ на выбранных нами участках.                                                                                          

 Для этого воспользовались такими данными: при сгорании топлива, необходимого для пробега 1 км, образуется  0,6 л угарного газа, 0,1 л углеводородов, 0,04 л оксида азота.  При сгорании дизельного топлива вредных веществ образуется в 4(!) раза меньше.

       4.Методика определения свинца в окружающей среде.

 Наличие свинца, поступающего в окружающую среду, можно определить, проведя изучение растений, растущих поблизости от дорог.

Оборудование и реактивы: пипетка, колба коническая (2 шт.); химический стакан, фильтровальная бумага, воронка, фарфоровая чашка для выпаривания, спиртовка, спички, штатив, ножницы, этиловый спирт, раствор сульфида натрия (5%).

 Ход работы:

1. Собрали по 100 г растительных проб одного вида растений на разной удаленности от оживленной автомагистрали: у самой дороги, на расстоянии 10, 25, 50, 100 м от дороги.
2. С помощью ножниц измельчили растения и добавили к каждой пробе по 50 мл раствора этилового спирта и воды. Тщательно перемешали, чтобы соединения свинца, а это главным образом – бромид свинца         перешли  в раствор.
3. Профильтровали раствор.
4. Упарили экстракт до 10 мл.
5. Добавляли его по каплям в свежеприготовленный раствор сульфида натрия.

Черный осадок сульфида свинца(2)               указал на наличие в экстракте ионов свинца.

5. Результаты  исследования:

В течение трех месяцев каждый четверг в одно и тоже время с 8-00 до 8-15 считали число проехавших машин, определили их среднее количество.

Кольцо

                                                      Ул.   Петровского

Школьный парк

И ю н ь

                                                                                   И ю л ь

А в г у с т

 Наличие свинца, поступающего в окружающую среду из автомобильного топлива

Выводы:

1.Самым загрязненным участком села является район Кольца.

2.Максимальное число выбросов вредных веществ в воздух автотранспортом  приходится на август месяц.

3.Концентрация свинца закономерно уменьшается в зависимости от расстояния до дороги и количеством выбросов вредных веществ автотранспортом:

       3.1. На расстоянии 80м от дороги в районе школьного парка соединения свинца практически отсутствуют.

       3.2. В районе Кольца соединения свинца обнаруживаются даже на расстоянии 100 м. от дороги, что свидетельствует о высокой степени загрязнения этого участка.

4. Продолжить исследования в этой области в течении следующих двух лет с целью проведения сравнительного анализа.

Список литературы

1. Боровский Е.Г. Промышленные и бытовые отходы: Проблемы экологии – М,: Чистые пруды, 2007. – 32с. : ил.-(Библиотечка «Первого сентября», серия «Химия». Вып. (17)).

2. Государственный доклад «О состоянии окружающей среды Республики Калмыкия 2001 год». – Элиста, 2002.

3. Ревич Б.А и др. Методика оценки экономического ущерба здоровью населения от загрязнения атмосферного воздуха. М., Акрополь, ЦЭПР, 2006.

4. Справочник  по химии (пособие для учащихся).- Издание 4, переработка. М., Просвещение, 1988.-287с.

5. Шипарева Г.А. Программы элективных курсов. Химия. Предпрофильное обучение. – М. : Дрофа, 2006. -78,(2)с.

6. Штремплер Г.И. Школьный словарь химических понятий и терминов.- М., Дрофа, 2007. – 416с.