Проект по физике "Чистый воздух"

Научно-практическая конференция школьников, посвященная году экологии

ПРОЕКТ НА ТЕМУ

«Чистый воздух»

                                     Выполнили:                                                          

                                                               ученики 8 «Г» класса МБОУ

                                                       «Володарская СОШ №2»

                                               Бегалиева Карина,

                                            Мусабаева Аида.

                                        Руководитель:  

                                               Максименко Ольга

                                      Геннадьевна.

                                                        Учитель физики  МБОУ:

                                                        «Володарская СОШ №2»

                                         п. Володарский

П.Володарский, 2013

План:

Введение

История

Постановка проблемы

Задачи

I.  Описание эксперимента

 II Подведение итогов, анализ результатов

III  Выводы. Практическое применение

IV Личное отношение авторов к освещенному вопросу

V Список используемой литературы

Основополагающий вопрос

Чистый воздух - залог здоровья?

Проблемные вопросы

1. Каким воздухом мы дышим?

2. Что мы способны сделать для уменьшения загрязнения воздуха?

3. Влияет ли загрязнения воздуха на рост заболеваемости учащихся нашей школы?

Введение

       Современного человека давно волнует проблема экологии  местности. В силах каждого из нас участвовать в решении проблемы чистого воздуха там, где живешь: в своем городе, селе, доме, офисе. Наше здоровье, работоспособность и настроение непосредственно зависят от состояния воздуха, которым мы дышим. Вы только задумайтесь, чем нам приходится ежедневно дышать: табачным дымом, уличной пылью, смогом, выхлопными газами,  вредными примесями, выделяемыми мебелью из клееных и искусственных тканей,  углекислым газом, выделяемым человеком,  кухонными запахами и др.

        Человек загрязняет атмосферу уже тысячелетиями, однако последствия употребления огня, которым он пользовался весь этот период, были незначительны. Приходилось мириться с тем, что дым мешал дыханию, и что сажа ложилась черным покровом на потолке и стенах жилища. Получаемое тепло было для человека важнее, чем чистый воздух и не закопченные стены пещеры. Это начальное загрязнение воздуха не представляло проблемы, ибо люди обитали тогда небольшими группами, занимая   обширную нетронутую природную среду. И даже значительное сосредоточение людей на сравнительно небольшой территории, как это было в классической древности, не сопровождалось еще серьезными последствиями.  Так было вплоть до начала девятнадцатого века. Лишь за последние сто лет развитие промышленности "одарило" нас такими производственными процессами, последствия которых вначале человек еще не мог себе представить. Возникли города-миллионеры, рост которых остановить нельзя. Все это результат великих изобретений и завоеваний человека.

Самое раннее подтверждение того, что загрязнение воздуха пагубно влияет на здоровье человека, было получено в Лондоне, Великобритания, в 1952 году.  В результате особой метеорологической обстановки в Лондоне погибли несколько тысяч человек. Холодный слой воздуха был захвачен под слоем теплого воздуха и не смог подняться вверх. Из-за холодной погоды население Лондона сжигало огромное количество угля, что привело к образованию радиационного тумана по всему городу. Известно, что приблизительно 4000 человек погибло от смога, а намного большее число от серьезного затруднения дыхания. 
    1.  В основном существуют три основных источника загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт.

Доля каждого из этих источников в общем загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места.

      1.1Астраханская область находится в нижнем течении Волги. Здесь расположены Волго-Ахтубинская пойма и дельта Волги.  Как и во всех других регионах, экологические проблемы Астраханской области обусловлены хозяйственной деятельностью человека, как на территории области, так и на вышележащих территориях.  Негативные последствия деятельности человека выражаются в загрязнении атмосферного воздуха.  Сильное негативное воздействия испытывает и биологическое разнообразие естественных экосистем, особенно воздушных. Крупные промышленные предприятия, такие как Газпром, вносят значительный вклад в ухудшение экологического состояния региона. Развитие нефте- и газоперерабатывающей промышленности и переработки углеводородного сырья также оказывает негативное  влияние на экологическую  ситуацию.  

      В современном мире невозможно найти достаточно густонаселенный  регион с развитой промышленностью и сельским хозяйством, перед которым не стояла бы проблема загрязнения окружающей среды. Не избежала этой участи и Астраханская область. Основными загрязняющими факторами являются: выбросы в атмосферу газообразных и твердых веществ.

Под загрязнением атмосферного воздуха следует понимать любое изменение его состава и свойств, которое оказывает негативное воздействие на здоровье человека и животных, состояние растений и экосистем.

      1.2 Каков уровень загрязнения воздушной среды в нашем регионе?

     Главная геофизическая обсерватория им. Войкова ежегодно проводит исследования замеров воздуха с помощью Федеральной государственной метеорологической службы «Росгидромет» в 260 городах России. По результатам исследований составляется так называемый приоритетный список городов с самым высоким уровнем загрязнения воздуха. По сравнению с прошлым годом «черный список» существенно изменился. В него попали наши ближайшие соседи: Волгоград, Ставрополь, Ростов-на-Дону, причем столица Южного федерального округа оказалась в первой десятке этого списка.   Астрахани пока не грозит занесение в «черный список». Конечно, нашу область нельзя отнести к числу самых чистых городов, но положение у нас достаточно стабильное. За последние пять лет уровень загрязнения воздуха существенно не изменился и даже имеет тенденцию снижения по некоторым загрязнителям.  

      Контроль за качеством воздуха носит систематический характер. В нашем регионе действует восемь стационарных постов наблюдения за состоянием окружающей среды, которые расположены как в городе, так и по области, прежде всего в районе влияния Астраханского газового комплекса, в г. Нариманове, п. Досанг и п. Аксарайский. Приоритетными веществами, загрязняющими воздух на территории Астраханской области, являются: диоксид азота, диоксид серы, формальдегид, окись углерода, пыль, сажа, ароматические углеводороды. (см. табл.1)

Таблица 1.

Изменения уровня загрязнения атмосферы различными примесями  за 2008 – 2012 годы  по  Астраханской области

   Ни по одному из этих компонентов высокого загрязнения, т.е. более 5 ПДК, по Астрахани и области не наблюдается уже много лет. В атмосферу выбрасывается множество различных вредных веществ, поэтому необходим обобщающий показатель загрязнения воздуха несколькими веществами. Это индекс загрязнения атмосферы воздуха (ИЗА). В течение пяти лет ИЗА в Астрахани колеблется от 1 до 7 (причем показатель менее 5 считается низким, а с 5 до 7 - повышенным). Но он все еще остается низким. Сокращению объемов выбросов способствовали благоприятные метеорологические условия и проведение активных природоохранных мероприятий. Наряду с ООО «Астраханьгазпром» наибольший вклад в загрязнение атмосферы вносят предприятия теплоэнергетики -   ТЭЦ-2, топливной промышленности, производства строительных материалов, а также автомобильный, железнодорожный и водный транспорт. Так, выбросы в атмосферу загрязняющих веществ в прошлом году составили 119 тыс. тонн, причем на долю автотранспорта приходится более 23 тыс. тонн, что говорит о многом.

      1.3 Автотранспорт тоже вносит «свой вклад» в загрязнение воздуха. В Астрахани в настоящее время зарегистрировано более 85 тыс. единиц автотранспорта, и ежегодно его количество возрастает в среднем на 15 процентов. (см.табл2)

Таблица 2.                                

Количество автотранспорта в Астрахани

Учитывая состояние наших дорог и общую загруженность городских трасс различными видами автомашин, негативное воздействие автотранспорта превратилось в одну из острейших социальных проблем.  

       Рассмотрим, как влияет автотранспорт на окружающую среду нашего поселка.

Автотранспорт оказывает негативное  воздействие на окружающую среду:

1. Вредные  вещества в отработанных газах, твердые частицы, поднимаемые пылью с колес транспорта загрязняют воздушные массы;
2.  В воду  стекают грязные стоки  с автомоек, стоянок, гаражей, АЭС, автодорог. Кроме того в не попадают  хлориды, используемые для борьбы с гололедом.
3. В почву попадают отходы, загрязненные нефтепродуктами , сажевые частицы, образовавшиеся при стирании автомашин на дорогах.

  Мы подсчитали, что за 30 минут работы любого транспортного средства в атмосферу выбрасывается одинаковое количество вредных примесей. (см. таб.3)

        Снизить загрязнение воздуха позволяет использование всевозможных устройств, уменьшающих поступление загрязняющих веществ с выхлопными газами. В развитых странах сейчас широко используются такие устройства - катализаторы, обеспечивающие более полное сжигание топлива и частичное улавливание загрязняющих веществ. Важным мероприятием по снижению токсичных выбросов от автомобилей является замена содержащих ядовитый свинец добавок в бензин менее токсичными и использование неэтилированного бензина. Весь бензин, производимый на предприятии «Астраханьгазпром», вырабатывается без добавок, содержащих свинец, что значительно сокращает загрязнение окружающей среды этим опасным веществом.

В нашей стране применение автомобильных катализаторов не является обязательным, поэтому на автомобилях отечественного производства они не используются. В последние годы на дорогах России появилось много старых автомобилей импортного производства, использование которых в зарубежных странах без катализаторов запрещено. Это значительно ухудшило качество атмосферного воздуха на улицах многих городов, и, в том числе, в Астрахани.

    Неразумное использование автотранспорта приведет: к парниковому эффекту, загрязнению водоемов,  загрязнению воздуха,  загрязнению почвы, увеличению твердых  бытовых отходов.

   Что можно сделать для уменьшения загрязнения воздуха:

1. применять экологически чистое топливо,
2. применять катализаторы,
3. устанавливать очистные фильтры,
4. развивать  общественный транспорт,
5. применять электромобили,
6. усилить  контроль  техосмотра транспорта,
7. увеличить посадку зеленых насаждений,
8. ежегодно проводить «День без автомобиля»,
9. вести разъяснительную работу с      владельцами   автотранспорта,
10. создать счетчики регистрации количества выхлопных газов.

        1.4 Немалую лепту в загрязнение атмосферного воздуха вносят   свалки и несанкционированные скопления мусорных отходов, которые зачастую просто сжигаются. Каждая свалка представляет собой химическую мину, выделяющую в атмосферу опасные яды. Высокому загрязнению воздуха способствуют неблагоприятные метеорологические условия. Ситуация обостряется летом при высокой температуре воздуха и штилевой погоде. Штилевая погода   способствует застою воздуха и накоплению в нем вредных примесей. Но и ветер не всегда благо. При горизонтальном переносе воздушных масс возможен трансрегиональный перенос выбросов вредных веществ на Астраханскую область из соседних областей и Казахстана. Несмотря на дефицит денежных средств, администрации города и области постоянно уделяют внимание осуществлению контроля за выполнением природоохранных мероприятий. Два года назад был открыт территориальный центр экологического мониторинга, расположенный в здании Главного управления природных ресурсов и охраны окружающей среды МПР РФ по Астраханской области, построены два поста контроля загазованности атмосферного воздуха на территории ООО «Астраханьгазпром» и в г. Нариманове.

       1.5 На состояние воздушной среды оказывают влияние предприятия коммунального хозяйства. В холодные зимы загрязнение воздуха от этих предприятий возрастает. Одной из главных причин загрязнения воздуха в нашем поселке являются  центральные котельные.

    Мы провели исследование как  центральные котельные, расположенные на территории нашего поселка влияют на загрязнения окружающего воздуха.  Взяли  два широкогорлых сосуда,  налили в них смесь дистиллированной воды и спирта в отношении 50:50.  Один сосуд поставили вблизи котельной, а второй вблизи дороги, находящейся на расстоянии 800 метров от котельной. По окончании сбора материала выпарили раствор досуха и взвесили его в школьных лабораторных условиях. Исследование проводили в течение 4-х недель.  По окончании всего  эксперимента мы получили  осадок в виде темного вещества, похожего на сажу.(см.табл. 4)

Таблица 4.

Масса вещества (мг)

Можно сделать вывод, что котельные не должны находиться вблизи жилых микрорайонов.

Что можно сделать для уменьшения загрязнения воздуха:

1. в будущем котельные не располагать близи жилых микрорайонов;
2. произвести посадку деревьев вокруг котельных;
3. следить за качеством воздуха и при первых признаках загрязнения  воздуха сообщать органам власти.

     2.1. Какие заболевания провоцирует загрязнение воздуха?
     Вредные вещества, находящиеся в атмосфере, по-разному воздействуют на людей. Это зависит от степени здоровья человека, объема его легких, а также длительности времени, проведенного в загрязненной атмосфере.  Вдыхаемые крупные твердые частицы оказывают негативное воздействие на верхние дыхательные пути. Малые частицы и ядовитые вещества попадают в мелкие дыхательные пути, а также альвеолы легких.
Постоянное, длительное и регулярное воздействие вредных веществ из вдыхаемого воздуха и табачного дыма нарушает защитную систему человека. В результате чего возникают заболевания системы дыхания: аллергическая астма, хронические бронхиты, рак и эмфизема легких. Причем, люди, постоянно дышащие загрязненным воздухом, могут испытать все последствия этого не сразу, а в отдаленной перспективе. 
Как установили ученые, грязный воздух в населенных пунктах  значительно увеличивает число обращений граждан к услугам скорой помощи и последующей госпитализацией в связи с заболеваниями легких, сердца и инсультами. Ранее исследования проводились исключительно по факту негативного воздействия грязной атмосферы на дыхательную систему человека, так как именно она является органом первичного контакта с загрязняющими веществами. Однако в последнее время появляется все больше фактов, показывающих, что от этого страдают не только органы дыхания, но и сердце человека.
Заболевания, вызываемые вредными веществами, находящимися в воздушной атмосфере, фиксируются все чаще. К ним, прежде всего, нужно отнести острые и хронические бронхиты с выделением мокроты, инфекционные заболевания легких, онкологические болезни органов дыхательной системы, заболевания сердца, инсульты и инфаркты.
Кроме того, данными исследований подтвержден тот факт, что ядовитые вещества, содержащиеся в выхлопных газах, негативно сказываются на беременных женщинах. Они способны вызывать задержку развития плода, а также могут спровоцировать преждевременные роды.
Загрязнение воздуха представляет серьезную угрозу здоровью населения, способствует снижению качества жизни..

Проникающие в организм частицы вызывают токсический эффект, поскольку они:

а) токсичны (ядовиты) по своей химической или физической природе;

б) служат помехой для одного или нескольких механизмов, с помощью которых нормально очищается респираторный (дыхательный) тракт;

в) служат носителем поглощенного организмом ядовитого вещества.

Резкое повышение концентрации примесей, сохраняющееся в течение нескольких дней, увеличивает смертность людей пожилого возраста от респираторных и сердечнососудистых заболеваний.

     2.2 Мы провели исследование и установили, что за последние  три года в нашем поселке уровень заболеваемости некоторыми болезнями возрастает примерно на 30% ежегодно.

       Целью настоящего исследования явилось изучение влияния качества атмосферного воздуха на здоровье детей школьного возраста, проживающих в нашем поселке.

 Для изучения влияния качества воздуха на здоровье детей нами проведен  анализ заболеваемости детей МБОУ «ВСОШ №2».  Динамика уровня заболеваемости детей, часто и длительно болеющих ОРВИ  представлена в таблице №5.

Таблица 5.

Мониторинг заболеваемости учащихся МБОУ «ВСОШ№2»

   Как видно из таблицы   заболеваемость учеников  в школе несколько выше в 2012 году,  чем в 2010 году.   Можно сделать вывод,  что ведущим фактором, влияющим на состояние здоровья детей, является именно качество атмосферного воздуха в нашем районе, где ученики  проживают и посещают образовательное  учреждение.  Именно качество атмосферного воздуха играет существенную роль в формировании здоровья ребенка.

Статистическим подтверждением влияния загрязнения атмосферного воздуха на здоровье детей являются результаты проведенного нами анализа. В ходе анализа были установлены значимые корреляционные связи между выбросами пыли и заболеваемостью хроническим бронхитом; между выбросами диоксида серы, аммиака, фенола и его производных, сероводорода, окислов азота, взвешенных частиц; цианидов и уровнем заболеваемости учащихся нашей школы болезнями дыхательной системы.

      Таким образом, результаты проведенного исследования еще раз подтверждают имеющиеся данные о том, что качество атмосферного воздуха влияет на состояние здоровья человека, вызывая серьезные нарушения в деятельности органов дыхательной системы.

   3. Возникает проблема – как сохранить воздух чистым.

Существует так называемый «Киотский протокол», предусматривающий большое ограничение вредных выбросов в атмосферный воздух в масштабе всей планеты. Этот протокол подписали уже сорок стран, в том числе и Россия.  Протокол предусматривает использование для нужд промышленности  вместо нефти и угля -  биотопливо. По прогнозам экологов в результате неумеренного сжигания нефти, угля, газа  лет через пятьдесят на земле не останется здоровых людей.

Ключ к долголетию – чистый воздух, поэтому, чтобы увеличить продолжительность жизни людей необходимо искать пути, чтобы сохранить воздух чистым. Учёные гонконгского университета собрали статистические данные, показывающие, что после ужесточения требований по содержанию оксидов серы в автомобильных выхлопах в течение двенадцати лет средняя продолжительность жизни увеличилась на 1-2 года.

Большую роль в сохранения воздуха чистым играют растения. Леса – лёгкие планеты, они главный источник кислорода. Необходимо защищать их от бесконтрольной вырубки и уничтожения. Сейчас в опасности численность тропических лесов. Ежеминутно площади экваториальных лесов снижаются на 23 гектара. Необходимо бороться с образованием несанкционированных свалок, запрещать сжигание в городах бытовых отходов и даже опавшей осенью листвы. Один из выходов – строительство мусороперерабатывающих заводов. В настоящее время разрабатываются всё новые модели электро - и солнцемобилей, но они, конечно же, не смогут играть заметную роль в решении проблемы как сохранить воздух чистым, т.к. неудобны и требуют частых подзарядок аккумуляторов. Более действенный метод – переход на новые стандарты использования автомобильного транспорта – Евро.

     Ещё одним значительным шагом по сохранению чистоты атмосферы должно стать модернизация производства. Технологический процесс на предприятиях должен быть оптимизирован таким образом, чтобы уменьшить выброс вредных веществ. Также обязательно должны устанавливаться специальные очистные устройства, уменьшающие негативное воздействие промышленности на окружающую среду.

Также негативное влияние на атмосферу оказывают различные вещества, применяемые в быту, в частности аэрозоли. Поэтому надо использовать только те средства, на которых имеется маркировка о том, что они безопасны для окружающей среды. Сохранение чистоты воздуха для нашего и будущего поколений является не только задачей всего человечества в целом, но и каждого человека в отдельности. Это должен помнить каждый.

Выводы:

Прежде чем выбросить обертку от шоколадки, человек должен задуматься какой вред он наносит  природе. Даже пустая пачка из под сигарет,  выброшенная на улице,  может превратиться в огромную  кучу мусора.  Мы должны бережно относиться к природе, любить ее и она ответит нам взаимностью.

Личное отношение к теме:

Тема «Чистый воздух»  оказалась нам очень интересной, потому что эта проблема обсуждается во всем мире  и нам небезразлично, где мы живем и каким воздухом мы дышим. Проблема чистого  воздуха касается каждого из нас и в наших силах обеспечить будущее не только нам, но и нашим потомкам. Однако, мы до сих пор не осознаем важности и глобальности той проблемы, которая стоит перед человечеством относительно защиты экологии. Во всем мире люди стремятся к максимальному уменьшению загрязнения окружающей среды, также и Российской Федерации принят, к примеру, уголовный кодекс, одна из глав которого посвящена установлению наказания за экологические преступления. Но, конечно, не все пути к преодолению данной проблемы решены и нам стоит самостоятельно заботиться об окружающей среде и поддерживать тот природный баланс, в котором человек способен нормально существовать.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Аркуша М.И. Энергетика и окружающая среда. – Волгоград: ИТД  Корифей, 2006.- 41-51 с.
2. Бранзенбург Т. Автомобили .- М.: «Планета детства», «Издательство Астрель», АСТ 2002 (Что, где, когда)
3. Государственный доклад об экологической ситуации в Астраханской области в 2011 году. – Астрахань, 2012г.
4. Данилов-Данильян  В.И.  Экология,  охрана   природы   и   экологическая    безопасность. -  М.: МНЭПУ, 1997 г.
5. Загрязнение атмосферного воздуха атмосферным воздухом. Окружающая среда. Энциклопедический словарь-справочник. Т. 1,2. М.: Прогресс, 1999.
6. Иванов В.Я., Токарев И.И., Куликова Т.Е. Заболеваемость населения, связанная с загрязнением атмосферного воздуха  // Гигиена и санитария. – 1993. – №6. – С.11–13.
7. Павлов Станислав «Газовые камеры России»// Эксперт, Авто №6 (28), 4 июня 2001.
8. Сравнительная характеристика регионов России по основным показателям загрязнения окружающей среды в 1995 г.// Общественный экологический Internet-проект EcoLife.

Интернет-сайты:  

1. http://www.skonline.ru.
2.  http://www.krugosvet.ru
3.  http://www.businesseco.ru.