Мониторинг степени загрязнения воздуха автотранспортом в поселке Таксимо

МБОУ «Таксимовская средняя общеобразовательная школа №1 им. А.А.Мезенцева»

Мониторинг  степени  загрязнения

воздуха автотранспортом в поселке Таксимо

Автор: Скок Елизавета,

ученица 8 класса

Руководитель: Анашкина

Ирина Владимировна,

учитель физики

2016

Содержание

Введение  

Основная часть

1. Автотранспорт как основной источник загрязнения атмосферного воздуха
2. Исследовательская работа «Оценка количества выбросов  вредных веществ в воздух от  автотранспорта и сравнение результатов исследования с данными 2008 года»
3. Социологическое исследование «Изучение влияния автомобильного транспорта на окружающую среду и сравнение результатов исследования с данными 2008 года»
4. Прогноз экологической ситуации в поселке Таксимо на 2018 год.

Заключение

Источники

Введение

Мы столь радикально изменили нашу среду,

что теперь для того, чтобы существовать

 в этой среде, мы должны изменить себя.

Н Винер.

По состоянию на 1 января этого года на регистрационном учёте в Госавтоинспекции состоит более 50,5 миллионов единиц транспортных средств. Причем основную часть из них – 76,7%, или 38,7 миллионов единиц – составляют легковые автомобили.

За последние 8 лет, по сравнению с 2004 годом, транспортный парк страны вырос на 44,2%, то есть более чем на 15 миллионов транспортных средств. В среднем, ежегодно прирост транспорта составляет 5,5%. Основное увеличение происходит за счёт легковых автомобилей: по сравнению с 2004 годом, их количество выросло на 62,7%, или на 14,9 миллионов единиц.

Парк грузовых автомобилей вырос на 22,9% и составил свыше 5,7 миллионов единиц. Примерно такими же темпами – на 22,8% – увеличилась численность автобусов: на сегодняшний день в России эксплуатируется 924,5 тысяч автобусов.

Сокращается ежегодно только количество мототранспорта – с 3,9 миллионов единиц в 2004 году до 2,5 миллионов к началу этого года, то есть на 36,3%. По мнению специалистов, процесс такого уменьшения обусловлен утилизацией устаревших мототранспортных средств.

В 2008 году мой брат Скок Александр, будучи учеником 8 класса исследовал проблему загрязнения автомобильным транспортом окружающего воздуха в Таксимо. Тогда, 8 лет назад им были сделаны следующие выводы:

1. В целом  уровень загрязнения окружающей среды п. Таксимо достаточно низкий.                                        
2. Особо загрязняющими из автотранспорта остаются ДВС, работающие на бензине. При сгорании дизельного топлива вредных выбросов выделяется в 4 раза меньше.
3. Уровень экологических знаний среди владельцев автотранспорта невысок, поэтому необходимо водителям повышать культуру вождения и следить за состоянием своего автомобиля.

Все виды современного транспорта наносят большой ущерб биосфере, но наиболее опасен для нее автомобильный транспорт. В глобальном балансе загрязнения атмосферы доля автотранспорта составляет 13,3%, но в городах она возрастает до 80%.

В 1971 году при подготовке к первой международной конференции ООН по окружающей среде (Стокгольм, 1972) экспертами комиссии Научного комитета по проблемам окружающей среды было предложено понятие «мониторинг окружающей природной среды». Этот термин было решено использовать «для обозначения системы повторных наблюдений одного и более элементов природной среды в пространстве и во времени с определенными целями и в соответствии с заранее подготовленной программой». Авторство принадлежало члену комиссии американскому ученому Р. Манну. Важным решением Стокгольмской конференции была рекомендация по созданию Глобальной системы мониторинга окружающей среды (Global Environmental Monitoring Systems– GEMS).

 Поэтому я решила провести мониторинг экологической ситуации в поселке  в сравнении с 2008 годом, тем более что Филиал ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в РБ в Северобайкальском районе» такого мониторинга не проводит.

Цель работы: Сравнить     влияние автомобилей на экологическую ситуацию в п. Таксимо в 2008 и в 2016 годах, сделать прогноз на 2018год на основе имеющихся данных и предложить решение существующих проблем.

Задачи:

• Поиск информации об экологических проблемах, связанных с использованием автотранспорта.
• Оценка количества выбросов вредных веществ в воздух от автотранспорта и сравнение  результатов  исследования с данными 2008 года
• Проведение социологического исследования, его графический анализ и сравнение результатов  исследования с данными 2008 года 
• Прогноз экологической ситуации в поселке Таксимо на 2018 год.

Методы:

• Поисковый
• Исследовательский
• Анкетирование
• Анализ и синтез

Основная часть

Автотранспорт как основной источник загрязнения атмосферного воздуха

Курсирующие на Земле более 500 млн. автомобилей являются не только причиной ежегодной гибели около 500 тысяч, 10 млн. раненых, но и причиной расшатывания здоровья миллиардов людей.

Наиболее значимые факторы отрицательного влияния автомобильного транспорта на человека и окружающую среду следующие:

1. Загрязнение воздуха
2. Загрязнение окружающей среды
3. Шум, вибрация

Двигаясь со скоростью 80-90 км/ч, в среднем автомобиль превращает в углекислоту столько же кислорода, сколько 300-350 человек. Но дело не только в углекислоте. Годовой выхлоп одного автомобиля – это 800 кг окиси углерода, 40 кг окислов азота и более 200 кг различных углеводородов.

По оценкам специалистов ежегодные суммарные автомобильные выбросы в России составляют 400 млн. т.,

среди которых

- 27 млн.т. окиси углерода;

- 2.5 млн.т. углеводородов;

- 9 млн.т. окислов азота;

- 200-230 млн.т. углекислого газа.

Таблица 1

        Наиболее токсичными компонентами отработавших газов бензиновых двигателей являются: оксид углерода ( СО ), оксиды азота ( NОx ), углеводороды ( СnHm ), а в случае применения этилированного бензина - свинец. (см. таблицу 1)

Оксид углерода образуется в бензиновых двигателях при сгорании топливовоздушных смесей с некоторым недостатком кислорода, а также вследствие диссоциации диоксида углерода, возникающей при высоких температурах. В обычных условиях СО- бесцветный газ без запаха, он легче воздуха и поэтому может легко распространятся в атмосфере. Механизм токсического действия СО определяется способностью превращать часть гемоглобина крови в карбоксигемоглобин, вызывающий нарушение тканевого дыхания. Наряду с этим СО оказывает прямое влияние на тканевые биохимические процессы, влекущие за собой нарушение жирового и углеводного обмена, витаминного баланса и т.д. Токсический эффект СО связан также с его непосредственным влиянием на клетки центральной нервной системы. При действии на человека СО вызывает головную боль, головокружение, быструю утомляемость, раздражительность, сонливость, боли в области сердца. Острые отравления наблюдаются при вдыхании воздуха с концентрацией СО более 2,5 мг/л в течение 1 ч.

Оксиды азота в отработавших газах образуются в результате обратимой реакции окисления азота кислородом воздуха под воздействием высоких температур и давления в цилиндрах двигателя. Повышение максимальной температуры рабочего цикла и избыток кислорода - основные факторы, способствующие образованию оксидов азота. По мере охлаждения отработавших газов и разбавления их воздухом оксид азота превращается в диоксид и т.д.

Оксид азота NO - бесцветный газ, диоксид азота NO2 - газ красно-бурого цвета с характерным запахом. Оксиды азота при попадании в организм человека соединяются с водой. При этом они образуют в дыхательных путях соединения азотной и азотистой кислоты. Оксиды азота раздражающе действуют на слизистые оболочки глаз, носа, рта. Воздействие NO2 cпособствует развитию заболеваний легких. Симптомы отравления проявляются только через 6 ч. в виде кашля, удушья, возможен нарастающий отек легких.

Причиной образования углеводородов СН является неоднородность состава горючей смеси в камере сгорания двигателя, а также неравномерность температуры и давления в различных ее частях. В некоторых зонах сгорания топливо практически не сгорает, так как происходит обрыв цепной реакции окисления углеводородов.

Тем временем в низко нависших над асфальтом облаках СН и NОx под воздействием света происходят химические реакции. Разложение оксидов азота приводит к образованию озона (О3). Вообще-то озон не стоек и быстро распадается, но только не в присутствии углеводородов ( СН ) - они замедляют процесс распада озона, и он активно вступает в реакции с частичками влаги и другими соединениями. Образуется стойкое облако мутного смога, которое зловеще висит над городом. Причем смог активнее формируется под воздействием прямого света, поэтому для таких городов, как Токио или Лос-Анджелес, проблема смога была и остается очень актуальной.

Помимо этого, некоторые углеводороды СН являются сильнейшими канцерогенными веществами (бенз-а-пирен), переносчиками которых могут быть частички сажи, содержащиеся в отработавших газах. Озон разъедает глаза и легкие, а выбросы NОх участвуют в формировании кислотных дождей.

За последние десятилетия человечество окончательно убедилось, что первым виновником загрязнения атмосферного воздуха – одного из основных источников жизни на нашей Планете, является детище научно-технического прогресса – автомобиль. Автомобиль, поглощая столь необходимый для протекания жизни кислород, вместе с тем интенсивно загрязняет воздушную среду токсичными компонентами, наносящими ощутимый вред всему живому и неживому

Исследовательская часть

1.  Исследовательская работа «Расчетная оценка количества выбросов вредных веществ в воздух от автотранспорта и сравнение результатов с данными 2008 года».

Автотранспорт является одним из основных загрязнителей атмосферы оксидами NOх  (смесью оксидов азота NO и NO2) и угарным газом, содержащихся в выхлопных газах. Доля транспортного загрязнения воздуха составляет более 60% по CO и более 50% по NOх от общего загрязнения атмосферы этими газами. Повышенное содержание СО и NOх можно обнаружить в выхлопных газах неотрегулированного  двигателя, а также двигателя в режиме прогрева.

Выбросы вредных веществ от автотранспорта характеризуются количеством основных загрязнителей воздуха, попадающих в атмосферу из выхлопных (отработанных ) газов, за определённый промежуток времени.

К выбрасываемым вредным веществам относятся угарный газ ( концентрация в выхлопных газах 0,3 – 10% об. ), углеводороды – несгоревшее топливо ( до 3% об. ) и оксиды азота ( до 0,8% ), сажа.

Количество выбросов вредных веществ, поступающих  от автотранспорта  в атмосферу, может быть оценено расчетным методом. Исходными данными для расчета количества выбросов являются :

- количество единицу автотранспорта разных типов, проезжающих по выделенному участку автотрассы в единицу времени;

- нормы расхода топлива автотранспортом (средние нормы расхода топлива  автотранспортом при движении в условиях города приведена в таблице №2.);

Таблица 2

- значения эмпирических коэффициентов, определяющие выброс вредных веществ от автотранспорта в зависимости от вида горючего (приведены в таблице № 3 )

Таблица 3

Коэффициент ( К )  численно равен количеству вредных выбросов соответствующего компонента в литрах при сгорании в двигатели автомашины количества топлива  ( также в литрах ), необходимого для проезда 1 км ( то есть равного удельному расходу ).

Ход выполнения работы:

1. Так же как и в 2008 выбран  участок автотрассы вблизи дома длинной 0,5 – 0,6 км, от кольца     СМП- 670 до магазина «Мини», имеющий хороший обзор.
2. Измерила шагами длину участка,  предварительно определив среднюю длину своего шага.
3. Определила количество единиц автотранспорта, проходящего по участку в течение 20 минут, при этом заполняла таблицу 4 .

        Таблица 4

4. Я рассчитала общий путь, пройденный выявленным количеством автомобилей каждого типа за 1 час ( L. км ) по формуле:

 Li =Ni • l

Где Ni  - количество автомобилей каждого типа за 1 час;

        i  - обозначение типа автотранспорта;

        l  - длинна участка, км.

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

Qi = Li . Yi (смотри таблицу 5)

Таблица 5

2. Рассчитала количество выделившихся вредных веществ в литрах при нормальных условиях по каждому виду топлива и всего по таблице 6

Таблица 6

С 25 июня 2003 года введены в действие "Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. ГН 2.1.6.1338-03". Данные гигиенические нормативы действуют на всей территории Российской Федерации; распространяются на атмосферный воздух городских и сельских поселений и используются при проектировании технологических процессов, оборудования и вентиляции, для санитарной охраны атмосферного воздуха, для профилактики неблагоприятного воздействия загрязняющих атмосферный воздух веществ на здоровье населения городских и сельских поселений.

Определив общий объём выделенных транспортом вредных веществ, я определил их массу, используя формулу m=V*M/22.4, где
М — молярная масса M(CO) = 28 г/моль, M(C5H12) = 72 г/моль, М(NO2) = 46 г/моль, V — общий объём вредных веществ. Рассчитав результаты,  занесла их в таблицу.

                                                                        Таблица 7

   Количество, л                                                                     Масса, мг

Выводы: Расчет оценки количества  вредных веществ в воздух от автотранспорта  показал, что выбросы вредных веществ по сравнению с 2008 годом увеличились на  36%

И если  рассчитать массу вредных веществ выбрасываемых в атмосферу за более длительное время то:

2. Социологическое исследование «Изучение влияния автомобильного транспорта на окружающую среду и сравнение результатов с данными 2008 года»

Так же как и восемь лет назад я провела анкетирование среди владельцев транспортных средств, используя ту же анкету.  В опросе участвовали 20 человек, как и в 2008 году.

Анкета для владельцев автомобилей.

Мы собираем информацию о влиянии автомобильного транспорта на окружающую среду нашего посёлка. Будем вам благодарны, если вы ответите на несколько вопросов, связанных с этой проблемой.

1.Пользуетесь ли вы общественным транспортом?

А. Да _____.  Б. Нет _____. В. В исключительных случаях _____.

 2.Водите ли вы машину с умеренной скоростью?

 А. Да _____.  Б. Нет _____. В. Не всегда _____.

 3.«Гоняете» ли  вы двигатель, в холостом режиме?

А. Да _____.  Б. Нет _____. В. Иногда _____.

 4.Регулярно ли вы проводите профилактику, держите в исправности воздушные и масляные фильтры?

А. Да _____.  Б. Нет _____. В. Не всегда _____.

 5.Моете ли вы в летнее время машину в реке или в озере?

А. Да, часто ____.  Б. Нет ____.  В. Никогда ____.

6.Следите ли вы за уровнем СО  в выхлопах вашего автомобиля?

А. Да, часто ____.  Б. Нет ____.  В. Никогда ____.

7. Известно ли вам, что автомобильный транспорт – основной источник загрязнения воздуха?

А. Да _____.  Б. Нет _____. В. Для меня этот факт не имеет значения ____.

 8.Приходилось ли вам испытывать недомогание из-за высокого уровня загазованности воздуха в поселке, городе ( головная боль, резь в глазах, кашель и т. п. )

А. Да____. Б.Никогда ____. В. Затрудняюсь ответить _____.

9. Согласитесь ли вы поменять свой авто на менее престижный, но экономически более чистый, не загрязняющий окружающею среду.

А. Да ____. Б Нет ____. В. Затрудняюсь ответить ____.

Опрос провел _________________________________________________

Дата проведения опроса ________________________________________

Результаты социологического опроса в  2008 году

Результаты социологического опроса в 2016 году

Вывод:

 Анализ социологических исследований позволяет сделать следующие выводы:

1. Увеличилось количество автовладельцев, пользующихся общественным транспортам,  хотя бы в исключительных случаях на 45%
2. Количество водителей не соблюдающих скоростной режим уменьшилось на  20%
3.  Количество водителей, регулярно проводящих  профилактику автомобиля возросло на 30%
4.  На 35% увеличилось  число автовладельцев,  согласных поменять свой автомобиль  на менее престижный, но экономически более чистый, не загрязняющий окружающею среду.

Таким образом,  культура вождения и отношение владельцев транспортных средств  к загрязнению окружающей среды в нашем поселке за пять лет изменилось в лучшую сторону. Уровень экологических знаний среди владельцев автотранспорта стал намного выше.

3. Прогноз экологической ситуации в поселке Таксимо на 2018 год.

В нашем районе  в ГИБДД мне не предоставили информации об имеющемся в Таксимо автотранспорте, такая статистика  не ведется. Поэтому сравнить количество автомобилей в 2008 и в 2016 годах, и тем более сделать какой-либо прогноз не представляется возможным.

Заключение

В процессе моей работы я пришла к таким выводам:

1 Содержание в атмосферном воздухе тех или иных элементов отражает существенное загрязнение окружающей среды.

2. Опираясь на данные о загрязнении атмосферного воздух в поселке, можно сделать вывод о том, что, в целом  уровень загрязнения окружающей среды п. Таксимо достаточно низкий, в связи с увеличением количества автотранспорта, выбросы вредных веществ в сравнении с 2008 годом увеличились на 36%, что является доказательством ухудшения экологической обстановки в поселке.                                      

3.  Особо загрязняющими из автотранспорта остаются ДВС, работающие на бензине. При сгорании дизельного топлива вредных выбросов выделяется в 4 (!) раза меньше.

 4. Уровень экологических знаний среди владельцев автотранспорта стал намного выше.

5. Прогноз до 2018 года можно сделать лишь приблизительно , т.к. в поселке не ведется мониторинг состояния окружающей среды,  в ГИБДД нет статистических данных о состоянии автопарка поселка и района.

6. Данную работу считаю необходимым продолжить, углубив знания и подтвердив их конкретными практическими результатами по исследованию выбросов выхлопных газов от автотранспорта, по контролю за выбросами выхлопных газов от автотранспорта на дорогах  п. Таксимо, используя данные СТО.

7. Оценку полученного в результате исследования прогноза на 2018 год необходимо сделать через пять лет.

Источники

1. Левитман М. Экология - предмет: интересно или нет?: Союз - 1998.
2. Чижевский А.Е.. Я Познаю мир: Детская энциклопедия, экология. М.,1997

4. Кучер Т.В. Экологическое образование учащихся в обучении географии. М., Просвещение, 1990.
5. Алексеев С.В, Груздева И.В., Муравьёв А.Г., Гущин Э.В. Практикум по экологии. М., МДС, 1996.
6. М.В.Высоцкая Экология 9 класс, Волгоград, «Учитель» 2005
7. www.autoua.net