• Главная
  • Блог
  • Пользователи
  • Форум
  • Литературное творчество
  • Музыкальное творчество
  • Научно-техническое творчество
  • Художественно-прикладное творчество

«Зависимость загрязнения атмосферного воздуха от интенсивности движения автотранспорта»

Опубликовано Смирнова Татьяна Викторовна вкл 16.01.2014 - 16:46
Смирнова Татьяна Викторовна
Автор: 
Штырлова Анастасия

После выполнения исследовательской работы была разработана программа, которая  сокращает время в получении результатов исследования.

Скачать:

ВложениеРазмер
Microsoft Office document icon issledovanie_zagryazneniya_atmosfernogo_vozdukha_v_gorode_navashino.doc803 КБ
Файл taksichnye_produkty.rar5.6 КБ

Предварительный просмотр:

Государственное бюджетное образовательное учреждение

Среднего профессионального образования

«Навашинский судомеханический техникум»

Исследовательская работа по теме:

«Зависимость загрязнения атмосферного воздуха

от интенсивности движения автотранспорта»

                                                                 

                                                                               

                                                                                Выполнила: студентка II курса

                                                       группы  ИС-211 Штырлова А. И.

                                                                     Руководитель: Смирнова  Т. В.

                                                                преподаватель физики и информатики

Навашино

2013г.

Содержание

Стр.

Введение………………………………………………………………

3

1.

Основная часть………………………………………………...

5

1.1

История развития двигателей внутреннего сгорания……..

5

1.2

Содержание токсичных веществ в отработанных  газах….  

9

1.3

 Нормативы загрязнения атмосферного воздуха………….

12

2.

Практическая часть…………………………………………..

13

2.1

 Определение количества токсичных продуктов…………..

13

2.2

Критерии  роста   автомобильного транспорта в городе….

20

2.3

Калькулятор, вычисляющий  токсичные продукты……….

21

Заключение……………………………………………………………

24

Литература……………………………………………………………

25

Введение

Человек долго использовал двигатель внутреннего сгорания, не зная о его отрицательном воздействии на человека, животных и растения. Лишь в последнее время это отрицательное воздействие заметили и начали с ним бороться. Количество и концентрация вредных веществ в выхлопных газах автомобиля зависят от вида и качества топлива. Эти вещества отрицательно воздействуют на человека, животных, растения и вызывают глобальные изменения в биосфере. Изучая материал по данному вопросу, я решила сравнить  количество и концентрацию вредных веществ в выхлопных газах автомобиля  в районе автотрассы «городское кольцо» города Навашино в 2012 и 2008 годах.  

Исследовательская работа по теме:

«Зависимость загрязнения атмосферного воздуха в  городе Навашино  от интенсивности движения автотранспорта»

Область исследования: физика, экология, информатика.

Проблема: каждый день автомобили загрязняют окружающую среду выхлопными газами.

Цель: Провести исследование зависимости загрязнения атмосферного воздуха в  городе Навашино  от интенсивности движения автотранспорта и изучить влияние вредных веществ в выхлопных газах автомобиля на здоровье человека.

Задачи:  

  1. Проанализировать научную литературу по проблеме исследования.
  2. Выяснить влияние вредных веществ, находящиеся  в выхлопных газах и степень их  воздействия на здоровье человека.
  3. Изучить нормативы загрязнения атмосферного воздуха
  4. Провести практические исследования,  сравнить  количество выбросов вредных веществ в воздух  автотранспортом в городе Навашино в районе автотрассы «городское кольцо» в 2012 и 2008 годах.
  5. Определить причины роста   автомобильного транспорта в городе, влияющего  на окружающую среду и здоровье человека
  6. Разработать электронный калькулятор  для быстрого вычисления количества токсичных продуктов, образующихся при работе транспорта.

Гипотеза:  Исследование опирается на предположение о том, что влияние на экологию  нашего города автомобильный транспорт почти не оказывает, так как его в городе Навашино  значительно меньше, чем в более  крупных городах, это связано с открытием  нового моста и объездной дороги.

Объект исследования: автомобильный транспорт

Предмет исследования: экология города.

Методы исследования:

  1. теоретический анализ научной литературы;
  2. опытно-экспериментальная работа;
  3. наблюдение;
  4. беседа;
  5. анкетирование;
  6. количественный и качественный анализ полученных результатов.

       

1.  Основная часть.

1.1 История развития двигателей внутреннего сгорания.

Появление тепловых двигателей,  связано с возникновением и развитием промышленного производства в начале  XVII в.  Копи, в которых добывали руду, нуждались в устройствах для откачки воды. Глубина шахт стала достигать 200 м. Приходилось держать до пятисот лошадей на одном руднике.   Эта чисто практическая задача и стала причиной того, что первым тепловым двигателем стала машина для откачки воды.  

В 1705 году  Томас Ньюкомен изобрел тепловую машину. Она была первой машиной, которая с успехом применялась для подъема воды из шахт. Принцип ее работы был таким: пар из котла выходил в цилиндр и поднимал его доверху. Затем в цилиндр под поршень пускали воду, пар конденсировался, давление понижалось, и атмосферное давление опускало поршень вниз.

В 1784 году английский механик Джеймс Уатт представил универсальный паровой двигатель. Уатт внес в свою машину такие усовершенствования, как центробежный регулятор  ввода - пара, золотник, паровая рубашка вокруг цилиндра, индикатор давления.  

В 1788 Джон Фич построил  паровой катер. В 1803 году в Париже на реке Сене американец Р. Фултон впервые испытал судно, движимое силой пара. А через 4 года по реке Гудзон уже ходил первый в мире колесный пароход «Клермонт» с двигателем мощностью 20 л.с.  В 1814 году англичанин Джордж Стефенсон создал паровоз, который двигал состав весом 30,5 т. со скоростью 6 км/ч.  В России отец и сын Черепановы, крепостные мастера уральского завода, тоже построили паровоз (в 1834 году). Он вез состав весом 32 т. со скоростью 13-16 км/ч.

Клеман Адер, в 1890 г. построил паровой самолет «Эол»  или "Авьон 1". Его крылья были сделаны из бамбуковых шестов, обтянутых плотной тканью, и настолько копировали крылья летучей мыши, что даже складывались вдоль корпуса. Самолет пролетел по прямой над парижским велотреком 50 м.

В конце XIX века коренным образом изменился паровой двигатель. Изобретатели решили использовать не давление пара, а скорость его движения. Первый важный шаг в разработке нового технического средства, потеснившего паровую машину, сделал шведский инженер Карл Густав Патрик  Лаваль в 1889 г. Паровая турбина Лаваля представляет собой колесо с лопатками. Струя воды, образующаяся в котле, вырывается из трубы (сопла), давит на лопатки и раскручивает колесо. Экспериментируя с разными трубками для подачи пара, конструктор пришёл к выводу, что они должны иметь форму конуса. Так появилось, применяемое до нашего времени, сопло Лаваля.

Следующий шаг в разработке турбин сделал изобретатель из Англии Чарльз Парсонс. Он соединил паровую турбину с генератором электрической энергии. С помощью турбины стало возможно вырабатывать электричество, и это повысило интерес общества к паровым турбинам.

Появилось представление, что любое рабочее тело должно обладать свойствами пара, попадая в цилиндр  в виде однородной массы с одинаковой температурой и давлением.  

Таким рабочим телом могли стать продукты сгорания.  Первый стационарный двигатель нового типа, работающий по четырехтактному циклу с предварительным сжатием смеси, был спроектирован и построен в 1862 г. кельнским механиком Н. Отто. Практически все современные бензиновые и газовые двигатели до настоящего времени работают по циклу Отто (цикл с подводом теплоты при постоянном объеме).

Один рабочий цикл  происходит за четыре хода. Один ход поршня совершается за пол-оборота коленчатого вала. При повороте вала двигателя в начале первого такта поршень движется вниз. Объем над поршнем увеличивается. Вследствие этого в цилиндре создается разряжение. В это время открывается клапан и в цилиндр входит горючая смесь. К концу первого такта цилиндр заполняется горючей смесью, а клапан закрывается. При дальнейшем повороте вала поршень движется вверх и сжимает горючую смесь. В конце второго такта, когда поршень дойдет до крайнего верхнего положения, сжатая горючая смесь воспламеняется и быстро сгорает. Образующие при сгорании газы давят на поршень и толкают его вниз. Движение поршня передается шатуну, а через него коленчатому валу с маховиком. Импульсом для развития бензиновых двигателей послужило стремление использовать их на автомобиле. Первый бензиновый карбюраторный двигатель был построен в России в 1884 г.

Одним из самых важных проблем в создании двигателя внутреннего сгорания была борьба за повышение его КПД. Совершенствование двигателей шло в тесном взаимодействии с совершенствованием производства.

 Здесь следует отметить, что первые двигатели внутреннего сгорания, работающие на легких фракциях перегонки нефти, были созданы в России. Так, в 1879 г. русским моряком И. С. Костовичем был спроектирован и в 1885 г. успешно прошел испытания 8-цилиндровый бензиновый двигатель малой массы и большой мощности. Этот двигатель предназначался для воздухоплавательных аппаратов.

В 1897 г. немецкий инженер Рудольф Дизель, работая над повышением эффективности двигателя внутреннего сгорания, предложил двигатель с воспламенением от сжатия. Если воздух сжать до давления не ниже 33-35 атм. и повысить вследствие этого его температуру до 500-700 °С, то топливо, вводимое туда, будет воспламеняться от соприкосновения с горячим воздухом. Рудольф Дизель предлагал не просто постепенное сгорание, он имел в виду регулируемое сгорание с обеспечением постоянства температуры и давления.  

В 1899 г. в Петербурге создан первый в мире экономичный и работоспособный двигатель с воспламенением от сжатия. Протекание рабочего цикла в этом двигателе отличалось от двигателя, предложенного немецким инженером Р. Дизелем, который предполагал осуществить цикл Карно со сгоранием по изотерме.

В России в течение короткого времени была усовершенствована конструкция нового двигателя — бескомпрессорнго дизеля, и уже в 1901 г. в России были построены бескомпрессорные дизели конструкции Г. В. Тринклера, и конструкции Я. В. Мамина — в 1910 г. Русский конструктор Е. А. Яковлев спроектировал и построил моторный экипаж с керосиновым двигателем. Успешно работали над созданием экипажей и двигателей русские изобретатели и конструкторы: Ф. А. Блинов, Хайданов, Гурьев, Махчанский и многие Другие.

         Основными критериями при конструировании и производстве двигателей вплоть до 70-х годов XX в. оставалось стремление к повышению литровой мощности, а следовательно, и к получению наиболее компактного двигателя. После нефтяного кризиса 70 — 80 гг. основным требованием стало получение максимальной экономичности.  Главными критериями для любого двигателя (последние 10 лет XX  и начало XXI в)  стали  постоянно растущие требования и нормы по экологической чистоте двигателей и прежде всего по коренному снижению токсичности отработавших газов при обеспечении хорошей экономичности и высокой мощности.

1.2 Содержание  токсичных веществ в отработавших газах.

Отработавшие газы двигателя внутреннего сгорания содержат около 200 компонентов. Период их существования длится от нескольких минут до 4-5 лет. По химическому составу, свойствам, характеру воздействия на организм человека их объединяют в группы:

I группа - нетоксичные вещества: азот, кислород, водород, водяной пар, углекислый газ и другие естественные компоненты атмосферного воздуха.

II группа - оксид углерода (СО). Продукт неполного сгорания нефтяных видов топлива, он не имеет цвета и запаха, легче воздуха. В кислороде и на воздухе оксид углерода горит голубоватым пламенем, выделяя много теплоты и превращаясь в углекислый газ. Оксид углерода способен вступать в реакцию с гемоглобином крови, приводя к образованию карбоксигемоглобина, который не связывает кислород. Вследствие этого нарушается газообмен в организме, появляется кислородное голодание и нарушается функционирование всех систем организма. Отравлению угарным газом часто подвержены водители автотранспортных средств,  при ночевках в кабине с работающим двигателем или при прогреве двигателя в закрытом гараже.

III группа:  NO – оксид азота и NO2 – диоксид азота. Это газы, образующиеся в камере сгорания двигателя при температуре 2800°С и давлении около 1 МПа. Оксид азота – бесцветный газ, не взаимодействует с водой и мало растворим в ней, не вступает в реакции с растворами кислот и щелочей. Легко окисляется кислородом воздуха и образует диоксид азота. При обычных атмосферных условиях NO полностью превращается в NO2 – газ бурого цвета с характерным запахом. Он тяжелее воздуха, поэтому собирается в углублениях, канавах и представляет большую опасность при техническом обслуживании транспортных средств.

IV группа - углеводороды СХНУ – этан, метан, бензол, ацетилен и др. токсичные вещества. В отработавших газах содержатся углеводороды различных гомологических рядов: парафиновые (алканы), нафтеновые (цикланы) и ароматические (бензольные), всего около 160 компонентов. Они образуются в результате неполного сгорания топлива в двигателе. Несгоревшие углеводороды являются одной из причин появления белого или голубого дыма. Это происходит при запаздывании воспламенения рабочей смеси в двигателе или при пониженных температурах в камере сгорания. Углеводороды под действием ультрафиолетового излучения Солнца вступают в реакцию с оксидами азота, в результате образуются новые токсичные продукты – фотооксиданты, являющиеся основой «смога». Фотооксиданты биологически активны, оказывают вредное воздействие на живые организмы, ведут к росту легочных и бронхиальных заболеваний людей, разрушают резиновые изделия, ускоряют коррозию металлов, ухудшают условия видимости.

V группа - альдегиды. В отработавших газах присутствуют в основном формальдегид, акролеин и уксусный альдегид. Наибольшее количество альдегидов образуется на режимах холостого хода и малых нагрузок, когда температуры сгорания в двигателе невысокие. Формальдегид НСНО – бесцветный газ с неприятным запахом, тяжелее воздуха, легко растворимый в воде. Он раздражает слизистые оболочки человека, дыхательные пути, поражает центральную нервную систему. Обусловливает запах отработавших газов, особенно у дизелей. Акролеин СН2=СН-СН=О, или альдегид акриловой кислоты, – бесцветный ядовитый газ с запахом подгоревших жиров. Оказывает воздействие на слизистые оболочки. Уксусный альдегид СН3СНО – газ с резким запахом и токсичным действием на человеческий организм.

 VI группа - взвешенные твердые вещества (сажа и другие дисперсные частицы (продукты износа двигателей, аэрозоли, масла, нагар и др.)), которые состоят из мелкодисперсных частиц (диаметром менее 1 мкм), способные находиться во взвешенном состоянии в течение суток. Сажа – частицы твердого углерода черного цвета, образующиеся при неполном сгорании и термическом разложении углеводородов топлива. Она не представляет непосредственной опасности для здоровья человека, но может раздражать дыхательные пути. Создавая дымный шлейф за транспортным средством, сажа ухудшает видимость на дорогах. Наибольший вред сажи проявляется в адсорбировании на ее поверхности бенз(а)пирена, который в этом случае оказывает более сильное негативное воздействие на организм человека, чем в чистом виде. Поэтому уменьшение ее выбросов – весьма актуальная задача, от решения которой зависят как экологические показатели воздушного бассейна, так и развитие дизельного транспорта в целом. В настоящее время для очистки отработавших газов дизелей от сажевых (твердых) частиц во многих странах находят применение сажевые фильтры.

VII группа - cернистые соединения – такие неорганические газы, как сернистый ангидрид, сероводород, которые появляются в составе отработавших газов двигателей. Сернистые соединения обладают резким запахом, тяжелее воздуха, растворяются в воде. Они оказывают раздражающее действие на слизистые оболочки горла, носа, глаз человека, могут привести к нарушению углеводного и белкового обмена и угнетению окислительных процессов, при высокой концентрации (свыше 0,01 %) – к отравлению организма.

VIII группа - cвинец и его соединения – встречаются в отработавших газах карбюраторных автомобилей только при использовании этилированного бензина. Бензин с добавлением этиловой жидкости становится этилированным. В состав этиловой жидкости входят тетраэтилсвинец РЬ(С2Н5)4,  бромистый этил (ВгС2Н5) и амонохлорнафталин,  бензин  Б-70,  параоксидифениламин и краситель.  Сгорание этилированного бензина  способствует удалению свинца и его оксидов из камеры сгорания, превращая их в парообразное состояние. Они вместе с отработавшими газами выбрасываются в окружающее пространство и оседают вблизи дорог. В придорожном пространстве примерно 50 % выбросов свинца в виде микрочастиц сразу распределяются на прилегающей поверхности. Остальное количество в течение нескольких часов находится в воздухе в виде аэрозолей, а затем также осаждается на землю вблизи дорог. Накопление свинца в придорожной полосе приводит к загрязнению экосистем и делает близлежащие почвы непригодными к сельскохозяйственному использованию.

1.3 Нормативы загрязнения атмосферного воздуха.

Особенностью нормирования качества атмосферного воздуха является зависимость воздействия загрязняющих веществ, присутствующих в воздухе, на здоровье населения не только от значения их концентраций, но и от продолжительности временного интервала, в течение которого человек дышит данным воздухом.

ПДК - предельная допустимая концентрация загрязняющего вещества в атмосферном воздухе – концентрация, не оказывающая в течение всей жизни прямого или косвенного неблагоприятного действия на настоящее или будущее поколение, не снижающая работоспособности человека, не ухудшающая его самочувствия и санитарно-бытовых условий жизни. Величины ПДК приведены в мг/м3. (ГН 2.1.6.695-98)

ПДКМР – предельно допустимая максимальная разовая концентрация химического вещества в воздухе населенных мест, мг/м3. Эта концентрация при вдыхании в течение 20-30 мин не должна вызывать рефлекторных реакций в организме человека.

ПДКСС – предельно допустимая среднесуточная концентрация химического вещества в воздухе населенных мест, мг/м3. Эта концентрация не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неопределенно долгом (годы) вдыхании.

Стандарты качества воздуха ВОЗ – в основе требований ВОЗ лежит охрана здоровья человека. Различные периоды усреднения отражают потенциальное воздействие загрязнителей на здоровье человека; загрязнители, на которые установлены нормативы с краткосрочным базисным периодом, оказывают быстрое воздействие на состояние здоровья, а те из них, которые имеют долговременный  отчетный период, связаны с хроническим вредным воздействием. В целях охраны здоровья ни один из стандартов не должен быть превышен. Чем выше концентрация, тем более ограниченным должен быть период воздействия на объект. Напротив, при более низкой концентрации загрязняющего вещества период воздействия может продлеваться.  

  1. Практическая часть.

2.1  Определение количества токсичных продуктов.

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

  • количество единиц автотранспорта разных типов, проезжающих по выделенному участку автотрассы в единицу времени;
  • нормы  расхода  топлива  автотранспортом  (средние  нормы  расхода топлива)

Тип автотранспорта

Средние нормы расхода топлива

(л на 100 км)

Удельный расход топлива Y

(л на 1 км)

Легковой автомобиль

11-13

0.12

Грузовой автомобиль

29-33

0.31

Автобус

41-44

О.425

Дизельный грузовой автомобиль

31-34

0.325

  • значения эмпирических коэффициентов, определяющих выброс вредных веществ от автотранспорта в зависимости от вида горючего

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

Вид топлива

Значение коэффициента (К)

Угарный газ

Углеводороды

Диоксид азота

Бензин

Дизельное топливо

0,6

0.1

0,1

0.03

0,04

0,04

Предельно допустимые концентрации некоторых веществ в воздухе атмосферы

Вид вредного вещества

Количество,

л

Масса,

г

Количество воздуха для разбавления, м³

Значение ПДК,

мг/м²

СО

32.892

41.115

13705

3

Углеводороды

5.512

14.764

659

22

NO2

2.26

3.027

75970

0.04

ХОД ИССЛЕДОВАНИЯ

Сравнительная  оценка  количества выбросов вредных веществ в воздух  автотранспортом

г. Навашино в районе автотрассы «городское кольцо» в 2012 и 2008 годах.  

ОБОРУДОВАНИЕ:

Пишущие принадлежности, микрокалькулятор.

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ.

  1. Выбрали участки исследования автотрассы «городское кольцо»: школа №5, гор газ, автостанция, хлеб завода. Длина участков исследования 0,5 км.
  2. Определили количество единиц автотранспорта, проходящего по участкам в вечерний период времени в течение 10 минут, заполнили таблицу:

Таблица № 1 Интенсивность  транспортного потока   2012  год

Тип

автотранспорта

Исследуемые участки автотрассы

Хлеб завод

Автостанция

Гор газ

Школа

Легковые

14

16

19

21

Грузовые

8

12

11

9

Автобусы

4

6

6

7

Всего

26

34

36

37

Таблица № 2 Интенсивность  транспортного потока   2008  год

Тип

автотранспорта

Исследуемые участки автотрассы

Хлеб завод

Автостанция

Гор газ

Школа

Легковые

15

58

49

35

Грузовые

10

33

28

20

Автобусы

4

17

13

10

Всего

29

108

90

65

  1. Рассчитали количество единиц автотранспорта за 1 час, умножив на 6  количество автотранспорта, сосчитанное за 10 минут.
  2. Рассчитали общий путь, пройденный выявленным количеством автомобилей каждого типа за 1 час, на каждом участке (L, км) по формуле:

Li = Ni · l,

где Ni - количество автомобилей каждого типа за 1 час;

i - обозначение типа автотранспорта; l - длина участка, 0.5 км.

  1. Полученный результат занесли в таблицу.

Таблица № 3 Общий путь, пройденный автомобилем каждого типа за 1 ч. 2012г.

Тип

авто-транспорта

Исследуемые участки автотрассы

Хлеб завод

Автостанция

Гор газ

Школа

За 1час, N  шт.

Общий путь за 1 час. км

За1час, N  шт.

Общий путь за

1 час. км

За 1час, N шт.

Общий путь за

1 час. км

За 1 час, Ni, шт.

Общий путь за

1 час. км

Легковые

84

42

96

48

114

57

126

63

Грузовые

48

24

72

36

66

33

54

27

Автобусы

24

12

36

18

36

18

42

21

Всего

156

78

204

102

216

108

222

111

Таблица № 4 Общий путь, пройденный автомобилем каждого типа за 1 час 2008  год

Тип

авто-транспорта

Исследуемые участки автотрассы

Хлеб завод

Автостанция

Гор газ

Школа

За 1час, N  шт.

Общий путь за 1 час. км

За1час, N  шт.

Общий путь за

1 час. км

За 1час, N шт.

Общий путь за

1 час. км

За 1 час, Ni, шт.

Общий путь за

1 час. км

Легковые

90

45

348

174

294

147

210

105

Грузовые

60

30

198

99

168

84

120

60

Автобусы

24

12

102

51

78

39

60

30

Всего

174

87

648

324

540

270

390

195

  1. Рассчитали количество топлива (Qi, л) разного вида (бензин, дизельное), сжигаемого при этом двигателями автомашин, по формуле: Qi = Li · Yi,
  2. Определили общее количество сожженного топлива каждого вида (∑Q)
  3. Полученный результат занесли в таблицу.

Таблица № 5 Общее количество сожженного топлива (бензин, дизельное)   2012 год

Тип

авто -транспорта

Исследуемые участки автотрассы

Хлеб завод

Автостанция

Гор газ

Школа

Qб

Qд

Qб

Qд

Qб

Qд

Qб

Qд

Легковые

5,04

5,76

6,84

7,56

Грузовые

7,8

11,7

10,725

8,775

Автобусы

5,1

7,65

7,65

8,925

Всего∑Qi

10,14

7,8

13,41

11,7

14,13

10,725

16,485

8,775

   

Таблица № 6 Общее количество сожженного топлива (бензин, дизельное)   2008 год

Тип

авто -транспорта

Исследуемые участки автотрассы

Хлеб завод

Автостанция

Гор газ

Школа

Qб

Qд

Qб

Qд

Qб

Qд

Qб

Qд

Легковые

5,4

20,88

17,64

12,6

Грузовые

9,75

32,18

27,3

19,5

Автобусы

5,1

21,68

16,58

12,75

Всего∑Qi

10,5

9,75

42,56

32,18

34,22

27,3

25,35

19,5

  1. Рассчитали количество выделившихся вредных веществ в литрах при нормальных условиях по каждому виду топлива и всего по таблице: Vi = ∑Qi · K

Таблица № 7 Общее количество вредных веществ  по каждому виду топлива  2012 год

Вид

топлива

Исследуемые участки автотрассы

Хлеб завод

Автостанция

Гор газ

Школа

СО

СН

NO2

СО

СН

NO2

СО

СН

NO2

СО

СН

NO2

Бензин

6.08

1.014

0.405

8.046

1.341

0.536

8.478

1.413

0.565

9.891

1.65

0.66

Дизельное топливо

0.78

0.234

0.312

1.17

0.351

0.468

1.073

0.322

0.429

0.878

0.26

0.34

Всего ∑Vi

6.86

1.248

0.717

9.216

1.692

1.004

9.551

1.735

0.994

10.77

1.91

1

Таблица № 8 Общее количество вредных веществ  по каждому виду топлива 2008 год

Вид

топлива

Исследуемые участки автотрассы

Хлеб завод

Автостанция

Гор газ

Школа

СО

СН

NO2

СО

СН

NO2

СО

СН

NO2

СО

СН

NO2

Бензин

6.3

1.05

0.42

25,54

4,26

1,7

20,53

3,42

1,37

15,21

2,54

1,01

Дизельное топливо

0,975

0.293

0.39

3,22

0,97

1,29

2,73

0,82

1,09

1,95

0,59

0,78

Всего ∑Vi

7,273

1.34

0.81

28,76

5,23

2,99

23,26

4,24

2,46

17,16

3,13

1,79

  1. Рассчитали массу выделившихся вредных веществ (m, г) по формуле:

 m  = ∑Vi M/ 22,4

  1. Рассчитали количество чистого воздуха, необходимое для разбавления выделившихся вредных веществ согласно  санитарно - допустимым условиям окружающей среды:    Vвозд  (м³) =  m ( мг) / ПДК, (мг/м3). Результаты занесли в таблицу:

Таблица № 9 Количество чистого воздуха для разбавления выделившихся вредных веществ,  для обеспечения санитарно-допустимых условий окружающей среды 2012 год

Вид

топлива

Исследуемые участки автотрассы

Хлеб завод

Автостанция

Гор газ

Школа

m г.

Vвозд. м³

∑Vi

m г.

Vвозд. м³

∑Vi

m г.

Vвозд. м³

∑Vi

m г.

Vвозд. м³

∑Vi

СО

8,58

2860

6.86

11,52

3840

9.216

11,93

3977

9.551

13,46

4487

10.77

Угле -водороды

3,34

152

1.248

4,53

206

1.692

4,64

211

1.735

5,1

232

1.91

NО2

1,47

36750

0.717

2,06

51500

9.551

2,04

51000

0.994

2,05

51250

1

Таблица № 10 Количество чистого воздуха для разбавления выделившихся вредных веществ,  для обеспечения санитарно-допустимых условий окружающей среды 2008 год

Вид

топлива

Исследуемые участки автотрассы

Хлеб завод

Автостанция

Гор газ

Школа

m г.

Vвозд. м³

∑Vi

m г.

Vвозд. м³

∑Vi

m г.

Vвозд. м³

∑Vi

m г.

Vвозд. м³

∑Vi

СО

9,1

3033

7,27

35,95

11983

28,76

29,1

9692

23,26

21,45

7150

17,16

Угле -водороды

3,59

163

1,34

14,01

636

5,23

11,36

516

4,24

8,38

381

3,13

NО2

1,66

41500

0,81

6,14

153504

2,99

5,05

126295

2,46

3,68

91897

1,79

2.2  Критерии  роста   автомобильного транспорта в городе.

В настоящее время в городе эксплуатируется более 35 тыс. единиц автотранспорта. Ежегодно парк автомобилей пополняется. Мы провели анкетирование владельцев автомобилей, полученные данные обобщили, построили  гистограмму.

АНКЕТА

  1. Какой критерий был для вас основным при покупке автомобиля?
  1. Престижность марки
  2. Экономичность в эксплуатации
  3. Потребности семьи
  1. Пользуетесь ли вы общественным транспортом?
  1. Да
  2. Нет
  3. В исключительных случаях
  1. Водите ли вы машину с умеренной скоростью?
  1. Да
  2. Нет
  3. Не  всегда
  1. Гоняете ли вы двигатель в холостом режиме?
  1. Да
  2. Нет
  3. Иногда
  1. Регулярно ли вы проводите профилактику, держите в исправности воздушные и масляные фильтры?
  1. Да
  2. Нет
  3. Не всегда
  1. Моете ли вы в летнее время машину в реке или в озере?
  1. Да, часто
  2. Иногда
  3. Никогда
  1. Какая из причин, заставляющих вас следить за уровнем СО в автомобильных выхлопах, является для вас наиболее веской?
  1. Вероятность быть оштрафованным ГАИ
  2. Ответственность за состояние воздуха в нашем городе
  3. Иные причины
  1. Известно ли вам, что автомобильный транспорт – основной источник загрязнения воздуха в городе?
  1. Да
  2. Нет
  3. Для меня этот факт не имеет значения.
  1. Приходилось ли вам испытывать недомогание из-за высокого уровня загазованности воздуха в городе (головная боль, резь в глазах, кашель и т. п.)
  1. Часто
  2. Очень редко
  3. Никогда

2.3   Калькулятор, вычисляющий количество токсичных продуктов.

После выполнения исследовательской работы я решила разработать программу, которая поможет сократить время в получении результатов исследования.  Для написания программы  я использовала  объектно-ориентированное  программирование в среде Visual Basic 6.0, которая позволяет создавать программные продукты с удобным пользовательским интерфейсом.  До начала проектирования  интерфейса я продумала его   дизайн, а также определилась с кругом  потенциальных пользователей. Т.к. разрабатываемое приложение  является программой   для всех людей  кому не безразлично состояние окружающей среды  я придумала   удобный оконный интерфейс. Этот интерфейс имеет свои преимущества: большая наглядность, удобство и скорость работы.     При запуске программы  появляется форма (рис. 1)  «Токсичные продукты, образующиеся при работе транспорта», которая предлагает пользователю  ввести данные: количество каждого вида автомобилей, сосчитанных за 10 минут,  для подтверждения ввода  необходимо нажать  «ОК». Чтобы очистить результаты вычисления используется кнопка « Очистить».

рис. 1  

На этой же форме появляются результаты вычислений (рис. 2) название и состав токсичных продуктов. Количественный состав токсичных продуктов сравнивается с ПДК, результат выводиться на форму. Данный калькулятор предназначен для быстрой оценки состояния окружающей среды.

рис. 2

Вывод:    В ходе исследовательской работы была изучена литература по данной теме, проведены исследования. Анализ работы показывает следующее:

  1. Интенсивность  транспортного потока   в городе в период с 2008 по 2012 года сократилась в два раза.
  2. Концентрация вредных веществ, которые образуются при работе

автотранспорта, в воздухе города Навашино  не выходит за рамки ПДК.

  1. Концентрация вредных веществ выхлопных газов в районе окружной автодороги в направлении Навашино – Выкса  (исследуемый участок школа) не превышает ПДК вредных веществ.
  2. Строительство моста и окружной автодороги в направлении Навашино - Муром сыграло огромную роль для экологии  воздушного бассейна города, т.к. уменьшило концентрацию вредных веществ - в двое, благодаря чему в настоящее время экологическая обстановка в нашем городе благоприятная.
  3. Анкетирование владельцев автомобилей показало, что основным критерием при покупке автомобиля являются потребности семьи. Автомобилисты пользуются общественным транспортом редко, любят проехаться «с ветерком», «гоняют» двигатель в холостом режиме, регулярно проводят профилактику, следят за уровнем СО в автомобильных выхлопах, т.к. боятся быть оштрафованными в ГАИ. Знают, что автотранспорт – основной источник загрязнения воздуха.
  4. По официальным данным в нашем городе  больных  бронхиальной астмой 17%,  аллергическим бронхитом 13% ,  кожными заболеваниями  3%,  другие заболевания 67%
  5. Разработан для пользователей всех сфер деятельности электронный калькулятор «Токсичные продукты, образующиеся при работе транспорта» для быстрой оценки состояния окружающей среды.

Заключение

 Автомобили распределяются по территории города, заполняют все местные проезды, дворы жилой застройки и создают  повышенный фон загрязнения. Наиболее неблагоприятными режимами работы являются малые скорости и «холостой ход» двигателя. Техническое состояние двигателя непосредственно влияет на экологические показатели выбросов.  Низкое расположение выхлопной трубы от поверхности земли, приводит к тому, что отработавшие газы автомобилей скапливаются в зоне дыхания людей  и  слабее рассеиваются естественным образом. Если выбросы токсичных веществ – это неизбежность в работе автотранспорта то, как их можно уменьшить? Что же нужно сделать, что бы наш родной город стал чистым и красивым?

Нужно всего лишь:

  1. Озеленить город, растения поглощают углекислый газ, выделяют кислород.
  2. Уничтожить пустыри, что способствует уменьшению выветривания почв, следовательно, содержание пыли в воздухе уменьшается.
  3. Проводить техосмотр автомобилей 2 раза в год, так как от состояния двигателя зависит количество вредных веществ, выбрасываемых автомобилем в атмосферу.
  4. Сделать более доступным ремонт автомобиля.
  5. Ужесточить санкции по отношению к нарушителям.
  6. В качестве индивидуального транспорта  чаще использовать велосипед. Конечно, автомобиль гораздо комфортнее и удобнее, но представьте, что вам придется выбирать между велосипедом и тем вредом, который причиняется нашему здоровью выхлопными газами.

Я  думаю, что большинство выберет велосипед. Из своей работы я сделала вывод, что с изобретением тепловых двигателей власть человека над природой увеличилась. Но человек - часть природы, поэтому, что бы жить на Земле без страха за своё будущее, за своё здоровье, любоваться красотами природы, нужно беречь наш дом, иначе можно погибнуть.

Литература.                                                                            

  1. Мансурова С.Е., Кокуева Г.Н. Следим за окружающей средой нашего города: 9-11класс :Школьный практикум. –м:. Гуманит. Изд. Центр. ВЛАДОС,2001.-112с.:ил.
  2. Окружающая среда: энциклопедический словарь-справочник-М .,1993.
  3. Энциклопедия «Аванта», том 15 «Техника», издательство «Аванта», 2001 год;
  4. Энциклопедия «Аванта», том 16 «Физика», издательство «Аванта», 2003 год.
  5. Коробкин В.И Экология. – М., 2006. – 465с.
  6. Гарнаев А.Ю. Visual Basic 6.0: разработка приложений.- СПб.:БХВ – Санкт-Петербург, 2000г.


Поделиться:

Рисуем тыкву

Крутильный маятник своими руками

Цветение вишни в лунную ночь

Сорняки

Рождественский венок