ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА на тему: «Загрязнение окружающей среды автотранспортом»

Муниципальное общеобразовательное учреждение гимназия №13

Х Школьная научно- практическая конференция «История, наука, культура в исследованиях обучающихся»

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

на  тему:

 «Загрязнение окружающей среды автотранспортом»

                                                                                        Выполнил:

                                                                    ученик 7 «Г» класса

                                                                    Курышин Владислав

                                                                    Преподаватель:

                                                                    Сысоева Е.В.

Томск 2010г.

                              Содержание

1. Цели и задачи исследования.
2. Актуальность исследования.
3. Проблема загрязнения воздуха в городе Томске
4. Исследовательская часть
5. Выводы
6. Анкетирование автовладельцев.
7. Список литературы

Загрязнение окружающей среды автотранспортом.

Цель: определить уровень загрязнения  окружающей среды автотранспортом  в

            городе Томске.

Задачи:

1. Изучить состояние проблемы загрязнения  воздуха автотранспортом в нашем    

    городе.

2. Выяснить, какие вещества являются основными загрязнителями атмосферы

    и как они влияют на живые организмы.

3. Определить уровень загрязнения окружающей среды по наличию свинца в

    растениях.

4. Выяснить статистические данные о количестве и техническом состоянии  

    автотранспорта.

5. Провести анкетирование среди владельцев легковых автомобилей.

6. Выяснить, какие мероприятия проводятся по борьбе с вредными выбросами

    транспорта.

Актуальность: Много говорят о загрязнении воздуха автотранспортом. В последние годы количество автотранспорта заметно увеличилось. Почти в каждой семье есть автомобиль, а то и не один, что создает проблемы в движении (пробки), очень загрязняет воздух вредными выбросами.  Говорят, что образующиеся оксиды азота, окись углерода, метан и фреоны разрушают озоновый слой,  возникает смог и другие негативные последствия.

В Томске, как и в других городах России, существует острая проблема загрязнения атмосферного воздуха выбросами автотранспорта. По данным статистики, доля выбросов автотранспорта в Томске составляет более 77% от всех выбросов загрязняющих веществ в городе.

   Я решил узнать, действительно ли окружающая среда сильно загрязняется автотранспортом в нашем городе.

Гипотеза: возможно действительно, автотранспорт сильно загрязняет окружающую среду, значит это должно как-то  отразиться на ее состоянии. Известно, что растения  поглощают вредные продукты сгорания автомобильного топлива. И по содержанию вредных веществ в растениях (например, свинца) можно судить о степени загрязненности воздуха.

План:

1. по статистическим данным Комитета  по охране природы    выяснить, какие  

    вещества, и в     каком количестве являются загрязнителями в городе Томске.

2. выяснить статистику об увеличении численности автомобилей в городе,

    какие    преобладают, и их технологические марки.

3. определить содержание свинца в растениях.

4. провести анкетирование владельцев автомобилей с целью дальнейшего

    анализа, насколько они понимают, что их автомобили являются источниками    

    загрязнениями.

                   Выбросы загрязняющих веществ  в атмосферу.

Одной из острых экологических проблем настоящего времени является загрязнение атмосферного воздуха.

В больших городах к числу основных источников загрязнения атмосферного воздуха относится автотранспорт. Основной вклад в загрязнение атмосферы вносят автомобили, работающие на бензине (75%), самолеты, затем автомобили с дизельными двигателями (около 4%), трактора и другие сельскохозяйственные машины (около 4%), железнодорожный и водный транспорт.

В России на  долю  автотранспортав середине 90-х годов приходилось 80% выбросов свинца, 59% - оксида углерода, 32% - оксидов азота.

В выхлопных газах  автомобилей  содержится  целая гамма веществ, большинство из которых токсичны для человека,  основными загрязнителями являются оксид углерода, оксиды азота,  свинец,  летучие углеводороды.

На его долю  приходится более 50% экономического ущерба от загрязнения атмосферы.

Диоксид азота воздействует в основном на дыхательные пути и легкие, а также вызывает изменения состава крови, в частности, уменьшает содержание в крови гемоглобина.

Оксид углерода и оксиды азота поступают в атмосферу только с

выхлопными газами, тогда как не полностью сгоревшие углеводороды поступают как вместе с выхлопными газами, так и из картера топливного бака и карбюратора.

      Несмотря на то, что дизельные двигатели более экономичны, таких веществ как оксиды азота и углерода, углеводороды выбрасывают не более, чем бензиновые, они существенно больше выбрасывают дыма (преимущественно несгоревшего углерода), который к тому же обладает неприятным запахом, создаваемым некоторыми несгоревшими углеводородами.  

Наибольшее количество загрязняющих веществ выбрасывается при быстром разгоне автомобиля, а также при движении с малой скоростью. Относительная доля (от общей массы выбросов) углеводородов и оксида углерода наиболее высока при торможении и на холостом ходу, доля оксидов азота - при разгоне. Из этих данных следует, что автомобили особенно сильно загрязняют воздушную среду при частых остановках и при движении с малой скоростью. Отходящие газы двигателей содержат сложную смесь из более двухсот компонентов, среди которых немало канцерогенов. Вредные вещества поступают в воздух практически в зоне дыхания человека. Поэтому автомобильный транспорт следует отнести к наиболее опасным источникам загрязнения атмосферного воздуха.

 Влияние автотранспорта на окружающую среду

Рис. 1. Схема воздействия автотранспорта на окружающую среду.

Передвижные  источники загрязнения пространственно рассредоточены по территории города и расположены в непосредственной близости к жилым районам, что создает общий повышенный фон загрязнения. Они располагаются невысоко от земной поверхности, в результате чего отработавшие газы автомобилей слабее рассеиваются ветром по сравнению с промышленными выбросами и скапливаются в зоне дыхания людей. Кроме того, темпы роста числа автомобилей значительно выше по сравнению с темпами роста промышленных источников.

                                     Влияние свинца на  организм человека.

Роль свинца в жизнедеятельности организма изучена недостаточно. Однако в литературе встречаются данные, подтверждающие, что металл жизненно необходим для животных организмов (на примере крыс). В небольших количествах он необходим и растениям.  Дефицит свинца в эксперименте понижает рост животных.  Было обнаружено, что свинец увеличивает рост и повышает концентрацию гемоглобина при дефиците железа у крыс.

Известно, что свинец участвует в обменных процессах костной ткани. Попадая в организм, свинец накапливается в костях, вызывая их разрушение.

         Металл токсичен для микроорганизмов, растений, животных и людей. Свинец является канцерогеном. Свинец нарушает синтез гемоглобина.

Избыток свинца в растениях, связанный с высокой его концентрацией в почве,  подавляет процесс фотосинтеза, снижает поступление цинка, кальция, фосфора, серы. Вследствие этого снижается урожайность растений и резко ухудшается качество производимой продукции. Внешние симптомы негативного действия свинца – появление темно-зеленых листьев, скручивание старых листьев, чахлая листва. Устойчивость растений к его избытку неодинаковая: менее устойчивы - злаки, более устойчивы - бобовые.

Токсическая доза свинца для человека: 1 мг.

Предельно допустимая концентрация в атмосферном воздухе соединений свинца 0,003 мг/м3, в воде 0,03 мг/л, почве 20,0 мг/кг

Автотранспорт в Томске.

Первые автотранспортные средства в Томске появились в начале ХХ века, а уже к 1910 г. по числу автомобилей Томск держал первенство среди сибирских городов, соперничая только с Иркутском. Динамика развития автотранспорта во второй половине прошлого и начале нынешнего  столетий отображена на рисунке.

. Динамика количества автотранспортных средств г. Томска

[Томск-400, 2004, Шакирова, 2005]

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от автотранспорта, зарегистрированного в городе Томске за 2007 г., тонн/год

Количество автотранспорта, зарегистрированного в территориальном органе ГИБДД:

Легковые автомобили – 247 тыс. 746 единиц

Грузовые автомобили – 34 тыс. 510 ед., в том числе: с бензиновыми двигателями – 17 тыс. 255, с дизельными двигателями – 17тыс. 255 (в данном случае принято допущение о равном количестве грузовых автомобилей с бензиновым и дизельным двигателями).

Автобусы – 4тыс. 050 ед., в том числе: с бензиновыми двигателями -1 тыс. 750, с дизельными двигателями – 2 тыс. 300.

Рост транспортных средств обуславливает увеличение  нагрузки на окружающую среду

Следует отметить, что Томск относится к средним по количеству выбросов городам в Сибирском федеральном округе  (табл. 2).

Рис. 3. Динамика выбросов загрязняющих веществ в воздушный бассейн г. Томска

Таблица 2- Выбросы загрязняющих веществ (ЗВ) от стационарных источников в городах СФО, тыс. тонн (2005 г.)

Специалистами  проводится мониторинг состояния атмосферного воздуха  на перекрестках города.

В качестве критериев оценки используются предельно допустимые концентрации (ПДК) — нормативы, устанавливающие концентрации вредного вещества в единице объема, которые при воздействии за определенный промежуток времени не влияют на здоровье человека (табл. 4).

Таблица 4 - Перечень предельно допустимых концентраций (ПДК) загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух

. Выявлено, что самыми высокими уровнями загрязнения атмосферного воздуха оксидами углерода и азота отличаются улицы Пушкина, Яковлева, Красноармейская, Ленина, Иркутский тракт и Комсомольский проспект, которые характеризуются особенно высокой интенсивностью движения транспорта.

Превышения допустимых норм по формальдегиду зафиксированы во всех районах города, наибольшие превышения (в 2,5 раза относительно нормы) отмечались в Советском районе (пост № 5 на ул. Герцена, 68а), в Кировском районе – в 1,6 раза (пост № 13 на ул. Вершинина, 17в). Наибольшая повторяемость превышений – в Ленинском районе (пост № 2 на пл. Ленина). Существенный «вклад» в загрязнение этой примесью вносит автотранспорт.

Мониторинг детских площадок.

16 октября отбиралась пробы воздуха на 5 детских площадках: ул. Елизаровых, 2,  ул. Киевская, 86, ул.К. Ильмера, 6, пр. Мира,27 и пр. Мира, 41.

На всех детских площадках были превышения по вредным веществам: по ул.Елизаровых, 2  превышения по содержанию формальдегида в 7,87 раза, по бенз(а)пирену - в 1,15 раза; по ул. Киевской, 86  зафиксировано превышение по формальдегиду в 3,71 раза , а на К. Ильмера, 6 – в 3,01 раза; по пр. Мира, 27  превышения по диоксиду азота -  в 2,96 раза, по фенолу -  в 12 раз, по формальдегиду - в 8,66 раза и взвешенным веществам -  в2 раза; на пл. по пр. Мира ,41 были превышения по диоксидам азота в 1,53 раза, по фенолу -  в 12 раз, по взвешенным веществам - в 1,96 раза.

Источником данных видов загрязнений являются выбросы автотранспорта.

Предлагаемые меры улучшения ситуации: детские площадки необходимо перенести во дворы многоэтажных домов, изолировать от влияния транспортных магистралей.

Мониторинг перекрестков.

17 октября2009 г. в 8 часов утра, в 1 час дня и в 19 часов вечера отбиралась пробы воздуха на 3-х перекрестках: пр. Фрунзе – ул. Елизаровых, пр. Фрунзе – ул. Красноармейская и пр. Фрунзе– пр. Комсомольский.

На всех перекрестках отмечены превышения по вредным веществам: пр. Фрунзе – ул. Елизаровых превышения диоксида азота в 1,55 раза, формальдегида в 6,88 раза, взвешенных веществ в 6,12 раза; пр. Фрунзе – ул. Красноармейская превышения по диоксиду азота в 2,08 раза, формальдегида в 9,88 раза и взвешенных веществ в 5,37 раза; на пр. Фрунзе– пр. Комсомольский зафиксированы превышения диоксида азота в 2,54 раза, формальдегида в 6,33 раза, бензола в 1,5 раза и взвешенных веществ в 4,73 раза.

Источником данных видов загрязнений являются выбросы автотранспорта.

меры улучшения ситуации

Предлагаемые меры улучшения ситуации: необходимо разгрузить автодороги г. Томска путем строительства транспортных развязок и организации светофоров на «зеленую волну».

 Создаваемые в городах системы движения в режиме  «зеленой волны», существенно сокращающие число остановок транспорта на перекрестках, призваны сократить загрязнение атмосферного воздуха в городах

Так же как во многих исторических городах, пропускная способность улиц в центральных районах Томска невелика и не справляется с возросшим в последнее время машинопотоком, что приводит к созданию «пробок» и концентрации значительного количества веществ в воздухе. Отсутствие в городе специальных высокоскоростных объездных магистралей, необходимого количества путепроводов, развязок, подземных и надземных переходов сказывается на скорости движения транспорта и в свою очередь  - на загрязнение воздушного бассейна. Загрязнению атмосферного воздуха способствует так же высокая концентрация автотранспортных предприятий и гаражных боксов в жилой застройке, загруженность центральных дорог города маршрутным транспортом, высокий процент неисправных автотранспортных единиц, низкосортные виды жидкого топлива.

Современный город сложно представить без большого числа автотранспорта, поэтому в целях соблюдения эколого-экономического баланса целесообразно разработать систему мероприятий, направленных на улучшение качества атмосферного воздуха (рис. 6).  

Рис.6. Система мероприятий, направленных на улучшение качества атмосферного воздуха

Повышенный интерес к свинцу вызван его приоритетным положением в ряду основных загрязнителей окружающей природной среды.

Исследование: определение содержания свинца в растениях:                    

1.Cобрать небольшое количество опавших листьев растительности (я взял    

   листья  березы обыкновенной) на различном расстоянии от оживленной

    автомагистрали: 2-3 метра, 100,  300  метров,  в парковой и промышленной

    зонах.  Каждую пробу поместить в отдельный  полиэтиленовый пакет с

    этикеткой, на которой указать место сбора.

2. C каждой пробы взять равные навески листьев. Каждую навесу растереть в  

    керамической ступке.

3. Для получения вытяжки во все навески добавить строго одинаковое

    количество спирта,  прокипятить на спиртовке, чтобы свинец перешел в

   раствор, охладить его и  отфильтровать.

4. Приготовить водный раствор сернистого натрия. Добавить по одной - две

    капли этого раствора в пробы с растительным  экстрактом. В результате

    выпадает черный осадок   разной  степени концентрации и, соответственно,

    более или менее  темный у разных проб растительности.

 5.Рассматривая пробирки на свет, делаем выводы.

Выводы:

1. Наибольшая загрязненность в пробах, собранных в  промышленной зоне, в 2-

    3  метрах от   оживленной автомагистрали - улица С.Лазо (район ДК  

     Авангард) и  районе Буфф- сада.

2. Пробы, которые были взяты в 100, 300 м. от  оживленной автомагистрали -    

    улица С.Лазо (район ДК   Авангард), показали, что наиболее загрязнены  

    свинцом  листья растений,  которые были собраны в 100м. от дороги.  

    Наименее загрязнены листья в 300м.

   Значит, чем дальше от оживленной автомагистрали, тем  степень загрязненности     ниже.   

3. Сильное загрязнение в районе парка Буфф-сада объясняется его

    расположением. Он расположен в квадрате, окруженном самыми

    напряженными автомагистралями-  ул. Красноармейская, ул. Герцена,

    пр. Фрунзе. (карта прилагается).

 Значимость:  

1. Доведу результаты эксперимента до своих близких, среди них есть  

    сознательные люди,   которые станут  задумываться о техническом состоянии

    своих автомобилей.

2. Я уже буду точно знать, что не приобрету жилье в районе Буфф-сада, даже

     если этот район    очень престижный.

3. Показать людям, как влияет автотранспорт на окружающую среду.

Итоги анкетирования для владельцев автомобилей показали, что:

1. Какой критерий был для вас основным при покупке автомобиля?             70% ответили – потребность семьи, 20% ответили – минимальная цена  автомобиля,  

     0% ответили – престижность марки и 10% ответили – экономичность в

    эксплуатации.

2. Пользуетесь ли вы общественным транспортом.?

             40% ответили – да, 10% ответили – нет, и 50% ответили -                                                                                                                                                                          

        в исключительных случаях.         

  3.   Водите ли вы машину с умеренной скоростью

             80% ответили – да, 0% ответили – нет, и  20% ответили – не всегда    

        4. «Гоняете» ли вы двигатель в холостом режиме?

     20% ответили – да, 50% ответили – нет, и 30% ответили – иногда.

5. Регулярно ли вы проводите профилактику, держите в исправности  

    воздушные и      масляные фильтры?

     80% ответили – да, 20% ответили – нет, и  10% ответили – не всегда.  

6. Моете ли вы в летнее время машину в реке или пруду?

               10% ответили – да, часто, 60% ответили – нет, и 30% никогда.

7.  Какая из причин, заставляющих вас следить за уровнем СО в автомобильных выхлопах, является для вас наиболее веской?

      10% ответили – вероятность быть оштрафованным ГАИ,

     40% ответили –  ответственность за состояние воздуха в нашем городе,  

     50%  ответили – иные   причины.

8. Известно ли вам, что автомобильный транспорт – основной источник загрязнения воздуха в городе?

     80% ответили – да,

     0% ответили – нет,

    20% ответили – для меня этот факт не имеет значения.

9. Приходилось ли вам испытывать недомогание из-за высокого уровня загазованности воздуха в городе?

             20% ответили – часто,

             20% ответили – очень редко,

            30% ответили – никогда, и

           30% ответили –затрудняюсь ответить.
     10. Согласились бы вы поменять свой автомобиль на менее престижный,

           но   экологически   более чистый, не загрязняющий окружающую среду?

           60% ответили – да,

          10% ответили – нет,  

           30% ответили – затрудняюсь ответить.               

                                      Список литературы:

1.Самкова В.А. Экологический практикум «Город, в котором я живу». Биология в школе   2001, №7

2.ГН 2.1.6.1983-05 Предельно допустимые концентрации   (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест.

3.РД 52.04.186-89. Руководство по контролю загрязнения атмосферы. Временные указания по определению фоновых концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе для нормирования выбросов и установления ПДВ (Л.: Гидрометеоиздат, 1981)

4.РД 52.04.576-86. Положение о методическом  руководстве наблюдениями за состоянием и загрязнением окружающей природной среды.

5.Рыбальский Н.Г., Малярова М.А., Горбатовский В.В. и др. Экология и безопасность // Справочник. Тт. 1-3 - М.: ВНИИПИ, 1991-1993.

6.Томск – 400 лет: Юбилейный стат. сб. / Томскоблкомстат-Т, 2004. – 268 с.

7.Шакирова А.Р. Развитие городского пассажирского транспорта г. Томска // Теоретические и прикладные вопросы современной географии: Материалы Всероссийской молодежной школы-семинара. Томск, 27-28 апреля 2005 г. – Томск: Изд-во ООО «Дельтаплан», 2005. С. 36-42.

8. Эко бюллетень № 01 ( 132 ) январь- февраль 2009 года.