ОПРЕДЕЛЕНИЕ УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ОТРАБОТАННЫМИ ГАЗАМИ ОТ АВТОТРАНСПОРТА В Г. НАДЫМ

Российская Федерация

Ямало-Ненецкий автономный округ

Министерство образования и науки РФ

Департамент образования

Администрации муниципального образования Надымский район

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 6

С УГЛУБЛЕННЫМ ИЗУЧЕНИЕМ ОТДЕЛЬНЫХ ПРЕДМЕТОВ», г. НАДЫМ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ОТРАБОТАННЫМИ ГАЗАМИ ОТ АВТОТРАНСПОРТА В Г. НАДЫМ

Исследовательская работа

Автор работы:

Бескопыльная Анна Константиновна,

ученица 11б класса

МОУ «Средняя общеобразовательная школа № 6 с углубленным изучением отдельных предметов», г. Надым

Руководитель:

Бородинова Алина Павловна,

учитель географии МОУ «Средняя общеобразовательная школа № 6

с углубленным изучением отдельных предметов». г. Надым

Надым, 2014

Оглавление

Введение        

1. Определение состояния загрязнения атмосферного воздуха от автотранспорта        

2. Результаты исследований        

Заключение        

Список используемых источников и литературы        

Приложение        

Введение

В настоящее время охрана окружающей среды - одна из насущных задач человечества.

Научно-техническая революция дала человеку не виданные ранее могучие средства для использования сил природы, но и одновременно и для разрушения естественной среды. Рост числа промышленных объектов, увеличение площадей обрабатываемых земель, урбанизация, высокая плотность транспорта, химизация, широкое использование различных видов топлива обусловили всё усиливающееся загрязнение воздуха, водоёмов, почвы токсичными веществами, изменили климат, ритмы жизнедеятельности организмов, привели к резкому сокращению природных ресурсов.

Всё больше и больше автомобилей появляются на дорогах городов и сёл. И муниципальные образования Надымский район и г. Надым не исключение. За последние пять лет протяженность автомобильных дорог в том числе с твердым покрытием на территории муниципальных образований не изменилась и составляет всего 722,971 километров.

Строительство мостового перехода через реку, возводимый на 991 км автомобильной дороги «Сургут – Салехард, участок Старый Надым – Надым», является частью реализации крупнейшего инфраструктурного проекта «Северный широтный ход». Он свяжет Надым с «большой землей», а также обеспечит полноценный транспортный коридор на восток округа.

В связи с этим увеличится объём выброса вредных веществ от автотранспортных средств, что отрицательно скажется на состояние атмосферного воздуха.

Целью данной работы является изучение состояния атмосферного воздуха на улицах г. Надым.

Для достижения этой цели были поставлены задачи:

• определить уровень загрязнения атмосферного воздуха автомобильным транспортом на улицах города;
• дать рекомендации по улучшению состояния атмосферного воздуха.

Объектом исследования является количества автотранспорта на улицах г. Надым.

Предметом исследования является состояние атмосферного воздуха.

Методы исследования и исходные материалы. В исследованиях использованы методы: наблюдения, аналитический, обобщения, картографический, сравнительный.

1. Определение состояния загрязнения атмосферного воздуха от автотранспорта

Одиночный автомобиль, движущийся по дороге, не в состоянии оказать сколько-нибудь заметного влияния на окружающую среду. Совершенно другая ситуация складывается при движении совокупности различных транспортных средств по автомобильным дорогам. Здесь влияние на окружающую, среду определяется не только техническими характеристиками автомобиля и дороги, но и интенсивностью, скоростью движения, а также - составом транспортного потока и плотностью дорожной сети.

Движение автомобиля в составе плотных транспортных потоков характеризуется изменением условий движения (скорости и ускорения). Это приводит к изменению нагрузочно-скоростных режимов работы двигателей, что оказывает существенное влияние на выброс вредных веществ. Также, к основным факторам, влияющим на выброс загрязнителей, относят технический уровень и эксплуатационное состояние автомобилей, количество и номенклатура перевозимых грузов.

Основными загрязнителями атмосферного воздуха, входящими в состав выхлопов автотранспорта, в зависимости от типа двигателя, являются: окись углерода (угарный газ) СО, оксиды азота NO и NO2, различные углеводороды CnHm, бенз(а)пирен, сернистый газ SO2.

Загрязнение атмосферного воздуха отработанными газами автомобилей удобно оценивать по концентрации окиси углерода (СО), мг/м3. Исходными данными для работы служат показатели, собранные во время проведения работы или имеющиеся теоретические сведения и наблюдения. Для того чтобы определить состояние загрязнения атмосферного воздуха от автотранспорта, обучающиеся 11-го класса под руководством преподавателя географии проводили в течении часа оценку уровня загрязнения атмосферного воздуха отработанными газами автотранспорта (по концентрации СО) в трех разных точках на дорогах г. Надым.

Оценку уровня загрязнения атмосферного воздуха отработанными газами автотранспорта в г. Надым (по концентрации СО) определяли по

формуле оценки концентрации окиси углерода (Ссо) (Методика Бегма и др.,1984; Шаповалов, 1990):

Ссо =(СФ +0,01*N*КT)*КA*Ку*Кс*Кв*Кп,

где СФ - фоновое загрязнение атмосферного воздуха нетранспортного происхождения, мг/м3 (равное 0,5);

N - суммарная интенсивность движения автомобилей на городской дороге, автом./час;

KТ - коэффициент токсичности автомобилей по выбросам в атмосферный воздух окиси углерода;

КА - коэффициент, учитывающий аэрацию местности (Приложение 1);

Ку - коэффициент, учитывающий изменение загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода в зависимости от величины продольного уклона (Приложение 2);

Кс - коэффициент, учитывающий изменение концентрации окиси углерода в зависимости от скорости ветра (Приложение 3);

Кв - значение коэффициента, учитывающего изменение концентрации окиси углерода в зависимости от влажности воздуха (Приложение 4);

Кп - коэффициент увеличения загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода у пересечений (Приложение 5).

Коэффициент токсичности автомобилей определяется как средневзвешенный для потока автомобилей по формуле:

Кт = ƩРj*Кi

где Pj – состав движения в долях единицы для i-того вида транспорта. Коэффициент Pj приведен в таблице 2 в процентах, а при решении необходимо Рi,- выражать в виде десятичной дроби. Значение коэффициента токсичности Кт i-того вида транспорта определяется по Приложению 6.

Значения выбросов вредных веществ в отработавших газах автотранспорта зависят от целого ряда факторов: отношения в смеси воздуха и топлива, режимов движения автотранспорта, рельефа и качества дорог, технического состояния автотранспорта и др. Состав и объёмы выбросов зависят также от типа двигателя. Выбросы основных загрязняющих веществ значительно ниже в дизельных двигателях. Поэтому принято считать их более экологически чистыми. Однако дизельные двигатели отличаются повышенными выбросами сажи, образующейся вследствие перегрузки топлива.

Сажа насыщена канцерогенными углеводородами и микроэлементами; их выбросы в атмосферу недопустимы.

2. Результаты исследований

По данным статистики количество автомобилей в личном пользовании у населения составило 17878 в 2008 году и 19034 в 2013 году, т.е. увеличилось на 1206 автомобилей за пять лет или на 107%. По территории муниципальных образований оно крайне неравномерно (диаграмма 1, 2).

Диаграмма 1

Количество легковых автомобилей у населения в 2008 году (шт.)

Диаграмма 2

Количество легковых автомобилей у населения в 2013 году (шт.)

Наши наблюдения показывают, что увеличилось количество автомобилей с номерами других регионов, хотя в таких поселениях как Лонгъюган, Ямбург, Ягельный за пять лет прослеживается отрицательный прирост автомобильного парка.

Наблюдение за оценкой уровня загрязнения атмосферного воздуха 16.10.2014 определяли в трех точках города (рисунок 1) с многоэтажной застройкой с продольным уклоном 0° за один час с 13.00 до 14.00 ч.

Таблица 1

Сводный протокол наблюдений

После произведенных расчетов фоновая концентрация загрязняющих веществ больше всего в точке 1 (диаграмма 3).

Диаграмма 3

Рис. 1 Оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха с многоэтажной застройкой

Уровень загрязнения атмосферного воздуха превышает ПДК в точке 3 более чем в 2 раза от допустимого.

Таким образом, определяя уровень загрязнения атмосферного воздуха от автотранспорта, мы пришли к выводу, что увеличение уровня загрязнения зависит:

- от увеличения количества автотранспорта, численность которого растёт с каждым днём;

• температурных показателей;
• плохого состояния и технического обслуживания автомобилей;
• низкого качества применяемого топлива;
• наличие свинцовых добавок в бензине;
• неразвитостью системы управления транспортными потоками;
• низким процентом использования экологически чистых видов транспорта.

Заключение

По результатам проделанной работы мы определили ряд проблем, которые на данный момент в полном объеме не могут быть решены. Из проделанной работы мы выявили несколько рекомендаций, которые помогут улучшить атмосферный воздух в г. Надым.

На снижение уровня выбросов от автотранспорта оказывают следующие мероприятия:

1. ограничение интенсивности движения;
2. замена карбюраторных грузовых автомобилей дизельными;
3. установка фильтров;
4. градостроительные мероприятия;
5. использование альтернативного топлива:

• перевод двигателя внутреннего сгорания на газообразное топливо. Существующий многолетний опыт эксплуатации автомобиля на пропан-бутановых смесях показывает высокий экологический эффект. В автомобильных выбросах резко снижается количество угарного газа, тяжелых металлов и углеводородов, однако уровень выбросов окислов азота остается достаточно высоким. Кроме того, применение газовых смесей пока возможно лишь на грузовых автомобилях и требует налаживания системы газозаправочных станций, поэтому возможности данного решения в настоящее время еще ограничены (3).
• перевод двигателя внутреннего сгорания на водородное топливо часто рекламируется как чуть ли не идеальное решение проблемы, однако при этом часто забывают, что окислы азота образуются и при использовании водорода и что добыча, горение и транспортировка больших объемов водорода связаны с большими техническими трудностями, небезопасны и весьма накладны в экономическом отношении. В городе, насчитывающем несколько сот тысяч автомобилей, пришлось бы иметь громадные запасы водорода, одно хранение которых потребовало бы (для обеспечения безопасности населения) отчуждения громадных территорий. Если учесть при этом, что это дополнялось бы развитой сетью заправочных станций, то такой город был бы весьма небезопасен для его жителей. Даже если предположить, что будет найдено экономически приемлемое решение проблемы хранения водорода (в том числе в самих автомобилях) в связанном состоянии, то эта проблема, по нашему мнению, едва ли будет перспективной в ближайшие десятилетия.
• замена автомобиля электромобилем также весьма интенсивно рекламируется в популярной литературе, однако в настоящее время она столь же мало реальна, как и предыдущее предложение. Во-первых, даже самые совершенные аккумуляторы наряду со значительным собственным весом, ухудшающим параметры автомобиля, требуют для своей зарядки энергии в несколько раз больше, чем ее затрачивает при равной работе обычный автомобиль. Тем самым электромобиль, являясь самым расточительным, в энергетическом отношении, средством транспорта, снижая загрязнение среды в месте своей эксплуатации, резко увеличивает его в месте производства энергии. Во-вторых, производство аккумуляторов требует значительного количества ценных цветных металлов, дефицит которых растет едва ли не быстрее, чем дефицит нефти и газа. И, в-третьих, электромобиль, практически «чистый» для городской улицы, не является таковым для самого автомобилиста, поскольку при работе аккумуляторов происходит постоянное выделение многих токсичных веществ, которые неизбежно попадают в салон электромобиля. Даже если предположить, что все вышеуказанные проблемы были бы технически разрешены, следует учесть, что на перестройку всей автомобильной промышленности, смену автопарка, перестройку систем обслуживания и эксплуатации транспортных средств потребовались бы не один десяток лет и несколько десятков, если не сотен миллиардов долларов. Поэтому аккумуляторный автомобиль едва ли сможет стать перспективным решением проблемы загрязнения окружающей среды автотранспортом.

Список используемых источников и литературы

1. Вронский В.А. Прикладная экология. Ростов н/Д.: Феникс, 1996.- 512 с.
2. Никитин Д.П., Новиков Ю.В. Окружающая среда и человек. М.: Высшая школа, 1986. – 415 с.
3. Пономарёва И.Н. Экология. М.: Вентана-Графф, 2001. – 272 с.
4. Стадницкий Г.В., Родионов А.И. Экология. М.: Высшая школа, 1988. – 272 с.
5. Щукин И. Экология. Ростов н/Д.: Феникс, 2004.- 224 с.

Приложение

Таблица 2

Состав движения Pi, %

Таблица 3

Параметры улицы

Приложение 1

Значение коэффициента, учитывающего аэрацию местности, КА

Приложение 2

Значение коэффициента, учитывающего изменение загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода в зависимости от величины продольного уклона, КУ

Приложение 3

Значение коэффициента, учитывающего изменение концентрации окиси углерода

в зависимости от скорости ветра, КС

Приложение 4

Значение коэффициента, учитывающего изменение концентрации окиси углерода

в зависимости от влажности воздуха, КВ

Приложение 5

Значение коэффициента, учитывающего увеличение загрязнения

атмосферного воздуха окисью углерода у пересечений

Приложение 6

Значение коэффициента токсичности автомобилей

по выбросам в атмосферный воздух окиси углерода, КTi