Математика в экологии

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №4» города Балахна

Математика в экологии

Выполнила:

Кряжева София

учащаяся 7 класса

МБОУ СОШ №4

г. Балахна 

Руководитель:

Хмылова Ольга Валерьевна

учитель математики

г.Балахна

2019г.

Гипотеза:  Загрязненность атмосферного воздуха зависит от интенсивности движения автотранспорта и математика поможет нам в этом разобраться.

Цель исследования: выявить количество выбросов вредных веществ в воздух от автотранспорта на дороге в г. Балахна.

Объект исследования: влияние автомобильного транспорта на окружающую среду города.

Предмет исследования: транспорт.

Актуальность и практическая значимость исследования заключается в том, что экологические проблемы приобрели первостепенное значение в мире, и возникла необходимость вовлечения и нас, подрастающего поколения, для их решения.

Автомобильный транспорт является одним из основных источников загрязнения окружающей среды. Все виды транспорта дают до 60% общего количества загрязнений. Основная причина загрязнения воздуха автомобильным транспортом заключается в неполном сгорании топлива. Всего 15% топлива расходуется на обеспечения движения, а 85% - выбрасывается в атмосферу.

Самое токсичное воздействие на человека оказывают углекислый газ, угарный газ, тяжелые металлы накапливающиеся в радиусе 100-200 м от дороги.

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

– количество единиц автотранспорта разных типов проезжающих в единицу времени;

– нормы расхода топлива автотранспортом при движении в условиях города.

Для оценки загазованности воздуха от автотранспорта в г. Балахна мы выбрали наиболее оживленный участок дороги– от здания школы №4 до здания школы № 9.

Сначала был осуществлён подсчёт количества единиц автотранспорта 3-х видов (легковые автомобили, автобусы, газели), проезжающих по данной дороге в разное время, в течение 20 минут.

Затем было произведено измерение длины участка дороги шагами, оценив длину своего шага:

1. Число шагов на участке дороги от здания школы № 4 до здания школы № 9 составило 1513 шагов.

2. Средняя длина шага – 45 см.

3. Длина участка дороги составила:

1513×45см=68085см=0,68085 км.

Тип транспорта

За 20 мин, N m

Легковые

За 1 час, N p

237

Газели

Общий путь L, км

711

15

Автобусы

484,1

45

13

30,6

39

26,6

Количество топлива сжигаемого при этом автомобилем найдем, умножив пройденный путь на удельный коэффициент расхода топлива на каждый км пути.

Q легкового=484,1 км×0,13 л/км = 62,933 л;

Q газели=30,6 км×0,33 л/км = 10,098 л;

Q автобуса = 26,6 км×0,44 л/км = 11,704 л;

Всего: 84,735литра

Количество выделившихся вредных веществ рассчитаем, умножив общее количество сожженного топлива на коэффициент выбросов соответствующего компонента топлива.

Q угарный газ = 84,735л×0,6 = 50,841 л;

Q углеводород = 84,735л×0,1 = 8,4735 л;

Q диоксид азота = 84,735л×0,04 = 3,3894 л;

Всего: 62,7039литра

Рассчитаем массу выделившихся веществ по формуле:

m =

где М – молярная масса газа.

М(CO) =12 +16 = 28 г/моль

M(NO 2 ) = 14 +16 2 =46 г/моль

М(C 5 Н 12 ) =125 +112= 72 г/моль

m СО =  = 63,55125 г;

m С5Н12 =    = 27,23625г;

m NО2 =    = 6,960375г.

Вид вредного вещества

Количество, л

Угарный газ

Масса, г

50,841

Углеводороды

Предельно допустимая концентрация, мг/м 3

3,18

8,4735

Диоксид азота

3

1,36

3,3894

0,656

0,348

0,168

Заключение

Исследования показали, что загрязненность атмосферного воздуха на участке дороги между двумя школами, которые находятся около оживленной дороги, зависит от интенсивности движения автотранспорта. И математика помогла выявить количество выбросов вредных веществ в воздух от автотранспорта. Таким образом, выдвинутая гипотеза подтвердилась.

Чтобы уменьшить пагубное влияние автомобиля на природу и здоровье человека следует:

• Уменьшить содержание вредных веществ в выхлопных газах.
• Озеленять придорожные территории.

Учащиеся нашей школы ухаживают за деревьями во дворе школы, которые защищают нашу школу и окрестные дома от негативного воздействия транспортного потока, а также высаживаем новые деревья и кустарники. 

Спасибо за внимание!