Проект по теме: Изучение влияния автомобильного транспорта на состояние атмосферного воздуха в микрорайоне школы.

Команда «Юные экологи»: Алекперов Алексей, Дадашова Халида, Селимханова Амалия, Талыбова Азиза, Юртаев Егор – учащиеся 9 д класса МБОУ СОШ № 32

Проект по теме:

Изучение влияния автомобильного транспорта на состояние атмосферного воздуха в микрорайоне школы.

Руководитель команды: Гапоненко Ольга Константиновна, учитель биологии и химии МБОУ СОШ № 32, первой квалификационной категории.

город Сургут

Городской проект: «Экоотражение»

2021-2022 учебный год

Состав команды «Юные экологи»: Алекперов Алексей, Дадашова Халида, Селимханова Амалия, Талыбова Азиза, Юртаев Егор – учащиеся 9 д класса МБОУ СОШ № 32

Руководитель команды: Гапоненко Ольга Константиновна, учитель биологии и химии МБОУ СОШ № 32, первой квалификационной категории.

2

Оглавление

3

1. Введение

В настоящее время в связи с ростом уровня автомобилизации проблема загрязнения среды обитания выбросами объектов автомобильно-дорожного комплекса становится все актуальнее не только для мегаполисов, но и для динамически развивающихся региональных городов. Негативное воздействие характеризуется возрастанием частоты распространенности экологозависимых заболеваний, в первую очередь болезней органов дыхания, новообразований. Данное воздействие в большей мере выражено вблизи автомагистралей, на автозаправочных станциях, а также распространяется на жилые территории, что требует оптимизации охранных и профилактических мер.

Город Сургут является крупным, динамично развивающимся центром, характеризуется высоким экономическим потенциалом и уровнем жизни. Следствием этого является высокий уровень автомобилизации: всего транспорта - 479 единиц на 1000 жителей, легкового транспорта – 333 единицы на 1000 жителей, что практически в 1,5 раза превышает средний показатель по Российской Федерации (230 ед. на 1000 жителей). Количество автотранспорта ежегодно увеличиваться на 7-9 тысяч единиц.

По насыщенности автомобильным транспортом г. Сургут занимает одно из ведущих мест в стране. [1] Именно поэтому, большое значение приобретает решение проблем экологического контроля за состоянием среды города.

Актуальность данной работы связана с все более усиливающимися антропогенными воздействиями на окружающую среду.

В работе были использованы следующие методы: литературный, статистический, натуральных наблюдений, математический.

Изучение проводилось в сентябре - октябре месяце 2021 года. Определение интенсивности движения автомобилей и изучение загрязненности воздуха

4

были выбраны участки дорог в 30-ти метрах от школы на улице Бульвар Писателей (задний вход на территорию школы), улице Мира (центральный вход в школьный двор).

Цель: изучить воздействие автомобильного транспорта на загрязненность воздуха в г. Сургуте.

Задачи:

1. Определить на территории города потенциальные источники загрязнения воздуха и основные виды выбросов в атмосферу, и степень их опасности для окружающей среды.

2. Изучить информацию о составе выхлопных газов автомобилей.

3. Определить интенсивность автомобильного движения на исследуемых участках дороги, провести расчёт количества вредных выбросов.

4. Предложить перечень мероприятий, связанных со снижением воздействия на окружающую среду, оздоровлением экологической ситуации.

5

1. Основная часть

2.1 Основные источники загрязнения воздуха.

Источниками загрязнения признаются объекты, с которых осуществляется сброс или иное поступление в атмосферу вредных веществ, ухудшающих его качество ограничивающих его использование, а также негативно влияющих на состояние здоровья человека.

Интенсивное воздействие на окружающую среду автономного округа оказывают добыча и транспортировка нефти и газа. Средние за год концентрации диоксида азота и оксида азота в атмосферном воздухе превышали ПДК в г. Ханты-Мансийск, формальдегида - во всех городах округа. В г. Нижневартовск уровень загрязнения атмосферного воздуха оценивается как очень высокий (ИЗА = 17), а в городах Ханты-Мансийск, Сургут - как высокий (ИЗА от 7 до 13). Загрязняют воздушный бассейн транспорт, жилищно-коммунальное хозяйство, строительный комплекс, электроэнергетика, аэропорт.

Автомобильный транспорт - один из главных загрязнителей воздуха.

Транспорт, как общественный, так и частный, приобретает всё большую значимость в современном мире. С одной стороны – растёт уровень жизни и благосостояние, а вместе с ним и потребности людей. Многие как минимум задумываются о приобретении личных автомобилей. Наверняка в современном мире права есть почти у каждого, а некоторые семьи уже имеют больше одного авто. С другой – активно развивается и расширяется промышленность, для которой транспорт тоже имеет огромное значение. Перевозки становятся более частыми и интенсивными, иногда расписаны по минутам. В них задействовано всё больше транспортных средств, преимущественно автомобильных – ведь железнодорожный транспорт уже не справляется. Автотранспорт – одна их самых насущных проблем экологии. Около 90% вреда, наносимого всеми видами транспорта, приходится на него. Выхлопные газы активно загрязняют воздух, это не идёт

6

на пользу ни растениям, ни животным, ни людям. Антидетонирующие добавки к бензину, подобные тетраэтилсвинцу, улучшают его сгорание, но наносят ощутимый вред окружающей среде.

К тому же, истончается озоновый слой Земли. Эти глобальные проблемы настолько серьёзны и необратимы, что, по расчетам учёных, даже когда человечеству удастся их решить – вред будет долгое время оставаться ощутимым. Кроме того, парниковый эффект, вызываемый сжиганием углеводородов, существенно влияет на климатические условия, а через них – на режим рек, почвенно-растительный покров и на процессы рельефообразования.

2.2 Особенности загрязнения атмосферного воздуха Сургута.
В Сургуте горожане дышат отравленным воздухом. Наибольшую опасность представляет формальдегид, концентрация которого среди остальных вредных веществ составляет почти 50 процентов.

Такой вывод сделал муниципальный центр экологического мониторинга "Природа", специалисты которого провели в марте исследования экологической ситуации в городе. [3]

Север - это не только нефть, газ и другие полезные ресурсы, но, прежде всего, уникальная природа, включающая обширные водные и болотные системы. Интенсивное освоение природных богатств Югры часто нарушает хрупкое равновесие между человеком и окружающим миром. [3]

По данным специалистов центра "Природа", доступным для посетителей их сайта, даже в зимний период предельно допустимая концентрация вредных веществ здесь в последние годы неизменно зашкаливает. Что касается формальдегида, то меньше чем за год показатели его предельно допустимой концентрации в Сургуте увеличились более чем в два раза.

Большое количество автотранспорта дает высокую концентрацию вредных для человека примесей в атмосфере. Также повышают уровень загазованности постоянные пробки. Хвосты перед светофорами длиной в

7

несколько десятков метров, приводят к тому, что загрязнение накапливается и за счет приподнятой инверсии зависает на этом участке. К тому же на интенсивность движения наслаивается фактор некачественного топлива. Соединения, которые выбрасываются в атмосферу при его сгорании, могут провоцировать онкозаболевания и другие поражения органов и систем человека [3].

Предприятия и транспорт загрязняют атмосферу города окислами азота, окислами углерода, сернистым ангидридом, углеводородами (формальдегидом и фенолом), марганцем, хромом, железом, различными видами пыли (древесной, цементной, металлической, неорганической) и др. Приоритетными по уровню загрязнения являются: азота диоксид (73,5%), окись углерода (18,2%), сернистый ангидрид (2,4%), пыль неорганическая (2,5%), пыль древесная (0,5%), пыль цементная (0,2%), сажа (0,1%). Главным источником загрязнения атмосферы города являются ГРЭС и автотранспорт.  Сжигание, а не утилизация бытовых и производственных отходов также является опасным источником загрязнения воздуха [4].

По данным ученых к приоритетным загрязнителям атмосферного воздуха с учетом их опасности и величины валового выброса в атмосферу от изучаемых источников отнесли: оксид азота IV (диоксид азота), оксид азота II, керосин, диоксид серы (сернистый ангидрид), гексан, пентан, оксид углерода, марганец и его соединения (в пересчете на оксид марганца (IV)), углерод (сажа), безол, дигидросульфид (сероводород), 3,4-бенз(а)пирен, фтористые газообразные соединения, взвешенных веществ, ацетальдегид, аммиак, хром (в пересчете на оксид хрома (VI)), пыль асбестсодержащую (с содержанием асбеста от 20%), свинец и его неорганические соединения (в пересчете на свинец), этилбензол, оксид никеля, формальдегид, стирол, бериллий и его соединения, проп-2-еннитрил (акрилонитрил), дихлорме-

тан (хлористый метилен), проп-2-енамид (акриламид), тетрахлорэтилен

8

(перхлорэтилен). В процессе оценки риска реализовали этапы идентификации опасности для здоровья, характеристики зависимостей доза–ответ, оценки экспозиции и характеристики риска.

Наибольшие величины долевых вкладов автотранспорта в уровень загрязнения атмосферного воздуха города по среднегодовой концентрации оксида азота (IV) (диоксид азота) составляют до 95%, формальдегида – более 99%. [10]

2.3 Состав выхлопных газов автомобилей.

Принцип работы автомобильных двигателей основан на превращении химической энергии жидких и газообразных топлив нефтяного происхождения в тепловую, а затем – в механическую энергию. Жидкие топлива в основном состоят из углеводородов, газообразные, наряду с углеводородами, содержат негорючие газы, такие как азот и углекислый газ. При сгорании топлива в цилиндрах двигателей образуются нетоксичные (водяной пар, углекислый газ) и токсичные вещества. Последние являются продуктами сгорания или побочных реакций, протекающих при высоких температурах. К ним относятся окись углерода СО, углеводороды CxHy, оксиды азота (NO и NO2). При сгорании топлива, необходимого для пробега 1км., образуется 0,6 л. СО, 0,1л. углеводородов, 0,04л. NO2 (при сгорании дизельного топлива вредных выбросов образуется в 4 раза меньше). Кроме перечисленных веществ, вредное воздействие на организм человека оказывают выделяемые при работе двигателей соединения свинца, канцерогенные вещества, сажа и альдегиды. В таблице 1 приведено содержание основных токсичных веществ в отработавших газах бензиновых двигателей. (Приложение 1)

Основным источником токсичных веществ, выделяющихся при работе дизелей, являются отработавшие газы. Картерные газы дизеля содержат значительно меньшее количество углеводородов по сравнению с бензиновым двигателем в связи с тем, что в

9

дизеле сжимается чистый воздух, а прорвавшиеся в процессе расширения газы содержат небольшое количество углеводородных соединений, являющихся источником загрязнений атмосферы.

Примерное содержание токсичных компонентов в отработавших газах дизеля приведено в таблице 2. (Приложение 2)

2.4 Определение и расчет количества вредных выбросов на исследуемых участках дорог в микрорайоне школы.

В работе было изучено состояние воздуха участков дорог с разной интенсивностью автомобильного движения ( участки дорог в 30-ти метрах от школы на улице Бульвар Писателей (задний вход на территорию школы), улице Мира (центральный вход в школьный двор). (Приложение)

Были проведены математические расчёты количества вредных выбросов, поступающего в окружающую среду из автомобильного топлива.

При изучении интенсивности было подсчитано: число единиц автотранспорта, проходящего по исследуемым участкам за 15 минут и их численность за час (N), рассчитан общий путь(S), пройденный всеми машинами за 1 час. S=N·100м; определено количество топлива, сжигаемое двигателями автомашин (R), R=S·K, где К- расход топлива на 1 км пути в литрах (для бензиновых двигателей он примерно составляет 0,1л, для дизельных – 0,4л)

После проведения расчётов и опытов были составлены таблицы, куда и вносились результаты. Сравнительный анализ таблиц №1 и №2 (Приложение 3,4) позволяет утверждать, что выхлопные газы активно загрязняют воздух, это не идёт на пользу ни растениям, ни животным, ни людям. Последствия загрязнения воздуха становятся важнейшей глобальной экологической проблемой.

Таким образом, получается, что школа находится в зоне интенсивного движения автомобилей, что приводит к большому накоплению вредных выбросов в воздухе.

10

1. ВЫВОДЫ

Работая над поставленной проблемой, мы пришли к выводу, что в г. Сургуте постоянно возрастает количество автомобилей, загрязнение атмосферного воздуха выхлопными газами приобретает чрезвычайную актуальность. То, чем он засорён, на ладони не ощутить, глазом не увидеть, но ежегодно на головы жителей падает до 100 кг загрязняющих веществ.

В настоящее время экологические проблемы тесно переплетаются не только с вопросами технологии, но и экономики, политики, права и морали. И поэтому рациональное использование природных ресурсов, и эффективные меры по охране природной среды возможны только на основе знаний запасов природы и их разумного применения. Последствия загрязнения воздуха становятся важнейшей глобальной геоэкологической проблемой.

Уровень наносимого вреда также зависит от качества бензина, а оно часто бывает не высоким.

Но совсем отказаться от автомобильного транспорта не представляется возможным по многим причинам. А тем более – отказаться от транспорта вообще. И всё же, есть пути, по крайней мере, минимизировать вред: очистка воздуха, экологичное проектирование автодорог и, в конце концов, сокращение количества транспорта. Кое-какие шаги в данном направлении уже принимаются.

На основе изучения специальной литературы и проведенных наблюдений, мы предполагаем, что

1. На территории Сургута имеются потенциальные источники загрязнения воздуха.

2. Основные вещества – загрязнители, которые могут присутствовать на территории города, относятся к 2 и 3 классу опасности (азота диоксид, окись углерода, сернистый ангидрид, пыль неорганическая, пыль

11

древесная, пыль цементная, сажа, формальдегид, фенол) и могут оказывать негативное влияние, как на здоровье человека, так и на состояние окружающей среды.

1. На основе полученных результатов, мы определили, что школа находится в зоне интенсивного движения автомобилей, что приводит к большому накоплению вредных выбросов в воздухе.

Предложения и рекомендации:

Решение экологических проблем предполагает проведение целого комплекса мероприятий по стабилизации экологической ситуации в городе:

• Улицы с интенсивным движением транспорта необходимо отгораживать от жилых территорий защитными полосами зеленых насаждений. Создание бестранспортных жилых дворов.

• Переводить двигатели автомобилей на экологически чистое топливо (газовое топливо, менее токсичное для среды и человека).

• Строительство на всех предприятиях и объектах очистных сооружений и установки пыле газоулавливающего оборудования, контроль состояния воздуха.

• Уменьшить длительность стоянок транспорта за счет строительства новых автомобильных развязок.

• Населению больше использовать общественный транспорт,

велосипедное передвижение, это приумножит здоровье и поможет сохранить воздух в городе чистым.

• Озеленение жилых территорий.

• Использование очистителей воздуха внутри помещений.

• Использование декоративных тропических растений рода Ficus, способных поглощать формальдегид из газовой фазы для очистки воздушной среды помещений от газовых токсичных веществ. [14]

12

4. Литература

1. http://sitv.ru.

2. https://rg.ru/2008/04/11/reg-zsibir/yad.html

3. http://www.siapress.ru

4. http://ust-razvitie.narod.ru/Surgut.htm

5. http://ecoportal.ru/ Всероссийский экологический портал.

6. http://priroda.ru/ Национальный портал Природа России.

7. Алексеев С. В, Груздев Н.В. и др. Экологический практикум школьника: справочное пособие.- Изд. «Учебная литература», 2005

8. Басыйров А.М. «Экология человека» Конспект лекций. Казань, 2014 г

9. Ван дер Неер. Всё о комнатных растениях, очищающих воздух. СЗКЭО «Кристалл», С-Петербург, 2006 г

10. Винокурова М.В., Винокуров М.В., Воронин С.А.

Влияние автомобильно-дорожного комплекса г. Сургута на загрязнение атмосферного воздуха и здоровье населения,

Гигиена и санитария. 2015; 94 (1): 57-61

1. Алексеев С.В, Груздев Н.В. и др. Экологический практикум школьника: справочное пособие.- Изд. «Учебная литература», 2005

2. Мансурова С.Е., Кокуев Г.Н. Следим за окружающей средой нашего города: 9-11кл.: Школьный практикум. М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС,2001

3. Романова В.Ю., Костенко В.К., Колесникова В.В., Мартынова Е.А. Основы экологии / Учебное пособие для студентов заочного отделения, Донецк 2005

4. Серая А.С., Цыбуля Н.В., Дульцева Г. Г. Экспериментальное изучение поглощения формальдегида некоторыми видами рода Ficus L. для применения в фитодизайне. Химия в интересах устойчивого развития 16 (2008)

13

Приложение 1

Таблица 1.

Содержание основных токсичных веществ в отработавших газах

бензиновых двигателей.

Приложение 2.

Таблица 2.

Содержание токсичных компонентов в отработавших газах дизеля

14

Приложение 3

Таблица № 1

Экспериментальные данные анализа количества вредных выбросов по величине автотранспортной нагрузки.

Приложение 4

Таблица №2

Результаты анализа выбросов вредных газообразных веществ на исследуемых участках дороги.

15

Парк «Кедровый лог»

Участки дорог с разной интенсивностью автомобильного движения ( участки дорог в 30-ти метрах от школы на улице Бульвар Писателей (задний вход на территорию школы), улице Мира (центральный вход в школьный двор).

16

Участки дорог с разной интенсивностью автомобильного движения ( участки дорог в 30-ти метрах от школы на улице Бульвар Писателей (задний вход на территорию школы), улице Мира (центральный вход в школьный двор).

17