Исследовательский проект
«Определение количества антропогенных загрязнений, попадающих в окружающую среду в результате работы автотранспорта
вблизи Алан-Бексерской средней школы»
Автор: Габдрахманова Суфия, ученица 8 класса
Руководитель: Хидиятуллина Елена Николаевна,
учитель химии и биологии
МБОУ «Алан-Бексерская СОШ»
Высокогорского муниципального района РТ
Введение
По сведениям «Татар-информ», особое внимание в прошлом и нынешнем году Министерством экологии и природных ресурсов РТ уделялось решению проблемы загрязнения атмосферного воздуха от автомобильного транспорта в городах и населенных пунктах республики. «Сегодня доля выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от передвижных источников составляет 53 процента от общего объема выбросов загрязняющих веществ по Республике Татарстан, а общее количество автомобилей превышает 906 тысяч единиц», — сообщил Артем Сидоров ещё в 2011 году.
В целях пресечения нарушений воздухоохранного законодательства владельцами автотранспортных средств, а так же выявления и устранения недостатков в работе автотранспортных предприятий, министерством совместно с Управлением ГИБДД МВД по Республике Татарстан и Управлением Росприроднадзора по Республике Татарстан проводится общереспубликанская операция «Чистый воздух».
На автомагистралях крупных городов республики с высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха государственными инспекторами министерства совместно с сотрудниками Управления ГИБДД МВД по Республике Татарстан осуществляется выборочный инструментальный контроль транспортных средств на соответствие их установленным нормативам выбросов с принятием мер по ограничению эксплуатации автотранспортных средств с повышенным содержанием загрязняющих веществ в отработавших газах.
Всего с начала операции 2012 года проверены 6015 автомашин, из которых не соответствовали нормативам 755 (12,5%). По результатам проверок оформлено 733 протокола.
Учитывая актуальность данной проблемы мы решили провести исследование, цель которого - определение количества антропогенных загрязнений, попадающих в окружающую среду в результате работы автотранспорта вблизи нашей Алан-Бексерской средней школы.
Задачи:
1. Определить объем выделившихся вредных веществ (оксида углерода (II), углеводородов и диоксида азота) в литрах при нормальных условиях по каждому виду топлива;
2. Рассчитать массу выделившихся вредных веществ;
3. Сделать вывод об экологической обстановке в районе исследованного участка автомагистрали.
Место и сроки исследования: с.Алан-Бексер Высокогорского района РТ, ул. Школьная и часть ул.Центральной, 13 ноября 2012 года.
Глава 1.Теоретическое изучение проблемы.
Антропогенные факторы среды – это факторы, возникновение которых обусловлено хозяйственной или иной деятельностью человека.
Наибольшую опасность для человека и животных представляют экотоксиканты. Экотоксиканты – вредные химические вещества, загрязняющие окружающую среду и отравляющие находящиеся в ней живые организмы.
В настоящее время автотранспорт является одним из основных загрязнителей атмосферы оксидами азота и угарным газом, содержащимися в выхлопных газах. Доля транспортного загрязнения воздуха составляет более 60% по угарному газу (СО) и более 50 % по диоксиду азота (NО2) от общего загрязнения атмосферы этими газами. Повышенное содержание СО и NО2 можно обнаружить в выхлопных газах неотрегулированного двигателя, а также двигателя в режиме прогрева. Концентрация оксида углерода (II) в выхлопных газах автомобиля составляет 0,3-10 %, углеводородов (несгоревшего топлива) – до 3 % и оксидов азота – до 0,8 %.
Последствия отрицательного воздействия на организм человека основных загрязнителей воздуха, попадающих в атмосферу из выхлопных газов, приведены в таблице:
Влияние выхлопных газов автомобилей на здоровье человека
(по Х.Ф. Френчу, 1992)
| Вредные вещества | Последствия воздействия на организм человека |
| Оксид углерода | Препятствует абсорбированию кровью кислорода, что ослабляет мыслительные способности, замедляет рефлексы, вызывает сонливость и может быть причиной потери сознания и смерти |
| Свинец | Влияет на кровеносную, нервную и мочеполовую системы: вызывает, вероятно, снижение умственных способностей у детей, откладывается в костях и других тканях, поэтому опасен в течение длительного времени |
| Оксиды азота | Могут увеличивать восприимчивость организма к вирусным заболеваниям (типа гриппа), раздражают легкие, вызывают бронхит и пневмонию |
| Озон | Раздражает слизистую оболочку органов дыхания, вызывает кашель, нарушает работу легких: снижает сопротивляемость к простудным заболеваниям; может обострять хронические заболевания сердца, а также вызывать астму, бронхит |
| Токсичные выбросы (тяжелые металлы) | Вызывают рак, нарушение функции половой системы и дефекты у новорожденных |
Глава 2. Практическое подтверждение исследуемой проблемы
Методика исследования.
Выбираем участок автотрассы вблизи учебного заведения длиной 0,5 км, имеющий хороший обзор. Определяем число единиц автотранспорта, проходящего по участку в течение 1 часа. При этом заполняем учётную таблицу.
Количество выбросов вредных веществ, поступающих от автотранспорта в атмосферу, может быть оценено расчетным методом.
Исходными данными для расчета количества выбросов являются:
– число единиц автотранспорта, проезжающего по выделенному участку автотрассы в единицу времени;
– нормы расхода топлива автотранспортом (средние нормы расхода топлива автотранспортом при движении в условиях города приведены в таблице 1).
Таблица 1. Нормы расхода топлива
| Тип автотранспорта | Средние нормы расхода топлива (л на 100 км) | Удельный расход топлива Yj (л на км) |
| Легковые автомобили | 11-13 | 0,11-0,13 |
| Грузовые автомобили | 29-33 | 0,29-0,33 |
| Автобусы | 41-44 | 0,41-0,44 |
| Дизельные грузовые автомобили | 31-34 | 0,31-0,34 |
Значения эмпирических коэффициентов (К), определяющих выброс вредных веществ от автотранспорта в зависимости от вида горючего, приведены в таблице 2:
Таблица 2. Коэффициенты выброса
| Вид топлива | Значение коэффициента (К) |
| Угарный газ | Углеводороды | Диоксид азота |
| Бензин | 0,6 | 0,1 | 0,04 |
| Дизельное топливо | 0,1 | 0,03 | 0,04 |
Коэффициент К численно равен количеству вредных выбросов соответствующего компонента при сгорании в двигателе автомашины количества топлива, равного удельному расходу (л/км).
Обработка результатов:
Рассчитываем общий путь, пройденный выявленным числом автомобилей каждого типа за 1 час (L, км), по формуле:
Lj = Nj х L, где
j – обозначение типа автотранспорта;
L – длина участка, км;
Nj – число автомобилей каждого типа за 1 час.
Рассчитываем количество топлива (Qj, л) разного вида, сжигаемого при этом двигателями автомашин, по формуле:
Qj = Lj х Yj.
Определяем общее количество сожженного топлива каждого вида и заносим результаты в таблицу 4.
Рассчитываем объем выделившихся вредных веществ в литрах при нормальных условиях по каждому виду топлива, заносим результат в
таблицу 5.
Рассчитываем массу выделившихся вредных веществ (m, г) по формуле:
m=V*M /22, 4 где М – молярная масса.
Сопоставим полученные результаты с количеством выбросов вредных веществ, производимых заводами, фабриками, котельными, автопредприятиями и другими загрязнителями воздуха. Принимая во внимание близость к автомагистрали жилых и общественных зданий, сделаем вывод об экологической обстановке в районе исследованного участка автомагистрали.
Результаты исследования:
Таблица 3. Учетная таблица
| Тип автотранспорта | Кол-во за 1 час, Nj, шт. | Общий путь за 1 час, L, км |
| Легковые автомобили | 15 | 7,5 |
| Грузовые автомобили | 1 | 0,5 |
| Автобусы | - | - |
| Дизельные грузовые автомобили | - | - |
Таблица 4. Расход топлива
| Тип автотранспорта | Кол-во за 1 час, Nj, шт. | Qj (бензин), л |
| Легковые автомобили | 15 | 0,9 |
| Грузовые автомобили | 1 | 0,16 |
| Всего | 16 | 1,06 |
Рассчитываем объем выделившихся вредных веществ в литрах при нормальных условиях по каждому виду топлива и всего, а так же заносим в таблицу количество вредных веществ в пересчёте на массу, за час и за год.
Таблица 5.Обьём выбросов
| Вид топлива | Количество вредных веществ, л |
|
| Угарный газ | Углеводороды | Диоксид азота |
| Бензин
| 4,8 | 0,8 | 0,32 |
| Дизельное топливо | - | - | - |
| Количество вредных веществ, в пересчёте на массу, г |
6 |
3,07 |
0,657 |
| Масса вредных веществ за год, г
тонн |
52560
0, 052560 |
26893
0, 026893 |
5755,32
0, 00575532 |
Выводы.
Данные, полученные нами при исследовании 0,5 км дороги вблизи Алан-Бексерской средней школы, говорят о неплохой экологической обстановке в данной местности. Сопоставив полученные результаты с количеством выбросов вредных веществ, производимых некоторыми предприятиями и загрязнениями воздуха на крупных автомагистралях (см. приложение), мы видим большую разницу в цифрах. Но, принимая во внимание близость к данной автомагистрали жилых и общественных зданий, хотелось бы, чтобы количество проезжающего транспорта снизилось до минимума.
Заключение
В целях снижения выбросов загрязняющих веществ, необходимо решить вопрос развития более экологически чистых видов транспорта. В частности, в сельской местности выгодно использовать велосипед. Во многих развитых европейских странах данный вид транспорта развивается быстрыми темпами, т.к. правительства этих стран заботятся об экологической безопасности будущих поколений.
Так же целесообразно осуществлять перевод автотранспорта на газообразное топливо, более экологически чистое. В целях наиболее качественного и полного контроля за состоянием атмосферного воздуха нужно развивать и совершенствовать сеть стационарных постов наблюдений за загрязнением.
Приложение
Компонентный состав выбросов вредных веществ за 2010 г. энергокомпании ОАО «ТГК-16 » (тонн)
| Оксиды азота (в пересчёте на NO2) | 3638,887 |
| Диоксид серы | 92,551 |
| Твердые вещества | 6,85 |
| Летучие органические соединения | 16,456 |
| Оксид углерода | 120,54 |
| Прочие | 0,918 |
| ИТОГО: | 3876,202 |
Загрязняющие вещества, поступающие от автотранспорта на одном участке г.Набережные Челны (ул.Автозаводской - Московский пр.)
Оксид углерода (CO) - 317,1609789 (т/год)
Оксид азота NO2 -19,2300773 (т/год)
Углеводороды (бензин) – 35,2719845 (т/год)
Список литературы
1. Акимова Т. А., Хаскин В. В. Экология. – М.: 1998.
2. Арский Ю. М., Данилов-Данильян В. И., Залиханов М. Ч., Кондратьев К. Я., Котляков В. М, Лосев К. С. Экологические проблемы: Что происходит, кто виноват и что делать? – М: 1997.
3. Губарева Л.И, Мизирева О.М, Чурилова Т.М. Экология человека. Практикум для вузов - ВЛАДОС:2005 .
4. Газета «Республика Татарстан» от 25 октября 2012 года.
5.Государственное унитарное предприятие РТ. Головная территориальная проектно-изыскательская, научно-производственная фирма ТАТИНВЕСТГРАЖДАНПРОЕКТ. Генеральный план г. Набережные Челны. Оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС) и охрана окружающей среды. – Казань: 2005.
6. Федоров Л. А. Диоксины как экологическая опасность: ретроспектива и перспективы. – М.: 1993.
1 069
56 246 
