Исследование загрязнения воздуха городским транспортом в микрорайоне моу сош №30 города Костромы Введение Воздух – среда обитания живых организмов Поговорка «необходим как воздух»

1. 
   Введение
   

Поговорка «необходим как воздух» не случайна. Народная мудрость не ошибается. ( как вы думаете, сколько времени человек может прожить …?) Без пищи человек может прожить 5 недель, без воды – 5 суток, без воздуха – не более 5 минут. (проведём эксперимент: задержите дыхание по моей команде, а я засеку время).

Оптимальный состав воздуха:

В большинстве стран мира воздух тяжелый. То, чем он засорен, на ладони не ощутить, глазом не увидеть. Однако ежегодно на головы горожан падает до 100кг загрязняющих веществ. Это твердые частицы (пыль, зола, сажа), аэрозоли, выхлопные газы, пары, дым и др.. Многие вещества вступают в атмосфере в реакции между собой, образуя новые, часто более еще токсичные, соединения.

Среди веществ, вызывающих химическое загрязнение городского воздуха, наиболее распространены оксиды азота, серы, угарный газ(оксид углерода 2), углеводороды, тяжелые металлы.

Физические загрязнения атмосферы происходит от влияния электромагнитных полей и шума. Так, уровень шума от движения машин по центральным магистралям крупных городов достигает 70-85дБ, в то время как допустимая норма – 40дБ.

Загрязнение воздуха отрицательно сказывается на состоянии здоровья человека, на животных и растениях. Например, механические частицы, дым и копоть в воздухе вызывают легочные заболевания. Угарный газ, содержащийся в выхлопных выбросах автомобилей, в табачном дыму, приводит к кислородному голоданию организма, так как связывает гемоглобин крови. В выхлопных газах содержаться соединения свинца, вызывающие общую интоксикацию организма. Повышенный уровень шума увеличивает давление, вызывает раздражительность, снижает слух.

Здесь представлена таблица, в которой приведены ПДК (предельно допустимые концентрации) некоторых вредных веществ. ПКД, разработанные и утвержденные законодательством нашей страны, - это максимальный уровень содержания данного вещества, который человек может переносить без ущерба для здоровья (плюс 10-50%, как « запас прочности»).

ТОКСИЧНОСТЬ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ

3. Мониторинг состояния воздуха в Костроме

Кострому принято считать экологически чистым городом, а так ли это на самом деле? Отбор воздуха для лабораторных исследований происходит на четырех постах Костромы: в м/р Малышково, на ул. Заволжской, Коммунаров и Индустриальной. Первый стационарный пост в Малышково считается опорным, а вот пост на Заволжской не даром называют промышленным, ведь именно он находится в зоне влияния промышленных предприятий: «Рабочего металлиста», «Мотордетали» и завода силикатного кирпича. Однако одно из выше перечисленных предприятий сейчас не работает, и это, безусловно, положительно сказалось на чистоте воздуха. Наблюдается в последнее время снижение уровня загрязнения тяжелыми металлами. Пост на Коммунарах считается автомагистральным, он расположен в зоне влияния ТЭЦ-1, рядом находится и дорога, но это, конечно, не Советская. Еще один опорный пост на Индустриальной находится в зоне влияния ТЭЦ-2. При неблагоприятных метеоусловиях здесь бывает повышение по двуокиси азота. Замечено, что наиболее загрязнен бензопереном фабричный район, но это только по сравнению с другими районами, поскольку в целом, по мнению специалистов, наш город чистый. Тем не менее, самый чистый пост у нас – в Малышково. По странному стечению обстоятельств, все посты находятся на окраинах Костромы, а посему центр города, по сути дела, не достаточно обследован.

В центре Костромы, где расположены памятники архитектуры и культуры и интенсивное автомобильное движение, обязательно должны вестись регулярное стационарно наблюдения.

Пробы воздуха на всех постах берут три раза в день в строго определенное время: в 7, 13 и 19 часов. Потом в лабораторных условиях воздух исследуется, пока осуществляется проверка 19 ингредиентов:

• 
  Взвешенные вещества,
  
• 
  Диоксид серы,
  
• 
  Растворимые сульфаты,
  
• 
  Окись углерода,
  
• 
  Диоксид азота,
  
• 
  Окись азота,
  
• 
  Фенол,
  
• 
  Аммиак,
  
• 
  Формальдегиды,
  
• 
  Железо,
  
• 
  Кадмий,
  
• 
  Кобальт,
  
• 
  Никель,
  
• 
  Хлор и т.д.
  

Чем чревато загрязнение воздуха? По диоксиду азота превышения в областном центре бывают ежегодно, и образуется он в процессе сжигания органического топлива, поступая в воздух от промышленных предприятий, электростанций, выхлопных газов, автотранспорта. Неплохо бы разгрузить улицу Советскую, пустив транспорт в объезд. Однако на нашем с вами здоровье принято экономить. Отсюда и пресловутое повышение ПДК. Любые отклонения от ПДК в первую очередь влияют на самочувствие больных людей. У них может появиться насморк, сухой кашель. Имеются также люди, которые очень чувствительны к малейшим изменениям в атмосфере. Обострения возможны весной и осенью, когда костромичи пытаются самостоятельно бороться со свалками. Как правило, мусор сжигают, те же пластиковые бутылки, а в результате появляется превышение оксидов углерода и азота, но это все единичные случаи.

Воздух в Костроме в минувшем году отличался чистотой, что и неудивительно – этому, как выяснилось, поспособствовали метеорологические условия: осадки выпадали чуть ли не весь год. Если взять цифры, то индекс загрязнения атмосферы в Костроме в 2004 году составил 2,87. Во многих городах эта цифра вдвое выше, ну а повышенным уровень загрязнения считается, когда этот индекс выше 10. Впрочем, не стоит особо обольщаться, сейчас костромские специалисты попросту лишены возможности учитывать загрязнения бензопереном. Необходимый для этого прибор злоумышленники похитили с поста. В марте необходимый прибор планируется приобрести, тогда – то вновь начнутся наблюдения за уровнем загрязнения бензопереном.

Превышение предельно допустимой концентрации (ПДК) в минувшем году отмечалось в основном по диоксиду азота. Максимальное превышение (в 2 раза) зафиксировано на Заволжском посту. Случались превышения и по фенолам – на уровне 2 ПДК. К счастью, подобное происходило крайне редко, и эти единичные случаи незначительно повлияли на уровень загрязнения атмосферы. По сравнению с предыдущими годами заметно снизился уровень загрязнения тяжелыми металлами. Тут тоже нечему удивляться – работа промышленных предприятий в Костроме оставляет желать лучшего.

В Костроме были зафиксированы несколько случаев превышения по двуокиси азота. Кстати, в прошлом году максимально допустимые разовые концентрации диокида азота превышали иной раз норму в 1,4 раза, а фенола – в 1,2 раза, поэтому по оценке, которую дали Костроме столичные специалисты, за осенний период 2008 года в городе был повышенный уровень загрязнения атмосферы. Для сравнения, в Москве – высокий, поскольку там суммарный индекс загрязнения – 12,52, а у нас – 2,58. Зато можно порадоваться за Волгореченск, там эта цифра еще ниже – 1,11, соответственно и уровень загрязнения – низкий.

2. 
   Основная часть
   

Городской транспорт представляет собой один из основных источников загрязнения воздуха. В выхлопных выбросах автомобилей содержаться оксиды азота (II) NO u (IY) NO₂, угарный газ (CO), Углеводороды ­– СхНу, сажа – продукты неполного сгорания топлива, сернистый газ (SO₂), тяжелые металлы. Каждый автомобиль выделяет до 4 килограммов этих веществ за сутки. За 100 километров пути автомобиль использует столько же кислорода, сколько человек за всю жизнь.

Мы решили провести исследование состояния воздуха в микрорайоне школы, то есть в центре города, где мониторинг практически не ведётся.

Целью нашего исследования было:

1. 
   Изучить интенсивность транспортного потока на прилегающих к школе улицах: Смоленской, Свердлова, Советской
   
2. 
   Рассчитать количество вредных выбросов в атмосферу всеми видами транспорта.
   
3. 
   Сравнить результаты с данными по городу в целом.
   

1. В районе школы выбрали три улицы с разной интенсивностью автомобильного движения: Смоленская, Свердлова, Советская

2. 
   На каждой из них определили участок дороги, протяженностью примерно в 100м.
   
3. 
   Подсчитали число единиц автотранспорта, проходящего по участку за 15 мин. утром, днём и вечером, умножив это число на 4, мы узнали их численность за час (N). Нашли среднее значение за сутки.
   
4. 
   Рассчитайте общий путь (S), пройденный всеми машинами за 1ч. S=N*100м.
   
5. 
   Рассчитали количество топлива, сжигаемое двигателями машин (R). R=S*K, где К – расход топлива на 1 км пату в литрах, для бензиновых двигателей он примерно составляет 0,1л, для дизельных – 0,4л.
   
6. 
   Рассчитали количество выделившихся вредных веществ на выбранном участке дороги по бензину. Для этого воспользовались такими данными: при сгорании топлива, необходимого для пробега 1км, выделится 0,6л. угарного газа, 0,1л. углеводородов, 0,04л. диоксида азота. При сгорании дизельного топлива вредных веществ выделяется в 4 раза меньше.
   
7. 
   Сравнили полученные данные по трём улицам и рассчитали среднее значение.
   

Уровень загрязнения воздуха зависит от ряда причин. Так, дизельные двигатели расходуют на 25% меньше топлива, чем бензиновые; в дизельном топливе нет соединений свинца; при их работе выделяется многократно меньше угарного газа, но больше сажи и соединений серы. Чем больше расходуется топлива на единицу пробега, тем выше загрязнение: тяжелые грузовики расходуют его в несколько раз больше, чем легковые автомобили. Состав выхлопных газов зависит так же и от того, насколько отрегулирован двигатель.

• 
  За 15 минут на улице Свердлова нами было отмечено утром 165 автомобилей, из них 4 грузовых, днем 120 автомобилей, из них 3 грузовых, вечером 180 автомобилей, из них 2 грузовых. Нашли среднее арифметическое этих чисел, оно равно, для бензиновых 155, для дизельных 12, умножив эти числа на 4, мы получим количество автомобилей проезжающих за час. 620 бензиновых и 12 дизельных автомобилей. Нашли общий путь автомобилей, он равен для дизельных 1,2 км, для бензиновых 62км.
  
• 
  Рассчитали расход топлива автомобилей, 6,2л для бензиновых и 0,48л для дизельных.
  
• 
  Рассчитали количество выделившихся вредных веществ (СО)- 3,2л (СхНу)-6,2л (NO₂)-2,48л – для бензиновых и (СО)-0,18л (СхНу)-0,03л (NO2)-0,62л – для дизельных.
  
• 
  Теперь найдем среднее количество вредных веществ между бензиновыми и дизельными двигателями (СО)-1,87л (СхНу)-3,115л (NO₂)-1,55л . И это за один час!
  

Легковой транспорт (3860 единиц):

(6,96+7,92+8,28):3 = 7,72л – выделение СО

(1,16+1,32+1,38):3 = 1,3л – выделение углеводородов (бензоперена)

(4,64+5,28+5,52):3 = 5,15л – выделение оксида азота IV ( NO2)

Дизельный транспорт (316 единиц):

(3,168+11,52+1,536):3 = 5,4л – выделение СО

(0,528+1,92+0,256):3 = 0,9л – выделение углеводородов

(2,112+7,68+1,024):3 = 3,6л – выделение оксида азота IV ( NO2)

Среднее значение по Советской:

6,56л - угарный газ СО

1,1л – углеводороды

4,4л – оксид азота (4)

Легковой транспорт (792 легковых автомобиля):

(1,32+2,376+1,056):3 = 1,6л – выделение угарного газа СО

(0,22+0,396+0,176):3 = 0,3л – выделение углеводородов

(0,88+1,584+0,704):3 = 1,05л – выделение оксида азота IV ( NO2)

В целом в микрорайоне школы по этим улицам за час проходит легковых автомобилей с бензиновыми двигателями - 5720, с дизельными 352.



При этом они выделяют вредные выбросы в количестве: 10,03л угарного газа, 1,75л углеводородов, 7л оксида азота IV.

Выводы:

1. 
   Наиболее интенсивное движение по улице Советской, на втором месте Свердлова, на третьем – Смоленская.
   
2. 
   По Смоленской проходит в среднем 9504 автомобиля в течение дня, то есть кроме выделяемых ими вредных веществ , это и опасность попадания наших учащихся в дорожно-транспортные происшествия.
   
3. 
   Предельно допустимые концентрации вредных веществ в микрорайоне школы не превышены.
   
4. 
   Разгрузка улицы Советской по планам администрации города Костромы для нас проблему не решит, так как поток транспорта перенесётся на Свердлова.