velikol.ru
1

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ОСНОВНАЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА

ПОСЕЛКА ТУГЛЕССКИЙ БОР

ШАТУРСКОГО МУНИЦИПАЛЬНОГО РАЙОНА

МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ


Исследовательская работа


на районную экологическую конференцию


«ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗДУХА.

ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА»


Выполнила: Ларионова Анастасия,

ученица 9 класса

Руководитель: Солдакова М.А.


Март 2011

СОДЕРЖАНИЕ

Введение.

  1. Загрязнение атмосферы.

    1. Состав сухого чистого воздуха у поверхности земли;

    2. Основные источники загрязнения атмосферы;

    3. Аэрозольные загрязнения атмосферы;

    4. Предельно допустимая концентрация (ПДК).

  2. Исследование загрязнения воздуха автомобильным транспортом.

Заключение.

Список используемой литературы.

Приложение.


Введение.

Последнее время люди все чаще задумываются о своем будущем и о будущем нашей планеты, о том, как сохранить здоровье и увеличить продолжительность жизни.

Ответы на подобные вопросы непосредственно связаны с деятельностью человека.

Человек загрязняет атмосферу уже тысячелетиями, однако последствия употребления огня, которым он пользовался весь этот период, были незначительны. Приходилось мириться с тем, что дым мешал дыханию, и что сажа ложилась черным покровом на потолке и стенах жилища. Получаемое тепло было для человека важнее, чем чистый воздух и незакопченные стены пещеры. Это начальное загрязнение воздуха не представляло проблемы, ибо люди обитали тогда небольшими группами, занимая неизменно обширную нетронутую природную среду. И даже значительное сосредоточение людей на сравнительно небольшой территории, как это было в классической древности, не сопровождалось еще серьезными последствиями.

Так было вплоть до начала девятнадцатого века. Лишь за последние годы человечество одарило нас такими производственными процессами, последствия которых вначале человек еще не мог себе представить. Возникли города-миллионеры, рост которых остановить нельзя. Все это результат великих изобретений и завоеваний человека. Уровень загрязнения воздуха в Москве и Подмосковье по-прежнему остается очень высоким – концентрация вредных веществ в воздухе превышает допустимую норму в 1,5-4 раза. Судите сами: в Московской области, без учета столицы России Москвы, размещено более 8 тыс. предприятий и орга­низаций всех отраслей хозяйства, имеющих более 100 тыс. источников выбросов, за­грязняющих веществ в атмосферу. Парк автотранспортных средств составляет бо­лее 1,5 млн. единиц и обеспечивает боль­шую часть поступления загрязняющих ве­ществ в атмосферу, что влияет на рост та­ких заболеваний, как хронический бронхит, астма, эмфизема легких и др.

Влияние транспорта на окружающую среду – одна из самых давних, но в то же время, одна из самых важных тем экологической безопасности, ведь окружающая среда – это все, что нас окружает, и не стоит забывать, что все выбросы транспорта влияют на людей. Но многие ученые и аналитики утверждают, что этот процесс загрязнения необратим, ведь ни одна страна не откажется от всех средств транспорта.

Целью моей работы является исследование загрязнения воздуха автомобильным транспортом в различных населенных пунктах (на примере сравнения загрязнения воздуха села и города).

Задачей - показать разницу в составе выбрасываемых автотранспортом в атмосферу газов между различными населенными пунктами.

Поэтому тема этой исследовательской работы является актуальной в современном мире.



  1. Загрязнение атмосферы.

    1. Состав сухого чистого воздуха у поверхности земли.




Диаграмма 1. Состав воздуха.


Кроме указанных в диаграмме газов, в атмосфере содержатся SO2, NH3, СО, озон, углеводороды, HCl, HF, пары Hg, I2, а также NO и многие другие газы в незначительных количествах. В тропосфере постоянно находится большое количество взвешенных твёрдых и жидких частиц (аэрозоль).



    1. Основные источники загрязнения атмосферы.

В основном существуют три основных источника загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в общем загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство.

Источники загрязнений – теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух оксиды азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов. Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется по серного ангидрида, который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида с аммиаком образуются кристаллы сульфата аммония. Подобным образом, в результате химических, фотохимических, физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы, образуются другие вторичные признаки. Основным источником пирогенного загрязнения на планете являются тепловые электростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки, потребляющие более 170% ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива. Основными вредными примесями пирогенного происхождения являются следующие:

  1. Оксид углерода. Получается при неполном сгорании углеродистых веществ. В воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 1250 млн.т. Оксид углерода является соединением, активно реагирующим с составными частями атмосферы, и способствует повышению температуры на планете и созданию парникового эффекта.

  2. Сероводород и сероуглерод. Поступают в атмосферу раздельно или вместе другими соединениями серы. Основными источниками выброса являются предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы. В атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаются медленному окислению до серного ангидрида.

  3. Оксиды азота. Основными источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, целлулоид. Количество оксидов азота, поступающих в атмосферу, составляет 20 млн.т. в год.

  4. Соединения фтора. Источниками загрязнения являются предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, фосфорных удобрений. Фторсодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений – фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим эффектом. Производные фтора являются сильными инсектицидами.

  5. Соединения хлора. Поступают в атмосферу из химических предприятий, производящих соляную кислоту, хлорсодержащие пестициды, органические красители, хлорную известь. В атмосфере встречаются как примесь молекул хлора и паров соляной кислоты. Токсичность хлора определяется видом соединений и их концентрацией.




    1. Аэрозольные загрязнения атмосферы.

Аэрозоли – это твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для организмов, а у людей вызывают специфические заболевания. В атмосфере аэрозольные загрязнения зрительно воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или с водяным паром. Средний размер аэрозольных частиц составляет 11-51 мкм. В атмосферу Земли ежегодно поступает около 11 куб. км пылевидных частиц искусственного происхождения. Большое количество пылевых частиц образуется также в ходе производственной деятельности людей. Сведения о некоторых источниках техногенной пыли приведены ниже:


^ Производственный процесс выброс пыли, млн. т/год

  1. Сжигание каменного угля 93,600

  1. Выплавка чугуна 20,210

  1. Выплавка меди (без очистки) 6,230

  1. Выплавка цинка 0,180

  1. Выплавка олова (без очистки) 0,004

  1. Выплавка свинца 0,130

  1. Производство цемента 53,370


Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются ТЭС, которые потребляют уголь высокой зольности, обогатительные фабрики, металлургические, цементные и сажевые заводы. Аэрозольные частицы из этих источников отличаются большим разнообразием химического состава. Чаще всего, в их составе обнаруживаются соединения кремния, кальция и углерода, реже – оксиды металлов – железа, магния, марганца, цинка, меди, никеля, свинца, сурьмы, висмута, селена, мышьяка, кадмия, хрома, а также асбест. Еще большее разнообразие свойственно органической пыли, включающей алифатические и ароматические углеводороды, соли кислот. Она образуется при сжигании остаточных нефтепродуктов, в процессе пиролиза на нефтеперерабатывающих, нефтехимических и других подобных предприятиях. Постоянными источниками аэрозольного загрязнения являются промышленные отвалы – искусственные насыпи из отходов предприятий перерабатывающей промышленности, ТЭС. Источником пыли и ядовитых газов служат массовые взрывные работы. Так, в результате одного среднего по массе взрыва (250-300 тонн взрывчатых веществ) в атмосферу выбрасывается около 2 тыс. куб. м. условного оксида углерода и более 150 т пыли.

Производство цемента и других строительных материалов также является источником загрязнения атмосферы пылью. Основные технологические процессы этих производств – измельчение и химическая обработка полуфабрикатов и получаемых продуктов в потоках горячих газов – всегда сопровождаются выбросами пыли и других вредных веществ в атмосферу.



    1. Предельно допустимая концентрация (ПДК).

Предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ – это максимальная концентрация вредного вещества, которая за определенное время воздействия не влияет на здоровье человека и его потомство, а также на компоненты экосистемы и природное сообщество в целом.

В атмосферу поступает множество примесей от различных промышленных производств и автотранспорта. Для контроля их содержания в воздухе нужны вполне определенные стандартизированные экологические нормативы, поэтому и было введено понятие о предельно допустимой концентрации. Величины ПДК для воздуха измеряются в мг/м3. Разработаны ПДК не только для воздуха, но и для пищевых продуктов, воды (питьевая вода, вода водоемов, сточные воды), почвы.

Предельные концентрации для атмосферного воздуха измеряются в населенных пунктах и относятся к определенному периоду времени. Для воздуха различают разовую дозу и среднесуточную.

В зависимости от значения ПДК химические вещества в воздухе классифицируют по степени опасности. Для чрезвычайно опасных веществ (пары ртути, сероводород, хлор) ПДК в воздухе рабочей зоны не должна превышать 0,1 мг/м3. Если ПДК составляет более 10 мг/м3, то вещество считается малоопасным. К таким веществам относят, например, аммиак.


Наименование вещества

Величина ПДК,

мг/м3

Класс опасности

Бензин (растворитель топливный)

100

IV

Бензол

5

II

^ Керосин (в пересчете на С)

300

IV

Нефрас С 150/200 (в пересчете на С)

100

IV

Нефть

10

III

Сероводород

10

II


ПДК устанавливаются для среднестатистического человека, однако ослабленные болезнью и другими факторами люди могут почувствовать себя дискомфортно при концентрациях вредных веществ, меньших ПДК. Это, например, относится к заядлым курильщикам.



  1. Исследование загрязнения воздуха автомобильным транспортом.


Цель: исследование загрязнения воздуха автомобильным транспортом в различных населенных пунктах (на примере сравнения загрязнения воздуха села и города).

Задачи: показать разницу в составе выбрасываемых автотранспортом в атмосферу газов между различными населенными пунктами.

Ход работы:

  1. сравнила загрязнение воздуха в п. Туголесский бор (А) и в г. Шатура (Б) (для этого выбрала улицы с интенсивным движением в обоих населенных пунктах);

  2. определила участки дорог протяжённостью примерно 100 метров и сфотографировала проезжающий мимо транспорт (см. фото 1, 2 – автомобили в Туголесском Боре, фото 3-5 – автомобили в г. Шатура).

  3. подсчитала число единиц автотранспорта, проходящего по участку за 15 минут. Умножив полученное число на 4, узнала численность за 1 час.

А) N = 4 * 5 = 20 машин

Б) N = 4 * 80 = 320 машин

4) рассчитала общий путь (s), пройденный всеми машинами за 1 час

А) S=N*100 м = 20*100=2000 (2 км)

Б) S=N*100 м= 320*100=32000 (32 км)

5) рассчитала количество топлива, сжигаемого двигателями автомашин (R)

А) R=S*K=2*0,1=0,2 л

Б) R=S*K=32*0,1=3,2 л

K - расход топлива на 1 км пути для бензиновых двигателей (0,1л)

6) рассчитала количество образованных вредных веществ по бензину на выбранном участке дороги. Для этого я воспользовалась такими данными: при сгорании топлива, необходимого для пробега 1 км, образуется 0,6 л угарного газа, 0,1 л углеводорода,0,04 л оксида азота (четырёхвалентного).

А) 0,2 л * (0,6+0,1+0,04) = 0,148 л

Б) 3,2 л * (0,6+0,1+0,04) = 2,368 л

7) Вывод: выброс вредных веществ автомобильным транспортом в черте города превышает выброс тех же веществ в селе практически в 16 раз. Наиболее экологически чистый воздух в поселке Туголесский Бор по сравнению в г. Шатура.

Но данный выброс веществ и количество проезжающих мимо автомобилей рассматривалось мною в зимний период. Поэтому данная работа может быть продолжена в другие сезоны года, чтобы показать разницу выброса выхлопных газов в различные периоды года.


Заключение.

Как мы видим из исследовательской работы, даже за столь короткий промежуток времени воздух загрязняется огромным количеством вредных веществ.

Охрана природы – задача нашего века, проблема, ставшая глобальной. Снова и снова мы слышим об опасности, грозящей окружающей среде, но до сих пор многие из нас считают их неприятным, но неизбежным порождением цивилизации и полагают, что мы еще успеем справиться со всеми выявившимися затруднениями. Однако воздействие человека на окружающую среду приняло угрожающие масштабы.

Каждый из нас должен принять непосредственное участие в защите окружающей среды от источников загрязнения. Водителям не стоит экономить на топливных средствах. Ведь, как известно, низкооктановый бензин больше загрязняет воздух. Специалисты химической и нефтеперерабатывающей промышленности уже ведут разработку и исследование новых видов топлива. Общественные и управляющие организации должны включать в план своей работы мероприятия по разгрузке дорог (создание новых дорог, платных, ограничения движения крупногабаритного и транзитного транспорта), а также разработать и осуществить программу озеленения прилегающей к дороге территории.


Список используемой литературы.

  1. Гудериан Г. Атмосфера должна быть чистой. – М.: Мир, 1979.

  2. Никитин Д.П., Новиков Ю.В. Окружающая среда и человек. – М., 1986.

  3. Одум Ю. Основы экологии. – М.: Мир, 1975.

  4. Природа в зеркале науки. Химки, 2009.

  5. Чистякова С.Б. Охрана окружающей среды. – М., 1988.

  6. Шелейховский Г.В. Задымление городов. – М. – Л., 1949.

  7. ru.wikipedia.org › wiki/Атмосфера_Земли

  8. www.shishlena.ru