Исследовательская работа "Роль автомобиля в загрязнении окружающей среды"

Отдел образования администрации Лежневского муниципального района Лежневская  муниципальная  средняя общеобразовательная школа № 10

 Учебно-исследовательская работа

   «Роль автомобиля в загрязнении окружающей среды»

Лежнево, 2012 год

Оглавление

Введение.............................................................................................................. 3

Глава 1. Автомобиль и окружающая среда ...........................................................

1.1.Химические вещества, содержащиеся в выхлопных  газах автомобиля........ 5

1.2.Влияние автомобильного  шума на организм человека................................. 7

Глава 2. Анализ влияния автотранспорта на окружающую  среду в п. Лежнево.. 8

2.1.Определение органолептических свойств проб талой воды, ..........................

взятой на пл. Советской........................................................................................ 8

2.2.Расчетная оценка количества выбросов вредных веществ  в воздух от автотранспорта на пл. Советской................................................................................................. 10

2.3.Оценка шумового загрязнения от автотранспорта на  пл. Советской........... 12

Заключение........................................................................................................ 14

Список литературы............................................................................................. 15

Приложения………………………………………………………………………………………….16

Введение

Наша школа находится в п. Лежнево на пл. Советской. Окна классов выходят на довольно оживленный участок дороги. Когда окна открыты для проветривания,  даже речь учителя плохо слышна из-за шума автомобилей.   

Я много раз слышала, что автомобили вызывают загрязнение окружающей среды. Учеными давно изучен состав выхлопных газов, а медики изучают влияние этих веществ на здоровье человека. В учебниках чаще всего встречается утверждение, что автомобильные выхлопы загрязняют атмосферу, а шум от автомобилей является основным источником шума в городах. Наш поселок не относится к крупным населенным пунктам, на улицах у нас нет светофоров. Это говорит о том, что движение в Лежнево не очень интенсивное.  Но в нашем поселке можно выделить улицы, по которым автомобилей проезжает больше. К ним относится и площадь Советская, на которой расположена наша школа. Практически невозможно проехать в центр поселка, минуя участок дороги, который находится перед окнами  школы № 10. Заинтересовавшись вопросом влияния автомобилей на окружающую среду и здоровье человека, я выдвинула гипотезу: автомобильный транспорт должен оказывать негативное влияние и на местность в районе нашей школы.

Чтобы доказать это, я выполнила исследовательскую работу.

Цель: изучить влияние автомобильного транспорта на окружающую среду и здоровье человека.

Задачи:

•      Узнать, какие химические вещества входят в состав выхлопных газов автомобилей и как они влияют на здоровье человека;

•      Узнать, как влияет шум на здоровье человека;

•      Изучить влияние автомобильного транспорта на участок пл. Советской  

             п. Лежнево (в районе школы №10).

При выполнении работы я сделала анализ специальной литературы, выполнила  лабораторную работу, провела наблюдение и подсчеты.

Глава 1 Автомобиль и окружающая среда

1.1.Химические вещества, содержащиеся в выхлопных газах автомобиля

Проанализировав данные учебников экологии и специальную литературу, я узнала, что выхлопные газы содержат большое количество химических веществ, вредных для здоровья человека:

Состав выхлопных газов^[1]

Компоненты выхлопного газа	Содержание по объему, % Бензиновые двигатели	Содержание по объему, % Дизельные двигатели	Примечание
Азот	74-77	76-78	Нетоксичен
Кислород	0,3 -8,0	2,0-18,0	Нетоксичен
Пары воды	3,0-5,5	0,5-4,0	Нетоксичен
Углекислый газ	5,0-12,0	1,0-10,0	Нетоксичен
Угарный газ	0,1-10	0,01-5,0	Токсичен
Углеводороды	0,2-3,0	0,009-0,5	Токсичен
Альдегиды	0-0,2	0,001-0,009	Токсичен
Оксид серы	0-0,002	0-0,03	Токсичен
Сажа	0-0,04	0,01-1,1	Токсичен
Бензопирен	0,01-0,02	До 0,01	Канцероген

Самыми токсичными компонентами по мнению специалистов являются угарный газ, оксиды азота и углеводороды.^[2]

Угарный газ – ядовитое вещество для организма человека, может привести к смертельному исходу, т.к. блокирует перенос кислорода гемоглобином крови.

Оксид азота – раздражает слизистые оболочки глаз, носа, разрушают легкие человека, т.к. при движении по дыхательным путям они взаимодействуют в влагой, образуя азотную и азотистую кислоты. Как правило, отравление ими организма проявляется не сразу, а постепенно. Оксиды азота представляют опасность и для листьев растений.

Углеводороды -  это химические соединения, молекулы которых построены только из углерода и водорода. В выхлопных газах их содержится более 200 разновидностей.  Они вызывают раздражение глаз, горла, носа, оказывают наркотическое воздействие на центральную нервную систему, могут являться причиной хронических заболеваний.

Таким образом, можно сделать вывод, что химические вещества, содержащиеся в выхлопных газах автомобилей, отрицательно влияют на окружающую среду и здоровье человека.

1.2.Влияние автомобильного шума на организм человека

Автомобили издают очень много шума. Основными источниками шума в районе нашей школы являются именно они. Его уровень зависит от того, какие автомобили проезжают по дороге, от их количества и скорости. Грузовые автомобили производят больше шума, чем легковые. Большой шум вызывает также резкое торможение автомобиля.

 «Шум – это громкие звуки, слившиеся в нестройное звучание. Уровень шума измеряется в децибелах. Уровень шума в 20-30 дБ практически безвреден для человека, а вот 80 дБ – это предельно допустимая граница уровня шума. Каждый человек воспринимает шум по-разному. Многое зависит от возраста, темперамента, состояния здоровья. Постоянное воздействие сильного шума может не только отрицательно повлиять на слух, но и вызвать другие вредные последствия: звон в ушах, головокружение, головную боль, повышение усталости. Шум обладает аккумулятивным эффектом, то есть акустические раздражения, накапливаясь в организме, все сильнее угнетают нервную cистему. Особенно вредное влияние оказывает шум на нервно-психическую деятельность организма». ^[3]

 Исходя из этого, можно сделать вывод, что увеличивая уровень шума, автомобили отрицательно влияют на здоровье человека.

Таким образом, из анализа литературы видно, что вопросы влияния автомобильных выхлопов и шума на окружающую среду и здоровье человека достаточно изучены.    

Глава 2 Анализ влияния автотранспорта на окружающую среду в п. Лежнево

Я решила выяснить, как обстоят дела с влиянием автомобиля на окружающую среду в районе нашей школы, т.е. на участке дороги пл. Советской.

Зная, что основными загрязняющими веществами выхлопных газов автомобиля являются оксиды углерода, оксиды азота, углеводороды и твердые частицы, содержащие  сажу, я предположила, что эти вещества должны быть основными загрязнителями среды в районе нашей школы. Чтобы доказать свою гипотезу, я провела несколько доступных мне исследований.

2.1.Определение органолептических свойств  проб талой воды,

взятой на пл. Советской

Чтобы выяснить, какое влияние оказывает автотранспорт на окружающую среду на пл. Советской п. Лежнево  в районе школы № 10, я провела несколько проб. Взяв пробы снега, я определила органолептические характеристики талой воды. Они определяются с помощью органов зрения и обоняния. Неудовлетворительные органолептические характеристики косвенно свидетельствуют о загрязнении.

Проба № 1 – взята напротив магазина «Славия».

Проба № 2  - взята у фасада здания школы № 10.

Проба № 3 – взята напротив военкомата.

Тест №1. Определение запаха талой воды.

Последовательно открыла колбы с пробами талой воды и неглубоко вдыхая воздух, определила характер запаха, результаты занесла в  таблицу:

№ пробы	Характер запаха
№ 1	Отчетливо ощущается запах нефтепродуктов
№ 2	Легко замечается запах нефтепродуктов
№ 3	Отчетливо ощущается запах нефтепродуктов

Тест № 2. Определение мутности воды.

Заполнив пробирки талой водой до высоты 12 см, рассматривала их сверху на белом фоне при боковом освещении. Результаты занесла в таблицу:

№ пробы		Мутность воды
№ 1	Очень мутная
№ 2	Чуть мутная
№ 3	Мутная

Тест № 3 . Определение кислотности талой воды.

В пробирки с пробами опустили универсальную индикаторную бумагу. Окраску индикаторной бумаги сравнили с контрольной шкалой. Результаты занесли в таблицу:

№ пробы	Значение рН
№ 1	рН = 5, среда кислая
№ 2	рН=5, среда кислая
№ 3	рН=5, среда кислая

 Таким образом, исходя из полученных результатов, можно сказать, что пробы талой воды показали наличие загрязнения в районе нашей школы. Запах и мутность воды свидетельствуют о наличии твердых выбросов, а кислотность воды – о присутствии оксидов азота, углерода и серы.

2.2.Расчетная оценка количества выбросов вредных веществ в воздух от автотранспорта на пл. Советской

Я попыталась подсчитать, сколько этих вредных веществ выбрасывается с выхлопными газами возле школы на пл. Советской (на участке дороги длиной 250 м). Я сосчитала, сколько единиц автотранспорта проезжает по этому участку дороги за 20 минут. Время подсчета: с 15.00 до 15.20. У меня получились следующие результаты: грузовые автомобили – 19, легковые – 55, автобусы – 3.  Затем я умножила это количество автомобилей на 3, чтобы выяснить, сколько их проезжает здесь за 1 час. Умножив количество автомобилей на расстояние 0,250 км, я получила общий путь, пройденный автомобилями данной категории за 1 час. Данные я занесла в таблицу:

Вид автотранспорта	Всего за 20 мин., шт.	Всего за 1 час,  шт.	Общий путь за  1 час, км.
Легковые	55	165	41,25
Автобусы	3	9	2,25
Грузовые	19	57	14,25

Затем, я определила, сколько эти автомобили использовали топлива на этом участке дороги, использовав таблицу расхода топлива этими видами автотранспорта на 1 км. (Приложение 1)

Результаты занесены в таблицу:

Вид автотранспорта	Общий путь за 1 час	Количество топлива
Легковые	41,25	4,95 л
Автобусы	2,25	0, 96 л
Грузовые	14,25	4,4 л

                                                                                                    Итого: 10, 31 л бензина

После этого я определила, сколько вредных веществ, а именно оксида углерода (угарного газа), оксида азота и углеводорода пентана выбрасывается вместе с выхлопными газами автомобилей в районе нашей школы. Для этого я использовала таблицу с коэффициентами вредных выбросов (Приложение 2) и формулу:     Vв     =    Kв  * Q  ,   где:

Vв  -  объем вредного вещества, выделяемого автомобилем ; в   -  вид вредного вещества;

К  -  коэффициент, численно равный количеству выбросов соответствующего компонента (в литрах) при сгорании в двигателе автомобиля  за 1 км;   

Q  -  количество топлива, л

Результаты занесены в таблицу:

Вид топлива	Кол- во топлива	Кол- во угарного газа	Кол- во углеводорода пентана	Кол-во оксида азота
Бензин	10,31 л	6,186 л	1,031 л	0,4124 л

Из этих расчетов видно, что в течение часа автотранспортом возле нашей школы в воздух выбрасывается в общей сложности 7,5294 л вредных для здоровья человека веществ.

 2.3.Оценка шумового загрязнения от автотранспорта на пл. Советской

Чтобы определить, не превышает ли уровень шума от автомобилей допустимые нормы, я решила его измерить. Специального прибора в нашей школе нет, и я стала искать другие способы это сделать. В пособии по проектированию защиты  от транспортного шума и вибраций жилых и общественных зданий (Приложение 3) я нашла формулу для определения уровня шума. Формула очень сложная, мне пришлось воспользоваться программируемым калькулятором.

L=10lgQ +13,3lgV+4lg(1+p)+15 , где:

L –шумовая характеристика потока, дБ

Q –интенсивность движения, ед./час

V –средняя скорость потока

Р – доля средств грузового и общественного транспорта в потоке, %

Я не брала в расчет поправку, учитывающую вид покрытия проезжей части улицы, т.к. при асфальтобетонном покрытии она равна 0.

Q =165+9+57=231

V =40 км/час

Р= (9+57):231* 100% =29

L= 10lg231+13,3lg40+4lg(1+29)+15

L=65, 8 дБ

Норма для классных помещений уровня допустимого шума составляет 55 дБ (Приложение 3), поэтому автомобили в нашей школе являются источниками шумового загрязнения.

Заключение

Выполнив исследовательскую работу, я выяснила, что автомобиль оказывает негативное влияние на состояние окружающей среды и здоровье человека. Район п. Лежнево, где находится наша школа – не исключение. Я доказала в своей работе, что транспортный поток на пл. Советской (231 автомобиль в час)  создает загрязнение химическими веществами и шумовое загрязнение. Через открытые окна классов могут проникать оксиды азота, угарный газ, углеводороды, сажа.

Кроме того, открытые окна пропускают шум, который может отрицательно повлиять на наше здоровье. Но, проветривание – необходимое условие обучения. Свежий воздух увеличивает количество кислорода, избавляет от болезнетворных микроорганизмов и пыли. Поэтому, исходя из условий нашей школы, я бы порекомендовала:

•      Увеличить количество древесных насаждений, т. к. они задерживают вредные вещества и уменьшают воздействие шума.

•      Ежедневно дежурным в классе делать влажную уборку, в том числе протирать подоконники влажной тряпкой.

•      Мыть окна как минимум раз в учебную четверть, т. к. именно на них накапливаются различные вещества, входящие в состав выхлопных газов.

•      Проветривать интенсивно классы во время перемены, а в течение урока держать их закрытыми, чтобы автомобильный шум не мешал обучению и не вызывал дополнительное напряжение нервной системы.

•      Желательно строить детские учреждения, в том числе и школы, вдали от оживленных автомобильных дорог и улиц с интенсивным движением.

Список литературы

1.     Аксенов И.Я., Аксенов В.И. Транспорт и охрана окружающей среды. – М.:Транспорт, 1986.

2.     Амбарцумян В.В., Носов В.Б. Экологическая безопасность автомобильного транспорта. – М: Научтехлитиздат, 1999.

3.     Ахметов Л.А., Корнев Е.В. Автомобильный транспорт и охрана окружающей среды. – Ташкент: Мехнат, 1990.

4.     Вронский В.А. Прикладная экология: Учебное пособие. – Ростов: Феникс, 1996.

5.     Кормилицин В.И. Основы экологии. - М.: Интерстиль, 1997.

6.     Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Экология 10 (11) класс: Учебник для общеобразовательных учебных заведений.- М.:Дрофа, 2001.

7.     Луканин В.Н., Буслаев А.П., Трофименко Ю.В. и др. Автотранспортные потоки и окружающая среда: Учебное пособие для вузов. М.: ИНФРА-М, 1998.

8.     Сидоренко В.М. и др. Экология: Учебное пособие. – СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2004.

9.     Тришкина Н.В. Экология в исследовательской деятельности сельских школьников. – Ивановский областной институт повышения квалификации и переподготовки педагогических кадров, 2005.

                                                                                                      Приложение 1

Удельный расход топлива для автотранспорта

Вид автотранспорта	Расход топлива, л/км
Легковые автомобили	0,12
Автобусы	0,425
Грузовые автомобили	0,31

                                                                                                    Приложение 2

Коэффициент вредных выбросов

Вид топлива	Угарный газ	Углеводороды	Оксид азота
Бензин	0,6	0,1	0,04

                                                                           Приложение 3

---

[1] Сидоренко В.М. и др. Экология: учебное пособие.  

[2] Аксенов И.Я., Аксенов В.И. Транспорт и охрана окружающей среды.

[3] Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Экология. 10 (11) класс