Методический материал на тему "Анализ воздуха» 7-11 классы

Министерство образования и науки Республики Дагестан

МКОУ «Краснооктябрьская СОШ им. Р. Гамзатова»

с.Краснооктябрьское, Кизлярский район, РД.

Номинация : «Экологический мониторинг, ландшафтная экология и комплексные исследования экосистем»

Тема:

Анализ загрязнения воздуха выхлопными газами

в селе Краснооктябрьское

Работу выполнил: Ярогиев Саид,

ученик 7 «А» класса

МКОУ «Краснооктябрьская СОШ»

с.Краснооктябрьское , Кизлярского района

Руководитель (консультант): Реутова Зоя Владимировна,

учитель биологии

МКОУ «Краснооктябрьская СОШ»

2018 г.

Содержание

1.Введение …………………………………………………………………………….4                                                                                                   

2. Основная часть ……………………………………………………………………6                                                                                        

2.1. Практическая работа «Загрязнение воздуха выхлопными

газами автотранспорта»………………………………………………………………..6

2.2. Анкетирование  владельцев автомобилей……………………………………….6

2.3.Анализ соцопроса «Восприятие нашего села»…………………………………..8

2.4.Методы исследования……………………………………………………………..8

3.Заключение………………………………………………………………………....9

4. Список использованных источников …………………………………………11

5. Приложения……………………………………………………………………….12-20

АННОТАЦИЯ

Над темой «Анализ загрязнения воздуха выхлопными газами в селе Краснооктябрьское Кизлярского района РД» я работаю первый год. Тема не оставила меня равнодушным и я решил исследовать те современные явления и процессы, которые оказывают наибольшее влияние на экологическое состояние нашего села. Экологическая ситуация в селе Краснооктябрьское, Кизлярского района РД вызывает опасение, т.к. за период с 2013 г. по 2018 г. Количество транспорта увеличилось, что и  представляют серьезную угрозу для экологической обстановки.

Для принятия необходимых мер по оздоровлению экологической обстановки нужна информация от населения, подтверждающая или опровергающая глубину и серьезность данной проблемы. Школьники могут  принять активное участие в сборе подобной информации, используя соцопросы, анкетирование, а также проводя практические занятия.

В своей работе я попытался определить, какую роль в загрязнении атмосферного воздуха играет автомобильный транспорт, используя методику учета проезжающих автомобилей по основным дорогам города в течение одного часа. Были выбраны пять участков автодорог в селе Краснооктябрьское, и подсчитано, какое количество автомобилей проехало за 1 час по данному участку дороги.

1.Введение

     Над темой «Анализ загрязнения воздуха выхлопными газами в селе Краснооктябрьское Кизлярского района РД» я работаю первый год. Тема не оставила меня равнодушным и я решил исследовать те современные явления и процессы, которые оказывают наибольшее влияние на экологическое состояние нашего села.

           Экологическая ситуация в селе Краснооктябрьское, Кизлярского района РД вызывает опасение, т.к. за период с 2013 г. по 2018 г. Количество транспорта увеличилось, что и, представляют серьезную угрозу для экологической обстановки.

Для принятия необходимых мер по оздоровлению экологической обстановки нужна информация от населения, подтверждающая или опровергающая глубину и серьезность данной проблемы.

Школьники приняли активное участие в сборе подобной информации, используя соцопросы, анкетирование, а также проводя практические занятия и рейды.

В анкетировании участвовали  жители села и учащиеся 7-9 -х классов, проявляющие интерес к биологии, географии и проблемам охраны окружающей среды.

Роль атмосферы в природных процессах очень важна.

 В своей работе я попытался определить, какую роль в загрязнении атмосферного воздуха играет автомобильный транспорт, используя методику учета проезжающих автомобилей по основным дорогам города в течение одного часа.

Были выбраны пять участков автодорог в селе Краснооктябрьское, и подсчитано, какое количество автомобилей проехало за 1 час по данному участку дороги.

         Автомобиль в городе: анкета для владельцев легковых автомобилей.

В результате исследования было опрошено 18 владельцев автомобилей.

        Различные природные  ландшафты , вызывают у человека целую гамму чувств и эмоций.  В науке существует целое направление, изучающее организацию среды обитания человека; восприятие человеком отдельных элементов ландшафта; самоощущения человека в различных пространствах.

Как воспринимают различные участки села жители?

Ответить на этот вопрос поможет анкетирование жителей.

В анкетировании приняли участие 44 лица мужского пола и 45 лиц женского пола.

Цель экологической исследовательской работы заключается  в изучении экологического состояния села(воздуха и воды) и продолжает исследование, начатое в 2015 году.

Задачи:

• Выяснить степень загрязнения воздуха выхлопными газами автотранспорта.
• Выяснить особенности восприятия различных участков села  жителями .
• Научить учащихся проводить социологический опрос.
• Научить учащихся обрабатывать данные, полученные в ходе социологического опроса.
• Развивать творческие способности школьников.
• Сформировать ответственное отношение к своему селу.
• Научить школьников принимать экологически правильные решения в области природопользования.

Актуальность моей работы.    Экологическая ситуация в селе Краснооктябрьское, Кизлярского района РД вызывает опасение, т.к. через наше село проходит множество дорог, одна из которых является федеральной трассой. Большое количество проходит за сутки по этим дорогам, выделяя выхлопные газы, которые представляют серьезную угрозу для экологической обстановки.          

Но не только выбросы в атмосферу вредных для здоровья жителей веществ вызывает тревогу и озабоченность, но и элементарная грязь и засоренность наших улиц, реки, дворов.  Почему это происходит?  От кого зависит чистота и здоровье наших жителей? Какую характеристику состояния нашего села дают его жители? Что можно предпринять каждому из нас, чтобы наше село стало лучше и экологически чище?

На все эти вопросы мы и попытались ответить на эти вопросы в нашем исследовании. Для принятия необходимых мер по оздоровлению экологической обстановки нужна информация от населения, подтверждающая или опровергающая глубину и серьезность данной проблемы.

Школьники могут  принять активное участие в сборе подобной информации, используя социальные опросы, анкетирование, а также проводя практические занятия.

          В работе  участвовали  учащиеся 7-9-х классов, проявляющие интерес к биологии, географии и проблемам охраны окружающей среды

2.Основная часть.

План исследования:

2.1.Практическая работа «Загрязнение воздуха выхлопными газами автотранспорта».

2.3.Анкетирование  владельцев автомобилей.

2.4.Анализ соцопроса «Восприятие нашего села».

2.5.Методы исследования

3.Заключение.

2.1. Практическая работа «Загрязнение воздуха выхлопными газами автотранспорта». Роль атмосферы в природных процессах очень важна. Чистый воздух необходим для жизни человека, животных, растений.[1] Последнее время очень многие говорят о загрязнении воздуха, ведь это отражается, прежде всего, на нашем здоровье. Но как исследовать состояние воздуха. Это очень трудоемкий и требующий сложной техники процесс.

Основные источники загрязнения воздуха в черте города – это выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания в автомобилях и промышленные выбросы предприятий. В своей работе мы попытались определить, какую роль в загрязнении атмосферного воздуха играет автомобильный транспорт, используя методику учета проезжающих автомобилей по основным дорогам города в течение одного часа.

Были выбраны пять участков автодорог, и подсчитано, какое количество автомобилей проехало за 1 час по данному участку дороги. Для подсчета количества выхлопных газов использована таблица ( приложение 1). Используя данные таблицы, определили количество выхлопных газов в среднем, поступающих в атмосферу за 1 час на этом участке дорог.                                                                                                   

Вывод: Анализ данных таблицы показывает, что больше всего в атмосферу за сутки поступает соединений оксида азота (IV) и угарного газа. Известно, что  оксид азота соединяясь в атмосферном воздухе с парами воды и кислорода, образует азотную кислоту, которая выпадает на землю в виде кислотных дождей. Повышение содержания угарного газа в воздухе отрицательно влияет на самочувствие людей. (приложение3-4)

2.2. Анкетирование  владельцев автомобилей .

Автомобиль в населенном пункте: анкета для владельцев легковых автомобилей. Предлагаемая анкета (приложение 4) предназначена для владельцев автомобилей.

 Практическая часть. Для достижения поставленной цели нами была проведена следующая работа. Я обратился в ГИБДД  с просьбой предоставить информацию о количестве зарегистрированного автотранспорта на бензиновом топливе. По данным ГИБДД зарегистрировано 5144 единицы автотранспорта. Из них бензин различных марок в качестве топлива используют 3350 единицы автотранспорта. Во-вторых, в начале исследования мы провели опрос жителей, которым задали следующие вопросы: Есть ли у вас автомобиль? Объём двигателя? Вид используемого топлива? Средний пробег автомобиля в сутки?  Нами было опрошено 20 человек, из ответов которых отобрали 10, соответствовавшие нашим условиям (т.е. наличие автомобиля использующего бензин). В результате были высчитаны: средний пробег автомобиля в сутки – 53.7 км, рабочий объём двигателя – 1.7 литра, вид используемого топлива – 3350 единиц.

Во-вторых, в селе зарегистрировано 72 легковых  автомобиля различных марок. Значит, каждый седьмой  житель имеет  личное транспортное средство.  В-третьих, я  провел опрос  своих сверстников и учителей школы,  которым задал следующие вопросы:

Есть ли у вас,  автомобиль? Какой вид  топлива он использует? Средний пробег автомобиля за год? В опросе участвовали 20 человек.

Из 20 анкетированных   19 имеют автомобили.  Средний пробег одного автомобиля за один  год примерно  26600 км. Основной вид  топлива – бензин.

  Дальше я произвел математические расчеты.  При расчетах воспользовался методическими указаниями для выполнения расчетно-практических работ при расчете вредных выбросов. К выбрасываемым автотранспортом вредным веществам относятся угарный газ, углеводороды и оксиды азота. Количество выбросов вредных веществ, поступающих от автотранспорта в атмосферу, может быть оценено расчётным методом. Исходными данными для расчёта  являются: общий пробег автотранспорта за год и нормы расхода топлива транспортом;                                                               

- значение коэффициента, определяющий выброс вредных веществ от автотранспорта, в зависимости от вида горючего приведены в таблице № 5Коэффициент численно равен количеству вредных выбросов соответствующего компонента в литрах при сгорании в двигателе автомашины количества, необходимого для проезда 1 км. Расчет расхода топлива я внес в таблицу №6.  Затем я рассчитал количество выделившихся вредных веществ от автотранспорта  и внес  в таблицу №7 . Также при своих исследованиях я обнаружил, что за лето одно взрослое дерево может очистить воздух от 20-30, а  некоторые породы  даже от 50 кг вредных веществ и пыли. В результате исследования было опрошено 18 владельцев автомобилей.

Результаты опроса приведены в таблице №8.

Вывод: На основании анкетирования установлено, что:90% автовладельцев регулярно проводят профилактику, держат в исправности воздушные и масляные фильтры;20%  автовладельцев моют свою машину в летнее время в реке Таловка;70%  автовладельцев считают автомобильный транспорт основным источником загрязнения воздуха в селе;

всего лишь 30% автовладельцев согласны были поменять свой автомобиль на менее престижный, но экологически чистый. Поэтому, я считаю, что  если бы были созданы оборудованные автомойки, количество автовладельцев (1/5 часть) моющих свои автомобили у реки значительно сократилось бы. (приложение 5)

2.3.Анализ соцопроса «Восприятие нашего села».

Различные ландшафты вызывают у человека целую гамму чувств и эмоций. Существует термин, определяющий настроение, которое испытывает человек, пребывая и созерцая приятное ему место, - топофилия.  В науке существует целое направление, изучающее организацию среды обитания человека. Восприятие человеком отдельных элементов городского ландшафта. Как воспринимают различные участки села  жители ? Ответить на этот вопрос поможет анкетирование жителей  с последующей статистической обработкой и анализом полученных данных. В результате исследования были проанкетированы 85 жителей нашего села по специальной анкете (приложение 6).

В анкетировании приняли участие 44 лица мужского пола и 45 лиц женского пола.

Возрастные группы опрошенных лиц следующие:

7-12 лет – 29 человек; 13-17лет – 31 человека; 18-25 лет – 6 человек; 26-35 лет – 4 человека; 36-50 лет -  6 человек; старше 50 лет – 9 человек

Социальная категория опрошенных лиц: учащийся – 60, рабочий – 5, служащий – 15, пенсионер – 5

Вывод: На основании проведенного анкетирования, что большинство опрошенных лиц считают наше село: засоренным -81%; спокойным -78%; скучным-74%; тихим-73%; зеленым-71%; красивым-67%.

2.4. Методика исследования.  

1.      Анкетирование жителей села Краснооктябрьское.

2.      Опрос автомобилистов.

3.      Наблюдение за движением транспорта в различное время суток на улицах села Краснооктябрьское

4.      Математические рассчеты: выделить несколько участков дорог протяженностью 100м;подсчитать число единиц транспорта, проходящего по участку за 15 мин., умножив на 4, узнать численность за 1час ((n)); рассчитать общий путь (S) за 1 час S = N*100м; рассчитать количество топлива, сжигаемое двигателями автомашин (R), R = S*К, где К – расход топлива на 1км пути в литрах, для бензиновых двигателей он составляет 0,1л, для дизельных – 0,4л; рассчитать по количеству израсходованного бензина количество образованных вредных выбросов на выбранном участке, учитывая, что при сгорании топлива, необходимого для пробега 1км, образуется 0,6л угарного газа (СО), 0,1л углеводородов, 0,04л оксида азота (4) (NO2). При сгорании дизельного топлива вредных выбросов образуется в 4 (!) раза меньше. Рассчитывается объемное количество выделившихся загрязняющих веществ (V, л) на выбранном нами участке дороги по формуле: V = R *k, где k – коэффициент для бензина: при сгорании топлива, необходимого для пробега 1 км, выделяется: 0,6 л угарного газа, 0,1 л углеводородов, 0,04 л диоксида азота; для дизельного топлива: при сгорании топлива, необходимого для пробега 1 км, выделяется: 0,14 л угарного газа, 0,037 л углеводородов, 0,015 л диоксида азота.

5.      Активная работа с одноклассниками и жителями села Краснооктябрьское по уменьшению загазованности окружающей среды ( беседы с медработниками, субботники по озеленению и благоустройству села, переходу на менее опасные виды топлива).

3. Заключение.

            Охрана природы — задача нашего века, проблема, ставшая социальной. Чтобы в корне улучшить положение, понадобятся целенаправленные и продуманные действия[2] по отношению к окружающей среде. В своей работе я проанализировал  способы улучшить экологическое состояние в нашем селе и постарался путем расчетов раскрыть суть проблемы, связанный с загрязнением атмосферного воздуха, выяснить, почему эта проблема является глобальной.

Выводы: 

1.      Без математических знаний представить об угрожающих  масштабах воздействия человека на окружающую среду  нельзя представить.

2.      Основными источниками загрязнения воздуха в моем селе является автомобильный транспорт и их выхлопные газы.

3.      Каждый населенный пункт должен иметь зелёную зону, которая должна служить «зелёными лёгкими».

4.      Необходимо незамедлительно принять Закон «Об альтернативном топливе», разработать соответствующую национальную программу.

. Своими выводами я поделился со своими сверстниками и учителями.

Список использованной литературы:

1.      «Школьный практикум. Экология», В.В. Пасечник, М: «Дрофа», 1998г.

2.      «Практические занятия по экологии», Д. Зверев, М: «Просвещение», 1998г.

3.      «Экология. Краткий справочник школьника», «Дрофа», 1997г.

4.      Журнал «биология в школе», №1 за 2006 г., №7 за 2001 г., №5 за 2001г

5.      А.П. Константинов. Экология и здоровье: опасности мифические и реальные // Экология и жизнь № 8, 2012 г., с. 90 - 91.

6.      Экология и экономика природопользования. Бобылев С.Н., Новоселов А.Л., Гирусов Э.В. и др. Учебник. Изд. 2-е, перераб., 2002 г.

7.      Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России. Автор: В.Ф.Протасов. Издательство: финансы и статистика, 2001 г.

8.      Экологическое состояние территории России: Учебное пособие для студентов высших педагогических учебных заведений (под ред. Ушакова С.А., Каца Я.Г.) Изд. 2-е, 2004 г.

Приложение 1

Количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу одним автомобилем в течение суток (в гр.)

Хим. соединения	Грузовики	Легковые	Автобусы
СО	502,2	225,8	227,9
NO2	70,4	43,8	17,7
C	19,3	-	3
SO2	4,5	-	0,?
Pb	0,2	0,27	0,08

Название улицы	Количество автомобилей
	легковых	грузовых	автобусов
Чкалова	50	3	2
Дагестанская	28	5	-
Центральная	62	1	2
Федеральная трасса Е 119	76	20	10
Лермонтова	3	1	-
Итого	219	31	14

Количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу автомобилями в течение суток (в г.)

Улица	Соединения	Легковые	Грузовые	автобусы	Итого
Чкалова	СО	11290	1506,6	455,8	113252
	NO2	2190	211,1	35,4	2436,5
	C	-	57,9	6	63,9
	SO2	-	13,5	1,4	34,9
	Pb	13,5	0,6	0,2	14.3
Дагестанская	СО	6322,4	2511	-	8833,4
	NO2	1226,4	352	-	1578,4
	C	-	96,5	-	96,5
	SO2	-	22,5	-	22,5
	Pb	7,56	1	-	8,56
Центральная	СО	13999,6	502,2	2734,8	17236,6
	NO2	2715,6	70,4	212,4	2998,4
	C	-	19,3	36	55,3
	SO2	-	4,5	8,4	12,9
	Pb	16,7	0,2	0,9	17,8
Федеральная трасса Е 119	СО	17160,8	5022	2279	24461,8
	NO2	3328,8	704	177	4209,8
	C	-	193	30	223
	SO2	-	45	7	52
	Pb	20,5	2	0,8	23,3
Лермонтова	СО	677,4	502,2	-	1179,6
	NO2	131,4	70,4	-	201,8
	C	-	19.3	-	19,3
	SO2	-	4,5	-	4,5
	Pb	0,8	0,2	-	1
Итого	СО	49450,2	10546,2	5469,6	65466
	NO2	9592,2	1478,4	424,8	11495,4
	C	-	405,3	72	477,3
	SO2	-	94,5	16,8	111,3
	Pb	59,1	4,2	1,9	64,2

Количество вредных веществ в сумме поступающих в атмосферу в течение суток на пяти участках дороги

Соединения	Количество в граммах
СО	65466
NO2	11495,4
C	477,3
SO2	111,3
Pb	64,2

Приложение 2

Таблица №2

№ п/п	Наименование транспортного средства	Вид двигателя	Количество, шт	Отработано  за 1 год
				Км. пробега	Эталон гектар
1.	Грузовые автомобили различных марок	Дизельный	4	202 590
		Бензиновый	8	296 126

Приложение 3 Примечание: машины, работающие на дизельном топливе, потребляют за 1 час работы столько кислорода, сколько 1000 человек за 1

Компоненты выхлопного газа	Содержание по объему, %Двигатели бензиновые	Содержание по объему, %Двигатели дизели	Примечание
Азот	74,0 — 77,0	76,0 — 78,0	нетоксичен
Кислород	0,3 — 8,0	2,0 — 18,0	нетоксичен
Пары воды	3,0 — 5,5	0,5 — 4,0	нетоксичны
Диоксид углерода	5,0 — 12,0	1,0 — 10,0	нетоксичен
Оксид углерода	0,1 — 10,0	0,01 — 5,0	токсичен
Углеводороды неканцерогенные	0,2 — 3,0	0,009 — 0,5	токсичны
Альдегиды	0 — 0,2	0,001 — 0,009	токсичны
Оксид серы	0 — 0,002	0 — 0,03	токсичен
Сажа, г/м3	0 — 0,04	0,01 — 1,1	токсична
Бензопирен, мг/м3	0,01 — 0,02	до 0,01	канцероген

Таблица №4

Тип автотранспорта	Средние нормы расхода топлива (л на 100 км)	Удельный расход топлива  (л на км)
Легковой автомобиль	11-13	0,11-0,13
Грузовой автомобиль	29-33	0,29-0,33
Дизельный грузовой автомобиль	31-34	0,31-0,34

Таблица №5

Вид топлива	Угарный газ	Углеводороды	Диоксид азота
Бензин	0,6	0,1	0,04
Дизельное топливо	0,1	0,03	0,04

таблица №6.

Тип транспорта	К-во автомобилейей, шт	Средний пробег в год, км.	Всего пробег, км	Расход топлива на 1 км, л	Всего расход топлива за год, л
Легковой автомобиль	72	26600	1915200	0,12	229864
Грузовой автомобиль с бензиновым двигателем	8		296126	0,3	88838
Дизельный грузовой автомобиль	4		202590	0,35	70906

    таблица №7 .

Тип транспорта	Всего расход топлива за год, литр	Суммарное количество вредных веществ на 1 литр	Всего суммарное количество вредных веществ, л
Легковой автомобиль	229864	0,74	170099
Грузовой автомобиль с бензиновым двигателем	88838	0,74	65740
Дизельный грузовой автомобиль	70906	0,17	12054
Итого			274893

                                                                                                                           Приложение 4

Данные анкеты

№ вопроса	Варианты ответа
	А	Б	В	Г
1	3	15	12	-
2	14	-	4	Нет варианта ответа
3	12	-	6	Нет варианта ответа
4	8	-	12	Нет варианта ответа
5	17	-	1	Нет варианта ответа
6	2	8	8	Нет варианта ответа
7	6	9	3	Нет варианта ответа
8	14	3	1	Нет варианта ответа
9	6	3	9	-
10	5	8	5	Нет варианта ответа

Таблица № 3

№ анкеты	Вопрос № 1	Вопрос № 2	Вопрос № 3	№ анкеты	Вопрос № 1	Вопрос № 2	Вопрос № 3
1	Да	бензин	48100	11	Да	бензин	30800
2	Да	бензин	8900	12	Да	бензин	28000
3	Да	бензин	15000	13	Да	бензин	45000
4	нет	-	-	14	Да	бензин	20000
5	Да	бензин	32000	15	да	бензин	22000
6	Да	бензин	30100	16	Да	бензин	18000
7	Да	бензин	7500	17	Да	бензин	17000
8	Да	бензин	23000	18	Да	бензин	21000
9	нет	-	-	19	Да	бензин	17000
10	Да	бензин	35000	20	Да	бензин	13500

Приложение 5

Результаты анкетирования

Приложение 6

Опросный лист на тему

«Восприятие нашего села»

№ Пары признаков	Предложенные признаки	Количество опрошенных лиц выбравших данный признак	Процентная доля опрошенных лиц
1	Красивый	57	67 %
	Уродливый	28	33 %
2	Чистый	16	19 %
	Засоренный	69	81 %
3	Привлекательный	43	51 %
	Отталкивающий	42	49 %
4	Интересный	22	26 %
	Скучный	63	74 %
5	Криминальный	19	22 %
	Спокойный	66	78 %
6	Преуспевающий	35	41 %
	Бедный	50	59 %
7	Ухоженный	31	36 %
	Запущенный	54	64 %
8	Выразительный	39	46 %
	Безликий	46	54 %
9	Тихий	62	73 %
	Шумный	23	27 %
10	Зеленый	60	71 %
	Зелени мало	25	29 %

---

[1] «Школьный практикум. Экология», В.В. Пасечник, М: «Дрофа», 1998г

1.      [2] Экологическое состояние территории России: Учебное пособие для студентов высших педагогических учебных заведений (под ред. Ушакова С.А., Каца Я.Г.) Изд. 2-е, 2004 г.