- 24.05.2021
- 610
- 3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА УГАРНЫМ ГАЗОМ ОТ АВТОТРАНСПОРТА В ГОРОДЕ ЕВПАТОРИИ
Работу выполнил:
Дудаков Денис Андреевич,
ученик 10 класса
МБОУ «СШ №14» города Евпатории
Научный руководитель:
Дудакова Елена Леонидовна
учитель биологии
МБОУ «СШ №14» города Евпатории
г.Евпатория-2021
Тезисы
Проблема загрязнения воздуха отработанными газами автотранспорта является глобальной. Во всём мире количество автомобилей с каждым днем увеличивается. Это не может не сказаться на качестве воздуха, особенно в густонаселенных городах. Автомобили - основной источник угарного газа. Это одно из самых токсичных соединений, которое негативно влияет на здоровье людей.
Цель данной работы - определить уровень загрязнения атмосферного воздуха угарным газом от автотранспорта в разных районах города Евпатории. Несмотря на значительное количество исследований, тема является актуальной и своевременной, ведь проблема транспорта и его влияния на окружающую среду и здоровье человека занимает важное место в современной экологической политике всех уровней.
Основной задачей в данной работе было установить методом подсчета интенсивность движения автотранспорта на разных улицах города и на основе этих данных вычислить концентрацию оксида углерода (II) в приземном слое воздуха (а именно в зоне дыхания).
Превышение предельно допустимой концентрации угарного газа приводит к быстрой утомляемости, головной боли, нарушению сна, ухудшению памяти, возникновению заболеваний сердечно-сосудистой и нервной систем у населения придорожной полосы. В ходе исследования были обнаружены участки, в которых нарушены нормы ПДК оксида углерода(II), поэтому для улучшения экологической обстановки в данных районах необходимо осознание актуальности проблемы как со стороны власти, так и со стороны автомобилистов.
Практическое значение полученных результатов: состоит в получении информации о микрорайонах города Евпатории, в которых показатели содержания СО превышают нормы ПДК. Эту информацию можно использовать для разработки системы природоохранных мероприятий.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4
РАЗДЕЛ 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 7
1.1. Взаимосвязь окружающей среды и человека 7
1.2. Гигиеническая оценка загрязнения атмосферного воздуха в зоне влияния городских улиц различных категорий 7
1.3. Влияние автотранспорта на состояние атмосферы и здоровье человека 8
1.4. Общая характеристика автомобильного транспорта г. Евпатория 9
1.5. Специфика загрязнения атмосферного воздуха автомобильным транспортом 10
1.6. Влияние выхлопных газов автомобиля на здоровья человека 10
1.6.1. Оксид углерода (II) 11
РАЗДЕЛ 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 13
2.1. Объекты исследования 13
2.2. Методика оценки уровня загрязнения воздуха оксидом углерода(II) 13
2.2.1. Перечень условных сокращений 14
РАЗДЕЛ 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 16
3.1. Исследование модельных участков 16
3.1.1. Участок №1 «ул. 9 Мая – просп. Победы» 16
3.1.2. Участок №2 «ул. Чапаева – ул. Конституции» 17
3.1.3. Участок №3 «ул. Интернациональная – ул. Дмитрия Ульянова» 19
3.1.4. Участок №4 «ул. Некрасова – ул. Фрунзе» 21
3.1.5. Участок №5 «ул. Токарева – просп. Ленина» 22
3.1.6. Участок №6 «ул. Полупанова – просп. Ленина» 24
3.1.7. Участок №7 «ул. Некрасова – ул. Полупанова» 25
3.2. Сравнительная оценка уровня загрязнения угарным газом 27
ВЫВОДЫ 31
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 33
ПРИЛОЖЕНИЯ 34
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Неотъемлемым условием устойчивого развития нашей страны, отдельных ее регионов, каждого населенного пункта, включая город Евпаторию, является надлежащее состояние окружающей природной среды, которое гарантирует экологическую безопасность жизнедеятельности населения. Человеческая деятельность неизбежно приводит к изменениям атмосферы. С целью ограничения вредных выбросов в атмосферу необходимо осуществлять постоянный мониторинг его состояния. Мониторинг атмосферы - это наблюдение за состоянием воздуха и предупреждения критических ситуаций, негативно влияющих на здоровье людей и состояние других живых организмов. Мониторинг атмосферы осуществляется в соответствии с федеральным законом РФ "Об охране атмосферного воздуха". Он предусматривает наблюдение за загрязняющими веществами, вредными физическими воздействиями и оценку изменений природной среды в результате биологического загрязнения.
По данным Росгидромета, наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха в Российской Федерации в 2020 г. проводились в 244 городах на 672 станциях, из них регулярные наблюдения Росгидромета выполнялись в 221 городе на 613 станциях. В 44 городах Российской Федерации (21% от числа городов с регулярными наблюдениями за загрязнением атмосферного воздуха) с общей численностью населения 13,5 млн. человек (12% городского населения Российской Федерации) уровень загрязнения воздуха характеризовался как высокий и очень высокий .По сравнению с 2010 г. их количество снизилось на 91 единицу.
В Приоритетный список городов с наибольшим уровнем загрязнения воздуха в Российской Федерации в 2020 г. включен 21 город. По сравнению с 2010 г. количество городов в Приоритетном списке уменьшилось на 15.
Во всех городах Приоритетного списка, кроме Норильска, очень высокий уровень загрязнения воздуха в основном определяют концентрации бензопирена. Наибольшие средние за месяц концентрации достигали значений более 30 ПДК в Барнауле, Братске, Зиме, Кызыле, Минусинске, Улан-Удэ и Чите.
По итогам социологического опроса о самом экологически чистом и экологически безопасном городе Республики Крыма Евпатория снова заняла лидирующую позицию. Несмотря на это, выхлопные газы автотранспорта постоянно выбрасываются в атмосферу в зоне дыхания пешеходов - приземном слое, что затрудняет рассеивание вредных веществ в воздухе, отчего экологическая чистота Евпатории только понижается.
Больше всего из автомобильных выбросов в воздух попадает оксида углерода (II) до 60%. При его вдыхании наступает быстрая утомляемость, головная боль, головокружение, нарушение сна, ухудшение памяти, этот газ поражает кровь, нервную систему, мышечную ткань и сердце человека. Кроме этого, оксид углерода (II) с гемоглобином крови образует стойкое соединение - карбоксигемоглобин, который блокирует транспортировку кислорода в организме. Итак, увеличение его концентрации в воздухе отрицательно влияет на здоровье человека, а содержание более 4% - причиной смерти. Именно поэтому определение уровня загрязнения атмосферного воздуха оксидом углерода (II) от автотранспорта городе Евпатории является актуальной.
Цель и задачи исследования. Цель данной работы оценить уровень загрязнения автотранспортом атмосферного воздуха угарным газом
Для достижения цели поставлены и выполнены следующие задачи:
• определена загруженность участка улицы различными видами автотранспорта;
• рассчитан уровень загрязнения воздушной среды отработанными газами автомобилей по концентрации оксида углерода (II) на разных улицах города
• по результатам проведенных расчетов выделены районы, в которых показатели содержания угарного газа превышают нормы ПДК;
• предложены пути повышения экологической безопасности автомобильного транспорта.
Объект исследования: воздушная среда в пределах г. Евпатории на участках улиц: № 1 «ул. 9 Мая – просп.Победы»; № 2 «ул.Чапаева- ул. Конституции»; № 3 «ул. Интернациональная – ул. Дмитрия Ульянова»; № 4 «ул. Некрасова– ул. Фрунзе»; № 5 «ул. Токарева – просп.Ленина № 6 «ул. Полупанова –просп. Ленина»;№ 7 «ул.Некрасова – ул. Полупанова».
Предмет исследования: автомобильный транспорт как фактор загрязнения атмосферного воздуха.
Методы исследования: метод расчетов.
Научная новизна исследования: в работе установлена степень загрязнения автотранспортом воздуха оксидом углерода (II) в различных микрорайонах города и предложены меры по уменьшению его влияния во время эксплуатации автомобиля на окружающую среду.
Практическое значение полученных результатов: состоит в получении информации о районах города Евпатории, в которых показатели содержания оксида углерода (II) превышают нормы ПДК. Эту информацию можно использовать для разработки системы природоохранных мероприятий в городе, а также в учебном процессе при изучении курса «Экология Крыма».
РАЗДЕЛ 1
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Взаимосвязь окружающей среды и человека
Окружающая среда может изменяться под воздействием деятельности человека. В течение всего времени своего существования человек был неразрывно связан с природой. Но с момента возникновения высокоиндустриального общества, он начал все больше вмешиваться в ее жизнь. Различают неизменную и переменную окружающую среду. Неизменная окружающая среда - та, что, несмотря на влияние человека, восстанавливается в результате саморегуляции. Переменная (загрязненная) окружающая среда - это окружающая среда, которая является переменной, вследствие нерационального её использования в процессе деятельности человека. Она вредно влияет на здоровье людей. Постоянные выбросы веществ в окружающую среду делают её переменной. Сегодня многочисленными гигиеническими исследованиями установлена связь между концентрациями вредных выбросов в атмосферу города и заболеваемостью населения: болезнями органов дыхания, сердечнососудистой системы, бронхиальной астмы. Многие химические вещества, которые загрязняют воздух и обладают канцерогенными свойствами, привели к злокачественным заболеваниям. Человек, проживающий в районе с загрязненной окружающей средой, теряет в среднем 12,7 лет жизни. Об этом говорится в исследовании швейцарской экологической организации «Зеленый Крест».
1.2. Гигиеническая оценка загрязнения атмосферного воздуха в зоне влияния городских улиц различных категорий
В больших городах в результате разветвления сети магистральных улиц с интенсивными транспортными потоками создаются условия для загрязнения выбросами автотранспорта воздушной среды жилых зон, что неблагоприятно влияет на здоровье населения.
Степень опасности загрязнения воздуха в зонах влияния городских улиц зависит от интенсивности автотранспортных потоков. Магистральные улицы общегородского значения центральной части городов с наиболее интенсивными транспортными потоками (2500-5000 маш. / час.) создают опасное и умеренно опасное загрязнение воздуха на территории жилой застройки в зоне 100 м от проезжей части улиц. При уменьшении транспортного потока (до 1500-1800 маш. / час.) степень опасности загрязнения воздуха на расстоянии более 50 м от проезжей части улицы уменьшается до слабо опасного. Магистральные улицы общегородского значения нового жилого массива с транспортными потоками (1000-2600 маш. / час.) создают умеренно опасное загрязнение в зоне до 25 м и слабо опасное загрязнение на расстоянии 50 м от проезжей части улиц.
1.3. Влияние автотранспорта на состояние атмосферы и здоровье человека
В промышленно развитых странах основным источником загрязнения атмосферы является автотранспорт, парк которого непрерывно растет. Воздух загрязняют практически все виды современного транспорта, количество которого постоянно увеличивается во всем мире. Почти все составляющие выхлопных газов автомобилей вредны для человеческого организма. Доля автотранспорта в загрязнении атмосферы продуктами сгорания показана в таблице 1.1 из приложения А.
Выбросы автомобильного транспорта существенно зависят от режима работы двигателя и качества используемого топлива. Примерный состав выхлопных газов в расчете на 1 тонну использованного топлива представлен в таблице 1.2 приложения А.
Основной вклад в загрязнение атмосферы вносят автомобили, работающие на бензине (около 75%), автомобили с дизельными двигателями (около 4%), тракторы и другие сельскохозяйственные машины (около 4%).
К основным загрязняющим атмосферу веществам, которые выбрасывают автомобили, относятся оксид углерода (II), углеводороды и оксиды азота. Наибольшее количество загрязняющих веществ выбрасывается при разгоне автомобиля, а также при движении с малой скоростью. Наибольший выброс СО -при торможении и на холостом ходу. Из этих данных следует, что автомобили особенно сильно загрязняют воздушную среду при частых остановках и при движении с малой скоростью.
Несмотря на то, что дизельные двигатели более экономичны, они существенно больше выбрасывают дыма, который обладает неприятным запахом. В сочетании же с создаваемым шумом они не только сильнее загрязняют среду, но и влияют на здоровье человека гораздо в большей степени, чем бензиновые.
1.4. Общая характеристика автомобильного транспорта г. Евпатория
Евпатория является курортным городом России. Через город пролегает одна важная дорога – 35К-013 Черноморское - Евпатория (регионального значения).
Автотранспорт - важная составляющая транспортной инфраструктуры, призванная своевременно и качественно удовлетворять потребности хозяйства и населения в перевозках. Автомобильным транспортом перевозят более 60% пассажиров и грузов.
Автомобили делятся на грузовые, пассажирские, специальные и спортивные. Грузовые - предназначены для перевозки груза, пассажирские - для перевозки пассажиров, специальные - для выполнения технических функций, спортивные - для достижения определенных рекордов скорости.
Автомобили по роду двигателя бывают следующих типов: автомобили с бензиновым двигателем внутреннего сгорания, дизельные автомобили, автомобили с газовыми и комбинированными двигателями.
Автомобильный транспорт города Евпатория представлен: индивидуальным
транспортом, общественным транспортом (маршрутные такси - автобусы марки «ПАЗ», «Богдан»), грузовым транспортом.
1.5. Специфика загрязнения атмосферного воздуха автомобильным транспортом
Специфика проявляется в:
1.В высоких темпах роста численности автомобилей по сравнению с ростом количества стационарных источников;
2.В их пространственной рассредоточенности (автомобили распределяются по территории и создают общий повышенный фон загрязнения);
3.В непосредственной близости от жилых районов (автомобили заполняют все местные проезды и дворы жилой застройки);
4.В высшей токсичности выбросов автотранспорта по сравнению с выбросами стационарных источников;
5.В низком расположении источника загрязнения от
земной поверхности, в результате чего отработанные газы автомобилей
скапливаются в зоне дыхания людей и слабее рассеиваются ветром по сравнению с
промышленными выбросами.
1.6. Влияние выхлопных газов автомобиля на здоровье человека
При сгорании топлива происходит окисление соединений углерода с выделением энергии: С + О2 → СО2 ; ΔН = - 395 кДж⁄моль.
При недостатке кислорода протекают реакции:
2С + О2 → 2СО; ΔН = - 111 кДж⁄моль;
С + СО2 → 2СО; ΔН = - 172 кДж/моль
Основная причина загрязнения воздуха заключается в неполном и неравномерном сгорании топлива. На движение автомобиля тратится всего 15% топлива, а 85% - выбросы в "никуда". В отработанных газах обнаружено около 200 компонентов. Период их жизни продолжается от нескольких минут до 4-5 лет.
Статистический анализ позволил установить зависимость между уровнем загрязнения воздуха и такими заболеваниями, как поражение верхних дыхательных путей, сердечная недостаточность, бронхиты, астма, пневмония, а также болезни глаз. Одним из наиболее токсичных соединений, негативно влияющих на здоровье человека, является угарный газ.
1.6.1. Оксид углерода (ІІ)
Оксид углерода (II) - высокотоксичное соединение, оно инертно и сохраняется в воздухе до 5 лет. Чрезмерная его концентрация в воздухе приводит к физиологическим изменениям в организме человека. Объясняется это тем, что этот газ легко соединяется с гемоглобином. При соединении образуется карбоксигемоглобин, повышение содержания которого в крови сопровождается: ухудшением остроты зрения (более нормы 0,4%); нарушением некоторых психомоторных функций головного мозга (при содержании 2-5%); изменениями деятельности сердца и легких (при содержании более 5%); головными болями, сонливостью, нарушениями дыхания и смертностью (при 10-60%).
Степень воздействия углерода (II) оксида на организм зависит не только от его концентрации, но и от времени пребывания человека в загазованном воздухе. Так концентрация 10-50 мг / м3 (нередко наблюдается в атмосфере площадей и улиц больших городов), продолжительностью 50-60 мин. вызывает ухудшением остроты зрения; продолжительностью 8-12 часов. в течение 6 недель - приводит к изменениям в деятельности сердца и легких. Нарушение дыхания, спазмы, потеря сознания наблюдается при концентрации равной 200 мг / м3 продолжительностью 1-2 часа. при тяжелой работе и 3-6 ч. в покое. К счастью, образование карбоксигемоглобина в крови - процесс обратимый: после прекращения вдыхания начинается его постепенный выход из крови у здорового человека содержание в крови каждые 3-4 часа уменьшается в два раза.
Вывод в разделе I
Окружающая среда может изменяться под воздействием деятельности человека. Главную опасность для здоровья человека представляют отработанные газы двигателей автомобилей. Основной вклад в загрязнение атмосферы вносят автомобили, работающие на бензине.
Статистический анализ позволил установить зависимость между уровнем загрязнения воздуха и такими заболеваниями, как поражение верхних дыхательных путей, сердечная недостаточность, бронхиты, астма, пневмония, болезни глаз.
Основным загрязняющим атмосферу веществом является оксид углерода (II) (доля в общей массе составляет около 60%). Увеличение его концентрации в воздухе отрицательно влияет на здоровье человека, а содержание более 4% - причиной смерти. Именно поэтому оценка современного уровня загрязнения атмосферного воздуха в городе Евпатория оксидом карбона (II) является актуальной.
РАЗДЕЛ 2
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
За объект исследования были взяты модельные участки улиц города Евпатория различных категорий:
1. Участок № 1 «ул. 9 Мая – просп.Победы»
2. Участок № 2 «ул.Чапаева - ул. Конституции»
3. Участок № 3 «ул. Интернациональная – ул. Дмитрия Ульянова»
4. Участок № 4 «ул. Некрасова– ул. Фрунзе»
5. Участок № 5 «ул. Токарева – просп.Ленина»
6. Участок № 6 «ул. Полупанова –просп. Ленина»
7. Участок № 7 «ул.Некрасова – ул. Полупанова»
2.2. Методика оценки уровня загрязнения воздуха оксидом углерода (II) по показателю интенсивности движения автотранспорта
Оценку загруженности улиц автотранспортом определяют по интенсивности движения.
Для проведения исследования можно использовать газовые анализаторы, но, так как они выдаются специализированным учреждениям, мной были применены более простые приборы и методы статистики.
Недостатком такого способа является сильное влияние человеческого фактора на итоговый результат исследования.
Интенсивность движения автотранспорта устанавливают методом подсчета автомобилей разных типов за 20 минут. Каждое транспортное средство фиксируется и заносится в таблицу 2.1. из приложения Б.
На каждой точке наблюдения распознаётся тип улицы (с односторонней застройкой, с двусторонней застройкой дороги, магистральная улица, дорога с многоэтажной застройкой с обеих сторон) и её угол наклона, скорость ветра измеряется анемометром, относительная влажность воздуха определяется психрометром, также указывается интенсивность движения автомобилей в час (N), таблица 2.2 из приложения Б. Последующие таблицы также взяты из приложения Б.
Исходя из предварительно полученных данных, рассчитываем состав автотранспорта в долях единицы.
После этого вычисляем концентрацию СО по формуле, взятой из диссертации «Оценка влияния условий движения автомобилей на загрязнение воздуха отработавшими газами бензиновых двигателей (окисью углерода)» Н.А.Рябикова (1984 года) главы 5:
KСО = (0,5+0,01 . N .Km) .Ka .Ky .Kc .Kb .Kn , где
2.2.1.Перечень условных сокращений
0,5– фоновое загрязнение атмосферного воздуха нетранспортного происхождения, мг / м3;
N – суммарная интенсивность движения автомобилей на городской дороге, авто / час;
Km – коэффициент токсичности автомобилей по выбросам в атмосферный воздух оксидов углерода;
Ka – коэффициент, учитывающий аэрацию местности, таблица 2,3;
Ky – коэффициент, учитывающий загрязнения атмосферного воздуха оксидом углерода в зависимости от величины продольного наклона, таблица 2.4;
Kc - коэффициент, учитывающий изменения окисида углерода в зависимости от скорости ветра, таблица 2.5;
Kb – то же ,в зависимости от влажности воздуха, таблица 2.6;
Kn – коэффициент увеличения загрязнения атмосферного воздуха оксидом углерода в зависимости от типа перекрёстка, таблица 2.7;
Коэффициент токсичности автомобилей рассчитываем по формуле:
Km =Σ Pi .Kmi , где
Pi – состав автотранспорта в долях единицы,
Kmi – табличное значение, таблица 2.8.
Сравниваем полученную концентрацию СО с ПДК угарного газа для воздуха. По санитарным нормам, действующим в России, ПДК СО в жилом массиве не должна превышать 3-6 мг / м3.
Из полученных результатов делаем вывод об экологической ситуации в исследуемом районе.
РАЗДЕЛ 3
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Исследование модельных участков
Все взятые участки асфальтированы. Расчёт загруженности проводился один раз.
3.1.1. Участок № 1 «ул. 9 Мая – просп.Победы»
Расположен в Северно-западном районе города. Район густонаселенный. Ширина дороги более 10 метров. Дорога с двусторонним двухполосным движением (рис. 3.1).
Рис. 3.1 Карта-схема Участок № 1 «ул. 9 Мая – просп.Победы»
Данные расчётов указаны в таблице 3.1.За час количество подвижного автотранспорта 530 единиц. Исследование проводилось на магистральной улице с многоэтажной застройкой с двух сторон. Перекрёсток регулируемый саморегулирующийся. Продольный наклон 0 м. Метеорологические показатели: скорость ветра 3 м / с, влажность 74%, давление – 755 мм.рт.ст.
Таблица 3.1
Расчетные данные
|
Тип автомобиля |
Кол-во автомобилей, шт. за 20 мин. |
Кm – коэффициент токсичности |
|
Легковой |
456 |
0,86 |
|
Большой грузоподъемности |
24 |
0,05 |
|
Малой грузоподъёмности |
28 |
0,05 |
|
Автобусы |
22 |
0,04 |
Определяем коэффициент токсичности автомобилей:
Кm = 0,86*1+0,05*2,3+0,05*0,2+0,04*3,7 = 1,223
Определяем уровень загрязнения атмосферного воздуха карбон (II) оксидом:
Ксо = (0,5 + 0,01*530*1,223) * 1 *1,00 * 1,50 *1,00*2,0 = 21
Итак, концентрация угарного газа у дороги «ул. 9 Мая – просп.Победы» составляет 21 мг / м3. По санитарным нормам, действующим в РФ, ПДК СО в населённых местах не должна превышать 3 мг / м3, максимальный порог 6 мг / м3.Поэтому оценивая степень загрязненности атмосферного воздуха оксидом углерода (II) можно сделать вывод, что наш показатель превышает норму в 7 раз.
3.1.2.. Участок № 2 «ул. Чапаева – ул.Конституции»
Расположен в северном районе города, на выезде. Улица с интенсивным движением автотранспорта. Дорога с двусторонним двухполосным движением. Ширина магистрали более 14 метров. (рис. 3.2).
Выбросы выхлопных газов автотранспорта сильно загрязняют атмосферный воздух. Данные расчётов указаны в таблице 3.2. За час количество подвижного автотранспорта 1256 единиц. Исследование проводилось на магистральной улице с многоэтажной застройкой с двух сторон. Перекрёсток регулируемый саморегулирующийся. Продольный наклон 2 м. Метеорологические показатели: скорость ветра 1 м / с, влажность 73 %, давление – 757 мм.рт.ст.
Рис. 3.2 Карта-схема Участок № 2 «ул. Чапаева – ул. Конституции»
Таблица 3.2
Расчетные данные
|
Тип автомобиля |
Кол-во автомобилей, шт. за 20 мин. |
Кm – коэффициент токсичности |
|
Легковой |
1072 |
0,85 |
|
Большой грузоподъемности |
36 |
0,03 |
|
Малой грузоподъёмности |
104 |
0,08 |
|
Автобусы |
44 |
0,04 |
Определяем коэффициент токсичности автомобилей:
Кm = 0,85*1+0,03*2,3+0,08*0,2+0,04*3,7 = 1,083
Определяем уровень загрязнения атмосферного воздуха оксидом угдерода (II):
Ксо = (0,5 + 0,01*1256*1,083) * 1 *1,06 * 2,70 *1,00*2,0 = 81
Концентрация угарного газа у дороги «ул. Чапаева – ул.Конституции» составляет 81 мг / м3. Степень загрязненности атмосферного воздуха карбон (II) оксидом превышает норму в 27 раз.
3.1.3. Участок № 3 «ул. Интернациональная – ул. Дмитрия Ульянова»
Расположен в восточном районе города, в торговом центре города. Дорога с двусторонним однополосным движением. Ширина дороги менее 9 метров. (рис. 3.3).
Рис. 3.3 Карта-схема Участок № 3 «ул. Интернациональная – ул. Дмитрия Ульянова»
Данные расчётов указаны в таблице 3.3. За час количество подвижного автотранспорта 444 единиц. Исследование проводилось на магистральной улице с многоэтажной застройкой с двух сторон. Перекрёсток регулируемый саморегулирующийся. Продольный наклон 0 м. Метеорологические показатели: скорость ветра 2 м / с, влажность 90 %, давление – 760 мм.рт.ст.
Таблица 3.3
Расчетные данные
|
Тип автомобиля |
Кол-во автомобилей, шт. за 20 мин. |
Кm – коэффициент токсичности |
|
Легковой |
365 |
0,83 |
|
Большой грузоподъемности |
13 |
0,02 |
|
Малой грузоподъёмности |
32 |
0,07 |
|
Автобусы |
34 |
0,08 |
Определяем коэффициент токсичности автомобилей:
Кm = 0,83*1+0,02*2,3+0,07*0,2+0,08*3,7 = 1,186
Определяем уровень загрязнения атмосферного воздуха карбон (II) оксидом:
Ксо = (0,5 + 0,01*444*1,186) * 1 *1,00 * 2,00 *1,30*2,0 =30
Концентрация угарного газа у дороги «ул. Чапаева – ул. Конституции» составляет 30 мг / м3. Степень загрязненности атмосферного воздуха оксидом углерода (II) превышает норму в 10 раз.
3.1.4. Участок № 4«ул.Некрасова – ул. Фрунзе»
Расположен в центре города. Дорога с двусторонним однополосным движением. Ширина дороги менее 9 метров. (рис. 3.4).
Рис. 3.4 Карта-схема Участок № 4 «ул. Некрасова – ул. Фрунзе»
Данные расчётов указаны в таблице 3.4. За час количество подвижного автотранспорта 336 единиц. Исследование проводилось на улице с одноэтажной застройкой. Перекрёсток, регулируемый со светофором, обычный. Продольный наклон 0 м. Метеорологические показатели: скорость ветра 3 м / с, влажность 81 %, давление – 761 мм.рт.ст.
Таблица 3.4
Расчетные данные
|
Тип автомобиля |
Кол-во автомобилей, шт. за 20 мин. |
Кm – коэффициент токсичности |
|
Легковой |
302 |
0,90 |
|
Большой грузоподъемности |
8 |
0,02 |
|
Малой грузоподъёмности |
10 |
0,03 |
|
Автобусы |
16 |
0,05 |
Определяем коэффициент токсичности автомобилей:
Кm = 0,90*1+0,02*2,3+0,03*0,2+0,05*3,7 = 1,137
Определяем уровень загрязнения атмосферного воздуха карбон (II) оксидом:
Ксо = (0,5 + 0,01*336*1,137) * 0,6 *1,00 * 1,50 *1,15*1,8 = 8
Итак концентрация угарного газа у дороги «ул.Некрасова – ул.Фрунзе» составляет 8 мг / м3. Степень загрязненности атмосферного воздуха оксидом углерода (II) превышает норму в 2,6 раза.
3.1.5. Участок № 5«ул.Токарева – просп.Ленина»
Расположен в юго-восточном районе города, в курортном районе. Дорога с односторонним однополосным движением. Ширина дороги менее 9 метров. (рис. 3.5).
Данные расчётов указаны в таблице 3.5. За час количество подвижного автотранспорта 264 единиц. Исследование проводилось на улице с односторонней одноэтажной застройкой. Перекрёсток нерегулируемый с обязательной остановкой. Продольный наклон 0 м. Метеорологические показатели: скорость ветра 4 м / с, влажность 85 %, давление – 759 мм.рт.ст.
Рис. 3.5 Карта-схема Участок № 5 «ул.Токарева – просп.Ленина»
Таблица 3.5
Расчетные данные
|
Тип автомобиля |
Кол-во автомобилей, шт. за 20 мин. |
Кm – коэффициент токсичности |
|
Легковой |
232 |
0,88 |
|
Большой грузоподъемности |
5 |
0,02 |
|
Малой грузоподъёмности |
18 |
0,06 |
|
Автобусы |
9 |
0,04 |
Определяем коэффициент токсичности автомобилей:
Кm = 0,88*1+0,02*2,3+0,06*0,2+0,04*3,7 = 1,086
Определяем уровень загрязнения атмосферного воздуха карбон (II) оксидом:
Ксо = (0,5 + 0,01*264*1,086) * 0,4 * 1,00 * 1,20 *1,15*3,0 = 5,6
Концентрация угарного газа у дороги «ул.Токарева – просп.Ленина» составляет 5,6 мг / м3. Степень загрязненности атмосферного воздуха оксидом углерода (II) не превышает максимальный порог ПДК.
3.1.6. Участок № 6«ул.Полупанова– просп.Ленина»
Расположен в юго-западном районе города, в санаторном районе. Дорога с односторонним однополосным движением. Ширина дороги менее 8 метров. (рис. 3.6).
Рис. 3.6 Карта-схема Участок № 6 «ул.Полупанова – просп.Ленина»
Данные расчётов указаны в таблице 3.6. За час количество подвижного автотранспорта 115 единиц. Исследование проводилось на улице с односторонней одноэтажной застройкой. Перекрёсток нерегулируемый со снижением скорости. Продольный наклон 2 м. Метеорологические показатели: скорость ветра 2 м / с, влажность 93 %, давление – 764 мм.рт.ст.
Таблица 3.6
Расчетные данные
|
Тип автомобиля |
Кол-во автомобилей, шт. за 20 мин. |
Кm – коэффициент токсичности |
|
Легковой |
95 |
0,83 |
|
Большой грузоподъемности |
5 |
0,04 |
|
Малой грузоподъёмности |
10 |
0,09 |
|
Автобусы |
5 |
0,04 |
Определяем коэффициент токсичности автомобилей:
Кm = 0,83*1+0,04*2,3+0,09*0,2+0,04*3,7 = 1,088
Определяем уровень загрязнения атмосферного воздуха карбон (II) оксидом:
Ксо = (0,5 + 0,01*115*1,088) * 0,4 * 1,06 * 2,00 *1,30*1,9 = 3,7
Концентрация угарного газа у дороги «ул. Полупанова – просп.Ленина» составляет 3,7 мг / м3. Степень загрязненности атмосферного воздуха оксидом углерода (II) не превышает максимальный порог ПДК.
3.1.7. Участок № 7«ул.Некрасова – ул.Полупанова
Расположен в Западном районе города, также в санаторном районе. Дорога с двусторонним однополосным движением. Ширина дороги менее 8 метров. (рис. 3.7).
Данные расчётов указаны в таблице 3.7. За час количество подвижного автотранспорта 285 единиц. Исследование проводилось на улице с односторонней одноэтажной застройкой. Перекрёсток нерегулируемый со снижением скорости. Продольный наклон 2 м. Метеорологические показатели: скорость ветра 6 м / с, влажность 88 %, давление – 760 мм.рт.ст.
Рис. 3.7 Карта-схема Участок № 6 «ул.Некрасова – ул.Полупанова»
Таблица 3.7
Расчетные данные
|
Тип автомобиля |
Кол-во автомобилей, шт. за 20 мин. |
Кm – коэффициент токсичности |
|
Легковой |
248 |
0,87 |
|
Большой грузоподъемности |
7 |
0,02 |
|
Малой грузоподъёмности |
23 |
0,08 |
|
Автобусы |
7 |
0,03 |
Определяем коэффициент токсичности автомобилей:
Кm = 0,87*1+0,02*2,3+0,08*0,2+0,03*3,7 = 1,043
Определяем уровень загрязнения атмосферного воздуха оксидом углерода (II):
Ксо = (0,5 + 0,01*285*1,043) * 0,4 * 1,06 * 1,00 *1,30*1,9 = 3,7
Концентрация угарного газа у дороги «ул.Полупанова – просп.Ленина» составляет 3,7 мг / м3. Степень загрязненности атмосферного воздуха оксидом углерода (II) не превышает максимальный порог ПДК.
3.2. Сравнительная оценка уровня загрязнения угарным газом (СО)
Сравнительный анализ результатов проводился на основе данных на 7 исследуемых участках. Наиболее интенсивное движение автотранспорта и уровень загрязнения воздуха угарным газом наблюдался на участке № 2 «ул. Чапаева – ул. Конституции». На других рассчитанных участках различие в интенсивности движения автотранспорта была значительная, показатели концентрации оксида углерода (II) отличались. На это повлияли: тип автомобиля и метеорологические условия (скорость ветра, влажность воздуха, давление). Используя универсальный метод проверки результатов экспериментов квадрат Пирсона ( «хи-крадрат критерий» - критерий статистики), мной была рассчитана зависимость типа автомобиля и метеорологических условий на степень загрязнения воздуха оксидом углерода (II) . Находим значение критерия χ2 по следующей формуле:
где i – номер строки (от 1 до r), j – номер столбца (от 1 до с), Oij – фактическое количество наблюдений в ячейке ij, Eij – ожидаемое число наблюдений в ячейке ij.
Таблица 3.8
Сравнение концентраций угарного газа в приземных слоях воздуха от выбросов автотранспорта на разных улицах города
|
Район города |
Исследуемый участок |
Концентрация угарного газа у проезжей части, (мг/м3) |
Степень превышения норм ПДК (в разы) |
|
Восьмой |
1. ул. 9 Мая – просп.Победы |
21 |
7 |
|
Выезд |
2. ул.Чапаева - ул. Конституции |
81 |
27 |
|
Центр |
3. ул. Интернациональная – ул. Дмитрия Ульянова |
30 |
10 |
|
Центр 2 |
4. ул. Некрасова– ул. Фрунзе |
8 |
2,6 |
|
Курортный |
5. ул. Токарева – просп.Ленина |
5,6 |
0 |
|
Санаторный |
6. ул. Полупанова –просп. Ленина |
3,7 |
0 |
|
Мойнаки |
7. ул.Некрасова – ул. Полупанова |
3,7 |
0 |
Диаграмма1.
По оси OX районы города, по оси OY концентрация угарного газа в мг/м3
Диаграмма 2
По оси OX районы города, по оси OY степень превышения норм ПДК в разы
Таблица 3.9
Зависимость типа автомобиля на степень загрязнения воздуха оксидом углерода (ІІ)
|
№ участка |
КСО |
Большой грузоподъёмности |
Малой грузоподъёмности |
Легковой |
Автобус |
|
№1 |
21 |
24 |
28 |
456 |
22 |
|
№2 |
81 |
36 |
104 |
1072 |
44 |
|
№3 |
30 |
13 |
32 |
356 |
34 |
|
№4 |
8 |
8 |
10 |
303 |
16 |
|
№5 |
5,6 |
5 |
18 |
232 |
9 |
|
№6 |
3,7 |
5 |
10 |
95 |
5 |
|
№7 |
3,7 |
7 |
23 |
248 |
7 |
|
X2 |
|
0,84 |
0,95 |
0,94 |
0,85 |
Таблица 3.10
Зависимость метеорологических условий на степень загрязнения воздуха оксидом углерода (ІІ)
|
№ участка |
КСО |
Скорость ветра (м\с) |
Влажность воздуха (%) |
Давление (мм.рт.ст.) |
|
№1 |
21 |
3 |
74 |
755 |
|
№2 |
81 |
1 |
73 |
757 |
|
№3 |
30 |
2 |
90 |
760 |
|
№4 |
8 |
3 |
81 |
761 |
|
№5 |
5,6 |
4 |
85 |
759 |
|
№6 |
3,7 |
2 |
93 |
764 |
|
№7 |
3,7 |
6 |
88 |
760 |
|
X2 |
|
0,43 |
0,38 |
0,25 |
Значение величины корреляции X2:
● • от 0 до 0,3 свидетельствует о низкой зависимости от данного показателя;
● • от 0,3 до 0,5 свидетельствует о средней зависимости от данного показателя;
● • от 0,6 до 0,8 свидетельствует о достаточной зависимость от данного показателя;
● • от 0,9 до 1 - сильная зависимость.
По результатам расчетов мы видим, что тип автомобиля влияет на показатели СО в такой последовательности: автобус- достаточная зависимость, автомобиль, грузовик- средняя зависимость. Также мы видим, что между концентрацией СО, скоростью ветра и влажностью существует достаточная зависимость, данные метеорологические условия значительно способствуют рассеиванию СО.
Но, несмотря на то, что концентрация угарного газа в приземных слоях воздуха от выбросов автотранспорта на улицах города была разной, она в большинстве превышала нормы ПДК. Так что если вы живете недалеко от автомагистрали, то можете не сомневаться, что концентрация угарного газа в доме существенно выше нормы. Приведенные данные свидетельствуют, что жить и работать недалеко от дорог с постоянным интенсивным движением нельзя, поскольку это опасно для здоровья.
ВЫВОДЫ
1. Уровень загрязнения атмосферного воздуха оксидом углерода (II) в городе Евпатории в некоторых районах достаточно высок. Причиной увеличения его концентрации являются отработанные газы автомобилей, количество которых с каждым годом увеличивается.
2. Концентрация СО в приземных слоях атмосферного воздуха города превышает ПДК в десятки раз, это обусловлено высокой интенсивностью движения транспорта, долей грузового транспорта и автобусов в общем потоке, их вынужденной остановкой: на остановках, перекрестках, светофорах, в пробках.
3. Высокая концентрация угарного газа в приземных слоях воздуха зависит от выбросов автотранспорта на улицах города и существенно влияет на здоровье человека. При вдыхании оксида углерода (II) наступает быстрая утомляемость, головная боль, головокружение, нарушение сна, ухудшение памяти, нарушения в работе сердечно- сосудистой и других систем организма. Кроме этого, оксид углерода с гемоглобином крови образует стойкое соединение - карбоксигемоглобин, который блокирует транспортировку кислорода в организме.
4. Для снижения выбросов от автотранспорта и улучшения экологической ситуации в городе Евпатории необходимо принять следующие меры:
• Автомобилистам следить за техническим состоянием автомобиля.
• Органам государственного экологического контроля проводить проверку на содержание в отработавших газах автомобилей оксида углерода в районах, где ПДК превышено.
• Городской власти улучшить состояние дорожного покрытия, сократить количество парковок в центральной части города, устроенных за счет проезжей части, создать пешеходные зоны с полным запретом въезда транспортных средств на жилые улицы.
• Перевозчикам улучшать технические характеристики общественного транспорта заменой устаревших транспортных средств на более экологически безопасные на газовом топливе см. таблица 1.2. или альтернативных источниках питания.
• Использовать как во многих странах дифференциальный налог на автотранспорт и топливо с целью стимулирования владельцев покупать самые энергоэффективные машины, меньше пользоваться частными авто, больше общественным транспортом.
• Увеличивать количества многолетних зеленых насаждений, способствующих очищению атмосферного воздуха. Особое внимание уделять озеленению территорий вдоль автодорог.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Данные из Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторинга окружающей среды.
2.К.Либра. Урбоэкология.- М.: 2000 - 464с
3. Н.А.Рябиков. Оценка влияния условий движения автомобилей на загрязнение воздуха отработавшими газами бензиновых двигателей (окисью углерода)-М:1984- 188с
4.Малов Р.В. Автомобильный транспорт и защита окружающей среды. -М.: Транспорт, 1988 - 180с
5. Михайловский Е.В. Устройство автомобиля.- М.: Машиностроение, 1981 - 543с
6. Павлова Е.И.Экология транспорта. Учебник и практикум. -М.: 2014 – 479с
7. Сабинин А.А. Автомобили с дизельными двигателями. -М.: Машиностроение, 1983, - 431с
8. Данилов-Данильян В.И. Экология, охрана природы и экологическая безопасность. Учебное пособие в 2-х книгах. -М.: 1997-744с
9. Д.Б. Гелашвили Принципы и методы экологической токсикологии М:Нижегородский госуниверситет 2016-705с
10. Коробкин В.И. Экология и охрана окружающей среды.-М.: Кнорус, 2019 – 336с
11.Белов В. Ф., Агасян П. К. — В кн.: Методы определения газообразных загрязнений в атмосфере. М.: Наука, 1979-543с
12.Александров Н.Н Руководство по контролю загрязнения атмосферы.М: Ленинград Гидрометр 1979-450с
Приложение А
Таблица 1.1
Объемы выбросов продуктов сгорания, млн. Т. / год
|
Продукты |
Источники продуктов сгорания |
|
|
автомобили |
электростанции, промышленность и т.д. |
|
|
СО |
59,7 |
5,2 |
|
Углеводороды и другие органические вещества |
10,9 |
6,4 |
|
Оксиды азота |
5,5 |
6,5 |
|
Соединения, содержащие серу |
1,0 |
22,4 |
|
Макрочастицы |
1,0 |
9,8 |
Таблица. 1.2
Состав выхлопных газов в расчете на 1 тонну использованного топлива
|
Компоненты |
Удельный выброс, кг/т |
||
|
бензин |
дизельное топливо |
сжатый природный газ |
|
|
СО |
196,5 |
36,0 |
87,5 |
|
Углеводные |
37,0 |
6,2 |
22,4 |
|
NO2 |
21,8 |
31,5 |
27,6 |
|
SО2 |
0,6 |
5,0 |
- |
|
Сажа |
- |
3,85 |
- |
Приложение Б
Таблица 2.1
Расчетные данные
|
Тип автомобиля |
Кол-во автомобилей, шт. за 20 мин. |
|
Легковой |
|
|
Малой грузоподъёмности |
|
|
Большой грузоподъёмности |
|
|
Автобусы |
|
Таблица 2.2
Расчетные данные
|
Тип улицы |
Продольный наклон |
Скорость ветра, м/с |
Относительная влажность % |
Интенсивность движения в час (N) |
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.3
Коэффициент, учитывающий аэрацию местности
|
Тип местности по степени аэрации |
Коэффициент Ка |
|
Транспортные тоннели |
2,7 |
|
Транспортные галереи |
1,5 |
|
Магистральные улицы и дороги с многоэтажной застройкой с двух сторон |
1,0 |
|
Улицы и дороги с одноэтажной застройкой |
0,6 |
|
Жилые улицы с одноэтажными зданиями. Городские улицы и дороги с односторонними зданиями, набережные эстакады |
0,4 |
|
Пешеходные тоннели |
0,3 |
Таблица 2.4
Коэффициент, учитывающий изменения загрязнения атмосферного воздуха оксидом углерода (II) в зависимости от величины продольного наклона
|
Продольный наклон,0 |
Коэффициент Ку |
|
0 |
1,00 |
|
2 |
1,06 |
|
4 |
1,07 |
|
6 |
1,18 |
|
8 |
1,55 |
Таблица 2.5
Коэффициент, учитывающий изменения концентрации оксида углерода (II) в зависимости от скорости ветра
|
Скорость ветра, м/с |
Коэффициент Кс |
|
1 |
2,70 |
|
2 |
2,00 |
|
3 |
1,50 |
|
4 |
1,20 |
|
5 |
1,05 |
|
6 |
1,00 |
Таблица 2.6
Коэффициент, учитывающий изменения концентрации оксида углерода (II) в зависимости от влажности воздуха
|
Относительная влажность, % |
Коэффициент Кв |
|
100 |
1,45 |
|
90 |
1,30 |
|
80 |
1,15 |
|
70 |
1,00 |
|
60 |
0,85 |
|
50 |
0,75 |
Таблица 2.7
Увеличение загрязнения атмосферного воздуха оксидом углерода (II) у перекрестков
|
Тип перекрёстков
|
Коэффициент Кn |
|
Регулируемый перекресток: - со светофором обычное |
1,8 |
|
- со светофором управляемое |
2,1 |
|
- саморегулирующееся |
2,0 |
|
нерегулируемое - со снижением скорости |
1,9 |
|
- кольцевое |
2,2 |
|
- с обязательной остановкой |
3,0 |
Таблица 2.8
Коэффициент в зависимости от типа автомобиля
|
Тип автомобиля |
Коэффициент Кmi |
|
Легковой |
1,0 |
|
Большой грузоподъёмности |
2,3 |
|
Малой грузоподъёмности |
0,2 |
|
Автобусы |
3,7 |
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
6 670 643 материала в базе
«Экология (базовый уровень)», Миркин Б.М., Наумова Л.Г., Суматохин С.В.
§ 54. Последствия загрязнения атмосферы и снижение биоразнообразия на планете
Больше материалов по этой темеНастоящий материал опубликован пользователем Дудакова Елена Леонидовна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Удалить материал
Ваша скидка на курсы
40%
Курс профессиональной переподготовки
500/1000 ч.
Курс повышения квалификации
36 ч. — 180 ч.
Курс профессиональной переподготовки
1000 ч.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.