Исследовательская работа:«Изучение загрязнения окружающей среды выбросами автотранспорта»
СОДЕРЖАНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ.
1.ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.
1.1. Источники выброса тяжелых металлов в сельской среде.
1.2. Действие тяжелых металлов на живой организм.
2. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ РАБОТЫ.
2.1. Цель и задачи работы.
2.2. Объект и методы работы.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
ВВЕДЕНИЕ.
В последние годы наблюдается тенденция увеличения выбросов в воздушные бассейны сел загрязняющих веществ от автотранспорта. Увеличение выбросов от передвижных источников связано с большим увеличением количества индивидуального автотранспорта. Большинство сортов применяемого ныне бензина содержит в качестве антидетационной присадки тетраэтилсвинец. Подсчитано, что с отработавшими газами в атмосферу планеты попадает 25-75% свинца. Дисперсный состав частиц обеспечивает длительное нахождение их во взвешенном состоянии и возможность проникновения в организм человека с вдыхаемым воздухом. В живых организмах свинец, как и другие тяжелые металлы, относится к разряду белковых осадителей, дающие с белками нерастворимые осадки. Поэтому все тяжелые металлы не выводятся из организма животных и растений.
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.
Источники выброса тяжелых металлов в сельской среде.
Природная среда активно загрязняется как биогенными, так и чужеродными металлами вследствие добычи человеком руд, минералов, развития химической промышленности, развития автотранспорта. Наибольшую опасность среди них представляют тяжелые металлы: ртуть, свинец, цинк, медь. Загрязнение окружающей среды свинцом приобрело огромные маштабы, даже в селах, так как современное село не может существовать без автомобильных видов транспорта. С каждым годом увеличивается число автомобилей на улицах сел, а, следовательно, и негативное влияние от их применения. Все транспортные средства с автономными первичными двигателями загрязняют воздух выхлопными газами. В отработанных газах транспортных двигателей кроме паров воды обнаружено более 200 химических соединений и элементов. Наиболее вредными и опасными для здоровья людей и животного мира считают оксид углерода, оксиды азота, сернистые соединения и несгоревшие углеводороды. В настоящее время насчитывается 600 млн. автомобилей, в том числе 80 млн. грузовых и примерно 1 млн. автобусов. Только в Мордовии насчитывается свыше 150 тыс. автомобилей.
Большинство сортов применяемого ныне бензина содержит в качестве
антидетонационной присадки тетраэтилсвинец (0,41-0,82 г/л). Такой бензин называют этилированным. При температуре свыше 200єС он распадается на свинец и 4 этильных радикала. Это осложняется тем, что свинец выпадает в виде осадка на стенках цилиндров и поршней. Что выводит двигатель из строя. Для предотвращения этого нежелательного эффекта тетраэтилсвинец смешивают с алкилгалогенидами, которые при высокой температуре разлагаются и образуют со свинцом летучие галогениды, удаляемые из двигателя вместе с выхлопными газами.
Таким путем ядовитые свинцовые соединения попадают в атмосферу (вблизи автострады галогениды свинца создают аэрозоли с концентрацией
10-50 мкг/м3), оседают на почву и растительность вдоль дорог. Подсчитано, что с отработавшими газами в атмосферу планеты попадает 25-75% свинца, находящегося в топливе автомашины. Увеличение выбросов от передвижных источников связано с большим количеством индивидуального автотранспорта, что дало увеличение выбросов от автотранспорта на 23% по сравнению с 2001 годом.
Анализ данных приведенных в таблице 1.1, показывает, что наибольшей токсичностью обладает выхлоп карбюраторных ДВС за счет большего выброса СО, NОx, СnHm и др. Дизельные ДВС выбрасывают в больших количествах сажу, которая в чистом виде не токсична. Однако частицы сажи несут на своей поверхности частицы токсичных веществ, в том числе канцерогенных. Сажа может находиться длительное время во взвешенном состоянии в воздухе, увеличивая тем самым время воздействия токсичных веществ на человека.
Таблица 1.1
Компоненты
Содержание компонента, об. доли, %
Примечание
Карбюраторные
ДВС
Дизельные
ДВС
N2
76-78
Нетоксичен
О2
0,3-8
2-18
Н2О (пары)
3,0-5,5
0,5-4,0
СО2
5,0-12,0
1,0-10,
Н2
0-5,0
-
СО
О,5-12
0,01-0,5
Токсичен
NОx
До 0,8
0,0002-0,5
СnHm
0,2-3,0
0,009-0,5
Альдегиды
До 0,2 мг/л
0,001-0,09 мг/л
Сажа
0-0,04 г/м3
0,01-1,1 г/м3
Бензапирен
10-20 мкг/м3
До 10 мкг/м3
Количество вредных веществ, поступающих в атмосферу в составе отработавших газов, зависит от общего технического состояния автомобилей и, особенно от двигателя – источника наибольшего загрязнения. Так, при нарушении регулировки карбюратора выбросы СО увеличиваются в 4-5 раз. Наибольшее количество загрязняющих веществ выбрасывается при разгоне автомобиля, особенно при быстром, а также при движении с малой скоростью. Относительная доля (от общей массы выбросов) углеводородов и оксида углерода наиболее высока при торможении и на холостом ходу, доля оксида азота- при разгоне. 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, таких веществ, как СО, НnCm, NОx, выбрасывают не более, чем бензиновые, они существенно больше выбрасывают дыма (преимущественно несгоревшего углерода), который к тому же обладает неприятным запахом создаваемым некоторыми несгоревшими углеводородами). В сочетании же с создаваемым шумом дизельные двигатели не только сильнее загрязняют среду, но и воздействуют на здоровье человека гораздо в большей степени, чем бензиновые.
Применение этилированного бензина, имеющего в своем составе соединения свинца, вызывает загрязнение атмосферного воздуха весьма токсичными соединениями свинца. Около 70% свинца, добавленного к бензину с этиловой жидкостью, попадает в атмосферу с отработавшими газами, из них 30% оседает на земле сразу, а 40% остается в атмосфере. Один грузовой автомобиль средней грузоподъемности выделяет 2,5-3 кг свинца в год. Концентрация свинца в воздухе зависит от содержания свинца в бензине:
Содержание свинца в бензине, г/л 0,15 0,20 0,25 0,50
Концентрация свинца в воздухе, мкг/м3 0,40 0,50 0,55 1,00
Исключить поступление высокотоксичных соединений свинца в атмосферу можно заменой этилированного бензина на неэтилированный, что давно практикуется в крупных городах ряда стран Западной Европы.
Действие тяжелых металлов на живой организм.
Было установлено, что загрязнение атмосферы автотранспортом является причиной примерно 25% заболеваний, регистрируемых ежегодно в крупных городах. Степень отравления свинцом у человека определяют по уровню его содержания в крови. Безопасным считается уровень содержания ниже
0,0002 -0,0008%. ПДК свинца в воздухе составляет 0,0007 мг/м3.
Свинец является ядом, который действует на все живое. Симптомом отравления свинцом является изменения в крови и сосудах, расстройство - нервной системы, паралич конечностей. Проникнув в организм, свинец попадает в различные внутренние органы, а затем в кости, где откладывается в виде нерастворимого фосфата. Нерастворимый фосфат свинца может перейти в растворимый дигидрофосфат, что влечет за собой мобилизацию свинца из костей в кровь и возникновения вспышки отравления. Токсичное действия соединений свинца усиливается и тем, что свинец аккумулируется в организме.
Было установлено, что свинец попадает в растение самостоятельно через корневую систему, о чем говорит накопление в растениях соединений свинца. Поступление свинца в организм животных происходит через дыхательные пути, а также по звеньям пищевой цепи. Известно, что отрицательное действие свинца прямо пропорционально зависит от концентрации.
Исходя из сказанного можно сделать вывод, что опасно для здоровья постоянно покупать продукты питания с лотков, расположенных рядом с проезжей частью дороги, гулять с ребенком (особенно в низкой коляске) по тротуару вдоль автомобильных дорог, собирать ягоды, грибы и другие дары природы вдоль автострады.
О том, что происходит с природными экосистемами, прилегающими к автомагистралями, известно пока очень мало, но исследования этих вопросов повсеместно расширяются. Так, службой охраны естественной природы получены данные о том, что по обочинам двух крупнейших шоссейных дорог на расстоянии 50 м от полотна в почве содержатся огромные количества свинца, цинка, никеля и кадмия. Птицы, которые склевывали живущих здесь дождевых червей, погибали в результате отравления свинцом и цинком. Цинк образуется при сгорании машинного масла, кадмий – из шин, никель – из бензина и масла.
2.ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ РАБОТЫ, 2.1.Цель и задачи работы.
Целью настоящей работы было определить загрязненность:
снега возле дороги
на поляне
загрязненность окружающего воздуха.
В связи с вышеизложенным в задачи работы входило определить содержание свинца на поверхности снега возле дороги и на поляне и в воздухе.
2.2Объект и методы работы.
Я попробовала определить содержание свинца на поверхности снега. Взяв емкость и погрузив ее в снег открытым концом, стараясь достичь его нижнего слоя, я вынула пробу и закрыла ее крышкой. Когда снег растаял, я пропустила все образцы воды, через фильтрованную бумагу предварительно взвесив фильтр, когда фильтр высох, я вновь взвесила его и зафиксировала механическое загрязнение. Затем на 1мл. талой воды добавила 1мл. 1% нормального раствора KJ и 1мл. 6% азотной кислоты. Выпал желтый осадок, следовательно, на поверхности снега обнаружен свинец (смотри рисунок 4).
Рисунок 4. 1 – получившийся результат; 2 – растаявший снег.
Я оценила загрязненность снега возле дороги и на поляне. В чистые стеклянные банки набрала снег возле дороги и на поляне. Занесла в комнату банки и дождалась, когда растает снег. Поставила банки рядом с банкой, в которой была налита вода из водопроводного крана. Сравнила прозрачность и чистоту во всех банках. Вода грязнее всего была в той банке, в которой был снег, взятый у дороги (смотри рисунок 5). Затем профильтровала воду из банки, в которой находился снег, взятый у дороги, через фильтровальную бумагу. После того как бумага высохла, я внимательно рассмотрела ее. И увидела на ней частички продуктов сгорания топлива и грязи (смотри рисунок 6).
Рисунок 5. 1- растаявший снег, взятый у дороги; 2 – Растаявший снег, взятый на поляне; 3 – вода из водопроводного крана.
Рисунок 6. «Бумага, через которую я профильтровала воду, образовавшуюся в результате таянья снега, взятого у дороги».
Затем я решила оценить загрязненность окружающего воздуха. Содержание в воздухе твердых частиц (пыли, дыма и т. д.) можно определить с помощью пылесоса. Взяла новый бумажный одноразовый пылесборник, на его дно положила влажное полотенце, после включила пылесос. Через 30-35 мин выключила его, вынула полотенце, высушила и сравнила его с чистым полотенцем. Полотенце стало серого цвета (смотри рисунок 7).
Рисунок 7. «Полотенце, которое было в пылесборнике».
Рисунок 8. Красочная «хромограмма».
Я оценила загрязненность воздуха еще одним методом. Чистый кусочек ваты смочила водой и протерла им оконное стекло со стороны улицы. Ватка стала грязной. Затем я выдавила капельку воды вместе с грязью на чистый листок фильтровальной бумаги. Потом точно в середину полученного грязного пятна я вводила по каплям чистую воду. Вскоре по листу начала расплываться красочная «хромограмма» (смотри рисунок 8).
3.РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ,
В результате проведенных исследований можно сделать вывод, что
уровень загрязнения воздуха, снега (почвы) в нашем поселке очень высок, т. к. все котельные работают на газе, а их около 25 штук, большой парк автомобилей и большая протяженность железнодорожных путей.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Итак, проблем много – есть проблемы глобальные, есть проблемы локальные. Можем ли мы что- то сделать? Ведь мы не директора заводов, не конструкторы двигателей не политики.
Я верю, что наше поколение сможет внедрить новые технологии – безотходные, не загрязняющие воздух, почву, природные воды. Я надеюсь, что мы сможем «приручить» солнце, ветер, волны, приливы и тепло Земли, сделать эти источники энергии традиционными.
Не будем ждать завтра! Подумаем, что мы можем сделать сейчас, каждый из нас: Спасем Землю!
1. Не уничтожать зеленый покров Земли.
Посадить и вырастить дерево.
Не ездить без нужды на автомобиле, на мотоцикле, мопеде.
Охранять лес, родники, речушки.
Организовать при школе экологический патруль.
Экономить воду, электроэнергию (будут сжигать меньше топлива на электростанциях).
Беречь бумагу, собирать и сдавать макулатуру (сохраните лес).
Беречь вещи (на их изготовление идет энергия).
Собирать и сдавать вторсырье.
Беспощадно бороться с разрушителями природы, кем бы они не были.
Хотите сказать - капля в море? Но ведь море - из капель!
15