Исследовательская работа по физике на тему : Автомобиль. Влияние автомобиля на окружающую среду.

Исследовательская работа
по физике на тему:
«Автомобиль.
Влияние его на здоровье человека
и окружающую среду».
Подготовила ученица
9 класса «Б» МБОУ «СОШ №1»
Кудинова Катя.
Руководитель: учитель физики
Кудинова М.А.
Электронная почта: kudinowa.katia@yandex.ruКонтактный телефон: 6-20-34
8-953-180-48-16
Алексин
3018155357505002012год
Содержание
Введение Глава 1. Теоретическая часть………………………………………… 5
История возникновения первого автомобиля………………… 5
Классификация автомобилей…………………………………… 6
Устройство автомобиля…………………………………………… 7
Виды двигателей…………………………………………………… 8
Принцип работы поршневого двигателя……………………… 8
Основные виды топлива, используемые в автотранспорте…… 9
Выхлопные газы…………………………………………………… 9
Влияние основных вредных веществ на природную среду и человека 12
Авто будущего……………………………………………………… 12
Глава 2. Исследование проблемы эксплуатации автомобилей…………… 13
2.1. Экологическая проблема……………………………………………… 14
2.2. Расчётная оценка количества выбросов угарного газа в воздух от автотранспорта……………………………………………………………………… 14
2.3. Изучение влияния автомобильного транспорта на окружающую среду 15
Заключение Использованная литература Приложение 296354531877000
3893185247015Родная земля – самое великолепное, что нам дано для жизни.
Её мы должны возделывать, беречь и сохранять всеми силами своего существа.
К. Паустовский.
00Родная земля – самое великолепное, что нам дано для жизни.
Её мы должны возделывать, беречь и сохранять всеми силами своего существа.
К. Паустовский.
Введение
В последние десятилетия в связи с быстрым развитием автомобильного транспорта существенно обострились проблемы воздействия его на окружающую среду.
Автомобили сжигают огромное количество нефтепродуктов, нанося одновременно ощутимый вред окружающей среде, главным образом атмосфере и здоровью человека
По прогнозам, в 2010 году он достигнет 1 млрд. единиц.
Отходящие газы двигателей содержат сложную смесь из более двухсот компонентов. Вредные вещества поступают в воздух практически в зоне дыхания человека, поэтому автомобильный транспорт следует отнести к наиболее опасным источникам загрязнения атмосферного воздуха. По оценкам экспертов с отрицательными факторами действия на окружающую среду выхлопов автомобилей связано 36% случаев заболеваний. Именно экологические условия и образ жизни сокращают продолжительность жизни обитателей больших городов на 67 лет. Сегодня уже невозможно представить жизнедеятельность человека без использования автотранспорта, но постараться сократить вредные выбросы отработанных газов в атмосферу необходимо.
Особенно важен вопрос охраны окружающей среды в нашем городе курорте Алексине. Основными источниками загрязнения воздушного бассейна при эксплуатации автотранспорта являются двигатели внутреннего сгорания, которые выбрасывают в атмосферу отработавшие газы и топливные испарения.
Город Алексин является промышленным центром, расположенным в Тульской области. Существенное влияние на состояние атмосферного воздуха в городе оказывают выбросы от автотранспорта – 44% от общего объема выбросов. В городе зарегистрировано свыше 120 тыс. единиц автотранспорта. Экологические проблемы города и области являются общими для всех регионов страны. Меня как городского жителя не может не заботить состояние окружающего пространства, поэтому я решила изучить ближайший к месту жительства транспортный узел. Местом проведения исследования является ул. 50 лет Октября, являющаяся одной из оживлённых мест г. Алексина, каждый час там проезжают сотни машин и тысячи людей.
Каждый автомобиль в среднем выбрасывает в сутки 3,54 кг угарного газа, значительное количество оксидов азота, серу, сажу.
Высокий уровень загрязнения воздуха в городах способствует широкому распространению респираторных заболеваний, которые каждый год приводят к смерти 3,5 млн. детей в возрасте до 5 лет.
Гипотеза
По моему мнению исследование проблемы загрязнения окружающей среды автомобильным транспортом является актуальным на сегодняшней день.
Меня волнуют вопросы:
•Сказывается ли на окружающей среде нашего города увеличение количества автомобилей?
•На что обращают внимание автомобилисты при покупке транспортного средства?
Цель работы: изучить историю создания автомобиля и влияние автомобильного транспорта на окружающую среду.
Оценить и вычислить уровень токсичности продуктов от работы транспорта, выяснить характер их действия на живые организмы и окружающую среду;
Определить пути уменьшения отрицательного воздействия автомобилей на окружающую среду.
Задачи: изучить научную литературу по вопросу влияния автотранспорта на окружающую среду;
изучить мнение жителей микрорайона о влиянии автомобильного
транспорта на окружающую среду;
оценить количество вредных веществ, поступающих в атмосферу
от автотранспорта в нашем микрорайоне;
проанализировать и обобщить полученные результаты по данной теме.
Глава 1История возникновения первого автомобиля.
Автомобиль стал самой любимой, послушной и близкой к человеку машиной. Он стал во многих семьях привычным предметом быта.
Эта чудесная машина продолжает ежедневно заботиться о нем и обо всех нас. Она помогает кормить людей, подвозя в крупные города тысячи тонн продовольственных грузов, убирает улицы, помогает оберегать покой, в любое время дня и ночи готова прийти на помощь, если кто-то внезапно заболел... Конечно, кроме автомобиля, у человека есть другие помощники: троллейбусы, трамваи, метро и пр.
3683079756000Русский механик Ползунов И.И. в 1765 году первым построил паровую автоматическую машину, а в 1769 на её основе была сконструирована повозка. Автором её стал французский изобретатель Никола Кюньо. По размерам и весу она не уступала современным тяжелым грузовым автомобилям.
Над проектом автомобиля работал, в частности, известный русский изобретатель Иван Кулибин в его повозке самокатке применялись подшипники качения, маховое колесо, тормоз и даже коробка скоростей.
Создателями первого в мире бензинового двигателя являются Карл Бенц и Готлиб Даймлер. В 1886 году произошел поистине переломный момент в истории автомобилестроения. Немецкий инженер Карл Бенц получил патент №37435 на свое изобретение самодвижущийся экипаж с бензиновым мотором. Этот год и считается годом создания первого автомобиля в мире. -9906019113500Творение Бенца представляло собой трехколесный самодвижущийся экипаж, рассчитанный на двух человек и оборудованный четырехтактным бензиновым мотором с водяным охлаждением.
-99060133985000 Максимальная скорость движения первого автомобиля в мире составляла всего на всего 16 км/ч.
В 1893 году свет увидел новый четырехколесный автомобиль. Двухместный экипаж с полностью закрытым моторным отсеком и двигателем мощностью около 3 л.с. получил имя «Виктория», что значит «победа».
Первые автомобили многими воспринимались как проявление нечистой силы, дьявольщины или игрушками для взрослых.
В царской России не было автомобильной промышленности. И только 7 ноября 1924 г. на параде на Красной площади прошли первые десять советских машин АМОФ15, собранные рабочими на недостроенном при царе заводе Автомобильного московского общества. Этот день принято считать днем рождения автомобильной промышленности.
В 1925 г. советские конструкторы приступили к проектированию первого отечественного автомобиля НАМИ1. С 1928 по 1931 г. всего было выпущено более 400 автомобилей. Они успешно прошли испытания по маршруту Москва — Ленинград — Москва и Москва — Ялта — Москва. Лед тронулся, за НАМИ появились более совершенные М1 (эмки), Л1, ЗИС110, Победа, Москвич 401, 402, 403, 407, 408, 412, 2141, Волга ГАЗ21, ГАЗ24, ГАЗ2410, ГАЗ3101, Запорожец ЗАЗ965, 966, 968, Жигули ВАЗ2101, 2102, 2103, 2104, 2105, 2107, 2108, 2109, 2110, ЗИЛ111, РАФ977, Таврия ЗАЗ1101, 1102, Таврия нова и др.
Роль автотранспорта очень велика. Грузооборот на автомашинах превышает более чем в 50 раз речной флот и в 5 раз — железнодорожный транспорт. И роль его увеличивается.
Классификация автомобилей
Все автомобили разделяются на транспортные и специальные.
Группа транспортных автомобилей состоит из грузовых и пассажирских, к специальным относятся автокраны, автопогрузчики, пожарные, уборочные, подъемники, буровые и др.
Грузовые автомобили разделяются на бортовые и специализированные; первые имеют платформу с бортами, а вторые вместо платформы оборудованы специальным кузовом для перевозки промышленных товаров, строительных материалов, продуктов питания, жидкости и др.
Пассажирские автомобили разделяются на две основные разновидности: автобусы и легковые.
По приспособленности к дорожным условиям различают автомобили нормальной и повышенной проходимости. Первые имеют один, а вторые два или три ведущих моста, что позволяет им преодолевать бездорожье или плохие участки дороги.
Разновидностями легковых автомобилей являются санитарные, скорой медицинской помощи, с грузовыми отделениями и др., отличающиеся кузовами определенного назначения.
Устройство автомобиля.
-4762526606500 Современный автомобиль относится к сложным машинам. Количество деталей автомобиля измеряется тысячами.
За основу изучения устройства автомобиля принимается наиболее распространенный тип транспортного автомобиля — двухосный, с задними ведущими колесами и передним расположением двигателя.
При всем разнообразии автомобилей и составляющих их элементов каждый автомобиль можно условно разделить на три основные части: двигатель, шасси, кузов с кабиной.
Двигатель преобразует тепловую энергию, выделяющуюся в процессе сгорания топлива, в механическую, затрачиваемую на передвижение автомобиля.
483933582232500Шасси обеспечивает передачу мощности двигателя ведущим колесам, преобразовывает вращательное движение, получаемое от двигателя, в поступательное движение всего автомобиля, осуществляет взаимодействие с дорогой и обеспечивает управление автомобилем.
В кузове располагаются пассажиры или грузы.
4123055498475Двигатель и шасси грузового автомобиля: 1 двигатель, 2 сцепление, 3 коробка передач, 4 рулевое управление, 5 карданная передача, 6 задний ведущий мост, 7 рама, 8 рессора, 9 колесо, 10 топливный бак, 11 амортизатор, 12 передний мост
00Двигатель и шасси грузового автомобиля: 1 двигатель, 2 сцепление, 3 коробка передач, 4 рулевое управление, 5 карданная передача, 6 задний ведущий мост, 7 рама, 8 рессора, 9 колесо, 10 топливный бак, 11 амортизатор, 12 передний мост
Шасси, являясь основой построения автомобиля, состоит из агрегатов, расположенных в различных местах автомобиля и разделяющихся на три группы:
силовую передачу, ходовую часть и органы управления.
Ходовая часть автомобиля состоит из элементов,
непосредственно опирающихся на дорогу, задних и передних колес с шинами, а также картера заднего моста, передней оси , подвески , обеспечивающей упругое соединение заднего моста и передней оси с рамой ; рама является основой для соединения частей автомобиля в одно целое и относится к ходовой части. Упругая подвеска и шины позволяют смягчать толчки и удары, воспринимаемые колесами от неровностей дороги.
К органам управления относятся тормозная и рулевая системы. Тормозная система состоит из тормозов , расположенных на колесах, и привода к ним; она служит для снижения скорости, остановки и удержания автомобиля на месте.
Виды двигателей.
Существует несколько видов тепловых двигателей: паровая машина, двигатель внутреннего сгорания, паровая и газовая турбины, реактивный двигатель.
Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) работают на жидком топливе (бензин, керосин, нефть) или на горючем газе. В основе процесса, приводящего автомобиль в движение, лежит горение топлива, невозможное без кислорода, воздуха. В среднем один легковой автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы около 5 т кислорода, выбрасывая при этом с отработанными газами более 1 т оксида углерода и других вредных веществ. Если это умножить на число автомобилей в мире, то можно представить себе степень угрозы, таящейся в чрезмерной автоматизации.
По типу двигателя автомобили делят на имеющие карбюраторные двигатели, газовые, дизели, электродвигатели.
Принцип работы поршневого двигателя
Принцип работы поршневого двигателя в автомобиле заключается в следующем: сначала цилиндр заполняется горючей смесью (при подъёме поршня), затем поршень сдавливает жидкость, смесь воспламеняется от свечи, а затем поршень поднимается силой пара и цилиндр освобождается от продуктов сгорания. Такие двигатели называются четырёхтактными двигателями внутреннего сгорания. Есть двухтактные ДВС, но они из-за неполного сгорания топлива используются только на мотоциклах и моторных лодках – слишком много вредных примесей содержат выхлопные газы.
Разберёмся, в чём же заключается загрязнение окружающей среды. Во время четвёртого хода (такта) поршня из цилиндра высвобождаются продукты горения – выхлопные газы, заставившие поршень подняться и выпустить их. В основе своей эти выхлопы – не что иное, как пар. А пар вреда природе приносить не может. Но чистый пар может образоваться лишь при полном сгорании чистого бензина. Когда мы заправляем бак автомобиля, мы замечаем несколько разновидностей бензина – 76 (сейчас уже редко встречаемый), 92, 95 и 98. Эти цифры, так называемое «октановое число», есть процентный показатель бензина в смеси. Это значит, что от 2 до 10% выхлопные газы состоят из вредных примесей, которые, как раз, и загрязняют воздух. Есть ещё дизельное топливо, используемое грузовиками, автобусами и машинами с большим пробегом. Топливо состоит из солярового масла и газойля, которые сильнее бензина загрязняют воздух.
Основные виды топлива, используемые в автотранспорте
автомобильные бензины
Автомобильные двигатели работают на бензине. По ГОСТу 20.84 77 выпускаются бензины следующих марок : А 76, АИ 93, АИ 95, АИ 98. Буква А означает, что бензин автомобильный, цифра наименьшее октановое число, определенное по моторному методу; наличие буквы И указывает на то, что октановое число определено по исследовательскому методу. Автомобильные бензины, за исключением бензина АИ98, разделены на летние и зимние. Зимние бензины содержат увеличенное количество легкоиспаряющихся фракций, что улучшает условие пуска двигателя.
Этилированные бензины очень ядовиты и попав в жидком виде и в виде паров на кожу или в дыхательные пути человека, могут вызвать тяжелые заболевания.
Выхлопные газы
В Евросоюзе разрешенный уровень вредных веществ в выхлопе зависит от возраста автомобиля.
С 1991 были установлены новые правила относительно автомобилей оборудованных каталитическим дожигателем выхлопных газов.
Выхлопные газы (или отработавшие газы) – основной источник токсичных веществ, двигателя внутреннего сгорания – это неоднородная смесь различных газообразных веществ с разнообразными химическими и физическими свойствами, состоящая из продуктов полного и неполного сгорания топлива, поступающих из цилиндров двигателей в его выпускную систему. В своем составе они содержат около 300 веществ, большинство из которых токсичны.
Основными нормируемыми токсичными компонентами выхлопных газов двигателей являются оксиды углерода, азота и углеводороды. Кроме того, с выхлопными газами в атмосферу поступают предельные и непредельные углеводороды, альдегиды, канцерогенные вещества, сажа и другие компоненты. Примерный состав выхлопных газов представлен в таблице 1.
При работе двигателя на этилированном бензине в составе выхлопных газов присутствует свинец, а у двигателей, работающих на дизельном топливе — сажа.
Влияние основных вредных веществ на природную среду и человека
Оксид углерода (CO – угарный газ)
Прозрачный, не имеющий запаха ядовитый газ, немного легче воздуха, плохо растворим в воде. Оксид углерода – продукт неполного сгорания топлива, на воздухе горит синим пламенем с образованием диоксида углерода (углекислого газа).
Оксиды азота раздражающе воздействуют на слизистые оболочки глаз, носа, разрушают легкие человека.
Проникают в дыхательные пути человека, вызывает их различные заболевания. Из неорганической пыли наиболее отрицательное воздействие оказывает пыль, содержащая большое количество диоксида кремния, которое может вызвать селикоз. Попадая в глаза, вызывает глазной травматизм и др. заболевания. Раздражает кожные покровы, подкожные нервы, засоряет кожные железы и бывает причиной гнойничковых заболеваний. Оседая на зеленой части растений, неорганическая пыль и особенно сажа ухудшают условия дыхания, замедляет рост и развитие растений. Все виды пыли засоряют водоемы, а кроме того, сажа образует на поверхности пленку, препятствующую воздухообмену. При сжигании литра бензина из выхлопной трубы выбрасывается примерно 128 л оксидов азота.
Закись азота (N2O) Закись азота (N2O – гемиоксид, веселящий газ) – газ с приятным запахом, хорошо растворим в воде. Обладает наркотическим действием.
NO2 (диоксид) – бледножелтая жидкость, участвующая в образовании смога. Диоксид азота используется в качестве окислителя в ракетном топливе. Считается, что для организма человека оксиды азота примерно в 10 раз опаснее CO, а при учете вторичных превращений – в 40 раз.
Оксиды азота представляют опасность для листьев растений. Установлено, что их непосредственное токсичное влияние на растения проявляется при концентрации в воздухе в пределах 0,5 – 6,0 мг/м3.
сернистый ангидрид
Оказывает многостороннее обще токсичное действие на теплокровных, вызывает острое и хронические отравления. Вызывает расстройство сердечнососудистой системы, легочно сердечную недостаточность, нарушает деятельность почек. Общетоксическое действие SO2 связано с нарушением иммунного статуса организма с понижением сопротивляемости инфекции. SO2 оказывает выраженное токсичное действие на растения. В присутствии диоксида серы ускоряется коррозия металлов в воздухе.
Сажа. По словам кардиологов, микроскопические частицы загрязнённого воздуха (к ним относится и сажа) попадают в лёгкие и затем проникают в кровоток, нарушая работу сердечно сосудистой системы. В течение 15 минут после вдыхания ультратонких мелкодисперсных частиц быстро повышается артериальное давление, поэтому плохая экология воздуха может внести свой отрицательный вклад и в увеличение сферы действия гипертонии.
Углеводороды ( этан, метан, этилен, бензол, пропан, ацетилен и др.)
Углеводороды – органические соединения, молекулы которых построены только из атомов углерода и водорода, являются токсичными веществами. Имеют приятный запах. Газ является веществом, у которого молекулы в несколько сотен и тысяч раз меньше расстояния между ними.
Сероводород разрушающий и удушливый газ, вызывает поражение нервной системы, дыхательных путей и глаз. Может вызвать острое и хроническое отравление с разного рода последствиями.
Ароматические углеводороды.В условиях острого воздействия на теплокровных поражают центральную нервную систему, вызывая сонливость, вялость, судороги. В условиях хронической интоксикации оказывают политронное действие, поражая ряд органов и систем.
Бенз(а)пирен. Оказывает сильное канцерогенное, мутационное, тератогенное действие.
Формальдегид. Оказывает обще токсичное (поражение центральной нервной системы, органов зрения, печени, почек) сильное раздражающее аллергенное, канцерогенное, мутагенное действие.
Широкое распространение получили хронический бронхит, а также прежде формы легочной патологии, такие как аллергические воспаления альвеол. Увеличилось число больных бронхиальной астмой, относящейся к наиболее тяжелым проявлениям аллергии. Особую тревогу вызывает увеличение количества больных раком легкого, который по своей распространительности у мужчин вышел на первое место среди онкологических заболеваний. Потому так остро стоит проблема защиты воздушной среды от всех видов загрязнений.
Влияние шума на организм человека
В условиях сильного городского шума происходит постоянное напряжение слухового анализатора. Это вызывает увеличение порога слышимости (10 дБ для большинства людей с нормальным слухом ) на 10 25 дБ.
Шум в больших городах сокращает продолжительность жизни человека. Чрезмерный шум может стать причиной нервного истощения, психической угнетенности, вегетативного невроза, язвенной болезни, расстройства эндокринной и сердечнососудистой системы. Шум мешает людям работать и отдыхать, снижает производительность труда.
Отсутствие нормального отдыха после трудового дня приводит к тому, что естественно развивающееся в процессе работы утомление не исчезает, а постепенно переходит в хроническое переутомление, которое способствует развитию ряда заболеваний, таких, как расстройство центральной нервной системы, гипертоническая болезнь.
Авто будущего
Все мы, наверное, смотрели фильмы про фантастику или читали известных писателей фантастов. Так многие из них наверняка представляли, каким будет автомобиль будущего. Очень часто этот автомобиль представляли летающим, а иногда и совсем необычным. Так давайте взглянем на автомобиль нашего времени и предположим, каким он будет лет через 20-30-50.
left381000В настоящее время в автомобилестроении существуют следующие основные тенденции:
1. Погоня за экономичностью – современные двигатели значительно меньше потребляют топлива, чем двигатели былых лет.
2. Увеличение мощности – с развитием технологий и науки возросла и мощность двигателя.
3. Экологичность – автомобиль не должен загрязнять окружающую среду.
4. Безопасность – современный автомобиль должен быть безопасен, чтобы защитить водителя и пассажира в случаи аварии.
5. Хорошая обтекаемость автомобиля – для того чтобы, увеличить экономичность и мощность двигателя конструкторы постоянно работают над уменьшением коэффициента Сх.
-74930579755006. Уменьшение размера автомобиля - так как машин с каждым годом становится всё больше, а дорожное пространство не увеличивается. Кстати, существует противоположная тенденция, а именно увеличение размеров автомобиля. Связано с увеличением безопасности и улучшением комфорта обитателей автомобиля.
Поговорим, же – а каким же будет автомобиль будущего? Начнем, пожалуй, с двигателя автомобиля. В будущем, возможны два варианта:
1. Электрический двигатель – будет малых размеров и будет питаться от обычной электрической розетки.
2. Водородный двигатель – в будущем производство водорода будет дешевым, а значит выгодным большинству автомобилистов.
Про двигатель, можно ещё сказать, что он будет экономичен, экологичен и достаточно мощным.
В будущем – у электроники будет больше прав в управлении, чем у водителя, а может и в далеком будущем она и вовсе заменит человека. Тогда человеку только предстоит задать маршрут, а автомобиль сам его довезет до места назначения.
-11112551435000 Дизайн автомобиля претерпит ряд существенных изменений. Будет актуален "подвижный дизайн”, когда вид автомобиля будет преобразоваться в зависимости от конкретной ситуации. В будущем автомобиль разделятся на два вида: городской автомобиль и спортивный автомобиль. Городской автомобиль будет предназначен для поездок по городу, из-за этого будет иметь компактные формы, и будет экономичным. Спортивный же автомобиль будет оригинален, больших размеров для удобства водителя и будет автомобилем выходного дня.
0889000Идея заняться разработкой электрических автомобилей озарила Google два года назад. Первым достижением компании стал электромобиль Google Aptera E2, работа над которым началась зимой этого года совместно с компанией Aptera motors.
Но так как пока это всего лишь дизайнерский проект, никаких данных о его предполагаемых технических характеристиках нет. Предполагается, что управление автомобилем будет осуществляться при помощи голоса, вернее, при помощи всего одной команды.
Глава 2. Исследование проблемы эксплуатации автомобилей
2.1. Экологическая проблема
Через наш микрорайон за день проходит множество машин (грузовых, легковых) и другого вида транспорта. Автомобиль является одним из основных загрязнителей атмосферы оксидами азота NOX (смесью оксидов азота NO и NO2) и угарным газом, содержащихся в выхлопных газах. Доля транспортного загрязнения воздуха составляет более 60% по CO и более 50% по NOX от общего загрязнения атмосферы этими газами. Повышенное содержание CO и NOX можно обнаружить в выхлопных газах неотрегулированного двигателя, а также двигателя в режиме прогрева.
Поэтому я решила оценить количество выбросов вредных веществ в воздух от автотранспорта, движущегося по дороге в микрорайоне, определить органолептические характеристики проб талой воды, взятой у автотрассы и кислотности в пробах, а также провести анкетирование с владельцами автомобилей для изучения влияния автомобильного транспорта на окружающую среду. (см таблица 2)
2.2. Расчётная оценка количества выбросов угарного газа в воздух
от автотранспорта.
Цель: рассчитать количество выбросов в атмосферу основных загрязняющих веществ от автотранспорта .
Методика работы: работа проведена по методике, описанной в элективном курсе «Экология 9 класс» М.В. Высоцкой.
Формулы, необходимые для расчетов:
1)L=N•0,5, L – общий путь, пройденный автомобилями за 1час; N – число
автомобилей за 1 час;
2)Q=L•Y, Q – количество топливо, сжигаемого двигателями автомашин;
Y – удельный расход топлива(л на км, табличная величина);
3)V=Q•K, V –количество выделившихся веществ в л; К – эмпирический
коэффициент, определяющий выброс угарного газа от автотранспорта
( величина табличная).
Ход выполнения работы.
1.Я выбрала участок автотрассы в городе длиной 0,5 км, имеющий хороший обзор, измерив шагами длину участка (1,м), предварительно определив среднюю длину своего шага.
2.Определила количество единиц автотранспорта, проходящего по участку в течение 20 минут. Количество единиц автотранспорта за 1 час рассчитали, умножив на 3 количество, полученное за 20 минут.
Вывод: Результаты, полученные в ходе обработки данных, свидетельствуют о том, что количество угарного газа, выбрасываемых в атмосферу работающими автомобильными двигателями, велико (смотри таблица №1).
2.3. Изучение влияния автомобильного транспорта на окружающую среду.
Цель работы: выяснить мнение владельцев автомобилей о влиянии автомобильного транспорта на окружающую среду.
Метод исследования: анкетирование владельцев автомобилей.
В результате проведения анкетирования с владельцами автомобилей было опрошено 20 человек.
Результаты анкетирования: Важным критерием при покупке автомобиля является стоимость автомобиля. Стараются ездить на умеренной скорости, регулярно проводят профилактику, держат в исправности масляные и воздушные фильтры. Но многие «гоняют» двигатель на холостом режиме и моют в летнее время машину в реке или пруду. Хотя почти все опрошенные владельцы автомобилей знают, что автомобильный транспорт – основной источник загрязнения воздуха и им приходилось испытывать недомогание из-за высокого уровня загазованности воздуха в городе, за уровнем СО в автомобильных выхлопах их заставляет следить вероятность не пройти техосмотр или вероятность быть оштрафованными ГИБДД.
Расчеты содержания вредных веществ
Автомобили являются источниками 50% загрязнения атмосферы углеводородами азота и 90 % окисью углерода. В выбросах карбюраторных двигателей основная доля вредных продуктов приходится на оксид углерода, углеводороды и оксиды азота, в выбросах дизельных двигателей – оксиды азота и сажу. Именно выбросы этих веществ будут предметом нашего исследования.
Наибольшее количество вредных примесей в отработавших газах содержится при режимах холостого хода и полных нагрузок. В городских условиях двигатель не может работать на каком-то одном режиме, при проезде перекрёстка происходит несколько переключений, это в расчётной формуле учитывает коэффициент K, n – количество машин, проехавших перекрёсток за время t.
Расчётная формула: M=t*n*k*(mco+mco2+mno2+mсажа)
Исследование производилось в разное время суток утром в 7.00, днём в 15.00, вечером в 19.00 . Результаты расчётов приведены ниже в таблицах, и представлены в виде диаграмм. (см таблица 4-7,диаграммы 1-4).Выводы, сделанные по работе, находятся в конце работы.
Выводы, которые можно сделать по результатам расчета:
Наибольшее загрязнение от автомобильного транспорта происходит
в дневное время;
В утреннее и дневное время рабочей недели наибольший вклад в загрязнение атмосферы вносят грузовики.
Наиболее токсичными компонентами отработавших газов бензиновых двигателей являются: оксид углерода (СО), оксиды азота (NОx), углеводороды (СnHm), а в случае применения этилированного бензина свинец. Состав выбросов дизельных двигателей отличается от бензиновых. В дизельном двигателе происходит более полное сгорание топлива. При этом образуется меньше окиси углерода и несгоревших углеводородов. Но, вместе с этим, за счет избытка воздуха в дизеле образуется большее количество оксидов азота. Дизельные двигатели, кроме всего прочего, выбрасывают твердые частицы (сажу).
Как же эти вредные компоненты воздействуют на человека и окружающую среду? В обычных условиях СО бесцветный газ без запаха, он легче воздуха и поэтому может легко распространятся в атмосфере. При действии на человека СО вызывает головную боль, головокружение, быструю утомляемость, раздражительность, сонливость, боли в области сердца. Оксид азота NO бесцветный газ, диоксид азота NO2 газ красно-бурого цвета с характерным запахом. Оксиды азота при попадании в организм человека соединяются с водой. При этом они образуют в дыхательных путях соединения азотной и азотистой кислоты. Оксиды азота раздражающе действуют на слизистые оболочки глаз, носа, рта. Воздействие NO2 способствует развитию заболеваний легких. Некоторые углеводороды СН являются сильнейшими канцерогенными веществами (например, безопорен), переносчиками которых могут быть частички сажи, содержащиеся в отработавших газах.
В скопившихся над асфальтом облаках СН и NOx под воздействием света происходят химические реакции. Разложение оксидов азота приводит к образованию озона. Вообще то озон не стоек и быстро распадается, но только не в присутствии углеводородов (СН) они замедляют процесс распада озона, и он активно вступает в реакции с частичками влаги и другими соединениями. Образуется стойкое облако мутного смога. Озон разъедает глаза и легкие, а выбросы NОх участвуют в формировании кислотных дождей.
Значительный ущерб здоровью людей наносят выбросы свинца и его соединений, содержащихся в автомобильном топливе. В случае применения этилированных бензинов около 50% свинца осаждается в виде нагара на деталях двигателя и в выхлопной трубе, остаток уходит в атмосферу. Свинец присутствует в отработавших газах в виде мельчайших частиц размером 15 мкм, которые долго сохраняются в атмосфере. Концентрация свинца в атмосфере придорожной полосы в 220 раз больше, чем в других местах. Присутствие свинца в воздухе вызывает серьезные поражения органов пищеварения, центральной и периферической нервной системы. Воздействие свинца на кровь проявляется в снижении количества гемоглобина и разрушении эритроцитов.
В России принят новый закон "Об обеспечении экологической безопасности автомобильного транспорта", в котором нормативы выбросов вредных веществ в отработавших газах автомобилей определяются в соответствии с современными международными требованиями.
Выводы
по результатам проведенной работы можно сделать следующие выводы:
проанализировав литературный обзор видно, что информации по загрязнению окружающей среды автомобильным транспортом недостаточно. Поэтому и была проведена практическая работа.
исследуемый объект находится в производственной зоне, которая расположена в жилом районе. Вследствие этого выбросы автотранспортных средств неблагоприятно влияют на здоровье населения, проживающего в этом районе и на окружающую среду в целом.
из таблицы “оценка загруженности улиц автотранспортом” видно, согласно ГОСТ 17.2.2.03 77, что в р-не Бор по ул.50 лет Октября интенсивность движения средняя 8-17 тыс. автомобилей в сутки.
из таблицы “динамика выбросов оксида углерода во времени на ул. 50 лет Октября видно, что наиболее высокая концентрация СО наблюдается на этой улице в дневное время.
организация мероприятий по защите окружающей среды от влияния автотранспортных средств зависит от общей экономической ситуации, т. к. Любые мероприятия вывод из эксплуатации изношенного парка, замена топлива, внедрение систем, снижающих выбросы, требуют значительных материальных затрат.
Я считаю, что для уменьшения количества пыли и других вредных веществ выхлопных газов автомобилей необходимо больше сажать деревьев, кустарников вдоль автотрасс, разбивать зеленые газоны.
На деревьях и кустарниках оседает до 72% взвешенных в воздухе частиц пыли. Из источников узнала, что по санитарным нормам на одного человека должно приходиться 350 м лесов (50 м непосредственно в городе, остальные в зеленой зоне). Деревья концентрируют свинец и очищают воздух. Одно дерево в течение вегетационного периода обезвреживает соединения свинца, содержащиеся в 135 литрах бензина. Хорошим поглотителем свинца по обочинам дорог являются желтая акация, липа, береза. Экологически полезен тополь, а ель считается лучшим стражем тишины, и ее сажают для снижения уровня шума.
Для зеленых газонов лучшими травами являются овсяница красная, мятлик луговой. Одуванчик концентрирует тяжелые металлы и очищает от них почву.
Для снижения свинца в воздухе необходимо перевести автомобили на дизельное топливо и заменить этилированный бензин на другие, более экологичные топлива.
Так как оксид углерода в больших количествах концентрируется в отработанных газах неисправных двигателей, необходимо Госинспекции по охране атмосферного воздуха совместно с другими контролирующими службами усилить контроль за выбросами автотранспорта.
Мероприятия по защите окружающей среды от влияния автотранспортных средств
Ограничение загрязнения атмосферы при использовании автотранспортных средств сводится к выполнению трех основных положений:
совершенствование автомобиля и его техническое состояние ( совершенство-вание конструкций автомобиля, создание новых типов силовых установок, применение новых типов топлива и поддержание технического состояния автомобиля).
рациональная организация перевозок и движения ( совершенствование дорог, выбора парка подвижного состава и его структуры, оптимальная маршрутизация автомобильных перевозок, организация и регулирование дорожного движения и рациональное управление автомобилем).
ограничение распространения загрязнения от источника к человеку.
Мероприятия по защите от автомобильного шума
увеличение расстояния между источником шума и защищаемым объектом
рациональная застройка магистральных улиц
максимальное озеленение территорий микрорайонов и разделительных полос (тополь, каштан)
применение глушителей шума
Заключение
Автомобиль — это одновременно и полезный плод технологического прогресса, и огромная опасность для нашей природы. Мы не знаем точных цифр содержания вредных примесей в атмосфере, потому на данный момент трудно сказать — ухудшается ли положение в городах или нет. Из-за возрастающего количества машин количество выхлопов тоже растёт, но люди изобретают более качественные двигатели, поэтому, возможно, загрязнение увеличивается не так быстро, как мы можем подумать. Автомобили в любом случае не скоро станут безвредными, и урон от них сложно переоценить, но кто сможет отказаться от использования автомобиля? В машинах мы ездим в школу, на работу, в магазины завозят продукты, а для поездки на несколько сотен километров потребуется меньше дня. Без машин цивилизация, которую мы знаем, была бы невозможна. Поэтому люди обязаны придумывать более безвредные разновидности топлива, резины для шин и материала изготовления машины. Автомобиль стал незаменимой частью жизни многих людей, поэтому он должен быть безвредным для природы.
Таким образом, главным результатом моего исследования является то, что выяснили, насколько автомобили загрязняют окружающую среду: какое количество выхлопных газов они выбрасывают в атмосферу, сколько требуется воды для ухода за автомобилем и как её сэкономить, как в масштабах нашего микрорайона осуществляется эксплуатация автомобилей.
Человек часть природы и любое его действие вызывает в природе изменения, которые, как бумеранг, могут принести не только пользу, но и вред. Современная экологическая ситуация и сопровождающие её проблемы не просты. Это не только загрязнение воздуха и природных вод, но и целый комплекс сложных явлений, способных вывести биосферу из равновесия.
Задача сохранения устойчивой окружающей среды, обеспечивающей безопасное развитие жизни на Земле, становится важной задачей человечества. Её решение требует от нас глубоких знаний в различных областях, и в том числе знания физики и экологии. Занимаясь исследовательской работой «Автомобиль. Его влияние на организм человека и окружающую среду» позволила нам расширить свои знания и сделать выводы о путях снижения отрицательного воздействия автомобильного транспорта в городской черте:
автомобиль не виноват, а виноваты люди;
должны быть строгие требования к экологическим характеристикам автомобиля;
использование бензина с улучшенными экологическими характеристиками или альтернативного горючего;
необходим новый экологически чистый автомобиль, хоть он и будет стоить дороже;
необходимо уменьшить количество личных автомобилей в городе и ввести дорожки для велосипедов;
наличие окружных дорог вокруг крупных городов.
И в заключении хочется привести слова американского ученого Роберта Винера, к которым должно прислушаться человечество, чтобы жить в гармонии с природой: «Мы столь радикально изменили нашу среду, что теперь для того, чтобы существовать в этой среде, мы должны изменить себя».
Использованная литература
Бранзенбург Т. Автомобили .- М.: «Планета детства», «Издательство Астрель», АСТ 2002 (Что, где, когда)
Высоцкая М.В. Элективные курсы «Экология» 9 кл. Издательство «Учитель».- Волгоград 2007
Мусскин С.А Книга «100 Великих чудес техники» - М. «Вече» 2003
Пёрышкин А.В Физика 8 кл. – М.: Дрофа 2001
Рыженков А.П. Физика. «Человек окружающий мир» 8 кл.- М.: Просвещение 1998
Раздел науки и техники «Древо познания» Универсальный иллюстрированный справочник. - М.: МСИСТ Лимитед 2005
Энциклопедия «Всё обо всём. Машины» - М.: «Планета детства», «Издательство Астрель», АСТ 2002
Хельмисс М Автомобили - М.: «Планета детства», «Издательство Астрель», АСТ 1999. (Все обо всем)
Интернет-сайты: http://www.skonline.ru.
http://www.krugosvet.ru.
http://www.businesseco.ru.
Приложения. 1.
46799512763500

302514018224500302514010033000
Таблица 1. Состав выхлопных газов бензиновых и дизельных двигателей (г/мин)
Компоненты выхлопных газов Бензиновые двигатели Дизельные двигатели
Оксид углерода СО 0,035 0,017
Оксид углерода СО2 0,217 0,2
Оксид азота NO,NO2 0.002 0,001
Сажа 0,04 1,1
Таблица 2. Утро(700)
Марки машин t
(мин) n k m
CO,г m
CO2,г m
NO2,г m
сажа, г M,г
Легковые 10 173 3 0,035 0,217 0,002 0,04 1525,86
Грузовые 10 58 4 0,035 0,217 0,002 0,04 682,08
Грузовые дизель 10 17 4 0,017 0,2 0,001 1,1 896,24
Автобус дизель 10 23 5 0,017 0,2 0,001 1,1 1515,7
М1=10*173*3*(0,035+0,217+0,002+0,04)=1525,86(г)
М2=10*58*4*(0,035+0,217+0,002+0,04)=682,08(г)
М3=10*17*4*(0,017+0,2+0,001+1,1)=896,24(г)
М4=10*23*5*(0,017+0,2+0,001+1,1)=1515,7(г)
Диаграмма 1. Количество вредных выбросов автотранспортом в утреннее время
567055381000
Таблица 3. День(1500)
Марки машин t
(мин) N k m
CO,г m
CO2,г m
NO2,г m
сажа, г M,г
Легковые 10 448 3 0,035 0,217 0,002 0,04 3951,36
Грузовые 10 123 4 0,035 0,217 0,002 0,04 1446,48
Грузовые дизель 10 59 4 0,017 0,2 0,001 1,1 3110,48
Автобус дизель 10 43 5 0,017 0,2 0,001 1,1 2833,7
М1=10*448*3*(0,035+0,217+0,002+0,04)=3951,36(г)
М2=10*123*4*(0,035+0,217+0,002+0,04)=1446,48(г)
М3=10*59*4*(0,017+0,2+0,001+1,1)=3110,48(г)
М4=10*43*5*(0,017+0,2+0,001+1,1)=2833,7(г)
Диаграмма 2. Количество вредных выбросов автотранспортом в дневное время
254008001000
Таблица 4. Вечер(1900)
Марки машин t
(мин) n k m
CO,г m
CO2,г m
NO2,г m
сажа, г M,г
Легковые 10 389 3 0,035 0,217 0,002 0,04 3430,98
Грузовые 10 73 4 0,035 0,217 0,002 0,04 858,48
Грузовые дизель 10 34 4 0,017 0,2 0,001 1,1 1792,48
Автобус дизель 10 30 5 0,017 0,2 0,001 1,1 1977
М1=10*389*3*(0,035+0,217+0,002+0,04)=3430,98(г)
М2=10*73*4*(0,035+0,217+0,002+0,04)=858,48(г)
М3=10*34*4*(0,017+0,2+0,001+1,1)=1792,48(г)
М4=10*30*5*(0,017+0,2+0,001+1,1)=1977(г)
Диаграмма 3. Количество вредных выбросов автотранспортом в вечернее время
-1714509715500
Таблица 5. Суммарное количество выбросов по времени суток
Время суток Количество вредных выбросов, г
Утро(700) 4619,88
День(1500) 16739,8
Вечер(1900) 8058,94
1143057912000Диаграмма 4. Суммарное количество вредных выбросов автотранспортом по времени суток
Приложения.
Таблица 1
Вид транспорта Вид горючего Колво транс
порта за 1 час, N Общий
путь, пройденный
за 1 час,L, км Удельный расход топлива, Y (л на км) Эмпири ческий коэффи циент, K Колво топлива Q,сжигаемое двигат. Колво выдел. вредн. вещв в л, V
Легковые бензин 27 13,5 0,12 0,6 1,62 0,972
Грузовые бензин 6 3 0,3 0,6 0,9 0,54
Грузовые дизел.
топливо 9 4,5 0,32 0,1 1,44 0,144
Автобусы бензин 3 1,5 0,42 0.6 0,63 0,373
Таблица 2
Вид топлива Скорость
возгорания Цвет пламени Интенсивность
сгорания Продукт сгорания
Дизельное
топливо долго загоралось Окрашено не очень ярко Пламя не очень высокое, долго горело Тарелка полностью покрылась черным налетом
Бензин воспламенение быстрое Пламя ярко окрашено Пламя не очень высокое, сгорает быстро Тарелка закоптилась
Спирт воспламенение мгновенное Пламя почти бесцветное Пламя высокое Следа на тарелке нет
Таблица №3
Расход топлива у машин разных марок
ВАЗ 2110 1,5K литра ВАЗ 2110 1,5i литра Mitsubishi Colt 5D 1.1i литра Huyndai Santa Fe 2,4i литра Jeep Liberty 2,5K литра
Расход, равномерно 60 км/ч, л/100км 9,1 8,6 7,0 11,0 14,5
Расход в «городском» режиме, л/100км 4,5 3,5 3,7 4,3 5,8
K — карбюраторный двигатель
i — инжекторный двигатель
D — дизельный двигатель
плотность бензина при +20С колеблется от 0,69 до 0,81 г/см³
плотность дизельного топлива при +20С по ГОСТ 30582 не более 0,86 г/см³