Статья к научно-практической студенческой конференции
Влияния расположения объекта на окружающую среду ( на примере автомагистрали и автозаправочного комплекса)
Тищенко Александр , гр М-103
Научный руководитель Моргунова Ольга Алексеевна
преподаватель биологии
Мы столь радикально изменили нашу среду,
что теперь для того, чтобы существовать
в этой среде, мы должны изменить себя. Н Винер.
Актуальность данной научно-исследовательской работы объясняется тем, что в связи с усилением антропогенной нагрузки на природные комплексы,
необходим экологический контроль и управление качеством среды.
Поволжский государственный колледж расположен на пересечении улиц Ново-Садовая и Соколова ( рис 1)
Рис. 1.Географическое расположение колледжа
Рядом со зданием колледжа проходит автомобильная магистраль , близость АЗС . В течение дня заправляются бензином и проходят по дороге несколько сотен автомашин. Помня о том, автомобиль – один из главных источников загрязнения окружающей среды, заинтересовал вопрос, находящиеся по соседству автострада и заправочная станция не наносят ли вред здоровью студентов, и как это сказывается на экологическом состоянии района .
В соответствии со сказанным выше была выдвинута цель работы и задачи, на основании изученной по теме работы научной литературы определены методики и методы исследования
Объект исследования –автотранспорт и автозаправочная станция.
Гипотеза- в связи с активным движением транспорта возрастает степень загрязнения чистого воздуха нашего района, где мы живем, учимся и работаем.
Цель работы- рассчитать количество выбросов в атмосферный воздух основных загрязняющих веществ от автотранспорта и АЗС, расположенной в данном районе.
Задачи исследования:
изучить литературу, используя различные источники информации, о загрязнении атмосферы различными веществами и их влиянии на организм человека;
провести исследование района на пересечение улиц Ново-Садовой и /Соколова и выяснить экологическую обстановку изучаемого объекта;
проанализировать полученные данные о составе воздуха по трем компонентам ( СО,
·О2 ;СхНу);
обосновать санитарно-защитную зону автозаправочного комплекса;
сделать выводы об уровне загрязнения района.
Общее количество автомашин в мире превысило 500 млн. шт., в том числе в Российской Федерации 56 млн. шт. Вредные выбросы от автотранспорта в Российской Федерации составляют 22 млн. т/год. Ежегодно в результате сжигания топлива в атмосферу поступает около 200 млн. т оксида углерода (II), 150 млн. т оксида серы (IV), около 50млн. т оксида азота (II), 250 млн. т пыли, 70 млн. м3 соединений свинца и других металлов. Один автомобиль при пробеге 15 тыс, км сжигает в среднем 2 т топлива, около 26 30 т воздуха, в том числе 4 - 5 т кислорода, что в 50 раз больше потребностей человека, при этом выбрасывает в атмосферу: угарного газа 700 кг/год, диоксида азота 40 кг/год, несгоревших углеводородов 230 литров, твердых веществ 2 5 кг/год. Районы с повышенным содержанием в воздухе этих веществ превращаются в зоны повышенного риска необратимой потери здоровья. На прилегающей территории к автомагистралям вода, почва и растительность являются носителями ряда канцерогенных веществ, а местность опасной зоной. По мере удаления от автомагистрали, концентрация накопления канцерогенных веществ снижается. Загрязнение воздуха в первую очередь отрицательно сказывается на состоянии здоровья человека( Таб.1)
Таблица 1
Загрязнение
Воздействие
CO
Препятствует кислородному обмену в крови, поражает нервную систему, нарушает сердечную деятельность
CxHy
Способствует развитию раковых заболеваний
NO2
Раздражает глаза и слизистую оболочку
Pb2+
Поражает нервную систему и костную ткань
Автомобили сжигают огромное количество нефтепродуктов, нанося ощутимый вред окружающей среде, главным образом атмосфере. Мы проверили это опытным путём, исследовав количество транспорта, проходящего по данному участку дороги, а также вычислив по формуле выброс вредных веществ в атмосферу.
Методика исследований
1. Определение количества единиц транспорта , проходящего по участку исследования.
1.На автомобильной трассе определить участок дороги протяженностью в 100м.
2. Подсчитать число единиц автотранспорта, движущихся по участку в оба направления за 15 мин. Умножив полученное число на 4, определить численность за час (N). ( Табл.2)
Таблица 2
Поток автотранспорта контрольном участке за 1 час
Контрольный участок
Количество машин
Ул.Ново-Садовая /Соколова
600
Примечание: санитарные требования по уровню загрязнения допускают поток машин в жилой зоне интенсивностью не более 200 автомобилей в час.
3. Рассчитать общий путь (S), пройденный выявленным количеством автомобилей за 1 час: S = N*100м.
4. Рассчитать количество топлива, сжигаемого двигателями автомашин (R, л), по формуле: R = S х K, где K – расход топлива на 1 км пути, л, приблизительно равный 0,1 л для бензиновых двигателей,
5. Рассчитать объемное количество выделившихся загрязняющих веществ (V, л) на выбранном нами участке дороги по формуле: V = R х k , где k – коэффициент
для бензина: при сгорании топлива, необходимого для пробега 1 км, выделяется:0,6 л угарного газа , 0,1 л углеводородов, 0, 04 л диоксида азота.
Таблица 3
Количество вредных веществ , выбрасываемых а атмосферу
Контрольный участок
Количество автомобилей
Количество выделившихся загрязняющих веществ
CO, л/ч
NO2, л/ч
CxHy, л/ч
Pb2+, г/ч
Ул.
Н-Садовая/ Соколова
600
0,36
0,024
0,06
0,21
6. Рассчитать количество свинца (m , г), содержащееся в топливе (1 л этилированного бензина содержит в среднем 0, 25 г тетраэтилата свинца), с использованием данных по расходу топлива на исследуемом участке автотрассы: m(Pb) = R х k(Pb) где R – количество сжигаемого топлива, k - коэффициент, равный 0,25.
В таблице 3 представлен расчет количества загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу исследуемым количеством автомобилей проезжающих на участке .
Таблица 3
Количество вредных веществ , выбрасываемых а атмосферу
Контрольный участок
Количество автомобилей
Количество выделившихся загрязняющих веществ
CO, л/ч
NO2, л/ч
CxHy, л/ч
Pb2+, г/ч
Ул.
Н-Садовая/ Соколова
600
0,36
0,024
0,06
0,21
7.Количество чистого воздуха, необходимое для разбавления выделившихся вредных веществ для обеспечения санитарно-допустимых условий окружающей среды.
А) Масса выделившихся вредных веществ (m, г) рассчитывается по формуле:
m = V . M : 22,4;
m –масса выделившихся вредных веществ
V – количество вредных веществ, л
М – молярная масса
М(СО)= 28 г/моль, М (С5Н 12 ) = 72 г/моль, М(NO2 ) = 46 г/моль
Б) Рассчитали количество чистого воздуха, необходимого для разбавления выделившихся вредных веществ с целью обеспечения санитарно допустимых условий окружающей среды (для этого делим массу на значение ПДК).
Vвозд = mв / ПДКв
Полученные данные занесли в таблицу 4:
Таблица 4
Количество
Вид вредного вещества
Количество, л
Масса,г
воздуха для разбавления
,м3
Значение ПДК
мг/м3
СО
0,36
0,45
150
3
NO2
0,024
0,049
1225
0,04
Углеводороды
0,06
0,22
8
25
8,Сравнили полученные данные с мониторингом загрязнения по Самаре
( Табл.5)
Таблица 5
Мониторинг загрязнения атмосферного воздуха - г.о. Самара
Загрязняющие вещества
ПДК м.р.
Срок отбора проб атмосферного воздуха 07 час 14.02.2014г.
Промышленный р-н
Железнодорож- ный р-н
Октябрьский р-н
Совет. р-н
Самар. р-н
Киров. р-н
ПНЗ №1
ПНЗ №9
ПНЗ №2
ПНЗ №4
ПНЗ №6
ПНЗ №7
ПНЗ №3
ПНЗ №10
ПНЗ №11
Концентрация (мг/мі)
Оксид углерода
5
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
2,0
1,0
1,0
2,0
Диоксид азота
0,2
0,040
0,060
0,080
0,030
0,050
0,060
0,060
0,040
0,070
Углеводороды
5
*
*
*
*
*
1,7
*
*
1,5
ПНЗ – пункт наблюдений за загрязнением окружающей среды. (ПНЗ 6 – пересечение улиц Полевой и Молодогвардейской ;ПНЗ 7 – пересечение улицы Советской Армии и Московского шоссе)
* - данная примесь на ПНЗ не определяется.
Прогноз уровня загрязнения: метеоусловия будут способствовать рассеиванию загрязняющих примесей в атмосферном воздухе.
Таблица, в которой приведены ПДК (предельно допустимые концентрации) некоторых вредных веществ. ПДК, разработанные и утвержденные законодательством нашей страны, - это максимальный уровень содержания данного вещества, который человек может переносить без ущерба для здоровья.
Таблица 6
Токсичность вредных веществ
Загрязняющие вещества
ПДК в мл/м3 максимальная, разовая
Класс токсичности
Угарный газ
3,0
4
Оксид азота
0,04
2
Свинец)
0,0007
1
Углеводороды
25
4
Вывод: исходя из полученных данных , можно сделать вывод , что на участке улиц Н- Садовая/ Соколова за 1 час движения автотранспорта по выделенному участку концентрации всех отдельно взятых химических веществ за данный промежуток времени, при данной транспортной нагрузке остается в пределах нормы (ПДК).
2. Оценка влияния
· АЗС на экологическое благополучие района
На заправку каждого автомобиля тратится, в среднем 5 минут, а двигатель при этом часто работает в режиме холостого хода, количество загрязняющих веществ, которые попадают в атмосферный воздух резко возрастает. Например, от АЗС с пропускной способностью 250 легковых автомобилей в сутки в районе ее расположения количество загрязняющих соединений, поступающих в воздух, достигает значительных величин
(таблица 7).
Таблица 7
Результаты расчета выбросов от легкового автомобиля, работающего на холостом ходу
Вещество
Количество, г/сутки
СО
1732,50
CnHm
237,15
NOx
130,50
Соединения свинца
0,45
Данные таблицы показывают, что АЗС представляют собой потенциально опасные объекты . Согласно СанПиНу, АЗС относятся к производствам IV и V классу с санитарно – защитной зоной (СЗЗ)100 и 50 м.
Для АЗС санитарно-защитная зона соблюдена.
Практическая значимость исследования: в ходе практического исследования установили, что экологическая обстановка в районе пересечения улиц Н-Садовая/ Соколова является нормальной. Волжский склон продувается, поэтому загрязнения воздуха здесь не накапливаются. Это более экологически чистая территория Самары.
-
На уроке биологии при изучении темы: Глобальные экологические проблемы, нас заинтересовал вопрос, какой количественный вред наносят атмосфере выхлопные газы автомобилей.
Тема: Влияния расположения объекта на окружающую среду ( на примере автомагистрали и автозаправочного комплекса)
Актуальность данной научно-исследовательской работы объясняется тем, что в связи с усилением антропогенной нагрузки на природные комплексы,необходим экологический контроль и управление качеством среды.
Поволжский государственный колледж расположен на пересечении улиц Ново-Садовая и Соколова Рядом со зданием колледжа проходит автомобильная магистраль , близость АЗС . В течение дня заправляются бензином и проходят по дороге несколько сотен автомашин. Помня о том, автомобиль – один из главных источников загрязнения окружающей среды, заинтересовал вопрос, находящиеся по соседству автострада и заправочная станция не наносят ли вред здоровью студентов, и как это сказывается на экологическом состоянии района .
В соответствии со сказанным выше была выдвинута цель работы и задачи, на основании изученной научной литературы определены методики исследования
Объект исследования –автотранспорт и автозаправочная станция.
Цель работы- рассчитать количество выбросов в атмосферный воздух основных загрязняющих веществ от автотранспорта и АЗС, расположенной в данном районе.
Задачи исследования:
изучить литературу о загрязнении атмосферы различными веществами и их влиянии на организм человека;
провести исследование района на пересечение улиц Ново-Садовой и /Соколова и выяснить экологическую обстановку изучаемого объекта;
обосновать санитарно-защитную зону автозаправочного комплекса;
сделать выводы об уровне загрязнения района.
Общее количество автомашин в мире превысило 500 млн. шт., в том числе в Российской Федерации 56 млн. шт. Вредные выбросы от автотранспорта в Российской Федерации составляют 22 млн. т/год. Ежегодно в результате сжигания топлива в атмосферу поступает около 200 млн. т оксида углерода (II), около 50млн. т оксида азота (II), 70 млн. м3 соединений свинца и других металлов. Один автомобиль при пробеге 15 тыс, км сжигает в среднем 2 т топлива, около 26 30 т воздуха, при этом выбрасывает в атмосферу: угарного газа 700 кг/год, диоксида азота 40 кг/год, несгоревших углеводородов 230 литров, твердых веществ 2 5 кг/год.. На прилегающей территории к автомагистралям вода, почва и растительность являются носителями ряда канцерогенных веществ, а местность опасной зоной. Загрязнение воздуха в первую очередь отрицательно сказывается на состоянии здоровья человека( Таб.1)
Загрязнение
Воздействие
CO
Препятствует кислородному обмену в крови, поражает нервную систему, нарушает сердечную деятельность
CxHy
Способствует развитию раковых заболеваний
NO2
Раздражает глаза и слизистую оболочку
Pb2+
Поражает нервную систему и костную ткань
Автомобили сжигают огромное количество нефтепродуктов, нанося ощутимый вред окружающей среде, главным образом атмосфере. Мы проверили это опытным путём, исследовав количество транспорта, проходящего по данному участку дороги, а также вычислив по формуле выброс вредных веществ в атмосферу.
Методика исследований
1.На автомобильной трассе определили участок дороги протяженностью в 100м.
2. Подсчитали число единиц автотранспорта, движущихся по участку в оба направления за 20 мин, умножив полученное число на 3, определили численность за час ; рассчитали общий путь , пройденный автомобилями, рассчитали количество топлива, сжигаемого двигателями автомашин . Результаты исследований показаны в таблице ( Табл.2)
Число единиц транспорта
N=200*3
Общий путь
S = N*100м.
Количество топлива
R = S х K, где K – расход топлива0,1 л/км
600
60000м=60км
6л
3. Рассчитали объемное количество выделившихся загрязняющих веществ (V, л) на выбранном нами участке дороги по формуле: V = R х k , где k – коэффициент : при сгорании топлива, необходимого для пробега 1 км, выделяется:0,6 л угарного газа , 0,1 л углеводородов, 0, 04 л диоксида азота.
4. Рассчитали количество свинца содержащееся в топливе: m(Pb) = R х k(Pb) где R – количество сжигаемого топлива, k - коэффициент, равный 0,25.
Полученные данные занесли в таблицу:
Количество вредных веществ , выбрасываемых а атмосферу
Контрольный участок
Количество автомобилей
Количество выделившихся загрязняющих веществ
CO, л/ч
NO2, л/ч
CxHy, л/ч
Pb2+, г/ч
Ул.
Н-Садовая/ Соколова
600
0,36
0,024
0,06
0,21
Полученные данные сравнили с мониторингом загрязнения воздуха по Самаре ( Таблица)
Мониторинг загрязнения атмосферного воздуха - г.о. Самара
Загрязняющие вещества
Срок отбора проб атмосферного воздуха 07 час 14.02.2014г.
Промышленный р-н
Железнодорож- ный р-н
Октябрьский р-н
Совет. р-н
Самар. р-н
Киров. р-н
ПНЗ №1
ПНЗ №9
ПНЗ №2
ПНЗ №4
ПНЗ №6
ПНЗ №7
ПНЗ №3
ПНЗ №10
ПНЗ №11
Концентрация (мл/мі)
Оксид углерода
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
2,0
1,0
1,0
2,0
Диоксид азота
0,040
0,060
0,080
0,030
0,050
0,060
0,060
0,040
0,070
Углеводороды
*
*
*
*
*
1,7
*
*
1,5
ПНЗ – пункт наблюдений за загрязнением окружающей среды. (ПНЗ 6 – пересечение улиц Полевой и Молодогвардейской ;ПНЗ 7 – пересечение улицы Советской Армии и Московского шоссе)
* - данная примесь на ПНЗ не определяется.
Сравнительный анализ представлен на диаграмме. ( слайд)
В таблице : Токсичность вредных веществ , приведены ПДК (предельно допустимые концентрации) вредных веществ . Это максимальный уровень содержания данного вещества, который человек может переносить без ущерба для здоровья.
Токсичность вредных веществ
Загрязняющие вещества
ПДК в мл/м3 максимальная, разовая
Класс токсичности
Угарный газ
3,0
4
Оксид азота
0,04
2
Свинец)
0,0007
1
Углеводороды
25
4
Полученные данные в ходе нашего исследования, содержат показатели меньшие по значению с ПДК.
Исходя из полученных данных , можно сделать вывод , что на участке улиц Н- Садовая/ Соколова за 1 час движения автотранспорта по выделенному участку концентрации всех отдельно взятых химических веществ за данный промежуток времени, при данной транспортной нагрузке остается в пределах нормы (ПДК).
2. Оценка влияния АЗС на экологическое благополучие района
На заправку каждого автомобиля тратится, в среднем 5 минут, а двигатель при этом часто работает в режиме холостого хода, количество загрязняющих веществ, которые попадают в атмосферный воздух резко возрастает. От АЗС с пропускной способностью 250 легковых автомобилей в сутки в районе ее расположения количество загрязняющих соединений, поступающих в воздух, достигает значительных величин ( Таблица)
Результаты расчета выбросов от легкового автомобиля, работающего на холостом ходу
Вещество
Количество, г/сутки
СО
1732,50
CnHm
237,15
NOx
130,50
Соединения свинца
0,45
Данные таблицы показывают, что АЗС представляют собой потенциально опасные объекты . Согласно СанПиНу ( Санитарные нормы и правила), АЗС по заправке легковых автомобилей относятся к производству V класса с санитарно – защитной зоной (СЗЗ) 50 м. Для АЗС санитарно-защитная зона соблюдена.
Практическая значимость исследования: в ходе практического исследования установили, что экологическая обстановка в районе пересечения улиц Н-Садовая/ Соколова является нормальной. Волжский склон продувается, поэтому загрязнения воздуха здесь не накапливаются. Это более экологически чистая территория Самары.
-
Заголовок 1 Заголовок 3 Заголовок 515