Проект по теме : Природные условия и состояние окружающей среды города Дзержинский.

Проект

по географии.

Тема : Природные условия и

состояние окружающей среды

города Дзержинский.

Авторы: учащиеся 10"А" класса

Зимина Т.

Шуваева А.

Руководитель: Ревякина Н.И.

2011 год.

Тема : Природные условия и состояние окружающей среды города Дзержинский

Актуальность проблемы: актуальность данной темы обусловлена возрастающим количеством автомобильного транспорта и решением проблемы его воздействия на состояние городской среды и здоровье населения.

Цели: выяснить роль тепловых и других двигателей в жизни мирового сообщества, раскрыть сущность связанных с ними экологических проблем и убедиться в жизненной важности бережного отношения к окружающей нас природе.

Задачи: проследить опыт человечества по использованию и применению автомобилей; провести исследование, подтверждающее влияние транспорта на окружающую среду; оценить пути решения экологических проблем.

Новизна и практическое значение: впервые была обследована и оценена загрязненность территории, прилегающей к школьному участку выхлопными газами автотранспорта. Результаты исследования доведены до сведения учеников, чтобы привлечь к бережному отношению к природе.

Ключевые аспекты теоретической части: а) транспорт и его роль в жизни человека; б) факторы негативного влияния двигателей автоиобилей на окружающую среду.

Экспериментальная часть. Одна из основных задач мониторинга - это получение информации об исследуемом объекте.

- Были взяты пробы снега в разных местах, прилегающих к МОУ «Лицей №2».

- Анализы проводились в визуальном сравнении с дистиллированной водой.

- Подсчет машин проводился на участке в утреннее время при зимних погодных условиях.

- Рост выбросов химических веществ отображен на графиках.

Итоги исследовательской деятельности.

- Автотранспорт играет важную роль в жизни человека.

- На основании существующих данных по экологической обстановке и собственных наблюдений сделан вывод об общем ухудшении экологической ситуации г. Дзержинский за последние годы.

- Увеличивается загрязнение окружающей среды химическими элементами.

- Недоработки научно-технического прогресса усугубляют загрязнение.

- Базируясь на знания, можно принять меры по собственной безопасности, разработать мероприятия по снижению токсичности автотранспорта на региональном, государственном и международном уровнях.

Содержание

Введение

Глава 1. Литературный обзор

• 1.1. Влияние транспорта на окружающую среду

• 1.2. Причины загрязнения воздуха отработавшими газами автомобилей

• 1.3. Альтернативные виды топлива

Глава 2. Экспериментальное исследование

• 2.1. Эксперимент №1. Экологический опыт

2.2. Эксперимент №2. Загрязнение воздуха выхлопными газами автотранспорта

2.3. Эксперимент №3. У светофора

Глава 3. Экологическая безопасность

• 3.1. Защита окружающей среды

3.2. Меры предосторожности

• Заключение

Список источников и литературы

Приложения

Введение.

"Природа не признаёт шуток. Она всегда правдива, всегда серьёзная, всегда права.

Ошибки же и заблуждения исходят от людей". Гете.

Стремительный рост численности человечества и его научно-технической вооруженности в корне изменили ситуацию на Земле. Если в недавнем прошлом вся человеческая деятельность проявлялась отрицательно лишь на ограниченных, хоть и многочисленных территориях, а сила воздействия была несравненно меньше мощного круговорота веществ в природе, то теперь масштабы естественных и антропогенных процессов стали сопоставимыми, а соотношение между ними продолжает изменяться с ускорением в сторону возрастания мощности антропогенного влияния на биосферу.

Опасность непредсказуемых изменений в стабильном состоянии биосферы, к которому исторически приспособлены природные сообщества и виды, включая самого человека, столь велика при сохранении привычных способов хозяйствования, что перед нынешними поколениями людей, населяющими Землю, возникла задача экстренного усовершенствования всех сторон своей жизни в соответствии с необходимостью сохранения сложившегося круговорота веществ и энергии в биосфере. Кроме того, повсеместное загрязнение окружающей нас среды разнообразными веществами, подчас совершенно чуждыми для нормального существования организма людей, представляет серьезную опасность для нашего здоровья и благополучия будущих поколений.

Атмосфера оказывает интенсивное воздействие не только на человека и биоту, но и на гидросферу, почвенно-растительный покров, геологическую среду, здания, сооружения и другие техногенные объекты. Поэтому охрана атмосферного воздуха и озонового слоя является наиболее приоритетной проблемой экологии и ей уделяется пристальное внимание во всех развитых странах.

Загрязненная приземная атмосфера вызывает рак легких, горла и кожи, расстройство центральной нервной системы, аллергические и респираторные заболевания, дефекты у новорожденных и многие другие болезни, список которых определяется присутствующими в воздухе загрязняющими веществами и их совместным воздействием на организм человека.

Большую долю в загрязнении атмосферы составляют выбросы вредных веществ от автомобилей.

Глава 1. Литературный обзор.

1.1. Влияние транспорта на окружающую среду.

Автомобили на сегодняшний день в России - главная причина загрязнения воздуха в городах. Сейчас в мире их насчитывается более полумиллиарда. В России автомобиль имеет каждый десятый житель, а в больших городах - каждый пятый. Выбросы от автомобилей в городах особенно опасны тем, что загрязняют воздух в основном на уровне 60-90 см. от поверхности земли и, особенно на участках автотрасс, где стоят светофоры. Автомобили выбрасывают в атмосферу диоксид и оксид углерода, оксиды азота, формальдегид, бензол, сажу (всего около 300 различных токсичных веществ). При истирании автомобильных шин об асфальт атмосфера загрязняется резиновой пылью, вредной для здоровья человека. Автомобиль расходует огромное количество кислорода. За неделю в среднем легковой автомобиль выжигает столько кислорода, сколько его четыре пассажира расходуют на дыхание в течение года. С ростом числа автомобилей уменьшается площадь, занятая растительностью, которая дает кислород и очищает атмосферу от пыли и газа, все больше места занимают площадки для парковок, гаражи и автомобильные дороги. На свалках скапливаются изношенные шины, ржавые корпуса.

Автомобили загрязняют почву. Одна тонна бензина, сгорая, выделяет 500-800 кг. вредных веществ. Если двигатель машины работает на бензине, с добавлением свинца, то они загрязняют почву этим тяжелым металлом вдоль дороги в полосе шириной 50-100 м, а если дорога идет вверх, и двигатель работает с нагрузкой, и загрязненная полоса имеет ширину до 400 м! Свинец, загрязняющий почву, накапливается растениями, которыми питаются животные. С молоком и мясом металл попадает в организм человека и может стать причиной тяжелых болезней.

Люди должны иметь четкое представление о том, что природные ресурсы не бесконечны и технология любой продукции должна удовлетворять такому основному, с экологической точки зрения, требованию, как минимальное потребление материалов и энергии. Они хорошо должны знать законы природы, понимать взаимосвязь природных явлений, уметь предвидеть и оценивать последствия вмешательства в естественное течение процессов. У них должно быть сознание приоритетности решения экологических проблем при осуществлении любых проектов, создании машин и механизмов, при всяком хозяйственном начинании, а также твердое убеждение в том, что без уверенности в безвредности для окружающей среды того или иного мероприятия оно не должно реализоваться. При этом важно укрепить такую жизненную позицию: небрежное, безответственное отношение к природе безнравственно; чувство ценности окружающей нас природы обогащает духовный мир человека, возвышает его моральные принципы.

1.2. Причины загрязнения воздуха отработавшими газами автомобилей.

Основная причина загрязнения воздуха заключается в неполном и неравномерном сгорании топлива. Всего 15% его расходуется на движение автомобиля, а 85 % «летит на ветер». К тому же камеры сгорания автомобильного двигателя – это своеобразный химический реактор, синтезирующий ядовитые вещества и выбрасывающий их в атмосферу. Даже невинный азот из атмосферы, попадая в камеру сгорания, превращается в ядовитые окислы азота.

В среднем при пробеге 15 тыс. км за год каждый автомобиль сжигает 2 т топлива и около 26 – 30 т воздуха, в том числе 4,5 т кислорода, что в 50 раз больше потребностей человека. При этом автомобиль выбрасывает в атмосферу (кг/год): угарного газа – 700, диоксида азота – 40, несгоревших углеводородов – 230 и твердых веществ – 2 – 5. Кроме того, выбрасывается много соединений свинца из-за применения в большинстве своем этилированного бензина.
Двигаясь со скоростью 80-90 км/ч в среднем, автомобиль превращает в углекислоту столько же кислорода, сколько 300-350 человек. Но дело не только в углекислоте. Годовой выхлоп одного автомобиля – это 800 кг окиси углерода,40 кг окислов азота и более 200 кг различных углеводородов. В этом наборе весьма коварна окись углерода. Из-за высокой токсичности её допустимая концентрация в атмосферном воздухе не должна превышать 1 мг/м3. Известны случаи трагической гибели людей, запускавших двигатели автомобилей при закрытых воротах гаража. В холодное время года, остановившись для ночлега на обочине дороги, неопытные водители иногда включают двигатель для обогрева машины. Из-за проникновения окиси углерода в кабину такой ночлег может оказаться последним.
Окислы азота токсичны для человека и, кроме того, обладают раздражающим действием. Особо опасной составляющей отработавших газов являются канцерогенные углеводороды, обнаруживаемые, прежде всего, на перекрёстках у светофоров (до 6,4 мкг/100 м3, что в 3 раза больше, чем в середине квартала).
При использовании этилированного бензина автомобильный двигатель выбрасывает соединения свинца. Свинец опасен тем, что способен накапливаться, как во внешней среде, так и в организме человека.
Уровень загазованности магистралей и при магистральных территорий зависит от интенсивности движения автомобилей, ширины и рельефа улицы, скорости ветра, доли грузового транспорта и автобусов в общем потоке и других факторов. При интенсивности движения 500 транспортных единиц в час концентрация окиси углерода на открытой территории на расстоянии 30-40 м от автомагистрали снижается в 3 раза и достигает нормы. Затруднено рассеивание выбросов автомобилей на тесных улицах. В итоге практически все жители города испытывают на себе вредное влияние загрязнённого воздуха.
Из соединений металлов, входящих в состав твёрдых выбросов автомобилей, наиболее изученными являются соединения свинца. Это обусловлено тем, что соединения свинца, поступая в организм человека и теплокровных животных с водой, воздухом и пищей, оказывают на него наиболее вредное действие. До 50 % дневного поступления свинца в организм приходится на воздух, в котором значительную долю составляют отработавшие газы автомобилей.
Наблюдения показали, что в домах, расположенных рядом с большой дорогой (до 10 м), жители болеют раком в 3 – 4 раза чаще, чем в домах, удаленных от дороги на расстояние 50 м. Транспорт отравляет также водоемы, почву и растения.

1.3.Альтернативные виды топлива.

До настоящего времени двигатель внутреннего сгорания остается основной движущей силой автомобиля. В связи с этим единственный путь решения энергетической проблемы автомобильного транспорта – это создание альтернативных видов топлива. Новое горючее должно удовлетворить очень многим требованиям: иметь необходимые сырьевые ресурсы, низкую стоимость, не ухудшать работу двигателя, как можно меньше выбрасывать вредных веществ, по возможности сочетаться со сложившейся системой снабжения топливом и др.
В значительно, больших масштабах в качестве топлива для автомобилей будут использоваться заменители нефти: метанол и этанол, синтетические топлива, получаемые из углей. Их использование поможет существенно снизить токсичность и отрицательное воздействие автомобиля на окружающую среду.
Среди альтернативных видов топлива в первую очередь следует отметить спирты, в частности метанол и этанол, которые можно применять не только как добавку к бензину, но и в чистом виде. Их главные достоинства – высокая детонационная стойкость и хороший КПД рабочего процесса, недостаток – пониженная теплотворная способность, что уменьшает пробег между заправками и увеличивает расход топлива в 1,5-2 раза по сравнению с бензином.
В последнее время широкое распространение получила идея использования чистого водорода в качестве альтернативного топлива. Интерес к водородному топливу объясняется тем, что в отличие от других это самый распространённый в природе элемент.
Водород – один из главных претендентов на звание топлива будущего. Для получения водорода могут быть применены различные термохимические, электрохимические и биохимические способы с использованием энергии Солнца, атомных и гидравлических электростанций и т.д.
Экологические преимущества водорода доказаны в ходе различных испытаний.

Глава 2. Экспериментальное исследование

2.1. Эксперимент №1. Экологический опыт.

Цель: визуально оценить загрязненность снега на пришкольном участке МОУ «Лицей №2».
Проведение опыта: в чистые банки набрали снег у дороги по улице Школьной (рис.4, слева), в школьномдворе (рис. 4, справа), удаленном от проезжей дороги. Поставили банки в классной комнате, дождались, когда снег растает. Поместили рядом банку с дистиллированной водой. Сравнили прозрачность и чистоту воды во всех банках. Вода в банке от проб, взятых у дороги, оказалась самой мутной. Вода в банке от проб, взятых в школьном дворе, оказалась прозрачной, но в ней плавали мелкие частицы. Визуально самая чистая вода была в банке с дистиллированной водой.
Профильтровали воду. После высыхания фильтра рассмотрели внимательно находящиеся на фильтре частички.
Частицы на фильтре от проб, взятых в школьном дворе, оказались растительного происхождения. Они не наносят вред нашему здоровью.
Частицы на фильтре от проб, взятых у дороги, оказались черными, вязкими, явно не растительного происхождения.

2.2. Эксперимент №2. Загрязнение воздуха выхлопными газами автотранспорта.

Цель: определить количество выхлопных газов, поступающих в атмосферу от автомашин.
Ход исследования.

• Выбрали участок автодороги, расположенный вблизи МОУ «Лицей №2» (рис.5).

Рис. 5. Место проведения первого экологического опыта

• Подсчитали, сколько проехало по автодороге за 1 ч легковых, грузовых машин, автобусов.

  • Легковых машин- 31

Грузовых машин- 6

Автобусов- 0

• Используя данные таблицы 1, определили, какое количество выхлопных газов в среднем поступает в атмосферу за 1 ч (за сутки) на этом участке дороги в зимнее время при t= -20⁰C.

  Хим. соединения	Грузовики	Легковые	Автобусы
  СО (кобальт)	502,2	225,0	227,9
  NО2 (оксид азота)	70,4	43,8	17,7
  С (углерод)	19,3	-	3,0
  SО2 (диоксид серы)	4,5	-	0,7
  Рb (свинец)	0,02	0,27	0,003

• Таблица 1. Количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу одним автомобилем в течение суток (г)

За один час на участке дороги, расположенной около «Лицей №2», по улице Школьной, выбрасывается в атмосферу 745,813 г. вредных веществ. Расчеты проводились по данным, полученным в утреннее время дня, в зимнее время года.

Хим. соединения	Грузовики	Легковые	Автобусы
СО	125,5	290,6	227,9
NО2	17,6	56,5	17,7
С	4,8	-	3,0
SО2	1,12	-	0,7
Рb	0,05	0,34	0,003

• Таблица 2. Количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу машинами, проехавшими по участку в течение часа (г) (данные за 2011г.)

• Примечание: за 1 сутки машины, работающие на дизельном топливе, потребляют за 1 ч работы столько кислорода, сколько 1000 человек.

Вывод: по улице Школьной происходит загрязнение окружающей среды выхлопными газами автомобильного транспорта.

2.3. Эксперимент №3. У светофора

Цель: оценка и вычисление токсичных продуктов от работы транспорта, характер их действия на живые организмы и окружающую среду.
Место проведения: автодорога, перекресток-светофор улиц Ленина и Поклонная.

Приборы: часы с секундной стрелкой.
Подготовка к работе: в справочной литературе нашли статистические данные о составе выхлопных газов бензиновых и тепловых двигателей. (Таблица 1)

№	Компоненты выхлопных газов	Бензиновые двигатели	Дизельные двигатели
1	Оксид углерода СО(II)	0,035	0,017
2	Оксид углерода СО 2(IV)	0,217	0,2
3	Оксиды азота (NО, NО2)	0,002	0,001
4	Сажа	0,04	1,1

Таблица 2. Состав выхлопных газов бензиновых и дизельных двигателей (г.)

Марки машин	t	n	k	m СО	m СО2	m NО2	m сажи	M, г
Легковые	10	9	195	0,035	0,217	0,002	0,04	5159,7
Грузовые	10	1	6	0,017	0,2	0,001	1,1	79,08
Автобус	10	2	9	0,017	0,2	0,001	1,1	237,24

Время проведения эксперимента: Зима. При температуре t = – 20^оС.
Ход работы:

1. Засекли время t-10 мин.

Определили число машин, останавливающихся у светофора, -n=12

легковых машин- n= 9

грузовых машин- n= 1

автобусов- n=2

1. Определили число переключений:

Торможение
Набор скорости k=174
Холостой ход
Без остановки y светофора проехало 10 машин.
легковых- 8
грузовых- 1
автобусов-1
Число переключений светофора для легковых машин- k= 195
Число переключений светофора для грузовых машин- k= 6
Число переключений светофора для автобусов- k= 9
Результаты измерений занесли в таблицу№2.

1. Вычислили выброс токсичных продуктов от работы транспорта.

Расчеты выполнили по формуле:
M= t. n. k. (m СО +m СО 2+ m NО2+ m САЖИ)
M=10 • 9 • 195 • (0,035+ 0,217+0,002+ 0,04 ) = 5159,7 г.
М=10 • 1 • 6 • (0,017+0,2+0,001+1,1) =79,08г.
М=10 • 2 • 9 • (0,017+0,2+0,001+1,1) = 237,24г.
Всего за 10 минут получаем 5476,02 г.
Всего за 1 час: 5476,02 • 6 = 32856,12 г.

1. Сравнили выброс токсичных продуктов бензиновых и дизельных двигателей.

М бензиновых двигателей М дизельных двигателей.

Вывод: В зимнее время поверхностный слой у автодорог и почва загрязняются выбросами токсичных продуктов от работы транспорта. На улице Ленина загрязнение окружающей среды происходит быстрее, чем на ул. Школьной.

Глава 3. Экологическая безопасность.

3.1. Защита окружающей среды.

Подводя итоги исследовательской деятельности, выяснили, что снижению вредных выбросов автомобилей способствует:

1. Равномерное движение машин на улицах, ликвидация заторов, сокращение задержек транспорта на перекрестках. Большую роль в этом играет светофор. Благодаря светофору автомобили меньше простаивают на перекрестках, вхолостую расходуя горючее и загрязняя воздух отработанными газами.

2. Предельная скорость движения в городе установлена не 80 км/ч и не 50 км/ч, а 60 км/ч, т.к. при этой скорости происходит минимум вредных выбросов.

3.Каждый водитель должен знать, что причины “дымления” автомобилей следующие: неисправность двигателя, не отлаженность систем питания и зажигания. Если все автомобильные двигатели будут правильно отрегулированы, то выброс вредных веществ в атмосферу уменьшится в 5-6 раз. Нежелание лишний час покопаться в двигателе приводит к тому, что автомобиль неделями, а то и месяцами “ развозит” по улицам ядовитый чад. Плохо накаченные шины не только быстрее изнашиваются, но и увеличивают сопротивление движению, а значит, сжигается больше горючего. Неумелое поведение водителя за рулем: неправильный выбор скорости движения, резкие разгоны и торможения, превышения установленной скорости, увеличение частоты вращения на холостом ходу- все это приводит к загрязнению атмосферы. Значит, нужна разъяснительная работа среди водителей.

4.Для контроля над техническим состоянием автомобилей есть диагностические станции: “ВАЗ-сервис”, “ГАЗ-сервис” и др. Такие диагностические станции должны иметь транспортные предприятия, но в наше время это многим не по карману.

3.2. Меры предосторожности.

Наше здоровье в немалой степени зависит от того, чем мы дышим, что пьем и едим, в каких условиях живем и работаем. В результате загрязнения природной среды, действительно ухудшается здоровье населения. При воздействии на человека вредных веществ важным обстоятельством является то, что он сразу не ощущает его влияния. Вместе с тем высокая концентрация газа может вызвать тяжелые сердечно-сосудистые заболевания, возникновение «психологической усталости», заболевание органов дыхания, малокровие, потерю памяти и т. д.

Рекомендации:

• научится дышать носом.

• чаще освобождать слизистую носа от накопившейся пыли.

воздерживайтесь от занятий оздоровительным бегом на городских улицах.

вблизи автомагистралей вдохи надо делать неглубокие, поверхностные.

питьевую воду надо отстаивать.

фрукты, овощи перед употреблением нужно тщательно мыть.

Заключение

В наше время люди, принимающие ответственные технические решения, должны владеть основами естественных наук, быть экологически грамотными, осознавать свою ответственность за действия и понимать, какой вред они могут принести природе. По нашему мнению автомобиль в жизни и деятельности современной цивилизации просто необходим. Но всякие недоработки научно-технического прогресса необходимо устранять своевременно с той целью, чтобы сохранить в чистоте окружающую среду. Человек должен понять, что жизнь на Земле зависит от его отношения к природе, от гармонии между ними.

Когда огромный мир противоречий,
Насытится бесплатною игрой, -
Как бы прообраз боли человечной,
Из бездны вод встает передо мной.
И в этот час печальная природа,
Лежит вокруг, вздыхая тяжело,
И не мила ей дикая свобода,
Где от добра неотделимо зло.
Н. Заболоцкий

Поэтому всем нам необходимо задуматься над вопросом: автомобиль – это добро или зло? Решение этой проблемы в первую очередь зависит от нас с вами.

Список источников и литературы

1. Экология. Энциклопедия для детей, М.: «Просвещение», 1981г. [269-278].

Домашние экологические опыты. [Текст]; Научно-методический журнал «школа-Пресс»; №2 1999г.[18].

На важных направлениях научно- технического прогресса. [Текст]; Физика в школе,- научно-методический журнал/ «школа-Пресс»; №6 1998г.[5-7].

Формирование и развитие основ исследовательского творчества учащихся [Таблица]; Биология в школе,- научно-методический журнал/ «школа-Пресс»; № 1. 2006г.[7].

1. Казанцева Л.К., Тагаева Т.О. Современная экологическая ситуация в России [Текст];эко.- 2005.-№9.[115-118, 225-228].