IV Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ИНТЕГРИРОВАННАЯ ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГОРОДА КАРАЧАЕВСКА
Алиев Р.А.
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


Актуальность:

В СМИ имеется достаточное количество данных, говорящих о благополучной экологической обстановке СКФО. Таким образом, возникла идея провести данное исследование, чтобы подтвердить или опровергнуть эту информацию.

Для успешного выполнения работы я изучил методы диагностики и определил степень загрязненности воздуха в городе.

Цели работы:

  • Выяснить наличие загрязнения воды и воздуха в г.Карачаевске, путем проведения физико-химического анализа проб растительного опада, изучить влияние автотранспорта на состояние атмосферного воздуха в городе Карачаевск а также анализа проб воды в реке Теберда.

  • Дать оценку состояния здоровья населения;

  • Выяснить, насколько актуальна проблема загрязнения окружающей среды для города Карачаевска.

  • Сделать выводы.

В ходе исследования решались следующие задачи:

  • изучить литературу, используя разные источники информации, о загрязнении атмосферы различными веществами и их влиянии на организм человека;

  • освоить методики определения химических характеристик проб воды, почвы, растительности, атмосферы;

  • определить физические характеристики, качественный и количественный состав, воды, почвы, растительности, атмосферы.

Определение загрязнений, производимых автотранспортом

Автомобиль – один из главных источников загрязнения окружающей среды. Выброс автотранспортом загрязняющих веществ в атмосферный воздух остается одной из главных проблем. Отработанные газы двигателей внутреннего сгорания содержат более 200 вредных веществ и соединений, в том числе и канцерогенных. Среди веществ, вызывающих химическое загрязнение воздуха, наиболее распространены и опасны оксиды азота, серы, угарный газ, углеводороды, тяжелые металлы, сажа – продукт неполного сгорания топлива.

Загрязнение воздуха, в первую очередь, отрицательно сказывается на состоянии здоровья человека, на животных и растениях.

Определение содержания количества вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу автотранспортом

Цель работы на данном этапе: изучить влияние автотранспорта на состояние атмосферного воздуха в городе Карачаевск

Для достижения данной цели необходимо было выполнить следующие задачи:

  • определить интенсивность и состав транспортного потока на контрольных участках;

  • рассчитать количество топлива разного вида, сжигаемого двигателями автомашин;

  • рассчитать количество образованных вредных веществ по бензину. Определение количества единиц автотранспорта, проходящего по контрольному участку исследования.

На выбранном для исследования участке длиной 100 м, неоднократно производился подсчет автомобилей, движущихся в оба направления. Работа производилась в утренние, дневные и вечерние часы следующим образом: занималось место у исследуемого участка, и в течение 30 минут в отдельный бланк заносились данные о проезжающем транспорте. Исследуемый участок дороги ул.Ленина находится на расстоянии 40 метров от здания школы; контрольный участок «дорога перед школой» - 40 метров.

На основе пятикратного проведения эксперимента были получены характеристики транспортного потока, представленные в таблице.

Таблица. Среднесуточный поток автотранспорта на контрольных участках ( за час)

Контрольный участок

Грузовые и легковые автомобили, работающие на бензине

Грузовые автомобили и автобусы, работающие на дизельном топливе

Дорога перед школой

400

36

Примечание: санитарные требования по уровню загрязнения допускают поток машин в жилой зоне интенсивностью не более 200 автомобилей в час.

4. Рассчитывается 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;

  • для дизельного топлива: при сгорании топлива, необходимого для пробега 1 км, выделяется: 0,14 л угарного газа, 0,037 л углеводородов, 0,015 л диоксида азота.

5. Рассчитывается 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 представлен расчет количества загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу исследуемым количеством автомобилей, проезжающих на контрольном участке за сутки.

Табл. Количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу

Тип топлива

Контрольный участок

Количество автомобилей в час

Количество выделившихся загрязняющих веществ

CO, л/ч

NO2, л/ч

CxHy, л/ч

Pb2+, г/ч

Бензиновое топливо

Ул.Ленина 32

400

2,4

0,16

0,4

1

Дизельное топливо

Ул.Ленина 32

36

0,0504

0,0054

0,013

-

Вывод: полученные результаты говорят о том, что среднесуточный транспортный поток на ул. Ленина значительно превышает санитарные нормы. Можно предположить превышение количества вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу работающими автомобильными двигателями почти в два раза. На вспомогательной дороге обстановка благоприятная. Представлялось целесообразным провести дальнейшее исследование по определению загрязнения окружающей среды автотранспортом.

2. Определение содержания свинца в зеленой массе газонных трав и в опавшей листве

Причиной летнего листопада является высокое содержание свинца в воздухе. Но концентрируя этот металл, растения очищают воздух. В условиях города возникают и специфические проблемы охраны зеленых насаждений. Так, на улицах города, для борьбы с гололедом разбрасывают большое количество противогололедных реагентов, содержащих соединения хлора (СаСl2). Соль хлорида кальция отрицательно воздействует на растения. Кроме того, листья деревьев накапливают в себе вредные соединения из атмосферы. Поэтому осенью следует собирать листья и уничтожать их. Причем экологически целесообразно захоронить загрязненные листья, так как при сжигании все накопленные вредные вещества, снова поступят в атмосферу.

Задачи данного этапа работы:

  • определить наличие свинца в зеленой массе газонных трав, окружающих школу;

  • показать уровень загрязнения окружающей среды выхлопными газами автомобилей.

Методика определения содержания свинца в листьях растений

Было собрано по 100 г растительных проб одного вида с контрольных участков.

Собранные пробы пронумеровывались, измельчались и растирались в ступке. Затем было добавлено по 50 мл 40%-ного этилового спирта. Проведено фильтрование раствора. Экстракт кипятился на водяной бане, чтобы соединения свинца (а это главным образом бромид свинца) перешли в раствор. Экстракт упаривался до 10 мл. Далее на фильтровальную бумагу необходимо было нанести каплю исследуемого раствора. Затем подсушить ее на воздухе, (над плиткой или пламенем спиртовки). В то же самое место капнуть раствор реагента – йодистого калия (KI).

Вывод: в результате проведённого опыта было установлено не значительное наличие свинца, в собранном материале. Полученные результаты можно объяснить несколькими причинами. Во-первых, пробоотбор проводился после листопада, а в нашем городе, как известно, вся листва собирается и вывозится за пределы Карачаевска. Газонная же трава может не обладать хорошей очищающей способностью. С другой стороны, ведется борьба с недобросовестными производителями бензина, которые в целях повышения октанового числа используют присадки, содержащие соединения свинца. А если в топливе нет свинца, то его нет и в атмосфере.

2. Определение загрязнений воды в реке Теберда в пределах города Карачаевска

Цель работы на данном этапе: изучить физический и химический состав воды р.Теберда

в пределах города Карачаевска.

2. 1 Анализ реки Теберды

Анализ физических и химических свойств воды в реке Теберда

проводился по методике, описанной в разделе «Определение загрязнений воздуха по снежному покрову». В качестве контрольного раствора использовали дистиллированную воду.

Результаты химического анализа представлены в таблице.

Таблица. Результаты химического анализа проб воды реки Теберда

№ пробы

рН

Взвешенные вещества мг/л

Органические вещества

Ионы

Fe3+

Pb2+

Cu2+

Cl-

SO42-

Вода реки Теберда

7

0,1

лилово-розовое окрашивание

-

-

-

+

-

Контрольный раствор

7

-

лилово-розовое окрашивание

-

-

-

-

-

На основании проведенных исследований физических и химических свойств можно сделать следующие выводы:

  • анализ воды показал относительно благоприятную экологическую обстановку;

  • Было обнаружено незначительное превышение нормы содержания хлоридов в воде.

3. Влияние загрязнения воздуха на здоровье населения

Дыхательная система человека имеет ряд устройств, помогающих защитить организм от действия загрязнителей воздуха. Волоски в носу отфильтровывают крупные частицы. Липкая слизистая оболочка в верхней части дыхательного тракта захватывает маленькие частицы и растворяет некоторые газовые загрязнители. Механизм непроизвольного чихания и кашля удаляет загрязненные воздух и слизь при раздражении дыхательной системы. Тонкие частицы представляют наибольшую опасность для здоровья человека, так как способны пройти через естественную защитную оболочку в легкие.

Логическим завершением работы является оценка состояния здоровья старшеклассников нашей школы. В таблице представлены статистические данные по некоторым заболеваниям (к сожалению, мы не располагаем статистическими данными округа по остальным заболеваниям).

Таблица . Статистические данные по некоторым заболеваниям среди школьников

Заболевание

Школа № 6

Бронхиальная астма

0,7%

Кожные заболевания

0,5%

Заболевания мочеполовой системы

0,6%

Аллергия

1,8%

Известны основные факторы, влияющие на здоровье человека. Это наследственность, стрессы и питание, степень загрязненности воды и воздуха, психологический комфорт в семье и социальной среде.

Видно, что экология является всего лишь одним из факторов, влияющих на здоровье, поэтому нельзя однозначно объяснить полученные результаты. Настораживает тот факт, что 45,3% школьников, болеющих бронхиальной астмой, приходится на долю учеников 9-11-х классов (2000-2003 г.р.).

Заключение

По результатам работы я могу сделать следующие выводы:

1. Относительно умеренная нагрузка на автодорогах, большая площадь зеленых насаждений оказывают благотворное влияние на экологическое состояние школьного микрорайона.

2. Необходимо проведение ежегодного экологического исследования школьного микрорайона.

3. Необходимо заниматься озеленением родного города, проводить экологические рейды в районе.

4. Необходимо распространять среди школьников экологическую культуру, пропагандировать здоровый образ жизни, проводить лекции о вреде курения, алкоголя, наркотиков.

Список литературных источников

  1. Вредные химические вещества. Неорганические соединения элементов I-IV (V-VIII) групп: Справ.изд. / А.Л.Бандман, Н.В. Волкова, Т.Д. Грехова и др.; Под ред. В.А. Филова и др., - Л.: Изд-во «Химия», 1989 г.

  2. Вредные химические вещества. Природные органические соединения. Изд. Справ. – энциклопедического типа. Т. 7/Под ред. В. А. Филова. - СПб.: СПХФА, НПО «Мир и семья-95», 1998 г.

  3. Вредные вещества в промышленности. Справочник для химиков, инженеров и врачей. Изд. 7-е, пер. и доп. В трех томах. Том III. Неорганические и элементорганические соединения. Под ред. Н.В. Лазарева и И.Д. Гадаскиной, - Л.: Изд-во «Химия», -1977 г.

  4. ГОСТ 17.2.2.03-87. Охрана природы. Атмосфера. Нормы и методы измерений содержания оксида углерода и углеводородов в отработавших газах автомобилей с бензиновыми двигателями.

  5. ГН 2.2.5.1313-03 Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны. – М.: Российский регистр потенциально опасных химических и биологических веществ Минздрава России, 2003. - /Гигиенические нормативы/.

  6. Экологический мониторинг в школе. / Под ред. Коробейниковой Л.А. – Вологда: Русь, 1998. - 212 с.

  7. Следим за окружающей средой нашего города.9-11 кл, школьный практикум. М.Владос, Под ред .Мансурова С.Е., Кокуева Г.Н. 2001.

  8. СанПиН 2.1.6.1032-01 «Атмосферный воздух и воздух закрытых помещений. Санитарная охрана воздуха. Гигиенические требования к обеспечению качества атмосферного воздуха населенных мест».

  9. Федеральный Закон от 10.01.2002 N 7-ФЗ. Об охране окружающей среды: Статья 11. Права и обязанности граждан в области охраны окружающей среды. Статья 52. Требования в области охраны окружающей среды при установлении защитных и охранных зон. 9. Химия и общество. Американское химическое общество, пер. с англ. Канд.хим. наук М.Ю.Гололобов, М.Мир, 1995.

  10. Химия и охрана окружающей среды. Элективный курс– ИТД «Корифей», Под редБаланова И.Н. 2007

  11. Школьный экологический мониторинг. Т.Я. Ашихмина- М., «Агар», 2000.

  12. http://biomodul.ru/ekologiya-gorod

  13. http://www.mosgorzdrav.ru/mgz/komzdravsite.nsf/fa_MainForm?OpenForm&type=ka_homepage

  14. http://real-usi.ru/node/137

  15. http://www.ecosystema.ru/03programs/issl/works/sch106.htm