II Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

ИЗУЧЕНИЕ ДЕЙСТВИЯ ВЫБРОСОВ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА НА ЛИНЕЙНЫЙ ПРИРОСТ СОСНЫ.

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Тасоева Т.М. 1

---

1МБОУ СОШ №25 имени Героя Советского Союза Остаева А.Е.

Маркина В.А. 1

---

1Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа № 25, имени Героя Советского Союза Остаева А.Е.

Работа в формате PDF

177.5 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Отрицательно влияют на лесные экосистемы выбросы в атмосферу токсичных газов и пыли промышленными предприятиями и транспортом. Эти загрязняющие вещества попадают из атмосферы в леса чаще всего с кислотными дождями. В непосредственной близости от промышленных предприятий, загрязняющих атмосферу, возможны ожоги листьев и хвои деревьев ядовитыми газами и пылью. Устойчивость разных деревьев к атмосферным загрязнителям различна.

Актуальность

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 главным образом атмосфере. Даже легковому автомобилю для сгорания 1 кг бензина требуется 2,5 кг кислорода. В среднем автомобиль проезжает в год 10 тыс. км и сжигает 10 т бензина, расходуя 35 т кислорода и выбрасывая в атмосферу 160 т выхлопных газов, в которых обнаружено около 200 различных веществ, в том числе 800 кг оксида углерода, 40 кг оксидов азота, 200 кг углеводородов.

Поскольку основная масса автомобилей сконцентрирована в крупных городах, воздух этих городов не только обедняется кислородом, но и загрязняется вредными компонентами отработавших газов. С каждым годом количество автотранспорта растет, а, следовательно, растет содержание в атмосферном воздухе вредных веществ. Постоянный рост автомобилей оказывает определенное отрицательное влияние на окружающую среду и здоровье человека. Поэтому я считаю вопрос изучения воздействия транспортных средств на окружающую среду достаточно актуальным

Целью нашего исследования являлось изучение выбросов автомобильного транспорта на линейный прирост сосны.

Задачи, которые нужно было выполнить:

1. Заложить площадки для исследования;

2. Расположить несколько площадок в исследуемом районе;

3. Провести исследования на разных площадках;

4. Заложить контрольную площадку в чистом районе;

5. Сравнить показатели на пробных площадках и на контрольной.

Негативное влияние автомобилей на окружающую среду очевидно. В нашем мире невозможно прожить без использования двигателей внутреннего сгорания.

Проблема охраны окружающей среды является одной из наиболее актуальных, поскольку от ее решения зависят жизнь на Земле, здоровье и благосостояние человека. Эта проблема обострилась в XX в., когда интенсивное развитие промышленности и транспорта, а также несовершенство технологических процессов привели к загрязнению атмосферы, воды и почвы. Ежегодно мировое хозяйство выбрасывает в атмосферу 350 млн. т окиси углерода, более 50 млн. т различных углеводородов, 150 млн. т двуокиси серы. В атмосфере накапливается углекислый газ, уменьшается количество кислорода.

Транспорт является одним из важнейших элементов материально—технической базы отечественного производства и необходимым условием функционирования современного индустриального общества.

Во многих крупных городах на долю автотранспорта приходится 70 и более процентов от общего количества выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Являясь крупнейшим потребителем природного топлива, автотранспорт существенно влияет на увеличение концентрации в атмосфере углекислого газа и, тем самым, на процесс глобального потепления климата в мире (Аксёнов И.Я., 1986).

Ежегодно с отработавшими газами в атмосферу поступают сотни миллионов тонн вредных веществ; автомобиль – один из главных факторов шумового загрязнения; дорожная сеть, особенно вблизи городских агломераций, «съедает» ценные сельскохозяйственные земли. Под влиянием вредного воздействия автомобильного транспорта ухудшается здоровье людей, отравляются почвы и водоёмы, страдает растительный и животный мир.

Человеком используются эти механизмы, как в бытовой, так и в других видах деятельности. К сожалению, помимо всех тех положительных качеств, которые несет с собой использование двигателей внутреннего сгорания, также наблюдается и множество отрицательных факторов. Основным из них является негативное воздействие на окружающую среду. Все виды современного транспорта наносят большой ущерб биосфере, но наиболее опасен для нее автомобильный транспорт.

Загрязнение воздуха автотранспортом отличается значительной неравномерностью в пространстве и во времени, поэтому очень важен оперативный и детальный учет интенсивности и структуры транспортных потоков, особенно в городах и крупных населенных пунктах. Санитарные требования по уровню загрязнения допускают поток транспорта в жилой зоне интенсивностью не более 200 машин в час. Сегодня в мире примерно 600 млн. штук автомобилей. В выхлопных газах двигателей содержатся более 200 химических соединений и элементов. Наибольший вклад в структуру загрязнения вносят окислы углерода и азота, углеводороды, сернистые соединения, сажа. В среднем каждый автомобиль выбрасывает в сутки 3,5-4 кг угарного газа, значительное количество оксидов азота, серу, сажу. При использовании этилированного (с добавлением свинца) бензина этот высокотоксичный элемент попадает в выхлопы. В организм человека свинец попадает с продуктами, выращенными у дорог, с молоком коров, которые выпасались на обочинах дорог. Повышенное содержание свинца отмечено в организме детей, играющих вблизи автотрасс, у гаражей и т. д. «Вклад» автомобильного транспорта в загрязнение атмосферы составляет сегодня в большинстве регионов России не менее 30%. Автомобили используют кислород атмосферы. Для них ежегодно расширяется сеть дорог с твердым покрытием, которые густой сетью опутывают планету. Содержание таких дорог требует очень больших затрат энергии. Кроме того, каждый автомобиль, стирая шины, поставляет в атмосферу 5-8 кг резиновой пыли ежегодно.

Это негативное влияние с каждым годом только увеличивается, это связано с тем, что спрос на автомобили тоже растет. Двигатели внутреннего сгорания, на которых работают все автомобили, за время своей работы сжигают просто огромное количество нефтепродуктов разной степени очистки. Это наносит вред окружающей среде и, в первую очередь, атмосфере. Так как автомобили в большом количестве в основном сосредоточены в больших городах, то воздух в мегаполисах обеднен кислородом и загрязнен продуктами горения нефтепродуктов. Такой воздух приносит вред здоровью человека, из-за такого воздействия нарушается экологическая среда, меняются природные и климатические условия. Также общеизвестно, что из воздуха эти вредные продукты попадают еще и в воду, а значит, загрязняется и водная среда.

У здоровых людей организм справляется с отравленным воздухом, но на это уходит так много физиологических сил, что в результате все эти люди теряют работоспособность, производительность труда падает, а мозг работает совсем плохо. Для уменьшения скольжения при езде автомобилей зимой улицы посыпают солью, создавая при этом невероятную грязь и лужи. Эта грязь и сырость переносится в троллейбусы и автобусы, в метро и переходы, подъезды и квартиры, обувь от этого портится, засоление почвы и рек убивает все живое, губит деревья и травы, рыба и вся водяная живность - разрушается экология.

В процессе сгорания топливных жидкостей происходит выброс следующих веществ в большом количестве:

1. Оксид углерода. Это вещество очень токсично, то есть представляет опасность для природной среды и для человека.

Если человек будет вдыхать этот газ в небольшой концентрации на протяжении небольшого количества времени, то возможно отравление, которое может привести к обмороку. Оксид углерода поражает кору головного мозга человека, вызывает необратимые расстройства нервной системы.

2. Твердые частицы. При сгорании топливных жидкостей также происходит выброс в атмосферу твердых частиц, которые при вдыхании человеком могут повлечь за собой нарушение работы многих внутренних органов, а, в первую очередь, органов дыхания. Кроме этого, эти элементы оказывают негативное влияние на окружающую среду, в частности, на водоемы, образуют пыль, которая препятствует росту растений.

3. Оксид азота. Во время контакта с влажной поверхностью происходит образование азотистой и азотной кислот, которые своим действием приводят к различным нарушениям работы органов дыхания. Действие этого элемента на кровеносную систему приводит также к различным нарушениям.

4. Сернистый ангидрид. Этот элемент является высокотоксичным элементом, который оказывает самое негативное влияние на всех теплокровных существ. Воздействие этого элемента может вызвать у человека почечную недостаточность, легочно-сердечную недостаточность, расстройство сердечно – сосудистой системы и т. д. Также сернистый ангидрид оказывает разрушающее действие на строительные конструкции, в его присутствии ускоряется рост коррозии металлических предметов.

5. Сероводород.

Это удушливый и токсичный газ, который вызывает у человека расстройство нервной, сердечно – сосудистой, дыхательной систем. При длительном воздействии может вызвать тяжелые формы отравления, которые могут привести к летальному исходу.

6. Ароматические углеводороды. Также очень токсичные элементы, которые могут вызвать очень негативные последствия для человеческого организма.

7. Бензапирен. Весьма канцерогенное вещество, которое может вызывать мутационные изменения в организме человека.

8. Формальдегид. Имеет очень токсичное действие, которое влияет на нервную системы человека, на многие органы и вызывает необратимые последствия для здоровья человека.

Опасность неотработанных элементов горения нефтепродуктов заключается, в первую очередь, в том, что это воздействие невозможно увидеть сразу, многие из вредных веществ имеет свойство накапливаться в организме человека, многие не выводятся из него вообще. Иногда последствия такого воздействия можно увидеть только через годы, тогда, когда уже невозможно что-либо изменить. Впоследствии это приводит к тому, что многие заболевания становятся наследственными, многие болезни получили очень широкое распространение.

А как вредные вещества влияют на растения?

Разные древесные породы неодинаково чувствительны к этому воздействию. Одни из них более стойки, другие напротив, очень уязвимы. Каждая древесная порода чувствительна по-своему. Это отчасти зависит от того, как долго на дереве сохраняются листья или хвоя, какова продолжительность их жизни.

Например, наши лиственные деревья с опадающей ежегодно листвой лучше противостоят вредному воздействию выбросов, чем вечнозеленые хвойные, у которых хвоинки живут несколько лет.

Действие на лес различных ядовитых веществ, содержащихся в воздухе, специфично. Каждое из них приводит к тем или иным нарушениям жизнедеятельности лесных растений, прежде всего деревьев. Но эти нарушения в разных случаях неодинаковы. Основной реакцией дерева на неблагоприятные факторы является снижение прироста хвои, побегов у деревьев, относительного контроля. Контрольными деревьями должны быть деревья, которые находятся вне зоны воздействия выбросов.

Помимо влияния, связанного с последствиями сгорания топливных жидкостей, отрицательного влияния на растения и т. п. автомобили оказывают и другое негативное влияние на окружающую среду. Влияние автомобилей на жизнь человека тоже проявляется не только в положительном ключе, но, в первую очередь и главным образом, в негативном направлении. Автомобили оказывают огромное шумовое воздействие на человека.

Шумы, которые издаются при работе двигателя автомобиля, вызывают у человека чрезмерную усталость у людей, что может служить поводом к различным психическим и нервным расстройствам. Постоянно превышается шумовой порог, при котором возможна нормальная работа органов слуха человека. Кроме того, постоянное шумовое воздействие может заметно сокращать жизнь человека. Постоянные шумы мешают людям совершать необходимые действия, такие как, например, сон, отдых, плодотворная работа и т. д. Утомление также имеет свойство накапливаться, особенно в условиях постоянной трудовой занятости, это тоже может привести к нервным и психическим расстройствам. На распространение уровня шума влияют также климатические и природные факторы. Так, например, в зоне, которая насыщена зелеными насаждениями, шум распространяется гораздо в меньшей концентрации, чем, например, в городе. Именно поэтому жители городов ощущают часто постоянную усталость. Уровень шумового фона измеряется в децибелах. По нормам для человека этот уровень не должен превышать порога в 40 децибел, в современном же мире он часто перешагивает порог в 100 децибел.

Таким образом, можно сказать о том, что автомобили оказывают негативное воздействие на окружающую среду и на человека. Необходимо различными методами пытаться сократить это влияние, хотя бы до того уровня, который не будет мешать нормальному функционированию организма человека, а также не будет нарушать работу экологических систем.

Методика исследования

Нами были заложены площадки: 3 исследуемых (вблизи школы № 25, район КБСП, водная станция, дача) и контрольная (500 м вглубь бора, район Попова Хутора )

На всех площадках взяли одну хвойную породу — сосну. Для исследования подбирались деревья примерно одного возраста. С одной стороны (с южной) на одинаковой высоте 1,5 м произвели 10 замеров центральных побегов. Замирение побегов происходило в конце каждого месяца в течение года, не считая лета.

На каждом побеге подсчитали длину побега, длину хвои, количество хвоинок. Такие измерения произвели на каждой площадке, в т. ч. и на контрольной.

Расчет влияния выбросов на рост побегов производится относительно контроля. Данные контрольной площадки берутся за 100%.

Так провели анализ по всем площадкам, то есть длина побегов, длина хвои, количество хвоинок на побегах. По всем полученным материалам сделали заключение об интенсивности выбросов. В итоге провели анализ влияния выбросов на нарушение прироста побегов.

Результаты исследования

В результате исследований у нас получилось следующее:

1. Средняя длина побегов на исследуемых площадках равняется — 2,1 см на контрольной площадке — 5,1 см.

Вычисляемый линейный прирост однолетних побегов на исследуемых площадках составляет 41% относительно контроля. Потеря древесины по однолетним побегам составляет 59%.

1. Среднее количество хвои на побеге на исследуемых площадках составило 24 хвоинки, на контрольной площадке — 34 хвоинки. Среднее количество хвои уменьшается на исследуемых площадках на 24%.

2. Средняя длина хвои на исследуемых площадках — 3,3 см, на контрольной — 5,9 см. Разница между исследуемыми площадками и контрольной — 56%.

То есть средняя длина хвои на контрольной площадке больше на 44%, чем на исследуемых.

Таким образом: можно сделать выводы, что выбросы автомобильного транспорта в районе улицы Владикавказской значительны, так как они действуют на линейный прирост сосны, который уменьшается на 41%, то есть потеря древесины по однолетним побегам составляет 59%:

1. среднее количество хвои на побеге уменьшается на 24%;

2. средняя длина хвои становится меньше на 44%.

Хвои на побеге становится меньше, средняя длина хвои уменьшается, сам побег становится короче, следовательно, такая хвойная порода, как сосна плохо противостоит вредному воздействию автомобильного транспорта, намного хуже, чем лиственные породы, у которых листва опадает ежегодно, у сосны же хвоинки живут несколько лет.

В сравнении с тополем (наши исследования прошлого года), по сосне показатели выше: потеря древесины по однолетним побегам у тополя — 20%, у сосны же — 59%, средняя длина листьев у тополя становится меньше на 30%, у сосны — на 44% следовательно, сосна очень чувствительна к вредным выбросам автомобильного транспорта и является неустойчивой к антропогенному воздействию (не газоустойчива).

Наши практические рекомендации: сосны вблизи автомобильных дорог сажать не следует, так как они будут угнетены выбросами автомобилей и будут плохо расти.

Список литературы

1. Н. В. Скалой, Л. А Горшкова, Практикум по изучению экологии городов Кузбасса; Кемерово; КРЭОО «Ирбис», 2006, текст (стр. 25-29)

2. Ж. «Сибирский вестник экологического образования », 2000, текст (стр. 41)

3. Б. М. Миркин, Л. Г. Наумова, Экология России, Москва «Устойчивый мир», 1999, текст (стр. 202-203)

4. Валова В.Д. Основы экологии: Учебное пособие. – 2-е изд., перераб. и доп. М.: Издательский Дом «Дашков и К0», 2001.

5. Куров Б.М. Как уменьшить загрязнение окружающей среды автотранспортом? Россия в окружающем мире. - Аналитический ежегодник. 2000 г.

Приложения

Таблица 1