VI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Автомобильный транспорт в городе: проблемы и пути их решения

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Кузнецов В.В. 1

---

1МАОУ "НОШ №7 им. В. И. Ефремовой" г. Усинска

Шалаева  Н.М. 1

---

1МАОУ "НОШ №7 им. В. И. Ефремовой", 3 "В" класс

Работа в формате PDF

1.3 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Без здоровой окружающей среды не может быть здорового общества. К сожалению, по наблюдениям и исследованиям экологов, в настоящее время в России не обеспечивается экологическая безопасность.

Кто загрязняет нашу планету? Что является источником загрязнения нашей планеты? На первый вопрос ответ очевиден: нашу планету загрязняем мы сами – люди. Чтобы ответить на второй вопрос, я обратился к информационным источникам и выяснил, что источниками загрязнения окружающей среды являются:

транспорт (60%)

промышленность (16%)

электростанции (14%)

отопление (6%)

сжигание мусора (4%)

Из приведённых данных видно, что самым большим источником загрязнения окружающей среды является транспорт. В связи с этим, я решил провести исследование и узнать какой вред наносят автомобили моему родному городу – городу Усинску. От сотрудника ГИБДД по г. Усинску Квиткова Василия Георгиевича я узнал, что в г. Усинске, на сегодняшний, день зарегистрировано 25 000 легковых автомобилей. Для нашего маленького города это внушительная цифра! Этот факт помог мне выдвинуть такую гипотезу: воздух в нашем городе ежедневно подвергается загрязнению от выхлопных газов, поэтому является небезопасным и очень загрязнённым. Это большая и актуальная проблема для нашего города, т.к. загрязнение воздуха влияет на здоровье взрослых и детей, это приводит к росту пациентов с хроническими заболеваниями дыхательных путей, снижается иммунитет.

Цель: исследование проблемы загрязнения воздуха выхлопными газами.

Объект исследования: процесс загрязнения воздуха выхлопными газами в г. Усинске.

Предмет исследования: перекрёсток улицы Молодёжной с Улицей Нефтяников.

Задачи исследования:

Изучить историю возникновения легкового автомобиля.

Понять, что такое «выхлопные газы».

Подробно рассмотреть состав выхлопных газов, выявить основные загрязняющие вещества от автомобильного транспорта.

Провести исследование.

Сделать выводы из полученных результатов.

Методы исследования:

Изучение литературы.

Видео - эксперимент

Исследование

Математические расчёты.

Интервью.

Анализ полученных результатов.

2. Теоретическая и экспериментально – исследовательская часть

2.1 История возникновения легкового автомобиля

«Первый прообраз автомобиля был построен как игрушка для китайского императора в 1672 году. В России прообраз первого автомобиля создал крепостной крестьянин Леонтий Шамшуренков (Приложение 1). Своё изобретение он представил в Санкт-Петербурге в 1752 году. Это была четырёхколёсная самобеглая коляска (Приложение 2) с педальным приводом, развивающая скорость до 15 км/ч. Им же был разработан первый верстометр (автомобильный счётчик, измеряющий пройденный путь). Позже, в 1780-х годах русский конструктор, изобретатель и инженер - самоучка Иван Кулибин (Приложение 3) начал работу над каретой с педалями. В 1791 году он создал трёхколёсный самоходный экипаж (Приложение 4), развивающий скорость до 16 км/ч. В этой «самокатке» он разъезжал по улицам Петербурга. Его трёхколёсный механизм содержал почти все основные узлы будущего автомобиля. Немецкий инженер Карл Бенц (Приложение 5), изобретатель множества автомобильных технологий, считается изобретателем современного автомобиля. Бензиновый (газолиновый) двигатель, на котором перемещается основная часть современных автомобилей, — разработка немецкого изобретателя Николауса Отто (Приложение 6). Подобный дизельный (газолиновый) двигатель был также изобретён немцем Рудольфом Дизелем (Приложение 7). Водородный топливный элемент, одна из технологий, провозглашённых как замена для бензина в качестве источника энергии автомобилей, в принципе был обнаружен другим немцем Шёнбейн Кристиан Фридрихом (Приложение 8) в 1838 году. В 1828 году учёный из Венгрии создал двигатель для автомобиля, который работал от электричества.»

Из истории возникновения первых авто видно, что работали они не только на газолиновых двигателях, но и на паровых, на водородных и на электрических. Почему же практически все современные автомобили работают на газолиновых двигателях? Ответ прост:

Газолиновый (бензиновый) двигатель способен развивать большую скорость, в отличии от паровых двигателей;

Производство газолина (бензина) обходится гораздо дешевле, чем, например, производство водорода;

Газолиновый (бензиновый) двигатель не нужно постоянно заряжать, в отличии от электрических двигателей.

Но, как показывает практика, автомобили, работающие от бензиновых двигателей, очень опасны для окружающей среды и для человека. А именно опасны выхлопные газы, которые образуются после переработки горючего в двигателе.

2.2 Что такое выхлопные газы и их состав

Выхлопные газы (или отработавшие газы) – это неоднородная смесь различных газообразных веществ с разнообразными химическими и физическими свойствами. В своем составе они содержат около 300 веществ, кроме того, с выхлопными газами в атмосферу поступают предельные и непредельные углеводороды, альдегиды, канцерогенные вещества, сажа и другие компоненты, большинство из которых токсичны и опасны для здоровья человека и для окружающей среды.

Наибольшую опасность представляют оксиды азота, примерно в 10 раз более опасные, чем угарный газ, доля токсичности альдегидов относительно невелика и составляет 4-5% от общей токсичности выхлопных газов. Обнаруженные в газах полициклические ароматические углеводороды — сильные канцерогены. Среди них наиболее изучен бензпирен, кроме него обнаружены производные антрацена: бензантрацен, дибензантрацен, диметил. Все эти канцерогены влияют на развитие раковых заболеваний человека.

Кроме того, в отходящие газы могут входить оксиды серы, свинец, бром, хлор и их соединения.

Содержание основных токсичных веществ в отработавших газах бензиновых двигателей.

Пройдя 15 тыс. км, каждый автомобиль выбрасывает в атмосферу более 3 тонн углекислого газа, 93 кг углеводородов, 500 кг угарного газа, около 30 кг оксидов азота.

2.3 Экспериментально - исследовательская часть

Я решил изучить уровень загрязнения окружающей среды в своём родном городе – городе Усинске. За помощью я обратился к своей тёте Ермаковой Анастасии Владимировне, научному сотруднику Института биологии и экологии Республики Коми. Она рассказала мне, что на автомобильных дорогах самым загрязнённым местом является регулируемый светофором перекрёсток. Почему, спросите вы? Потому что на таких перекрёстках происходит постоянное торможение машин и набор новой скорости. Для этих двух процессов затрачивается намного больше горючего, чем при обычной езде. А это значит, что доля выхлопных газов увеличивается.

Для своего эксперимента я выбрал наиболее оживлённый перекрёсток города, который регулируется светофором – это перекрёсток улицы Молодёжной с улицей Нефтяников. В районе этого перекрёстка расположены социально значимые объекты для горожан: Дом Культуры, городской бассейн, фонтан, площадь имени Аллы Михайловны Босовой, на которой любят отдыхать взрослые, дети, мамы с колясками, Парк Культуры и Отдыха «Автодром», ресторан «Шар-Ю», торговый центр «Северное Сияние», гостиница «Полярная Звезда». Каким воздухом дышат люди, которые находятся в районе этого перекрёстка, чистым или загрязнённым?

На перекрёстке мне нужно было посчитать машины, которые останавливались на светофоре, и отдельно те машины, которые проезжали светофор без остановок. Кроме того, весь транспорт необходимо было разделить по типу двигателя на бензиновый и дизельный. Для эксперимента было выбрано время «час пик», когда горожане спешили домой на обед. Эксперимент удался только со второй попытки. Сначала я попытался посчитать машины, записывая их количество в блокнот. Но машин оказалось настолько много, что я не успевал их считать! И я решил снять движение транспорта через перекрёсток на видео и посчитать машины дома, просматривая отснятое видео. Это решение было верным. За 10 минут движения я сосчитал:

231 автомобиль на бензиновом двигателе пересёк перекрёсток, останавливаясь на красный сигнал светофора;

29 автомобилей на дизельном двигателе пересекли перекрёсток, останавливаясь на красный сигнал светофора;

61 автомобиль на бензиновом двигателе пересекли перекрёсток, не останавливаясь на нём;

1 автомобиль на дизельном двигателе пересёк перекрёсток, не останавливаясь на нём.

В общей сложности за 10 минут через исследуемый перекрёсток проехало 322 автомобиля!

При помощи сложных экологических формул и долгих подсчётов, моя тётя помогла мне установит следующие данные:

Удельные значения выбросов загрязняющих веществ для движущихся автомобилей (Приложение 9, Таблица 1)

Выбросы загрязняющих веществ в районе исследуемого перекрёстка для движущихся автомобилей за определённый промежуток времени (Приложение 10, Таблица 2)

Удельные значения выбросов загрязняющих веществ для автомобилей, стоящих на перекрёстке (Приложение 11, Таблица 3)

Выбросы загрязняющих веществ в районе исследуемого перекрёстка для автомобилей, стоящих на перекрёстке, за определённый промежуток времени (Приложение 12, Таблица 4)

Общее количество загрязняющих веществ от всего автотранспорта на исследуемом перекрёстке за 10 минут (Приложение 13, Таблица 5)

3. Заключение

Таким образом, из последней таблицы видно, что всего лишь за десять минут на одном только лишь перекрёстке города автомобилями в атмосферу было выделено 12 кг 300 г загрязняющих вредных веществ! А сколько таких перекрёстков в городе? Сколько килограмм вредных веществ выделяют автомобили за сутки? За месяц? За год? Тонны!!! Тонны вредных веществ, которыми дышат горожане! Я считаю, что я полностью подтвердили нашу гипотезу: наш город ежедневно подвержен большому загрязнению от выбросов выхлопных газов, от чего страдают горожане и экология. К каким последствиям это может привести?

Воздействие вредных веществ на организм человека:

Угарный газ - очень опасный. Он является причиной головных болей, головокружений, слабости, потери сознания. Если человек получит большую дозу угарного газа, то может умереть;

Двуокись азота – один из самых распространенных загрязнителей атмосферы на сегодняшний день. Вещество характеризуется высокой токсичностью. В воздухе, даже находясь в относительно небольших концентрациях, способен приводить к существенным изменениям в организме человека. Воздействует в основном на органы дыхательной системы. В зависимости от концентраций наблюдаются различные последствия - от слабого раздражения слизистых оболочек глаз и носа до отека легких. Также может приводить к изменениям состава крови, в частности, способствует уменьшению содержания гемоглобина;

Воздействие на организм углеводородов бензинового ряда выражается в нарушениях функционального состояния центральной нервной системы. В наибольшей степени страдает высшая нервная деятельность, что связано с наркотическим действием углеводородов. Даже в очень низких концентрациях действие углеводородов приводит к функциональным расстройствам нервной системы, неврастении, вспыльчивости и раздражительности - вплоть до сильного головокружения при резких движениях головой. Углеводороды, выбрасываемые в воздух при работе автотранспорта, вызывают общую слабость, головные боли, реже - ощущение шума в голове. Все углеводороды влияют на сердечно-сосудистую систему и на снижение содержания гемоглобина и эритроцитов, также возможно поражение печени, нарушение деятельности эндокринных желез, развитие злокачественных клеток;

Сажа попадает в дыхательные пути, где вызывает хронические заболевания: трахеит, бронхит;

Формальдегиды действуют на нервную систему, дыхательные пути и слизистые носа и глаз. Накапливаются в организме и не выводятся. Вызывают развитие злокачественных опухолей;

В придорожном пространстве свинец в виде микрочастиц сразу распределяется на прилегающей поверхности. Накопление свинца в придорожной полосе приводит к загрязнению экосистем и делает близлежащие почвы непригодными к сельскохозяйственному использованию. Свинец так же вызывает заболевания дыхательной системы;

Бенз(а)пирен - одно из самых опасных веществ. Является сильным канцерогеном, повышает вероятность возникновения раковых заболеваний;

Двуокись серы снижает содержание гемоглобина в крови, вызывает сердечно-сосудистые заболевания, нарушает сердечную деятельность и дыхание.

Воздействие вредных веществ на окружающую среду:

Токсичные вещества вызывают нарушения в росте растений, что, в свою очередь, способствует снижению урожаев и потерям в животноводстве;

Кроме того, отработавшие газы способствуют ускорению процессов разрушения изделий из пластмассы и резины, а также облицовки и конструкции зданий;

Накапливаясь в растениях, создают опасность для животных и людей;

Растения, произрастающие вблизи дорог с интенсивным движением, использующиеся для корма животных, могут быть опасны для них.

Все вещества, содержащиеся в выхлопных газах автомобилей, отрицательно влияют на организм человека, но в современном мире человеку очень тяжело без машины. Как решить эту проблему? Мы выделили несколько путей её решения:

Наладить жёсткий контроль над уровнем выхлопных газов хотя бы в центральной части города, где их концентрация наибольшая;

Переход на экологически чистые виды топлива (растительные масла, водород и другие);

Производить и оснащать автомобили двигателями новой конструкции, резко снижающими вредность выбросов на этом же топливе;

Рекомендуем озеленить следующие участки города: участок около городского бассейна, участок около ледового дворца «Югдом», улицу Возейскую, перекрёсток около гостиницы «Полярная звезда»;

Передвижение по городу на велосипедах;

Акция «Соседский автомобиль»: сначала один сосед развозит всех на работу на своём авто, а потом другой сосед и так далее;

Убедить рабочих передвигаться по городу на рабочих автобусах, а не на личных автомобилях.

Кроме того, я, с помощью своего руководителя, разработал памятку для автовладельцев (Приложение 15). Первую памятку я вручил своим родителям и родителям своих одноклассников.

Также мы вывели правила для моих одноклассников, которым они, я надеюсь, будут следовать.

А пока только остаётся порекомендовать усинцам следующее: помнить, что все вредные частицы отработанных газов тяжелее воздуха и поэтому скапливаются в припочвенном слое воздуха. Поэтому нужно стараться держаться подальше от проезжей части и лучше стоять, чем сидеть. Стараться избегать перекрёстков, где концентрация в три раза выше, ходить по городу дворами.

4. Библиографический список

http://knowledge.allbest.ru/ecology/3c0a65635a3bc68b4d53b88521316d36_0.html

http://www.publicecology.ru/publojs-183-1.html Реферат: транспортные проблемы городов и пути их разрешения

http://www.bestreferat.ru/referat-243609.html Открытая экология

http://lekcion.ru/Metallurgia/11184-dioksid-seri.html Диоксид серы

https://ru.wikipedia.org/wiki/Выхлопные_газы Выхлопные газы

http://www.studiplom.ru/Technology-DVS/Exhaust_gases.html Выхлопные газы, их состав и действие на организм человека

http://yabrukova.21310s16.edusite.ru/p65aa1.html Загрязнение окружающей среды выхлопными газами

https://ru.wikipedia.org/wiki/История_автомобиля История автомобиля

Н. И. Лаптинский. Автомобиль М – 1. – М.: Издательство наркомхоза РСФСР, 1940. - 296с.

А. Д. Рубец. История автомобильного транспорта в России. – М.: Интеллектцентр, 2004. -

115 с.

5. Приложения

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Приложение 4

Приложение 5

Приложение 6

Приложение 7

Приложение 8

Приложение 9, Таблица 1

Приложение 10, Таблица 2

Приложение 11, Таблица 3

Приложение 12, Таблица 4

Приложение 13, Таблица 5

Приложение 14

Приложение 15