VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Влияние выбросов автомобильного транспорта на экологию г. Енисейска
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
1.Введение
С тех пор как на земле появился человек, природа и ее состояние очень сильно зависят от его деятельности. В последнее время очень много говорят об экологическом кризисе. Одной из причин экологического кризиса являются выхлопные газы от неумолимо растущего количества автомобилей. В настоящее время владельцы автомобилей совсем забыли об окружающей среде. И даже не задумываются, что выхлопные трубы их машин выпускают в воздух много вредных веществ.
Цель:
изучение состава выхлопных газов на центральной улице города Енисейска
Задачи:
1. Найти информацию о составе выхлопных газов, их физиологическом действии на живой организм.
2. Провести подсчет движения автомобильного транспорта по центральной улице в различное время светового дня.
3. Провести средний статистической подсчет выхлопов в атмосферу на улице за сутки
4. Провести исследования химического состава взятых проб
5. Взять пробы снежного покрова вдоль центральной улице , где наиболее оживленное движение автомобильного транспорта, а также вдали от дороги на различных расстояниях
6. Провести химический анализ проб.
7. На основании исследований сделать вывод
Гипотеза:
на состав воздуха в центральной части города влияют выхлопные газы.
2.Основное содержание
2.1 О Енисейске
Енисейск – небольшой сибирский городок не берегу Енисея, с численность населения 17815 человек. Промышленного производства в городе нет. Казалось бы, воздух здесь должен быть чистым. Но по центральной улице можно видеть большое движение автомобильного транспорта(грузовых, легковых) Нами подсчитано : в среднем за пол часа по центральной улице проходит 90 легковых и 15 грузовых машин. Поэтому мы решили выявить: каким воздухом мы дышим.
2.2 Выхлопные газы
Выхлопные (отработанные) газы – это отработанное в двигателе рабочее тело, являющиеся продуктом окисления и последующего не полного сгорания топлива из углеводорода. Иначе говоря, отработанные газы являются главным движущим элементом всех двигателей внутреннего сгорания. Они сопровождают нас практически повсюду – залетают к нам на кухню через форточку, преследуют в салоне автомобиля, на пешеходном переходе, в общественном транспорте. Необходимо учесть, что центральная улица г. Енисейска имеет возраст 400 лет, то можно представить, что это неширокая улица, где ширина дороги составляет 6-7м, расстояние от невысоких деревянных строений жилых домов до дороги 9 м (См. фото №1,№2,№3). Массовые выбросы в атмосферу выхлопных газов являются основной причиной повышения концентрации канцерогенов и токсичных веществ могут пагубно влиять на организм человека, растений, выращенных в огородах, расположенных рядом с домом.
2.3 Вред выхлопных газов
Выхлопные газы автомобиля могут нанести вред здоровью, и достаточно серьезный. Прежде всего, оксид углерода или угарный газ не имеет вкуса и запаха, но при высокой концентрации вызывает головокружение, головную боль, тошноту, может приводить к обморокам.
Сернистый бензин и создаваемый им оксид серы – одна из причин очень ощутимо воздействуют на обонятельные рецепторы, поэтому этотзапах чувствуется даже при невысокой концентрации, а более концентрированный “аромат” перекрывает все остальные запахи для носа человека, что может подтвердить каждый, кто зажигал в доме спички. Углеводороды в выбросах автомобилей окисляются при попадании под действие солнечных лучей и образуют токсичные соединения с резким запахом, которые особенно сильно сказываются на работе верхних дыхательных путей и приводят к обострениям хронических заболеваний дыхательной системы.
Вред от выхлопных газов автомобиля во многом объясняют канцерогены – сажа и бензопирен, которые способствуют развитию опухолей, особенно — злокачественных.
Рассматривая выхлопные газы и вред, который они приносят, нужно добавить и про влияние этого химического коктейля целиком: длительный контакт с выхлопными газами приводит к смерти, в частности — от отравления конкретно угарным газом. Наибольшая опасность этих выбросов состоит в их количестве, распространенности и мелком размере частиц, что позволяет выхлопам проходить через естественные барьеры организма и попадать в легкие. При постоянном воздействии выхлопных газов на организм может развиваться иммунодефицит, бронхиты, страдают сосуды головного мозга, нервная система и другие органы. Кроме того, большая часть токсичных веществ, входящих в состав выхлопных газов, может взаимодействовать друг с другом и с другими компонентами атмосферы, что способствует образованию смога.
|
Вещество |
Объемная доля % |
Примечание |
||
|
Бензиновый |
Дизельный |
|||
|
Азот |
74-77 |
76-78 |
Нетоксичен |
|
|
Кислород |
0,05-80 |
20-180 |
Нетоксичен |
|
|
Вода |
3-13 |
0,5-10 |
Нетоксичен |
|
|
Двуокись углерода |
5-125 |
1-12 |
Нетоксичен |
|
|
Окись углерода |
0,1-10 |
0,01-0,5 |
Токсичен |
|
|
Окислы азота |
0,05-0,5 |
0,1-10 |
Токсичен |
|
|
Углеводороды |
0,2-20 |
0,01-0,5 |
Токсичен |
|
|
Альдегиды |
0-0,2 |
0-0,05 |
Токсичен |
|
|
Сажа |
До 100 мг/м3 |
До 20 гр/м3 |
Токсичен |
|
|
Окислы серы |
0,003 |
0,015 |
Токсичен |
|
|
Тетраэтилевинец |
0,003 |
- |
Токсичен |
|
|
Бензопирен |
25 |
10 |
Канцероген |
|
3.Практическая часть
3.1 Мониторинг движения транспорта
В течение 2 месяцев нами были проведены подсчеты движения транспорта по центральной улице:
7-8 часов утра:
легковых автомобилей–180
грузовых (в том числе лесовозов, самосвалов с углем)–30
13-14 часов дня:
легковых автомобилей - 120
грузовых (в том числе лесовозов, самосвалов с углем) -60
18-22 часов:
легковых автомобилей - 180
грузовых (в том числе лесовозов, самосвалов с углем) -30
Итого: 600 машин за сутки, не считая ночного времени
!При чем в декабре увеличилось число лесовозов!
3.2 Вычислительная часть
На основании наблюдений и взятых из источников информации мы провели подсчет. Нами выявлено, что грузовые и легковые автомобили, лесовозы и машины с углем, перевозимым по городу, выбрасывают в атмосферу около 424,2г выхлопных газов за сутки (при поиске информации выявили кол-во выбросов одной машины за сутки, которое составляет 0,7075345454г)
3.3 Взятие проб
Для дальнейшего исследования мы взяли пробы:
№1 –проба снега у дома(10 метров от дороги) (См. фото №6, №7)
№2 - проба снега в огороде (30 метров от дороги) (См. фото №8, №9)
№3 - проба снега у дороги (См. фото №4, №5)
3.4Исследования проб:
Качественные реакции на ионы тяжелых металлов
Для того, чтобы определить нахождение тяжелых металлов необходимо провести качественные реакции. Тяжелые металлы дают окрашенные соединения с растворами солей-реагентов. По характерному окрашиванию можно определить наличие в растворе того или ионного металла
3.4(А)Лабораторныйопыт №1 .
Определяем содержание ионов меди. Берем порции снега. И действуем водным раствором аммиака. Наблюдаем:
Проба №1:голубой цвет (См. фото №11)
Проба №2:чуть голубоватый цвет (См. фото №11)
Проба №3: синий цвет (См. фото №10)
Медь образует с раствором аммиака комплексное соединение – гидроксид тетраамминмеди (II) василькового цвета:CuSO4 + 4NH3 * H2O = [Cu(NH3)4]SO4 + 4H2O – Васильковый раствор
3.4(Б) Лабораторныйопыт №2.
Определяем содержание ионов железа. Берем порции снега и действуем раствором щелочи. Наблюдаем:
Проба №1: прозрачный цвет с оттенком бурого (См фото №14)
Проба №2: прозрачный цвет
Проба №3: бурый цвет (См. фото №12, №13, №14)
Уравнение реакции:Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
3. 4(В) Лабораторный опыт №3.
Определяем пробы на присутствие свинца. (См фото №15)
Берем порции снега и действуем раствором хлороводородной кислоты. Наблюдаем:
Проба №1: муть белого цвета
Проба №2:прозрачный цвет (См. фото №16)
Проба №3: осадок белого цвета
Уравнение реакции:Pb2++2Cl-=PbCl↓
3.4 (Г) Лабораторный опыт №4.
Определяем пробы на присутствие цинка.
В пробирки с растворами проб сначала добавляем азотную кислоту( для растворения предполагаемого присутствия оксида цинка. )
ZnO + 2HNO3=Zn(NO3)2 + H2O
Добавим раствор щелочи Zn(NO3)2+2NaOH=Zn(OH)2↓+2NaNO3
Наблюдаем:
Проба №1: появляются белые хлопья
Проба №2:прозрачный цвет
Проба №3: появляется белая муть(Zn(OH)2↓), которая при дальнейшем
Добавлениищелочи исчезает. (См фото №17, №18)
Zn(OH)2+NaOH=Na2[Zn(OH)4]
4. Вывод
На основании исследований делаем вывод:
наша гипотеза подтверждается. Атмосферный воздух по центральной улице г. Енисейска загрязнен выбросами автомобильного транспорта. При этом загазованность выше, чем ближе к дороге. Тяжелые металлы поступают в почву преимущественно из атмосферы с выбросами автомобильного транспорта, так как большинство домов и огородов располагаются вблизи дороги. Таким образом, канцерогенные вещества попадают в организм человека и с продуктами питания.
Чтобы улучшить состояние воздуха необходимо построить объездную дорогу для тяжелого транспорта. Необходима разъяснительная работа с населением о недопустимости посадки овощей вблизи дороги ( не менее 30м)
5.Приложения
5.1 Фото
|
Фото №1. Дорога г. Енисейска.(Вечером) Фото №2. Замеряем расстояние от дома до дороги. |
Фото №3. Замеряем расстояние от дома до дороги.
Фото №4. Берем пробу снега у дороги.
Фото №5. Берем пробу снега у дороги.
Фото №6. Берем пробу снега у дома.
Фото №7. Берем пробу снега у дома.
Фото№8. Берем пробу снега в огороде.
Фото№9. Берем пробу снега в огороде.
Фото №10. Определяем содержание ионов меди (пробы №3)
Фото №11. Определяем содержание ионов меди (пробы №1 и №2)
Фото №12.Определяем содержание ионов железа (проба №3)
Фото №13.Определяем содержание ионов железа (проба №3)
Фото №14.Определяем содержание ионов железа (пробы №3 и №1 через определенный промежуток времени)
Фото №15. Определяем пробы на присутствие свинца.
Фото №16. Определяем пробы на присутствие свинца (Проба №2)
Фото №17. Определяем пробы на присутствие цинка.
(Проба №3)
Фото №18. Определяем пробы на присутствие цинка.
(Проба №3)
5.2 Список используемых источников и литературы
1. Добровольский Г.В. Тяжелые металлы: загрязнение окружающей среды и глобальная геохимия //Тяжелые металлы в окружающей среде. – М.: Изд-во МГУ, 1980. – С.3-12.
2. https://studfile.net/preview/6199768/page:5/
3. http://mining-prom.ru/cvetmet/metallurgy/tyazhelye-metally/
4. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D1%8F%D0%B6%D1%91%D0%BB%D1%8B%D0%B5_%D0%BC%D0%B5%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%BB%D1%8B
5. https://ion-lab.ru/tyazhelyie-metallyi-v-vode/
6. https://vk.com/photo115986805_457257648
7. https://tion.ru/blog/vyhlopnye-gazy/
8. https://chem21.info/info/2936/