Проект "Проблема загрязнения атмосферного воздуха в с. Дивеево" проект по экологии по теме

Перед современным человечеством стоит проблема выживания на Земле. Человеческое общество на протяжении своего существования проводило последовательную деятельность по созданию и улучшению условий своей среды обитания. Среда, созданная человеком, порой вредна для животных и растений планеты, и все чаще становится опасной, хоть и не преднамеренно, для самого человека: человек, стремясь создать блага, получить их как можно быстрее и дешевле, пренебрегают в первую очередь, интересами окружающей среды. Наступает такой момент, когда оказывается, что воздух, вода, почва настолько отравлены, что проживание самого человека становится невозможным. Поэтому, среди современных проблем, стоящих перед мировым сообществом особо выделяется одно – проблема ухудшения качества внешней среды обитания. А одним из факторов окружающей среды, пагубно влияющие на здоровье человека, является состояние атмосферного воздуха.

Наше село, конечно же, нельзя сравнить с густонаселенным городом, где постоянно дымят котельные и где большое скопление автотранспорта. Но и в Дивееве есть те источники загрязнения атмосферы, которые пагубно влияют на здоровье людей. Это, прежде всего, промышленные предприятия (молокозавод, птицефабрики и асфальтный завод). Причем 2 из них находятся непосредственно на территории села рядом с жилыми домами, а не удалены от него.

Поэтому, целью нашего исследования стало изучение состояния атмосферного воздуха в селе Дивеево и выработка плана действий по привлечению внимания к проблеме улучшения состояния атмосферы.

Для осуществления данной цели были поставлены и последовательно решены следующие задачи:

1. Изучение проблемы загрязнения атмосферного воздуха
2. Оценка состояния атмосферы в селе Дивеево
3. Работа по привлечению внимания к проблеме улучшения состояния атмосферного воздуха в с. Дивеево.

Теоретическими основами данного исследования послужили труды следующих авторов: Большакова В.Н., Капилевича Л.В., Качака В.В., Коберниченко В.Г., Нарзулаева, С.Б., Новикова Ю.В., Протасова В.Ф., Савченкова М.Ф., Филиппова Г.П.

В нашем исследовании были использованы следующие методы:

- теоретические (анализ литературы по исследуемой проблеме);

- эмпирические (наблюдения, полевые эксперименты).

В качестве опытного участка для проведения полевых экспериментов был взят участок, находящийся на территории стадиона со стороны Молокозавода.

Исследование включило несколько этапов работы:

1. Изучение проблемы загрязнения атмосферного воздуха (июнь);
2. Оценка состояния атмосферы в с. Дивеево (июль);

1. Работа по привлечению внимания к проблеме улучшения состояния атмосферного воздуха в с. Дивеево (август);

1. Оформление результатов исследования (август- сентябрь)

1. Проблема загрязнения атмосферного воздуха.

На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром. Но с тех пор как появилось высокоиндустриальное общество, опасное вмешательство человека в природу резко усилилось, расширился объем этого вмешательства, оно стало многообразнее и сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества. Наиболее масштабным и значительным явлением, влияющим на загрязнение биосферы является химическое загрязнение среды и, прежде всего, атмосферы.

Под загрязнением атмосферного воздуха следует понимать изменение ее состава при поступлении примесей естественного или антропогенного происхождения. [4]

В основном существует три основных источника загрязнения атмосферы: транспорт, промышленность, бытовые котельные. Доля каждого из этих источников в общем загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство. [1]

Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются бытовые котельные, которые потребляют уголь высокой зольности, обогатительные фабрики, металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые заводы. Аэрозольные частицы от этих источников отличаются большим разнообразием химического состава. Чаще всего в их составе обнаруживаются соединения кремния, кальция и углерода, реже - оксиды металлов: железа, магния, марганца, цинка, меди, никеля, свинца, сурьмы, висмута, селена, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома, кобальта, молибдена, а также асбест. Еще большее разнообразие свойственно органической пыли, включающей алифатические и ароматические углеводороды, соли кислот. Она образуется при сжигании остаточных нефтепродуктов, в процессе пиролиза на нефтеперерабатывающих, нефтехимических и других подобных предприятиях. Постоянными источниками аэрозольного загрязнения являются промышленные отвалы - искусственные насыпи из переотложенного материала, преимущественно вскрышных пород, образуемых при добыче полезных ископаемых или же из отходов предприятий перерабатывающей промышленности, бытовые котельные. Источником пыли и ядовитых газов служат массовые взрывные работы. Так, в результате одного среднего по массе взрыва (1250-300 тонн взрывчатых веществ) в атмосферу выбрасывается около 12 тыс. куб. м. условного оксида углерода и более 1150 т. пыли. [3]

В последние десятилетия в связи с быстрым развитием автотранспорта и авиации существенно увеличилась доля выбросов, поступающих в атмосферу от подвижных источников: грузовых и легковых автомобилей, тракторов, тепловозов и самолетов.

Основной вклад в загрязнение атмосферы вносят автомобили, работающие на бензине (около 75 %) , затем самолеты (примерно 5 %) , автомобили с дизельными двигателями (около 4 %) , тракторы и другие сельскохозяйственные машины (около 4 %) , железнодорожный и водный транспорт (примерно 2 %). К основным загрязняющим атмосферу веществам, которые выбрасывают подвижные источники, относятся оксид углерода (составляет около 70 %) , углеводороды (примерно 19 %) и оксиды азота (около 9 %) . Оксид углерода (CO) и оксиды азота (N0x) поступают в атмосферу только с выхлопными газами, тогда как не полностью сгоревшие углеводороды поступают как вместе с выхлопными газами (что составляет примерно 60% от общей массы выбрасываемых углеводородов), так и из картера (около 20%) , топливного бака (около 10%) и карбюратора (примерно 10 %) ; твердые примеси поступают в основном с выхлопными газами (90 %) и из картера (10 %). Наибольшее количество загрязняющих веществ выбрасывается при разгоне автомобиля, особенно при быстром, а также при движении с малой скоростью (из диапазона наиболее экономичных). Относительная доля (от общей массы выбросов) углеводородов и оксида углерода наиболее высока при торможении и на холостом ходу, доля оксидов азота - при разгоне. Из этих данных следует, что автомобили особенно сильно загрязняют воздушную среду при частых остановках и при движении с малой скоростью. Большое влияние на качество и количество выбросов примесей оказывает режим работы двигателя, в частности соотношение между массами топлива и воздуха, момент зажигания, качество топлива, отношение поверхности камеры сгорания к ее объему и др. [4]

При увеличении отношения массы воздуха и топлива, поступающих в камеру сгорания, сокращаются выбросы оксида углерода и углеводородов, но возрастает выброс оксидов азота. Несмотря на то что дизельные двигатели более экономичны, таких веществ, как СО, HnCm, NОx, выбрасывают не более, чем бензиновые, они существенно больше выбрасывают дыма (преимущественно несгоревшего углерода), который к тому же обладает неприятным запахом создаваемым некоторыми несгоревшими углеводородами). В сочетании же с создаваемым шумом дизельные двигатели не только сильнее загрязняют среду, но и воздействуют на здоровье человека гораздо в большей степени, чем бензиновые.[2]

Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется до серного ангидрида, который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида с аммиаком образуются кристаллы сульфата аммония. Подобным образом, в результате химических, фотохимических, физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы, образуются другие вторичные признаки. Основным источником такого загрязнения на планете являются тепловые электростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки.[1]

Основными вредными примесями, попадающими в атмосферу, являются следующие:

а) Оксид углерода. Получается при неполном сгорании углеродистых веществ. В воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 1250 млн. т. Оксид углерода является соединением, активно реагирующим с составными частями атмосферы, и способствует повышению температуры на планете, и созданию парникового эффекта.

б) Сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серу содержащего топлива или переработки сернистых руд (до 170 млн. т. в год). Часть соединений серы выделяется при горении органических остатков в горнорудных отвалах.

в) Серный ангидрид. Образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий отмечается при низкой облачности и высокой влажности воздуха.

Листовые пластинки растений, произрастающих на расстоянии менее 11 км от таких предприятий, обычно бывают густо усеяны мелкими некротическими пятнами, образовавшихся в местах оседания капель серной кислоты. Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ангидрида.

г) Сероводород и сероуглерод. Поступают в атмосферу раздельно или вместе с другими соединениями серы. Основными источниками выброса являются предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы. В атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаются медленному окислению до серного ангидрида.

д) Оксиды азота. Основными источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. Количество оксидов азота, поступающих в атмосферу, составляет 20 млн. т. в год.

е) Соединения фтора. Источниками загрязнения являются предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторсодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений - фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим эффектом. Производные фтора являются сильными инсектицидами.

ж) Соединения хлора. Поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих соляную кислоту, хлорсодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере встречаются как примесь молекулы хлора и паров соляной кислоты. Токсичность хлора определяется видом соединений и их концентрацией.

В результате накопления этих веществ в атмосфере есть большая вероятность образования фотохимического тумана, который представляет собой представляет собой многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных компонентов смога входят озон, оксиды азота и серы, многочисленные органические соединения перекисной природы, называемые в совокупности фотооксидантами. Последние являются источником так называемых свободных радикалов, отличающихся особой реакционной способностью. По своему физиологическому воздействию на организм человека они крайне опасны для дыхательной и кровеносной системы и часто бывают причиной преждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем. [2]

Таким образом, можно сделать вывод о том, что основными источниками загрязнения атмосферного воздуха являются промышленные предприятия, автотранспорт и бытовые котельные, которые меняют количественное содержание химических веществ в атмосфере по сравнению с их природным содержанием. Это пагубно отражается на здоровье человека, существовании животных и растений.

2. Оценка состояния атмосферы в с. Дивеево.

Предыдущий параграф был посвящен изучению основных вопросов, касающихся проблемы загрязнения атмосферного воздуха. На основе этих данных мы проанализировали состояние экологии в с. Дивеево.

Можно выделить несколько источников загрязнения атмосферы в селе:

1. Промышленные предприятия: молокозавод, птицефабрика и асфальтный завод.

Опасность загрязнения атмосферы от работы молокозавода состоит в следующем. Для функционирования морозильных камер предприятия используется жидкий аммиак. Никто не застрахован от ошибок, в результате которых может произойти утечка этого вещества. Жидкий аммиак – токсическое вещество, от которого может пострадать человек, животные и растения.

Существенный урон атмосфере наносит и птицефабрика. Это проявляется в том, что постоянные отходы производства в виде особо токсичного аммиакосодержащего куриного помета массово сбрасываются на поверхность земли на близлежащих территориях от села. При этом заражается почва и воздух возбудителями бактериальных, паразитарных и инфекционных заболеваний, что приводит к полному регрессу этих земель и создает угрозу жизни и здоровья людей.

Загрязнение атмосферы происходит и в процессе работы асфальтного завода. Поскольку очень большое количество сажи, серы, токсинов и других веществ выбрасывается в результате изготовления асфальта.

2. Автомобильные выбросы.

Проблема загрязнения атмосферы автотранспортом стала особенно актуальна в последнее время, когда наметилась тенденция восстановления церквей, и в Дивеево как в одни из православных центров потянулось большое количество паломников. В результате этого улицы села буквально заполнили автомобили и автобусы.

3. Выбросы котельной при сжигании топлива.

В Дивееве большой сектор частных домов, которые отапливаются собственными котельными. Большая часть из них работает на газу. Кроме того, функционируют и котельные, отапливающие многоквартирные дома.

Для оценки загрязненности атмосферы были проведены полевые опыты. Исследование было проведено на участке, находящемся на территории стадиона, со стороны Молокозавода. Исследование было проведено по следующему плану.

1. Определение количество выхлопных газов, поступающих в атмосферу от автомашин, проезжающих по автодороге близлежащей к опытному участку.
2. Изучение санитарного состояния листовой пластинки деревьев и кустарников, произрастающих на пробной площадке.
3. Изучение запыленности листовой пластинки разных пород деревьев.
4. Оценка состояния атмосферы пробной площадки на основе получены данных.

Одним из пунктов плана исследования было определение количества выхлопных газов. Для этого было подсчитано количество автомашин проходящих за 1 час по дороге, близлежащей к опытному участку. Количество выхлопных газов, поступающих в атмосферу от этих автомашин за сутки, было определено с помощью Таблицы №1.