Урок экологии на тему ВЛИЯНИЕ АВТОТРАНСПОРТА НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
Марчукова О. Ю., преподаватель химии и биологии
ГБОУ СО СПО «Энгельсский политехникум» г. Энгельс,
Саратовская область, Россия.
ВЛИЯНИЕ АВТОТРАНСПОРТА НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
Сегодня производственная деятельность человечества связана с использованием разнообразных природных ресурсов, охватывающих большинство химических элементов. Усилие техногенного воздействия на природную среду породило ряд экологических проблем. Самые острые из них связаны с состоянием атмосферы, гидросферы и литосферы. Некоторые "изменения" могут непосредственно влиять на здоровье и жизнедеятельность организма. В результате накопления различных загрязнений в атмосфере, происходит разрушение озонового слоя, который предохраняет земную поверхность от солнечной радиации. Загрязнения, поступающие в атмосферу, с осадками возвращаются на Землю и попадают в водоемы и почву.
В настоящее время уменьшение загрязнения атмосферного воздуха токсичными веществами, выделяемыми промышленными предприятиями и автомобильным транспортом, является одной из важнейших проблем, стоящих перед человечеством. Автомобиль, поглощая столь необходимый для протекания жизни кислород, вместе с тем интенсивно загрязняет воздушную среду токсичными компонентами, наносящими ощутимый вред всему живому.
Выбросы от автотранспорта в атмосферу являются основной причиной головных болей, усталости, немотивированного раздражения, низкой трудоспособности, и множество других воздействий на здоровья человека. По оценкам медиков и экологов, автомобиль заметно сокращает среднюю продолжительность жизни населения.
Каждый автомобиль выбрасывает в атмосферу с отработавшими газами около 200 различных компонентов. Загрязнители не только влияют на здоровье человека, но и вступают с компонентами атмосферного воздуха в физическое, химическое и фотохимическое взаимодействия.
Загрязнение атмосферы токсичными веществами носит огромный социально-экономический ущерб народному хозяйству, поэтому в настоящее время борьба с загрязнением воздуха является наиболее одной из важных проблем современности.
Автомобиль, воплотивший мечту человека о свободе передвижения, являясь неотъемлемой частью современного общества, тем не менее, его называют чумой 21 века. Завоевав планету, он стал главным потребителем невозобновимых природных ресурсов, загрязнителем земли, воды, почвы и воздуха, источником шума и опасности.
Двигатель одного автомобиля потребляет в 45 раз больше кислорода, чем это необходимо для одного человека. Так же автомобиль является одним из главных загрязнителей атмосферного воздуха. А ведь число автомобилей все время непрерывно увеличивается! Двигатели внутреннего сгорания понижают вдвое больше кислорода, чем за такое же время его восстанавливается в результате круговорота в природе. Спасают лишь ветра, приносящие кислород с других территорий. Не будь, ветров население задохнулось бы от недостатка кислорода, как вытащенная из воды рыба.
Загрязнение воздуха автомобильным транспортом происходит в результате сжигания топлива. Химический состав выбросов зависит от вида и качества топлива, технологии производства, способа сжигания в двигателе и его технического состояния. Наиболее неблагоприятными режимами работы являются малые скорости и "холостой ход" двигателя, когда в атмосферу выбрасываются загрязняющие вещества в количествах, значительно превышающих выброс на нагрузочных режимах. Отработавшие газы двигателя внутреннего сгорания содержат около 200 компонентов. Углеводороды - это не сгоревшие или не полностью сгоревшие компоненты топлива. Их доля резко возрастает в момент увеличения скорости при старте. Именно в момент нажатия на педаль газа или тормоза выделяется больше всего не сгоревших частиц. Кроме оксидов углерода выхлопные газы содержат альдегиды, обладающие резким запахом и раздражающим действием. К ним относятся акролеин и формальдегид, также в выхлопных газах содержится и бенз(а)пирен - это отравляющее вещество канцерогенного характера. Выхлопные газы содержат также окиси азота, а именно двуокись азота, играющую большую роль в образовании продуктов превращения углеводородов в атмосферном воздухе.
В результате неполного сгорания топлива в двигателе автомашины часть углеводородов превращается в сажу, содержащую смолистые вещества. Особенно много сажи и смол образуется при технической неисправности мотора и в момент, когда водитель форсирует работу двигателя. В этих случаях за машиной тянется видимый хвост дыма. Такой технически неисправный двигатель выделяет в воздух в 15-20 раз больше окиси углерода, чем отрегулированный.
Ученые полагают, что на сегодняшний день 60% всех токсических примесей, отравляющих воздух индустриальных центров с интенсивным транспортным движением, выделяется автомобильными двигателями. Кроме того, при движении и особенно при торможении (т. е. при трении покрышек об асфальт) стираются тысячи тонн резины, которая затем в виде мельчайшей пыли поднимается в воздух.
Подсчитано, что один легковой автомобиль в течение суток может выбрасывать до 1 кг выхлопных газов, в составе которых содержится около 3% окиси углерода (угарного газа), 0,6% - окиси азота, 0,5% углеводородов, 0,006% окиси серы. В автомобильном топливе содержится и соединения свинца, также попадающие в воздух. Тяжелые металлы поступают в придорожное пространство, как в результате работы собственно автотранспортных средств, так и при истирании дорожного полотна. Кадмий поступает в природную среду в результате износа шин и истирания асфальтобетона. Никель и хром - продукты износа покрытий кузовов, железо - продукт истирания цилиндров двигателя. Наиболее опасными загрязнителями природной среды среди тяжелых металлов традиционно считаются свинец и кадмий.
Главным загрязнителем атмосферного воздуха свинцом в Российской Федерации в настоящее время является автотранспорт, использующий этилированный бензин: от 70 до 87% общей эмиссии свинца по различным оценкам. PbO (оксиды свинца) - образуются в отработавших газах карбюраторных двигателей, когда используется этилированный бензин. При сжигании одной тонны этилированного бензина в атмосферу выбрасывается приблизительно от 0,5 до 0,85 кг оксидов свинца. Установлено, что 75% свинца, содержащегося в топливе двигателя внутреннего сгорания, выделяется в воздух в составе аэрозолей в сочетании с ионами хлора и брома и рассеивается. Наиболее крупные фракции свинца оседают на поверхностном слое почвы вблизи дороги (расстояние 5-7 метров), а соединения более мелкой фракции отличаются хорошей растворимостью и поэтому большей токсичностью. Зона действия свинца этой фракции составляет от 30 до 100 метров от края полотна. Наиболее мелкие частицы третьей фракции свинца с током воздуха переносится на большие расстояния; их распределение поэтому связано прежде всего с метеоусловиями. Загрязнители вступают с компонентами атмосферного воздуха в физическое, химическое и фотохимическое взаимодействия.
Снежный покров накапливает в своем составе практически все вещества, поступающие в атмосферу. В связи с этим он обладает рядом свойств, делающих его удобным индикатором загрязнения не только самих атмосферных осадков, но и атмосферного воздуха, а также последующего загрязнения почвы и воды. При образовании снежного покрова из-за процессов сухого и влажного выпадения примесей концентрация загрязняющих веществ в снегу оказывается на 2-3 порядка выше, чем в атмосферном воздухе. Благодаря естественному процессу концентрирования, содержание этих компонентов можно определять простыми методами с высокой степенью достоверности результатов.
Для того чтобы определить уровень загрязнения снежного покрова от автомобильного транспорта в городе Энгельсе моими студентами был проведён химический анализ талого снега. Были взяты пробы снега на анализ с разных участков на территории г. Энгельса: площадка № 1 – на расстоянии 1 м. от трассы ул. Тельмана ; площадка № 2 –на расстоянии 50 м. от трассы ул. Тельмана; площадка № 3 – на расстоянии 1 километра от города /лесная зона/. Для контроля взяли чистую дистиллированную воду.
Исследование химического состава проб талого снега показали разную степень их загрязнения: показатель величины рН в пробе № 1 –на расстоянии 1 м. от трассы ул. Тельмана; в пробе № 2 –на расстоянии 50 м. от трассы ул. Тельмана; в пробе № 3 – на расстоянии 1 километра от города /лесная зона/. составляет 5-5,6. Чистая дождевая вода и чистый снег имеют значение рН 5,6 - что несколько кислее нормы, для дистиллированной воды рН7. Это происходит потому, что в воздухе всегда содержится легко растворимый в воде углекислый газ. Соединяясь с водой, он образует угольную кислоту, которая и подкисляет атмосферные осадки. В пробе №1 на расстоянии 1 м. от трассы ул. Тельмана –помимо сульфат-ионов, ионов свинца были обнаружены органические вещества. Можно предположить, что источником данного загрязнения является автотранспорт. Самой чистой оказалась проба на площадке №3 – на расстоянии 1 километрам от города /лесная зона/.
Проблема воздействия автомобиля на окружающую среду в целом и на здоровье человека является актуальной в настоящее время, так как автомобиль это неотъемлемый элемент современного общества, облегчая жизнь с одной стороны и нанося ущерб здоровью и сокращая среднюю продолжительность жизни с другой стороны.
Коробкин В. И Экология. – М., 2006. – 465с.; Простейшие методы статистической обработки результатов экологических исследований /Сост. А. С.Боголюбов - М.: Экосистема, 2001.-17 с.; Руденко Б. Цена цивилизации // Наука и жизнь. – 2004. – № 7. – С.32 – 36.