Исследование автотранспортной нагрузки на поределённом

Муниципальное казённое общеобразовательное учреждение
Демидовская средняя общеобразовательная школа
Исследовательская работа
«Исследование автотранспортной нагрузки на определённом участке дороги и расчетная оценка количества выбросов вредных веществ в воздух от автотранспорта в районе Муниципального казённого общеобразовательного учреждения Демидовской средней общеобразовательной школы Гусь-Хрустального района Владимирской области»
Автор: Спицын Максим, ученик 10 класса
МКОУ Демидовской СОШ
Руководители:
Пименова Елена Витальевна,
учитель биологии МКОУ Демидовской СОШ
Карпушина Нина Васильевна,
педагог-организатор МКОУ Демидовской СОШ
2011г.
1
Оглавление
Введение……………………………………………………………………………………. 3
Методика исследования автотранспортной нагрузки в районе Муниципального казённого общеобразовательного учреждения Демидовской средней общеобразовательной
школы Гусь-Хрустального района Владимирской области……………………………… 5
Расчётная оценка количества выбросов вредных веществ в воздух от автотранспорта.. 6
Выводы ……………………………………………………………………………………… 9
Литература ………………………………………………………………………………….. 10
Приложения…………………………………………………………………………………. 11
2
Введение
В настоящее время уменьшение загрязнения атмосферного воздуха токсичными
веществами, выделяемыми промышленными предприятиями и автомобильным транспортом, является одной из важнейших проблем, стоящих перед человечеством. Загрязнение
воздуха оказывает вредное воздействие на человека и окружающую среду. Материальный
ущерб, вызываемый загрязнением воздуха, трудно оценить, однако даже по неполным
данным он достаточно велик. Автомобиль не роскошь, а средство передвижения. Без автомобиля в настоящее время немыслимо существование человечества. При интенсивной
урбанизации и росте мегаполисов автомобильный транспорт стал самым неблагоприятным экологическим фактором в охране здоровья человека и природной среды в городе.
Таким образом, автомобиль становится конкурентом человека за жизненное пространство.
За последние десятилетия человечество окончательно убедилось, что первым виновником загрязнения атмосферного воздуха – одного из основных источников жизни на
нашей Планете, является детище научно-технического прогресса – автомобиль. Автомобиль, поглощая столь необходимый для протекания жизни кислород, вместе с тем интенсивно загрязняет воздушную среду токсичными компонентами, наносящими ощутимый
вред всему живому и неживому. Вклад в загрязнение окружающей среды, в основном атмосферы, составляет – 60 - 90%.
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 выбрасывает в атмосферу 160 т выхлопных газов, в которых обнаружено около
200 различных веществ, в том числе 100 кг оксида углерода, 40 кг оксидов азота, 200 кг
углеводородов. Если бензин этилированный, то еще и 3,5 кг ядовитого свинца. Кроме того, каждый автомобиль, стирая шины, поставляет в атмосферу 5–8 кг резиновой пыли
ежегодно. Выхлопные газы автомобилей дают основную массу свинца и кадмия, при износе шин в воздух попадает цинк. Эти тяжелые металлы являются токсикатами. Обращаем внимание на то, что дети чувствительны даже к низким дозам таких веществ.
Наша школа находится на окраине деревни Демидово – центрального пункта муниципального образования Демидовское (сельское поселение) Гусь-Хрустального района
Владимирской области. Здание школы расположено на въезде в деревню и мимо него проезжают все транспортные средства, въезжающие и выезжающие из деревни. Нас взволновал вопрос чистоты воздуха в районе нашей школы, и мы решили провести небольшое исследование, используя школьный экологический мониторинг.
3
Цель данной работы:
Оценить чистоту атмосферного воздуха по величине автотранспортной нагрузки и
исследовать объёмы выбросов вредных веществ в воздух от автомобилей в районе школы.
Задачи:
1) Изучить методику исследования автотранспортной нагрузки на определённом
участке дороги и расчетной оценки количества выбросов вредных веществ в
воздух от автотранспорта.
2) Провести исследование автотранспортной нагрузки на определённом участке
дороги и рассчитать количество выбросов вредных веществ в воздух от проезжающего мимо школы автотранспорта.
3) Обобщить полученные результаты исследования.
4) Сделать вывод о степени загрязнения воздуха в районе школы, обнародовать
эту информацию и выработать предложения по улучшению чистоты воздуха.
4
Методика исследования автотранспортной нагрузки в районе Муниципального казённого общеобразовательного учреждения Демидовской средней общеобразовательной школы Гусь-Хрустального района Владимирской области
Для учета автомобильных потоков в прилегающем к школе микрорайоне составлена
схема улиц, находящихся в районе школы, по которым разрешено движение транспорта –
это улицы Центральная и Новая. (Приложение №1)
Учет автотранспортной нагрузки проводился методом,суть которого заключается в
том, что на выбранных нами улицах был намечен один створ наблюдения.
На каждом створе работали два наблюдателя: один учитывал машины, идущие из центра на окраину, второй – из окраинных районов в сторону центра (Приложение №2). Каждую проехавшую мимо автомашину ученик отмечал в соответствующей графе учетной
таблицы (проезд тракторов по данным улицам запрещен). (Приложение №3). При этом
проводился отдельный учет легковых автомобилей, грузовых машин, автобусов и мотоциклов. Смена наблюдателей на створах производилась не реже чем через 1 час.
На данных створах наблюдения исследовались суточные изменения автотранспортной
нагрузки, т.е. в различное время суток. Так как в школе мы находимся в основном с 8 30 до
1430, мы проводили исследование с 800 до 1400.
Легковые автомобили
Количество единиц (в среднем) автотранспорта, прошедших по исследуемым
улицам за один час
16
Грузовые автомобили
9
Автобусы
3
Мотоциклы
9
Всего
37
Тип автотранспорта
Автотранспортная нагрузка на участок дороги в районе школы составляет 37 автомобилей в час, а санитарные требования по уровню загрязнения допускают поток транспорта
в жилой зоне интенсивностью не более 200 авт./час.
Мы сделали вывод, что автотранспортная нагрузка на участок дороги в районе школы
– нормальная, она составляет 37 автомобилей в час, а санитарные требования по уровню
загрязнения допускают поток транспорта в жилой зоне интенсивностью не более 200
авт./час.
5
Расчётная оценка количества выбросов вредных веществ в воздух
от автотранспорта
Количество вредных веществ, поступающих в атмосферу от автотранспорта, может
быть оценено расчетным методом. Исходными данными для расчета количества выбросов
являются: количество единиц автотранспорта разных типов, проезжающих по участку дороги за единицу времени; нормы расхода топлива автотранспортом (средние нормы расхода топлива автотранспортом при движении в условиях населённого пункта (табл.1);
значение эмпирических коэффициентов, определяющих выброс вредных веществ от
транспорта в зависимости от вида горючего (табл. 2).
Таблица 1
Типы автотранспорта
Легковой автомобиль
Грузовой автомобиль
Автобус
Мотоцикл
Средние нормы рас- Удельный расход
хода топлива (литров (литров на 1 км)
на 100 км)
12
31
42,5
3
топлива
0,12
0,31
0,42
0,03
Таблица 2
Вид топлива
Бензины
Значение коэффициентаК
Угарный газ
Углеводороды
0,6
0,1
Диоксид азота
0,04
Коэффициент К численно равен количеству вредных выбросов, соответствующего
компонента в литрах при сгорании в двигателе автомашин количества топлива (в литрах),
необходимого для проезда 1 км (т.е. равного удельному расходу).
Работа проводилась на улицах Центральная и Новая деревни Демидово, на участке
длиной 0,5 км. По улице Центральной проходит весь поток автотранспорта, въезжающего
и выезжающего из деревни, а на улице Новая находится сельский ФАП, к которому так же
стекается большое количество автомобилей. В исследовании автотранспортной нагрузки в
районе школы мы выяснили количество автомобилей, проезжающих по этим улицам за
1 час.
Затем рассчитали общий путь, пройденный выявленным количеством автомобилей
каждого типа за 1 час (S, км) по формуле: Si = Ni *l, где
Ni- количество автомобилей каждого типа за 1 час;
6
i- обозначение типа автотранспорта;
l- длина участка, км.
Полученный результат занесли в таблицу 3
Таблица 3
Количество единиц (в сред- Общий путь за 1 час, S, км
нем) автотранспорта, прошедших по исследуемым
улицам за один час
16
16*0,5=8
Тип автотранспорта
Легковые автомобили
Грузовые автомобили
9
9*0,5=4,5
Автобусы
3
3*0,5=1,5
Мотоциклы
9
9*0,5=4,5
Всего
37
37*0,5=18,5
Количество топлива Q разного вида, сжигаемого двигателями, рассчитали по формуле:
Q= Si *Yi, значение Yiиз таблицы 1
Полученный результат занесли в таблицу 4
Таблица 4
Тип автотранспорта
Количество топлива, сжигаемого двигателями, Q (л).
Легковые автомобили
0,96
Грузовые автомобили
1,395
Автобусы
0,63
Мотоциклы
0,135
Всего
3,12
Количество выделившихся вредных веществ в литрах при нормальных условиях
рассчитали с помощью коэффициента Киз таблицы 2, полученные результаты занесли в
таблицу 5.
Таблица 5
Вид топлива
Бензин
Q(л)
3,12
Количество вредных веществ
СО
Углеводороды
1,872
0,312
NO2;
0,125
Суммарное количество газообразных вредных выбросов, выделяемых при сжигании 3,12 л топлива (1,872+0,312+0,125)=2,309 л за один час
7
Обработка результатов.
Массу выделившихся вредных веществ (т, г) рассчитали по формуле:
m=V*M/22.4, где
V – объём вредного вещества;
М – молярная масса вредного вещества
22.4 – молярный объём газов
Количество чистого воздуха, необходимое для разбавления выделившихся вредных
веществ для обеспечения санитарно-допустимых условий окружающей среды. Результаты
занесли в таблицу 6.
Таблица 6
Вид вредного вещества
Количество, л
СО
1,872
0,312
С5Н12
NO2
0,125
Масса,г
Значение ПДК
мг/м3
2,34
1,0
0,257
3
25
0,04
Далее рассчитали условный объем воздуха, над выделенным участком дороги по формуле:
Vусл.= l*a*h
l- длина участка (500м.)
a- ширина проезжей части + ширина 2-х обочин (6м.+2м.)
h- высота активной зоны биосферы (2 м.)
Vусл .= 500м*8м*2м= 8000м3
Рассчитываем концентрацию вредных веществ на данном участке по формуле:
q= m/Vусл.
q(СО)=0.00234/8000=0.0000002925мг/м3
q(С5Н12)=0,001/8000=0,000000125 мг/м3
q (NO2) = 0,000257/8000=0,000000032125 мг/м3
Данные занесём в таблицу и сравним с предельными нормами концентрации вредных веществ.
Концентрация в
Вид вредного вещества
воздухе, q
Значение ПДК
(мг/м3)
мг/м3
СО
С5Н12
NO2
0,0000002925
0,000000125
0,000000032125
3
25
0,04
8
Из таблицы видно, что концентрация вредных веществ в воздухе на исследуемом
участке по сравнению с ПДК ничтожно мала. Данные показатели соответствуют нормальным условиям жизни. Но, не смотря на это, нужно заботиться о чистоте воздуха, которым
мы дышим. Мы, школьники, можем принимать участие в озеленении улиц. Для посадки
вдоль дорог нужно использовать устойчивые к загрязнению воздуха деревья, например,
тополь. Двадцатипятилетний тополь превосходит ель по количеству поглощенного углекислого газа и выделенного кислорода в 7 раз, по степени увлажнения воздуха - в 10 раз.
Он же хорошо улавливает пыль.
К кстати, тополям около нашей школы уже больше 35-ти лет. Посажены они вдоль
центральной дороги, очищают воздух, которым мы дышим ежедневно. А на пришкольном
участке весной 2011 года мы посадили более 1000 саженцев сосны. Планируем пересадить
их на деревенские улицы, когда подрастут. (Приложение №4)
Так же мы видим ещё несколько путей решения этой проблемы:
1) Так как оксид углерода в больших количествах концентрируется в отработанных
газах неисправных двигателей, специалистам ГИБДД по охране атмосферного воздуха необходимо совместно с другими контролирующими службами чаще проводить операции «Чистый воздух», делать замеры содержания оксида углерода и углеводородов в отработанных газах двигателей автомобилей, усилить контроль за
выбросами.
2) Увеличение экономичности двигателей.
3) Необходимо переводить автотранспорт на экологически чистые виды топлива.
9
Литература
1.Рыжов И. Н., Ягодин Г. А. Школьный экологический мониторинг. Учебное пособие. –
Галактика, 2000.
2.Скибенко В. В. Регламентация загрязняющих веществ в атмосферном воздухе. Учебное
пособие. – МЭИ, 2001.
3. М. В. Высоцкая. Экология. Элективные курсы. 9 класс / авт.-сост. Э40. – Волгоград:
Учитель, 2007. – 127 с.
4. Дядюн Т. В. Экологический практикум «Мир воздуха» // Журнал «Биология в школе».
– 2000. - №3. – с. 15-16.
10
Приложение №1
Схема улиц,
2
Улица Новая
находящихся в районе школы, по которым разрешено движение транспорта
Сельский
ФАП
2
1
центр
Улица Центральная
окраина
1
Школа
Створ наблюдения №1 – ул. Центральная
Створ наблюдения №2 – ул. Новая
11
Приложение №2
12
Приложение №2
13
Приложение №4
14
Приложение №4
15