Екологічне дослідження забруднення повітря автотранспортом
Зміст
Вступ
Розділ І. Характеристика основних забруднювачів повітря:класифікація, характеристика та вплив на здоров’я людини
1.1 Атмосфера: її склад, роль та функції
1.2 Основні види забруднення повітря
1.3 Вплив шкідливих домішок в повітрі на здоров’я людини
Розділ П. Дослідження забруднення повітря міста Боярки
2.1 Дослідження забруднення повітря статистичним методом
2.2 Дослідження забрудненняповітря методом спостереження за лишайниками
Висновки
Література
Вступ
Кому загрожує небезпека? Усім. Хіба ви не
бачите, що перед вами терези, на одній шальці
яких ваша могутність, а на іншій-ваша
відповідальність?
В. Гюго. Людина, що сміється.
Можливості впливу людини на природу постійно ростутьі вже досягли такого рівня, коли людина може зруйнувати планету, знищити все живе,повністю змінити кліматичні умови. Повітряна оболонка Землі є однією з найголовнішихумов життя. Без їжі людина може прожити місяць, без води — тиждень, а без повітряне може прожити і кількох хвилин. Атмосфера має велике екологічне значення. Воназахищає живі організми від згубного впливу космічних випромінювань та ударів метеоритів,є носієм тепла і вологи. Через атмосферу відбувається фотосинтез та обмін енергіїта інформації — основні процеси в біосфері. Наявність атмосфери на планеті обумовлюєряд складних екзогенних процесів (вивітрювання гірських порід, діяльність повітрянихмас і природних вод тощо). Для деяких організмів (бактерії, літаючі комахи, птахита інші) атмосфера є основним середовищем життя.
Боярка може служити наочнимприкладом усього спектру екологічних проблем і катастроф сучасності. У 1992 роціУкраїна була визнана державою екологічного лиха. Однією з причин такого становищає те, що на кількість населення, яка становить тільки 1 % від населення Землі, видобуваєтьсяі переробляється майже 5 % світового обсягу мінеральних ресурсів, тобто в межахУкраїни відбуваються масштабні перетворення ландшафту і забруднення довкілля.
Високе забруднення характернедля територій навколо обласних центрів України, вчасності у приміській зоні промисловорозвиненого Києва. Чим вище рівень забруднення, тим більша небезпека для здоров'янаселення і стану навколишнього середовища. Так, довготривале забруднення атмосферногоповітря сірчаним газом, окислами Карбону, Нітрогену та іншими речовинами шкідливовпливає на здоров'я людини. При цьому може збільшуватися загальна захворюваністьнаселення, яка зумовлена ураженням окремих органів і систем організму — легеневої(пневмонії, бронхіальна астма та інші неспецифічні хвороби легенів); серцево-судинноїсистеми (гіпертонічна хвороба, інфаркт міокарда, хронічні хвороби тощо).
Звичайно, найбільш небезпечнеатмосферне забруднення для здоров'я людей, яке знижує адаптаційні можливості організму,що призводить до зміни дихальних функцій і збільшення рівня легеневої патології.Крім того, для зон розташування промислових підприємств характерні специфічні забруднення,які можуть також призводити до погіршення стану здоров'я людини. Так, наприклад,у зонах інтенсивного руху автотранспорту — хронічних отруєнь та уражень легень.Високий рівень забруднення загрожує здоров'ю не тільки теперішнього, але й майбутньогопоколінь.
На цей час Боярка не євеликим промисловим центром, але вона знаходиться на перехресті повітряно-, залізнично-та автомобілетранспортних магістралей. Статистичні дослідження показали, що рухтранспорту на даній території досить насичений, особливо активні грузоперевезеннявночі.
Діяльність людини порушуєрівновагу в природі, що призводить до виникнення екологічних проблем. Серед нихможна назвати парниковий ефект, озонові діри в атмосфері, смог, кислотні дощі, забрудненняатмосферного повітря тощо. Проблема забруднення повітря вже не є проблемою країни.Це проблема кожного міста, кожної людини. Ми не можемо залишити без уваги поступовепогіршення хімічного складу повітря і негативний вплив різноманітних шкідливих домішокна організм. Саме тому я вважаю тему забруднення атмосферного повітря актуальною.Мені цікаво дослідити на прикладі свого міста Боярки рівень шкідливих викидів взалежності від кількості автотранспорту, з«ясувати негативний вплив газів-забруднювачівна навколишнє середовище, а також обчислити кількість чистого повітря, необхідногодля розчинення шкідливих речовин з метою забезпечення санітарно-припустимих умовжиття людини. Метою мого досліду було виявити наявність гострої проблеми забрудненняповітря, використовуючи „метод проектів“, зібрати необхідні статистичнівідомості, дослідити зміни забруднення в часі та просторі. Головна задача моєї роботи- проаналізувати негативні зміни у складі повітря міста Боярка та запропонуватиможливі шляхи поліпшення екологічної ситуації у місті. Думаю, що ця тема цікавадля багатьох дослідників, а також для мешканців мого рідного міста. Дана тема єдосліджуваною, результати дослідів різняться, постійно змінюються і тому вона завждибуде найактуальнішою. Даний дослід також показує важливість хімії як науки в розумінній розв’язанні актуальних екологічних проблем сучасності. На практиці цю роботу можнавикористовувати на уроках, семінарах.
Я — патріот свого рідногоміста Боярка, люблю кожну вулицю, будинок, дитячі садки та школи, знаю кожне деревота квітки і тому мрію, щоб Боярка стала чистим, світлим, зеленим, чудовим»містом майбутнього". Хочу, щоб гості нашого міста поверталися із задоволеннямсюди знову.
забруднення повітря автотранспорт
Розділ І. Характеристика основних забруднювачівповітря: класифікація, характеристика та вплив на здоров’я людини1.1 Атмосфера: її склад, роль та функції
Атмосфера — газова оболонка Землі, формування якоївідбувалось в результаті геологічної еволюції і безперервної діяльності живих організмів.Склад сучасної атмосфери знаходиться в стані динамічної рівноваги, яка підтримуєтьсяживими організмами, Світовим океаном, геохімічними явищами як природного, так іантропогенного походження глобального масштабу.
Атмосфера ділиться та три основні частини: нижню- тропосферу; середню — стратосферу і верхню — іоносферу. В тропосфері зосередженоблизько 80% маси повітря, основна маса атмосферних домішок, більша частина водяноїпари. Стратосфера поширена до висоти 60км. На висоті 20-25км розташований шар зпідвищеною концентрацією озону (озоновий шар). Вона розріджена, з незначним вмістомвологи. Іоносфера простежується на висоті до 2000 км. Вона поділяється на мезосферу і термосферу. Повітря знаходиться в ній в іонізованому стані.
Маса атмосфери складає 1/1000000 маси Землі. Однакїї роль і значення в житті планети є надзвичайно важливі. Атмосфера виконує наступніфункції:
містить кисень, необхідний для дихання живих організмів;
є джерелом вуглекислого газу для фотосинтезу рослин;
захищає живі організми від космічних випромінювань;
зберігає тепло Землі і регулює клімат;
трансформує газоподібні продукти обміну речовин;
переносить водяну пару по планеті;
є середовищем життя літаючих форм організмів;
служить джерелом хімічної сировини й енергії;
приймає і трансформує газоподібні і пилоподібнівідходи.
Захисні функції атмосфери проявляються з одногобоку в екрануванні земної поверхні від попадання на неї різноманітних космічнихтіл (метеорів, метеоритного пилу), більшість яких згоряє в щільних шарах атмосфери.Озон відіграє надзвичайно важливу роль. Він поглинає частину інфрачервоного випромінюванняЗемлі. Завдяки цьому озон затримує близько 20% теплового випромінювання Землі; регулюючиглобальний температурний баланс. Водночас стратосферний озон виконує роль фільтрудля космічної та сонячної радіації, надійно захищаючи живі організми від надмірногоультрафіолетового проміння.
Кліматорегулюючі функції атмосфери проявляютьсяв регуляції нею основних кліматичних параметрів: температури, вологості, тиску,швидкості і напрямку вітру. Завдяки атмосферній регуляції основних кліматичних параметрівна Землі представлені різноманітні кліматичні пояси і погодні умови. Присутністьатмосфери істотно нівелює добові і сезонні контрасти температур біля земної поверхні.Циркуляція атмосфери виступає одним із провідних кліматоутворюючих чинників.
Атмосфера регулює інтенсивність протікання процесівкругообігу речовин і енергії, кожен з яких проходить атмосферну стадію. В залежностівід прозорості атмосфери регулюється процес проникнення до земної поверхні сонячнихпроменів.
Іони, які утворились в атмосфері під дією земногорадіаційного випромінювання і космічних променів, позитивно впливають на живі організми.
Атмосфера — невід’ємна складова частина середовищаіснування живих організмів. Повітря насичує воду і пронизує ґрунти і гірські породи.Води насичені атмосферними газами, вони присутні в ґрунтах і гірських породах.
Атмосферні гази: кисень, вуглекислий газ і азотприймають безпосередню участь в біохімічних циклах і є важливими чинниками функціонуваннярізноманітних екосистем.
Нормальний хімічний склад повітря: азот-78,08 %,киснь-20,94 %, інертні гази-0,94 %, діоксид Карбону-0,04 %. Ці показники в приземномушарі можуть коливатися в незначних межах. Людині головним чином потрібен кисень,без якого вона не зможе жити, як і решта живих організмів. Але зараз вивчено і доведено,що інші складові частини повітря також мають велике значення. У невеликій кількостів атмосфері містяться водень, метан, діоксид Нітрогену, сірководень, а також водянапара (до 0,42 % від об'єму атмосфери, або 0,2 % її маси).1.2 Основні види забруднення повітря
Але в сучасному світі неможливо зберегти сталийсклад атмосфери, а отже і хімічний склад повітря. Повітряна оболонка містить в собізначну кількість небажаних домішок. Найчистішою є атмосфера над океанською поверхнею,високо в горах, найзабрудненішою є біля джерел природного чи антропогенного походження.Крім того за походженням атмосфери забруднення поділяють на природне і штучне; захімічним дисперсним складом — на газове і аерозольне; за дією на організм, навколишнєсередовище і матеріальні цінності — на позитивне і негативне.
До природних джерел атмосферного забруднення відносятьпилові бурі, виверження вулканів, космічний пил і т.п. Продукти природного забрудненняатмосфери на 3/4 складені із неорганічних речовин. Це продукти вивітрювання гірськихпорід, частинки ґрунтів, попіл, сіль, вуглеводні спирти, органічні кислоти, ефіри,альдегіди.
Штучне забруднення атмосфери є результатом діяльностіпромислових підприємств, транспортних засобів, утилізації побутових відходів. Основнимджерелом штучного забруднення атмосфери також є підприємства комунального сектора,сільського господарства. Атмосферні забруднювачі поділяють на первинні, які безпосередньопоступають в атмосферу, і вторинні, які є продуктом перетворення первинних. Таксірчистий газ окислюється до сульфатного ангідриду, який при взаємодії з водяноюпарою утворює сульфатну кислоту. Подібним чином в результаті хімічних, фотохімічних,фізико-хімічних реакцій між забруднюючими речовинами і компонентами атмосфери утворюютьсявторинні забруднювачі.
Атмосфера забруднюється в результаті впливу різноманітнихфакторів: промисловості, побутових котелень, транспорту тощо. Серед галузей промисловостіголовними джерелами атмосферних забруднень виступають: електроенергетика (27%),металургія (26%), будівельна індустрія (13%). Підприємства теплоенергетики, металургійнихі хімічних галузей, котельні установки споживають щороку близько 70% твердого ірідкого палива, яке видобувається. В результаті їх діяльності в атмосферу виділяютьсяшкідливі газові викиди.
Найпоширенішими шкідливими газовими забруднювачами є: оксиди сульфуру(ІV і VІ) — SO2, SO3; сірководень (Н2S); сірковуглець(СS2); оксиди нітрогену — Nox; бензопірен; аміак; сполукихлору; сполуки флуору; сірководень; вуглеводні; синтетичні поверхнево-активні речовини;канцерогени; важкі метали; оксиди карбону (ІІ і ІV) — СО, СО2.
Розглянемо деякі з них.
Вуглекислий газ — продукт згорання палива, якихщорічно потрапляє в атмосферу понад 2 млрд. т. Нешкідливий для людського організму,використовується в побуті, господарських цілях. Особливу небезпеку створює вуглекислийгаз, затримуючи теплове випромінювання в приземному шарі атмосфери. Ця властивістьвуглекислоти в атмосфері отримала назву парникового або оранжерейного ефекту;
Оксид карбону ІІ виникає при неповному згоряннівуглецевих речовин. У повітрі опиняється в результаті спалювання твердих відходів,з вихлопними газами й викидами промислових підприємств. Щорічно цього газу надходитьв атмосферу не менш 250 млн. т. Газ без запаху, кольору, смаку. Оксид карбону ІІ- це сполука, що активно реагує зі складовими частинами атмосфери, він сприяє підвищеннютемператури на планеті й створенню парникового ефекту.
Сірчистий ангідрид виділяється при спалюванні вугілля,переробці сірчистих руд (до 70 млн. т на рік), в процесі згоряння сульфуровмісногопалива і т. і. Обсяги річних викидів атмосферу складають близько 200 млн. т. Окисленнясірчистого ангідриду відбувається про фотохімічних і каталітичних реакціях. Формуєтьсяаерозоль або розчин в дощовій воді, який підкислює ґрунти, водойми, прискорює корозіюметалів, загострює захворювання дихальних шляхів людини.
Сірчаний ангідрид утворюється при окислюванні сірчистогоангідриду. Кінцевим продуктом реакції стає аерозоль або розчин сульфатної кислотив дощовій воді, що підкислює грунт, загострює захворювання дихальних шляхів людини.Випадання аерозолю сульфатної кислоти з димових факелів хімічних підприємств спостерігаєтьсяпри низькій хмарності й високій вологості повітря. Листяні пластинки рослин, щоростуть на відстані меншій за 1км від таких підприємств, звичайно бувають густозасіяні маленькими некротичними плямами, що утворилися в місцях осідання крапельсульфатної кислоти. Пірометалургійні підприємства кольорової й чорної металургії,а також ТЕС щороку викидають в атмосферу десятки мільйонів тонн сульфатного ангідриду.
Сірководень і сірковуглець надходять в атмосферуокремо або разом з іншими сполуками Сульфуру. Основними джерелами викиду стаютьпідприємства з виготовлення штучного волокна, цукру, коксохімічні, нафтопереробнізаводи, а також нафтопромисли. В атмосфері при взаємодії з іншими забруднювачамиповільно окислюються до сульфатного ангідриду.
Оксиди Нітрогену утворюються при згоранні палива,виробництві добрив, кислот, віскозного шовку, целулоїду. Основними джерелами викидує підприємства, що виробляють азотні добрива, азотну кислоту й нітрати, аніліновібарвники, нітросполуки, віскозний шовк, целулоїд. Щороку в атмосферу від індустріальнихджерел поступає близько 20 млн. т нітрогенвмісних сполук;
Сполуки хлору поступають в атмосферу від підприємствхімічної промисловості, виробництва пестицидів, органічних барвників, гідролізногоспирту, соди, соляної кислоти. В атмосфері спостерігаються як домішки в молекулихлору і парів хлоридної кислоти. Токсичність хлору визначається видом сполук таїхньою концентрацією.
Сполуки флуору виділяються в атмосферу підприємствамипо виробництву алюмінію, сталі, емалей, скла, кераміки, фосфоритних добрив. Флуоровмісніречовини надходять в атмосферу у вигляді газоподібних сполук — фтороводню або пилуфлуориду натрію й кальцію. Похідні флуору є сильними інсектицидами і характеризуютьсяособливо сильним токсичним ефектом. Надмірна концентрація фтористих сполук в кормахвикликає хронічну інтоксикацію тварин, яку називають флуроозом. Дуже чутливими досполук фтору є комахи.
У металургійній індустріїпри виплавці чавуна й переробці його на сталь відбувається викид в атмосферу різнихважких металів і отруйних газів. Так, у розрахунку на 1 т граничного чавуна виділяєтьсякрім 2,7кг сірчистого газу і 4,5кг пилових частинок, що складаються зі сполук Арсену,Фосфору, Стибію, Плюмбуму, пари ртуті й рідкісних металів, смоляних речовин гідрогенціаніду водню.
Розрізняють такі видизабруднення: хімічне, автомобільними викидами, аерозольне, вуглеводневе, радіаційне,шумове, електромагнітне.
Але найсильніше позначаєтьсяна навколишньому середовищі забруднення продуктами хімічних перетворень. Хімічнізабруднення — тверді, газоподібні й рідкі речовини, хімічні елементи й сполуки штучногопоходження, які надходять — у біосферу, порушуючи встановлені природою процеси кругообігуречовин і енергії.
Викиди та витоки небезпечниххімічних речовин, загорання різних матеріалів, обладнання, будівельних конструкцій,аварії на транспорті при перевезенні небезпечних хімічних речовин, вибухових тапожежонебезпечних вантажів супроводжуються забрудненням навколишнього середовища.Хімічні аварії є дуже небезпечними, бо хімічні викиди здатні розповсюджуватись назначні території, де можуть виникати великі зони забруднення навколишнього середовища.До числа небезпечних для здоров'я людини газоподібних сполук, які забруднюють атмосферу,можна віднести: С12, НС1, HF, HCN, SO3, SO2, CS2,CO, СО2, NH3, COC13, оксиди Нітрогену та інші.
Важливим джерелом атмосферних забруднень є транспортнізасоби всіх видів. Автомобільні викиди — це суміш близько 200 речовин, серед якихальдегіди з різким запахом і сильною подразливою дією, канцерогенні речовини, якіможуть викликати ракові захворювання та інші.
Середньостатистичний автомобіль за рік пробігузабирає з атмосфери 4,35 т кисню, викидаючи 3,25 т вуглекислого газу, 0,53кг оксидуКарбону, 0,093 т вуглеводнів, 0,027 т оксидів Нітрогену. Наприкінці ХХ століттяу світі нараховувалось близько 1 млрд. автомобілів.
Автомобільний транспорт забруднює головним чиноматмосферу трьома основними каналами:
– відпрацьованими газами що викидають через вихлопну трубу;
– картерними газами;
– вуглеводнями внаслідок випаровування палива з бака,карбюратора та трубопроводів.
У складі відпрацьованих газів автомобіля найбільшупитому вагу за об’ємом мають — монооксид Карбону (0,5-10%), оксиди Нітрогену (до0,8%) неспалені вуглеводні (0,2-3%), альдегіди (до 0,2%) та сажа.
У абсолютних величинах на 1000л палива карбюраторний двигунвикидає з вихлопними та картерними газами: 200кг монооксиду вуглецю, 25кг вуглеводів,20кг азоту, 1кг сансі, 1кг сірчастих сполук.
Також негативно впливають на атмосферу накопиченнявуглекислого газу, кількість якого, на жаль, чимдалі збільшується. Це може призвестиу найближчому майбутньому до збільшення середньорічної температури на Землі.
Основними джерелами забруднення повітря над сільськоюмісцевістю є тваринницькі і птахокомплекси, агрохімічні склади, сховища протравленогонасіння, поля з внесеними на них отрутохімікатами і мінеральними добривами.
Аерозольне забруднення також відносять до атмосфернихзабруднень. Аерозолі — це тверді чи рідкі мікроскопічні частини, що знаходятьсяу завислому стані в атмосфері. Тверді компоненти аерозолей техногенного походження- це продукти діяльності теплових електростанцій, збагачувальних фабрик, металургійних,магнезитових, цементних, сажових заводів.
Тверді компоненти аерозолів дуже небезпечні дляживих організмів, у людей вони викликають специфічні захворювання. Розрізняють пасивніта активні аерозолі в залежності від їх дії на організм людини. Пасивні аерозоліакумулюються на стінках органів дихання і можуть викликати ряд захворювань при певнихконцентраціях. Активні аерозолі залучаються до процесу кровообігу і є більш небезпечнимидля людського організму, тому що можуть викликати різноманітні захворювання, потрапляючив клітини організму людини.
Одним із найяскравіших представників аерозольногозабруднення атмосфери є органічний пил, що містить у собі аліфатичні й ароматичнівуглеводні, солі кислот. Він утворюється при спалюванні залишкових нафтопродуктів,у процесі піролізу на нафтопереробних, нафтохімічних та інших подібних підприємствах.
В атмосфері аерозольні забруднення також можнаспостерігати у вигляді диму, туману, імли або серпанка. За певних погодних умовв приземних шарах атмосфери відбуваються особливо значні скупчення газоподібнихі аерозольних домішок, які отримали назву смогів. Смоги вкрай небезпечні за своєюфізіологічною дією для органів дихання, кровоносної системи.
До атмосферних забруднювачів належать вуглеводні- насичені й ненасичені, що включають від 1 до 13 атомів Карбону. Вони можуть зазнаватирізних перетворень, окиснення, полімеризації, особливо якщо почнуть взаємодіятиз іншими атмосферними забруднювачами після збудження сонячною радіацією. Результатомцих реакцій стає поява перекисних сполук, вільних радикалів, сполук вуглеводнівз оксидами нітрогену й сульфуру, часто у вигляді аерозольних частинок. За деякихпогодних умов у приземному шарі повітря можуть формуватися особливо великі скупченняшкідливих газоподібних й аерозольних домішок. Звичайно це трапляється, коли в шаріповітря прямо над джерелами газопилової емісії відбувається інверсія — розташуванняшарів холоднішого повітря під теплим, що перешкоджає рухові повітряних мас і затримуєперенесення домішок угору. У підсумку шкідливі викиди концентруються під шаром інверсії,вміст їх у повітрі різко зростає, що стає однією з причин утворення раніше невідомогов природі фотохімічного туману.
До специфічних атмосферних забруднень належитьрадіаційне — забруднення радіоактивними аерозолями, які поступають в атмосферу зядерними вибухами, аваріями на об’єктах атомної енергетики, утилізації і переробкивідпрацьованого ядерного палива, військових конфліктах. В подальшому атмосфернарадіація поступає в ґрунти, водні розчини, живі організми. Радіоактивні забрудненнявикликають ракові захворювання та захворювання генетичного апарату людини.
Шумове забруднення атмосфери — одна з форм хвильового,фізичного забруднення, адаптація організму до нього є неможливою. Інтенсивністьшумового забруднення (тиску) вимірюється в децибелах (дБ). Шуми інтенсивністю 30-80дБ не наносять шкоди людському організму. Водночас шуми інтенсивністю 85 дБ і більшепризводять до фізіологічних і психологічних негативних наслідків на нервову систему,сон, емоції, працездатність.
Електромагнітне забруднення особливо відчутне вумовах міських поселень, де рівень електромагнітних полів в сотні раз перевищуєрівень природних полів. Напруга електромагнітних полів (ЕМП) в 1000 в/м викликаєнесприятливий вплив ЕМП на людський організм, який проявляється у порушенні нервовоїсистеми, ендокринного апарату, обмінних процесів.1.3 Вплив шкідливих домішок в повітріна здоров’я людини
Протягом усього часу свого існування людина буланерозривно пов'язана з природою. Але з моменту виникнення високо індустріальногосуспільства ми все більше втручаємося в її життя. На сьогоднішньому етапі це втручаннязагрожує повним знищенням природи. Постійно витрачаються невідновлювані види сировини,число орних земель катастрофічно скорочується, тому що вони стають місцем будівництванових міст і промислових підприємств. Людина почала втручатися у функціонуваннябіосфери — тієї частини нашої планети, де, власне, й існує життя. Крім того останнімчасом значно погіршився екологічний стан атмосфери. Змінився склад повітря. З’явиласяціла низка хвороб, спричинених появою в повітрі, яким ми дихаємо, різноманітнихшкідливих речовин.
Атмосферне повітря населених пунктів постійно забруднюєтьсяі за всіма параметрами докорінно відрізняється від повноцінного природного повітря,яке є чистим і стимулює біологічні процеси. У людей, які проживають у районах зінтенсивно забрудненим повітрям, є зміни показників імунобіологічного статусу організму.У водіїв і пасажирів автобусів змінюються показники розумової та фізичної працездатності.
Розрізняють місцеву і загальну дію біологічногоефекту забруднення повітря. Місцева дія може спричинювати гострі захворювання дихальнихшляхів і легенів. Загальна дія зводиться до того, що більшість цих речовин діє напроцес обміну речовин. Часто перед загальною дією має місце місцева дія, тому загальнадія завжди повинна розглядатись у сукупності з місцевою дією. Можуть бути захворювання,які є характерними обмінними захворюваннями, але виникли внаслідок загальної діїповітряних забруднень.
Найбільш поширеною шкідливою домішкою повітряногосередовища є монооксид вуглецю. При вдиханні цього газу наступає швидка втомлюваність,головний біль, запаморочення, порушення сну, не стабільність настрою, послабленняпам'яті, порушення діяльності серцево-судинної системи та інших систем організму.Оксид КарбонуII утворює з гемоглобіном крові стійку сполуку — карбоксигемоглобін,який блокує транспорт кисню в організм.
Доведений прямий зв'язок між концентрацією бензопіренув повітрі і смертністю від раку легенів. Взагалі смертність від раку легенів середмешканців міст вдвічі більша, ніж серед мешканців села.3 тих елементів, які забруднюютьповітря, виникненню раку легенів крім бензопірену сприяють молібден, арсен, цинк,ванадій і кадмій. У загазованих районах від раку легень вмирає у 10 разів більшелюдей, ніж у віддалених передмістях. У відпрацьованих газах автомобілів постійноприсутній також свинець, внаслідок чого у крові у водіїв і пасажирів знаходять йогокількість, шкідливу для здоров'я. Чим більше свинцю в повітрі, тим більше його вкрові, і це веде до зниження активності ферментів, що беруть участь у насиченнікрові киснем, і до порушення обмінних процесів в організмі.
У містах швидко зростає кількість захворювань након'юнктивіт, екзему, фарингіт, ларингіт внаслідок забруднення атмосфери оксидомвуглецю, оксидами азоту, аміаком, вуглеводнями, сірчистим газом, формальдегідом,фторидами, аерозолями сульфатної кислоти, поверхнево-активними речовинами тощо,які викликають отруєння, а, крім того, знижують імунобіологічні властивості організму.
Оксиди азоту викликають подразнення слизових оболонокверхніх дихальних шляхів і в тяжких випадках можуть призвести до смерті внаслідокнабряку легенів. Захворюваність на пневмонію, інфаркт міокарда, алергічні хвороби,зокрема бронхіальну астму, також пов'язана із забрудненням повітря. Негативний впливфакторів навколишнього середовища на організм людини може проявлятись у виглядізапалення, дистрофічних змін, алергічного стану, порушення у розвитку плоду і пошкодженняспадкового апарату клітини, 70-80% усіх випадків раку викликані дією хімічних канцерогенів.Вже тепер близько 4% новонароджених відрізняється генетичними дефектами, які ведутьдалі до виражених спадкових захворювань.
Забруднення атмосферного повітря сприяють появіпідвищеної кількості запальних захворювань органів дихання і очей, захворювань серцево-судинноїсистеми, інфекційних захворювань, раку легенів. Люди, які проживають у районах,забруднених атмосферними викидами, часто мають низькі масу тіла і рівень фізичногорозвитку, а також функціональні відхилення серцево-судинної і дихальної систем.Захворюваність хворобами органів дихання становить в середньому 73,5% від загальноїзахворюваності.
Внаслідок науково-технічної революції і урбанізаціїнашої планети навколишнє середовище неухильно погіршується в результаті антропогенноїдіяльності, яка піддає його щораз більшій дії фізичних, хімічних і біологічних навантажень.Люди вже не спроможні адаптуватися до цих швидких і глобальних змін. Крім того,постала проблема демографічного вибуху і обмеженості природних ресурсів та життєвогопростору Земної кулі
Внаслідок катастрофічного погіршення стану навколишньогосередовища загальний рівень здоров'я населення України в останні роки різко знизився.Смертність перевищила народжуваність. Порушились генетичні процеси, народження дітейз різними спадковими хворобами збільшилось у 2-4 рази. Україна посіла перше місцев світі за рівнем дитячої смертності. Зменшилась тривалість життя людей на 6 років,виріс показник первинної інвалідизації.
Значно збільшилась кількість серцево-судинних захворювань,особливо інфаркту міокарда та ішемічної хвороби серця, судинних уражень мозку, захворюваньна рак, бронхіальну астму, цукровий діабет, алергічних захворювань та захворюваньтравного каналу.
Розділ П. Дослідження забруднення повітряміста Боярки2.1 Дослідження забруднення повітря статистичнимметодом
Для проведення дослідженнябуло вибрано дві ділянки автошляху в місті Боярка — по вул. Білогородська (основнаавтомагістраль міста) та по вул. Б. Хмельницького (вулиця з незначним автомобільнимрухом) в безпосередній близькості від житлових будинків, завдовжки в середньому300 метрів.
Згідно вибраної методикирозрахунку, визначаємо кількість одиниць автотранспорту, що проїхав через експериментальнуділянку за 1 год. Окремо визначаємо кількість легкових автомобілів, вантажівок таавтобусів.
/>
Таблиця 1
Зафіксована к-ть авто,
N Тип автомобілів Легкові автомобілі Вантажівки Автобуси по вул. Білогородській 685 120 74 по вул.Б. Хмельницького 128 35 10
Обчислюємо />загальний шлях, який проходить автомобількожного типу за 1 годину за формулою:
L=N*l;
де 1 — довжинашляху експериментальної ділянки (300 м);
N — зафіксована кількістьавтомобілів кожного типу.
Таблиця 2
Довжина шляху (км),
L Тип автомобілів Легкові автомобілі Вантажівки Автобуси Для вул. Білогородська 205 36 22 Для вул.Б. Хмельницького 38 10 3
Обчислюємо кількість пального,яку спалюють автомобілі за формулою:
D = L*V;
де L — довжина шляху експериментальноїділянки;
V — середні витрати пальногоу літрах на один кілометр шляху.
Для легкового авто цейпоказник становить в середньому 0.12, для вантажівки — 0.31, для автобуса- 0.425. Результати розрахунків заносимо у таблицю 3.
Таблиця 3
К-ть пального (л),
D Тип автомобілів Легкові авто Вантажівки Автобуси Для вул. Білогородської 24,66 11.16 9,44 Для вул.Б. Хмельницького 4.61 3.26 1.28
Обчислюємо шляхом множеннякількість шкідливих речовин, що виділяє автотранспорт. До них віднесемо СО, С5Н12, NО2. Відомо, що із 1 л бензину виділення СО становить 0,6 л, С5Н12 — 0,1 л, NО2- 0,04 л.
Розрахунки представимоу вигляді таблиць 4.1 та 4.2.
Таблиця 4.1.
Для вул. БілогородськаК-ть шкідливих речовин, л
Тип автомобілів
Легкові автомобілі
Вантажівки
Автобуси Легкові авто Вантажівки Автобуси Викид СО 14,796 6,696 5,661 Викид С5Н12 2,466 1,116 0,944 Викид NО2 0,986 0,446 0,377
Таблиця 4.2.
Для вул. Б. ХмельницькогоV Легкові автомобілі Вантажівки Автобуси Викид СО л. 2.765 1.953 0.765 Викид С5Н12 л 0.461 0.326 0.128 Викид NО2 л 0.184 0.13 0.051
Після того, як обчислилиоб`єм основних газів-забруднювачів для кожного виду транспорту, обчислимомасу шкідливих викидів за формулою:
m = V М 22.4
М (СО) = 28 г/моль; М(С5Н12) = 72 г/моль; М (NО2) =46г/моль.
Маса шкідливих викидівосновних газів-забруднювачів становить:
Таблиця 5.1.
Для вул. БілогородськаТип автомобілів Легкові авто Вантажівки Автобуси Викид СО г 18,495 8,37 7,07 Викид С5Н12 г 7,926 3,587 3,032 Викид NО2 г 2,026 0,917 0,775
Таблиця 5.2.
Для вул. Б. ХмельницькогоТип автомобілів Легкові авто Вантажівки Автобуси Викид СО г 3.456 2.441 0.956 Викид С5Н12 г 1.481 1.046 0.41 Викид NО2 г 0.378 0.267 0.105
Обчислюємо кількість чистогоповітря, необхідного для розчинення шкідливих речовин з метою забезпечення санітарно-припустимихумов середовища.
V (для СО) = m (СО);
0,003
V (для C5H12) = m (C5H12);
0,025
V (для NO2) = m (NO2)
0,00194
Результати обчислень представленіу таблиці 6.1 та 6.2.
Таблиця 6.1
Для вул. Білогородськана грудень 2007 року Тип автомобілів Легкові автомобілі Вантажівки Автобуси
Сума, г
m Об'єм повітря для розчинення Викид СО 18,495 8,37 7,07 33.941 11313.75 Викид С5 Н12 7,926 3,587 3,032 14.546 581.85 Викид NО2 2,026 0,917 0,775 3.717 1916.17
Для вул. Б. Хмельницькогона грудень 2007 року Таблиця6.2 Тип автомобілів Легкові автомобілі Вантажівки Автобуси Сума Об'єм повітря для розчинення Викид СО 3.456 2.441 0.956 6.853 2284.5 Викид С5 Н12 1.481 1.046 0.41 2.937 117.489 Викид NО2 0.378 0.267 0.105 0.75 386.918
Для відстеження динамікирозвитку кількості шкідливих викидів аналогічні підрахунки були здійсненні на початкувересня. Дані досліду представлені у таблицях 7-10.
Таблиця 7Тип автомобілів Легкові авто Вантажівки Автобуси Зафіксована к-ть авто по вул. Білогородській 670 114 70 Зафіксована к-ть авто по вул.Б. Хмельницького 123 32 9
Таблиця 8
Загальний шлях, якийпроходить автомобіль кожного типу за 1 годину. Тип автомобілів Легкові авто Вантажівки Автобуси
Довжина шляху (км)
для вул. Білогородська 201 34,2 21
Довжина шляху (км)
Для вул.Б. Хмельницького 36,9 9,7 2,6 /> /> /> /> />
Таблиця 9
Кількість пального,яку спалюють автомобілі.Тип автомобілів Легкові авто Вантажівки Автобуси
К-ть пального (л)
Для вул. Білогородської 24,66 11.16 9,44
К-ть пального (л)
Для вул.Б. Хмельницького 4.61 3.26 1.28
Кількість шкідливих речовин,що виділяє автотранспорт.
Таблиця 10.1.
Для вул. Білогородськавересень 2007року Тип автомобілів Легкові автомобілі Вантажівки Автобуси Сума Об'єм повітря для розчинення Викид СО г 17,28 6,98 5,737 32,735 10911.8 Викид С5Н12 г 7,4 2,99 2,46 14,029 561.176 Викид NО2 г 1,89 0,764 0,63 3,585 1848.09
Таблиця10.2.
Для вул. Б. Хмельницькоговересень 2007року Тип автомобілів Легкові автомобілі Вантажівки Автобуси Сума Об'єм повітря для розчинення Викид СО г 2.781 1.883 0.765 6,509 2169.75 Викид С5Н12 г 1.191 0.807 0.327 2,789 111.587 Викид NО2 г 0.304 0.206 0.083 0,713 367.483
Для порівняльного аналізущодо динаміки кількості шкідливих викидів в атмосферу в залежності від часу, обчисленідані зведені в таблиці 11.1 та 11.2.
Таблиця 11.1.
Для вул. Білогородська/> Вересень 2007 Грудень 2007 Збільшення % Об'єм повітря для розчинення викидів л. 13321 13812 3,7 Викид СО г 32,7 33,94 3,8 Викид С5Н12 14,03 14,55 3,61
/>Викид NО2 3,59 3,72 3,62
Таблиця11.2.
Для вул. Б. Хмельницького Вересень 2007 Грудень 2007 Збільшення % Об'єм повітря для розчинення викидів л. 2648 2789 5,3 Викид СО г 6,51 6,85 5,2 Викид С5Н12 2,79 2,94 5,4 Викид NО2 0,71 0,75 5,6
На підставі проведенихдосліджень складено порівняльні графіки та діаграми.
Аналіз проведених розрахунківза вибраною методикою дозволяє зробити наступні висновки:
1. На вибраних дослідних ділянках основними забруднювачамиповітря є автомобілі. Кількість автомобілів з часом збільшується, що збільшує загрозунавколишньому середовищу.
2. Найбільша кількість серед різних типів автотранспорту- це легкові автомобілі. Тому, практично половину шкідливих викидів в атмосферуприходиться саме на них.
3. В залежності від завантаженості вулиці автотранспортом,відрізняється і кількість викидів у атмосферу шкідливих речовин. Вулиця Білогородськає головною транспортною артерією міста, тому кількість автомобілів на ній найбільша.До того ж, ця вулиця проходить практично через усе місто. Але, хоча вул. Б. Хмельницькогопо розмірам не поступається вул. Білогородській, кількість транспорту на ній меншепрактично в 4 рази.
4. За час проведеного дослідження кількість шкідливих викидівв атмосферу збільшилася: для вул. Білогородська в середньому на 3,7%, а для вул.Б. Хмельницького в середньому аж на 5,4%. За час проведення досліду збільшився рухлегкових автомобілів по вулиці Б. Хмельницького, що пов’язано з тимчасовими причинами(активна робота кафе-більярдної на цій вулиці, передноворічні свята). У зв`язкуз цим збільшується об`єм повітря, необхідний для розчинення шкідливих речовин зметою забезпечення санітарно-припустимих умов навколишнього середовища.
2.2 Дослідження забруднення повітря методомспостереження за лишайниками
Ще одним з відомих методів дослідження забрудненняповітря є метод спостереження за однаковими за розмірами лишайниками одного виду(пармелія, цетрарія, кладонія та ін.) на корі дерев.
Відомо, що лишайники дужечутливі до забруднень повітря, особливо згубний вплив на них має сірчистий газ,який вже в концентрації 0,08-0,1 мг/м3 пригнічує більшість лишайників,а в концентрації 0,5 мг/м згубний практично для всіх видів. З'ясовано, що в разіпідвищеного рівня забруднення повітря першими з міст зникають кущисті форми, потімлискові і, нарешті, найбільш стійкі — накипні. На основі спостережень виділяютьсязони лишайників, які дозволяють судити про ступінь забруднення атмосферного повітря.
Для досліджень забрудненняповітря за змінами розмірів, форм і кольору лишайників була вибрана ділянка території,що обмежується вул. Білогородська, вул. Б. Хмельницького, які перетинають одна одну.
Спостереження проводилисяна ділянці у 800 метрів від перехрестя обраних вулиць через рівні проміжки та поможливості на однаковій відстані від проїжджої частини.
У ході роботи було проведенодослідження території на наявність лишайників та зроблено фотографії, які найбільшнаглядно демонструють відмінності у їх розмірі, кольорі та формі (Додатки 1-3).
На всіх деревах, що знаходятьсянайближче до проїжджої частини, взагалі відсутні лишайники (Додаток 1). Це говоритьпро те, що ця територія забруднена шкідливими викидами і є неможливим для існуваннялишайників. Вони є індикаторами чистого повітря і тому цілковита відсутність лишайниківговорить про те, що проїжджа частина міста є вкрай небезпечним та несприятливимрайоном міста Боярки.
На незначній відстанівід дороги (10-20 метрів) вже з`являються лишайники, але кількість їх обмежена інайбільш стійкі форми — накипні (Додаток 2). Вони мають сіро-зелений колір, меншіза розмірами та висотою проростання. На цій території не можна побачити все різноманіттяформ лишайників, кущисті форми взагалі відсутні, оскільки ця ділянка знаходитьсявідносно близько від дороги та залишається під впливом автомобільних викидів відпроїжджої частини. Висока концентрація шкідливих газів-забруднювачів безпосередньодіє на склад повітря і унеможливлює проростання менш стійких до сірчистого газуформ лишайників.
В менш забруднених місцяхна більшій відстані від дороги (від 20 метрів) з`являються інші форми лишайниківта збільшується їх кількість, різноманітність форм, густота рослинності. Тількив лісопарку біля стадіону зустрічається майже всі види лишайників різноманітноїформи, кольору і забарвлення. Але навіть у такому незабрудненому місці, як парк,кущисті форми не зустрічаються, листкові форми наявні в незначній кількості порівняноз накипними (Додаток 3). Це говорить про здатність живої природи до саморегуляції.Дерева лісопарку на сьогоднішній час здатні долати цю кількість шкідливих викидівв повітря і відновлювати повітряний баланс міста.
На підставі спостереженьє можливість виділити три зони забруднення:
— лишайникова пустеля — цілковита відсутність лишайників,найбільш несприятливі райони міста біля проїжджої частини;
— зона змагання — лишайникова флора бідна;
— нормальна зона — периферійна частина міста, лісопарки.
За результатами даногодосліду була складена картосхема зон забруднення повітря (Додаток 4).
Наслідками дослідженняє висновки стосовно залежності існування флори лишайників від чистоти повітря ікількості викидів газів-забруднювачів.
Автомобільні викиди безпосередньовпливають на наявність та розміри лишайників у місті. Через збільшення кількостіавтотранспорту збільшується кількість викидів шкідливих газів у повітря. ця закономірністьбула простежена у попередньому досліді. Дослідження з лишайниками та виділення трьохумовних зон забруднення підтверджують вірність проведених розрахунків автомобільнихвикидів. Забруднення відображається на популяції лишайників у вигляді зменшенняїх розмірів, кількості, висоти проростання, зникнення кущистих форм і зменшеннялистових форм. Наявність паркових та лісопаркових зон суттєво впливають на екологічнуобстановку. Там, де вулиця примикає до густо посаджених дерев, зона лишайниковоїпустелі практично відсутня. Це характерно для вул. Б. Хмельницького. А от продовжусієї вул. Білогородської лишайникова пустеля існує і має чималі розміри.
В нашому місті є гострапроблема забруднення повітря. Спричинена вона зростаючою кількістю автотранспорту.Можна із впевненістю сказати, що ця проблема стосується кожного мешканця міста.
Вирішення проблеми полягаєв зменшенні шкідливих викидів автомобілями. Досягти цього можна:
встановленням на двигуникаталізаторів для нейтралізації чадного газу;
заміною пального яке заразвикористовується на газову суміш;
впровадженням енергозберігаючихтехнологій;
зменшенням кількості авто;переходом на альтернативні види палива;
збільшення кількості зеленихнасаджень, парків, лісосмуг як у місті так і навколо нього;
заборона вирубки дереву місті та навколо.
заборона заїзду вантажівоку центральну частину міста.
Висновки
Можливості впливу людинина природу постійно ростуть і вже досягли такого рівня, коли людина може зруйнуватипланету, знищити все живе, повністю змінити кліматичні умови. Повітряна оболонкаЗемлі є однією з найголовніших умов життя. Без їжі людина може прожити місяць, безводи — тиждень, а без повітря не може прожити і кількох хвилин.
Атмосфера має велике екологічнезначення. Вона захищає живі організми від згубного впливу космічних випромінюваньта ударів метеоритів, є носієм тепла і вологи. Через атмосферу відбувається фотосинтезта обмін енергії та інформації — основні процеси в біосфері. Наявність атмосферина планеті обумовлює ряд складних екзогенних процесів (вивітрювання гірських порід,діяльність повітряних мас і природних вод тощо). Для деяких організмів (бактерії,літаючі комахи, птахи та інші) атмосфера є основним середовищем життя.
Розвиток автомобільного транспорту призвів до забрудненняатмосфери міст і транспортних комунікацій важкими металами і токсичними вуглеводнями.Масове застосування мінеральних добрив і хімічних засобів захисту рослин призвелодо появи отрутохімікатів в атмосфері, ґрунтах і природних водах, забрудненню шкідливимиелементами водойм, водотоків і сільськогосподарської продукції (нітрати, пестициди).В процесі експлуатації хімічних заводів і теплових електростанцій також утворюютьсявеличезні кількості твердих відходів (недогарок, шлаки, золи), що складуються навеликих площах, вчиняючи негативний вплив на атмосферу, поверхневі і підземні води,грунтовий покров (пилування, виділення газів і т.п.). На території України знаходиться877 хімічно небезпечних об'єктів та 287 000 об'єктів використовують у своєму виробництвісильнодіючі отруйні речовини або їх похідні (у 140 містах та 46 населених пунктах).
Діяльність людини порушуєрівновагу в природі, що призводить до виникнення екологічних проблем. Серед нихможна назвати парниковий ефект, озонові діри в атмосфері, смог, кислотні дощі, забрудненняатмосферного повітря тощо. Проблема забруднення повітря вже не є проблемою країни.Це проблема кожного міста, кожної людини. Ми не можемо залишити без уваги поступовепогіршення хімічного складу повітря і негативний вплив різноманітних шкідливих домішокна організм.
Добитися відповідної чистоти повітря можна тількипри проведенні комплексу законодавчих, технологічних, планових і санітарних заходів,які будуть здійснюватися на державному рівні й потребують значних фінансово-матеріальнихзатрат, але суттєву роль в цьому відіграє і підвищення культурного рівня та свідомостінаселення України. Хорошими засобами збереження чистоти атмосферного повітря є замінау виробничих процесах шкідливих речовин на менш токсичні, створення нових замкнутихтехнологічних ліній, що працюють без викидів у атмосферу, безвідходне використанняприродних ресурсів, застосування ефектних фільтрів.
Вирішити проблему зменшення забруднення атмосферногоповітря можна тільки у тісній співпраці громадських організацій та державних закладів,а у планетарному обсязі — лише на основі міжнародного співробітництва та спільнихзусиль всіх країн.
Серед системи заходів спрямованих на запобіганняатмосферних забруднень, виділяють декілька основних груп: до першої групи відносятьзаходи, спрямовані на скорочення валових викидів забруднювачів в атмосферу. Це заходитехнічного, економічного і юридичного характеру: вдосконалення технологічних процесівпромислових підприємств; орієнтація на екологічно безпечні джерела виробництва електроенергії(вітрові-, геліо-, припливні-, гідроелектростанції); покращення карбюрації палива,перехід транспортних засобів на екологічно безпечні види палива.
Для захисту атмосферного повітря від забрудненьавтотранспортом велике значення мають заходи по плануванню та розбудові міськихпоселень. Зокрема озеленення автомагістралей, зонування жилих масивів, створеннярізнорівневих транспортних розв’язок, кільцевих доріг, використання підземного просторудля розміщення автостоянок, гаражів, створення швидкісних автомагістралей, санітарно-захиснихзон.
До заходів економічного характеру спрямованих наскорочення викидів в атмосферу належать: встановлення економічних санкцій (платаза викиди, плата за надмірні викиди, штрафи за заподіяння шкоди навколишньому середовищу);формування екологічних бірж, в рамках яких можна придбати чи продати право на додатковівикиди забруднюючих речовин в атмосферу; розробка заходів по стимулюванню впровадженнянових технологічних процесів.
Групу заходів юридичного характеру представляютьзаконодавчі акти про охорону та використання атмосферного повітря. До них належатьміжнародна конвенція ООН про зміну клімату, а також ряд законодавчих актів державногорівня: закон України “Про атмосферне повітря”, Положення про порядок видачі дозволівна викиди забруднювачів в атмосферу (Постанова КМ України), Інструкція про порядокрозробки, встановлення, перегляду та доведення лімітів викидів забруднюючих речовинв атмосферне повітря (Наказ Мінекобезпеки України).
Другу групу заходів складають ті, які направленіна зменшення концентрації забруднюючих речовин в границях промислових вузлів, центрів,агломерацій. До них відносять заходи з планування розосередження, деконцентраціїшкідливих виробництв по території.
До третьої групи заходів по запобіганню атмосфернимзабрудненням належать екологоосвітні та екологовиховні. Формування складових екологічноїкультури населення дозволяє впорядкувати побутове забруднення повітряного середовища,з розумінням відноситись до запровадження повітряноочисних заходів на робочих місях,в установах, організаціях і підприємствах.
Література
1. Савіна Л., Я пізнаю світ, К.,«Школа» 2002.
2. Рудзітіс Г. Є. Фельдман Ф.Г. Неорганічнахімія, К.,«Радянська школа» Д990.
3. Волошин І.М. Методика дослідження проблем природокористування.- Львів: ЛДУ, 1997. — 160 с.
4. Екологічний словник: Навч. посібник /В.В. Прежко таін. — Харків: ХДАМГ, 1999. — 416 с.
6. Злобін Ю.А. Основи екології. — К.: Лібра, 1999. — 249.
7. Корсак К.В., Плахотнік О.В. Основи екології, — К.:МАУП, 2000. — 238 с.
8. Кучерявий В.П. Екологія, — Львів: Світ, — 500 с.
9. Білявський Г.О., Падун М.М., Фурдуй Р.С. Основи загальноїекології. — К.: Либідь. 1995 — 368 с.
10. Білявський Г.О., Фурдуй Р.С. Практикум із загальноїекології. // Навч. посібн. — К.: Либідь, 1997. — 160с.
11. Буринська Н.М. Хімія Икл.,«Перун», Ірпінь, 2001
12. Копілевич В.А. Хімія, Видавничийцентр НАУ, К., 2005.
13. Домбровський А.В. Органічна хімія10-11кл., «Освіта», К., 1998
14. Александрова М.П. Хімія: Довідник.- Д., Сталкер, 1998-512с
15. Василега М.Д. Цікава хімія,«Радянська школа», К. — 1989
16. Шандала М.Г., ЗвиняцковськийЯ.Й. Окружающая среда и здоровье населения, — К.: Наук, думка, 1988.