2009 zakhyst 4 zabrudnennya povitrya trahsportom bilyaeva antoshkina krasniy luch lugansk1

ВСЕУКРАЇНСЬКА ДИТЯЧА СПІЛКА «ЕКОЛОГІЧНА ВАРТА» Всеукраїнський конкурс-захист екологічних проектів серед учнівської молоді «Прибери планету» (екологічно збалансовані технології)

ЕКОЛОГІЧНИЙ ПРОЕКТ

ЗАБРУДНЕННЯ АТМОСФЕРНОГО ПОВІТРЯ АВТОМОБІЛЬНИМ ТРАНСПОРТОМ НА ТЕРИТОРІЇ МІСТА КРАСНИЙ ЛУЧ матеріал на

Всеукраїнський конкурс-захист екологічних проектів серед учнівської молоді « ПРИБЕРИ ПЛАНЕТУ» (екологічно-збалансовані технології)

загальноосвітньої школи І –ІІІ ступенів №15 Краснолуцького міського осередку Луганської ООВДС« ЕКОЛОГІЧНА ВАРТА»

Роботу виконали Біляєва Юлія, Аношкіна Юлія, учениці 11 класу ЗОШ I-III ст. №15 м. Красний Луч Наукові консультанти Букаєва Ганна Василівна, вчитель біології вчитель-методист, Данішкіна Любов Сергіївна, учитель основ здоров’я ЗОШ I-III ст. № 15

м. Красний Луч 2009

Зміст роботи: I. Вступ.

II. Хімічні забруднення атмосфери.

1.Шкідливі домішки пірогенного походження.

2.Аерозольне забруднення атмосфери.

III. Забруднення атмосфери автомобільним транспортом.

1.Наземний транспорт в Україні і забруднення повітря шкідливими речовинами.

2.Автомобільний транспорт Луганської області.

IV. Визначення вмісту шкідливих речовин у вихлопних газах ДВЗ.

1 .Методика визначення.

2. Розрахунки та висновки.

V. Рослини і навколишнє середовище.

1. Методика розрахунку ширини зеленої смуги.

2. Розрахунки і висновки.

VI. Підсумкова частина. Висновки.

Мета роботи: 1. Шляхом творчо-дослідницької роботи оцінити ситуацію забруднення повітря в межах міста Красний Луч.

2. Проаналізувати вплив автотранспорту на забруднення повітря.

3. Вивчити питання про вплив шкідливих речовин вихлопних газів на здоров’я людини.

4. Розрахувати середню ширину зеленої смуги для міста Красний Луч та дослідити загальний стан зелених насаджень в місті

I. Вступ На всіх стадіях свого розвитку людина була тісно пов’язана з навколишнім світом. Але відтоді, як сформувалося високо індустріальне суспільство, небезпечне втручання людини в природу різко посилилося, розширився об’єм цього втручання, – воно стало більш багатогранним і зараз загрожує стати глобальною небезпекою для людства. Витрата видів сировини підвищується, все більше орних земель використовують під забудівлю, на них будуються міста і заводи. Людині доводиться все більше втручатися в господарство біосфери – тієї частини нашої планети, в якій існує життя. Біосфера Землі в наш час піддається зростаючій антропогенній дії. При цьому можна виділити декілька найістотніших процесів, які не покращують екологічну ситуацію на планеті. Найбільш масштабним і значним є хімічне забруднення середовища невластивими їй хімічними речовинами. Серед них – газоподібні та аерозольні забруднювачі промислово-побутового походження. Прогресує і накопичення вуглекислого газу в атмосфері. Подальший розвиток цього процесу підсилюватиме небажану тенденцію у бік підвищення середньорічної температури на планеті. Викликає тривогу в екологів і забруднення Світового океану нафтою і нафтопродуктами, яке досягло вже 1/5 його загальної поверхні і продовжує поширюватися. Нафтове забруднення таких розмірів може викликати істотні порушення газо- та водообміну між гідросферою й атмосферою. Не викликає сумнівів і значення хімічного забруднення ґрунту пестицидами та його підвищена кислотність, що веде до розпаду екосистеми. В цілому всі розглянуті чинники, яким можна приписати забруднюючий ефект, помітно впливають на процеси, що відбуваються в біосфері. Наша країна на сьогоднішній день перебуває в стані глобальної екологічної кризи. Загинули сотні малих річок, деградують екосистеми Чорного і Азовського морів, на гнилі відстійники перетворилися водосховища, ставки і озера. «Задихаються» від промислових і транспортних забруднень міста, знищуються ліси, загрозливо деградують наші колись найродючіші в світі землі. Домокловим мечем нависла над Україною (а може і над всією планетою) Чорнобильська АЕС. Смертність населення України з 1991 року стала перевищувати народжуваність. Такий стан змусив уряд України в 1991 році визначити всю територію країни як зону екологічної небезпеки. Вся територія країни за винятком невеликих окремих районів Карпат, Центрального Полісся, Полтави, східної Вінничини, характеризується як забруднена і дуже забруднена, а 15% належить до категорії «надзвичайно забруднені регіони з підвищеним ризиком для здоров’я людей». У ці 15% входить 30 кілометрова зона Чорнобильської АЕС, південь Херсонської області, зона по лінії Дніпропетровськ – Кіровоград – Кривий Ріг – Нікополь – Запоріжжя, а також район Донбасу. У такій ситуації особливе значення набуває екологічне виховання й освіта людей. Важливо кожній людині, а особливо молоді, навчитися розуміти процеси і закономірності взаємостосунків людини і природи, усвідомити: людина частина Великої Природи, і вижити людство може лише за умови, що кожен в будь-якому куточку планети піклуватиметься про її збереження і захист. Ми, учні 11 класу, члени спілки Зелена варта, отримавши певні знання в галузі взаємостосунків людини і середовища, усвідомлюємо гостроту екологічних проблем в нашій країні та в рідному місті. Нами було ухвалене рішення вивчити питання про забруднення атмосферного повітря в місті Красний Луч. Тема роботи, яку ми представляємо «Забруднення атмосфери і шляхи вирішення деяких проблем в місті Красний Луч».

В основному існують три основні джерела забруднення атмосфери: промисловість, побутові котельні, транспорт. Частка транспорту в загальному забрудненні повітря найбільша для нашого міста, оскільки промисловість нерозвинена. Токсичними викидами двигунів внутрішнього згорання (ДВЗ) є відпрацьовані гази, пари палива. Компоненти викидів – це оксиди азоту, вуглекислий газ, чадний газ, різні вуглеводи, альдегіди, сажа, бензопрен. Кількість шкідливих речовин, що поступають в атмосферу, залежить від технічного стану автомобілів. У нашій області в 2007 році викиди автомобільного транспорту складали 120,9 тис. т. Найбільші викиди в містах: Луганську (27,4%), Краснодоні (6,2 %), Красному Лучі (6,5%), Ровеньках(6,5%). У нашому місті, як і в інших містах, щорічно спостерігається збільшення кількості автотранспорту. Тому ми вирішили дослідити, як різні види автотранспорту забруднюють повітря на основних магістралях міста. Для цього була використана методика, яка представлена в нашій роботі. Ми пропонуємо для прикладу розрахунки, виконані на двох магістралях. За цією методикою були проведені розрахунки і одержані результати про масу забруднюючих речовин і об’єм повітря, необхідного для розбавлення цих речовин. (Методика 1, див. в тексті роботи). Як захистити жителів міста від шкідливих речовин? Найефективнішим способом вважаємо зелені насадження. Тому ми підрахували за методикою 2 ширину зеленої смуги, яка необхідна для захисту повітря від викиду автотранспортом СО на досліджуваних ділянках дороги. Ми провели всі розрахунки для СО, оскільки це найотрутніший газ. (Методика 2, див. в тексті роботи).

II. Хімічне забруднення біосфери. Проаналізуємо основні чинники, які призводять до погіршення стану однієї з найважливіших складових біосфери – атмосфери. Людина забруднює атмосферу тисячоліттями, проте наслідки вживання вогню, яким він користувався весь цей період, були незначні. Доводилося миритися з тим, що дим заважав диханню, і що сажа лягала чорним покривом на стелі і стіни житла. Одержуване тепло було для людини важливіше, ніж чисте повітря. Це початкове забруднення повітря не було проблемою, бо люди мешкали тоді невеликими групами, займаючи неймовірно широке незаймане природне середовище. І навіть значне зосередження людей на порівняно невеликій території, як це було в класичній старовині, ще не супроводжувалося серйозними наслідками. Так було аж до початку дев’ятнадцятого століття. Лише за останні сто років розвиток промисловості "подарував" нам такі виробничі процеси, наслідки яких спочатку людина ще не могла собі уявити. Виникли міста-мільйонери, зростання яких зупинити не можна. Все це результат великих винаходів і завоювань людини. В основному існують три основні джерела забруднення атмосфери: промисловість, побутові котельні, транспорт. Частка кожного з цих джерел в загальному забрудненні повітря сильно розрізняється залежно від місця. Зараз загальновизнано, що найсильніше забруднює повітря промислове виробництво. Джерела забруднень – теплоелектростанції, які разом з димом викидають в повітря сірчистий і вуглекислий газ; металургійні підприємства, особливо кольорової металургії, які викидають в повітря оксиди азоту, сірководень, хлор, фтор, аміак, з’єднання фосфору, частинки з’єднання ртуті і миш’яку; хімічні та цементні заводи. Шкідливі гази потрапляють в повітря в результаті спалювання палива для потреб промисловості, опалювання житла, роботи транспорту, спалювання і переробки побутових і промислових відходів. Атмосферні забруднювачі розділяють на первинні, що потрапляють безпосередньо в атмосферу, і вторинні, що є результатом перетворення останніх. Так, сірчистий газ, який потрапляє в атмосферу, окислюється до сірчаного ангідриду, який взаємодіє з парами води й утворює крапельки сірчаної кислоти. При взаємодії сірчаного ангідриду з аміаком утворюються кристали сульфату амонію. Так само, в результаті хімічних, фотохімічних, фізико-хімічних реакцій між забруднюючими речовинами і компонентами атмосфери, утворюються інші вторинні ознаки. Основним джерелом пірогенного забруднення на планеті є теплові електростанції, металургійні та хімічні підприємства, котельні установки, що споживають більше 70% твердого й рідкого палива, яке щорічно здобувається.

1. Основними шкідливими домішками пірогенного походження є наступні: а) оксид вуглецю. Утворюється при неповному згоранні вуглецевих речовин. У повітря він потрапляє в результаті спалювання твердих відходів, з вихлопними газами і викидами промислових підприємств. Щорічно цього газу поступає в атмосферу не менше 1250 млн. т. Оксид вуглецю є з’єднанням, що активно реагує зі складовими частинами атмосфери, сприяє підвищенню температури на планеті і створенню парникового ефекту. 1% СО негативно впливає на живі організми, 4% – для багатьох видів є летальною дозою. б) сірчистий ангідрид. Виділяється в процесі згорання палива або переробки сірчистих руд (до 170 млн.т. на рік). Частина з’єднань сірки виділяється при горінні органічних залишків в гірничорудних відвалах. в) сірчаний ангідрид. Утворюється при окисленні сірчистого ангідриду. Кінцевим продуктом реакції є аерозоль або розчин сірчаної кислоти в дощовій воді,

який підкислює ґрунт, загострює захворювання дихальних шляхів людини. Випадання аерозолю сірчаної кислоти з димових факелів хімічних підприємств спостерігається при низькій хмарності й високій вологі повітря. Листові пластинки рослин, що виростають на відстані менше 11 км від таких підприємств, звичайно бувають густо усіяні дрібними некротичними плямами, що утворилися в місцях осідання крапель сірчаної кислоти. Пірометалургічні підприємства кольорової і чорної металургії, а також ТЕС щорічно викидають в атмосферу десятки мільйонів тонн сірчаного ангідриду. г) сірководень і сірковуглець. Поступають в атмосферу роздільно або разом з іншими з’єднаннями сірки. Основними джерелами викиду є підприємства з виготовлення штучного волокна, цукру, коксохімічні, нафтопереробні, а також нафтопромисли. В атмосфері при взаємодії з іншими забруднювачами піддаються повільному окисленню до сірчаного ангідриду. д) оксиди азоту. Основними джерелами викиду є підприємства, що виробляють азотні добрива, азотну кислоту та нітрати, анілінові фарбники, нітроз’єднання, віскозний шовк, целулоїд. Кількість оксидів азоту, які потрапляють в атмосферу, складає 20 млн.т. на рік. На територіях, які межують з головними автомагістралями Києва (10-30 км), концентрації NО2 в 10-30 разів перевищує гранично допустимі. е) з'єднання фтору. Джерелами забруднення є підприємства з виробництва алюмінію, емалей, скла, кераміки, сталі, фосфорних добрив. Речовини, що містять фтор, поступають в атмосферу у вигляді газоподібних з’єднань – фтороводороду або пилу фториду натрію і кальцію. З’єднання характеризуються токсичним ефектом. Похідні фтору є сильними інсектицидами. Фтор накопичується в рослинах, а через рослинний корм – в організм тварин. ж) з’єднання хлору. Потрапляють в атмосферу від хімічних підприємств, що виробляють соляну кислоту, пестициди, які містять хлор, органічні фарбники, гідролізний спирт, хлорне вапно, соду. В атмосфері зустрічаються як домішки молекули хлору і пари соляної кислоти. Токсичність хлору визначається видом з’єднань та їх концентрацією. У металургійній промисловості при виплавці чавуну і при переробці його на сталь відбувається викид в атмосферу різних важких металів і отруйних газів. Так, з розрахунку на 1 т чавуну виділяється окрім 12,7 кг сірчистого газу і 14,5 кг пилових частинок, що визначають кількість з’єднань миш’яку, фосфору, сурми, свинцю, парів ртуті та рідкісних металів, смоляних речовин і ціаністого водню.

2.Аерозольне забруднення атмосфери. Аерозолі – це тверді або рідкі частинки, що знаходяться в зваженому стані в повітрі. Тверді компоненти аерозолів у ряді випадків особливо небезпечні для організмів, а в людей викликають специфічні захворювання. В атмосфері аерозольні забруднення сприймаються у вигляді диму, туману, мли або серпанку. Значна частина аерозолів утворюється в атмосфері при взаємодії твердих і рідких частинок між собою або з водяною парою. Середній розмір аерозольних частинок складає 1-5 мкм. У атмосферу Землі щорічно надходить близько 1 км3 пилоподібних частинок штучного походження. Велика кількість пилових частинок утворюється також під час виробничої діяльності людей. Відомості про деякі джерела техногенного пилу наведені нижче: ВИРОБНИЧИЙ ПРОЦЕС 1. Спалювання кам’яного вугілля 2. Виплавка чавуну

ВИКИД ПИЛУ млн.т/год 93,600 20,210

3.

4.

5.

6.

7.

Виплавка міді (без очищення) Виплавка цинку Виплавка олова (без очищення) Виплавка свинцю Виробництво цементу

6,230 0,180 0,004 0,130 53,370

Основними джерелами штучних аерозольних забруднень повітря є ТЕС, які споживають вугілля високої зольності, збагачувальні фабрики, металургійні, цементні, магнезитові і сажові заводи. Аерозольні частинки від цих джерел відрізняються великою різноманітністю хімічного складу. Найчастіше в їх складі виявляються з’єднання кремнію, кальцію і вуглецю, рідше – оксиди металів: заліза, магнію,

марганцю, цинку, міді, нікелю, свинцю, сурми, вісмуту, селену, миш’яку, берилію, кадмію, хрому, кобальту, молібдену, а також азбесту. Ще більша різноманітність властива органічному пилу, що включає аліфатичні і ароматичні вуглеводні, солі кислот. Вона утворюється при спалюванні залишкових нафтопродуктів, в процесі піролізу на нафтопереробних, нафтохімічних й інших подібних підприємствах. Постійними джерелами аерозольного забруднення є промислові відвали – штучні насипи з порід, утворюваних при видобутку корисних копалин або ж з відходів підприємств переробної промисловості, ТЕС. Джерелом пилу і отруйних газів служать масові вибухові роботи. Так, в результаті одного середнього за масою вибуху (250-300 тонн вибухових речовин) в атмосферу викидається близько 2 тис.м3 умовного оксиду вуглецю і більше 150 т пилу. Виробництво цементу та інших будівельних матеріалів також є джерелом забруднення атмосфери пилом. Основні технологічні процеси цих виробництв – подрібнення та хімічна обробка шихт, напівфабрикатів і одержуваних продуктів в потоках гарячих газів завжди супроводжується викидами пилу та інших шкідливих речовин в атмосферу. До атмосферних забруднювачів відносяться вуглеводні – насичені і ненасичені, які містять від 1 до 13 атомів вуглецю. Вони піддаються різним перетворенням, окисленню, полімеризації, взаємодіючи з іншими атмосферними забруднювачами після збудження сонячною радіацією. В результаті цих реакцій утворюються перекисне з’єднання, вільні радикали, з’єднання вуглеводнів з оксидами азоту й сірки часто у вигляді аерозольних частинок. За деяких погодних умов можуть утворюватися особливо великі скупчення шкідливих газоподібних і аерозольних домішок в приземному шарі повітря. Звичайно це відбувається в тих випадках, коли в шарі повітря безпосередньо над джерелами газопилової емісії існує інверсія – розташування шару холоднішого повітря під теплим, що перешкоджає повітряним масам і затримує перенесення домішок вгору. В результаті шкідливі викиди зосереджуються під шаром інверсії, вміст їх у землі різко зростає, що стає однією з причин утворення раніше невідомого в природі фотохімічного туману. Смог – скупчення шкідливих газів в нижніх шарах атмосфери внаслідок посиленої роботи численних котельних, що спалюють вугілля, мазут і солярку. Смог виникає внаслідок значної загазованості територій міст автотранспортом і через шкідливі викиди в повітря виробництвами, які переважають в

індустріальних містах. Це зло загрожує найбільшим

індустріальним містам, наприклад, в Україні – Києву, Харкову, Дніпропетровську та іншим. Сприятливими умовами для появи смогу є сонячні безвітряні літні дні. Смог утворюється в результаті складних фотохімічних реакцій в повітрі, забрудненому вуглеводнями, пилом, сажею і оксидами азоту, під впливом сонячного світла, підвищеної температури нижніх шарів повітря і великої кількості озону. У сухому і теплому загазованому повітрі виникає прозорий туман з неприємним запахом, що викликає задуху, напади бронхіальної астми і інші. Цей туман також шкідливо впливає і на рослинність. Кислотні дощі. Основне джерело дощової води – волога, що випаровується з поверхні водоймищ, ґрунту. В атмосфері накопичується величезна кількість води; одна хмара може вміщати її сотні тонн. Вода в газоподібному стані постійно переміщується над поверхнею Землі, перерозподіляючи не тільки тепло й вологу, але і різні хімічні елементи, їх солі, попіл, що викидаються в атмосферу тепловими електростанціями, автомобільними двигунами та ін. Таким чином, склад дощової води у великій мірі залежить від того, над якою територією утворилася хмара, від рівня забрудненості атмосфери, від напряму вітру і інших чинників. Найбільшу частину викидів шкідливих підприємств складають з’єднання сірки і азоту. З’єднуючись в атмосфері з водою, вони перетворюються на кислоти і випадають на землю у вигляді так званих кислотних дощів. Термін «кислотні дощі» введений близько ста років тому англійським хіміком А. Смітом, що знайшов залежність між рівнем забрудненості повітря і кислотністю опадів. Проте їх згубні наслідки почали виявлятися тільки 10-15 останніх років. Тепер будь-який дощ в тій або іншій мірі «кислотний». Кислотні дощі спричиняють значну шкоду і господарствам, негативно впливаючи на рослини. Вони прискорюють корозію металевих конструкцій, руйнують вапняк, мармур, забруднюють річки, ґрунт, що призводить до загибелі риби, лісів і тварин, що населяють їх. Озонові дірки в атмосфері. З курсу хімії відомо, що озон – це видозміна кисню. Це газ з характерним запахом, сильніший окислювач, ніж кисень. У атмосфері, зокрема в стратосфері, на висоті 20-50 км знаходиться озоносфера, до складу якої входить озон. Цей шар має для біосфери виключно важливе екологічне значення. Він захищає все живе на Землі від згубної дії жорсткого ультрафіолетового випромінювання Сонця. Озон в стратосфері утворюється з молекул звичайного двоатомного кисню. Енергія ультрафіолетового випромінювання Сонця витрачається на фотохімічну реакцію утворення озону з кисню (з 3-х молекул кисню утворюються дві молекули озону), і тому до поверхні Землі потрапляє тільки значно ослаблений потік ультрафіолетового випромінювання. Організм людини адаптується до його негативної дії, синтезується в шкірі темний пігмент – меланін, ця речовина утворюється поволі. Тому тривале перебування на сонці може викликати почервоніння на шкірі, опіки, перегрів організму, головний біль, збільшення температури тіла тощо. Останнім часом учені вкрай стурбовані зниженням вмісту озону в атмосфері. Руйнування озонового шару призводить до утворення так званих озонових дір. Вони знайдені в південній півкулі над Антарктидою, і в північній – над Шпіцбергеном. Крізь ці діри жорстоке ультрафіолетове випромінювання вільно проникає до Землі. Так, медики Нової Зеландії констатують значне зростання таких захворювань серед населення, як рак шкіри і катаракта очей. Кожен запуск космічної ракети теж «пропалює» в озоновому шарі чималу діру, що «затягується» тільки через тривалий час. Але найнебезпечнішими для озону є фреони, що широко використовуються як

хладоагенти в рефрижераторах і в домашніх холодильниках, а також аерозолі в балончиках з фарбою, лаком, парфумерією тощо. Потрапляючи в стратосферу, під впливом ультрафіолетового випромінювання Сонця молекули фреонів розпадаються, звільняючи атоми хлору. Останні є сильним каталізатором, під дією якого молекули озону розкладаються до кисню. Щоб уникнути руйнування озонового шару, уряди багатьох країн світу вирішили вжити необхідних заходів. У 1985 році в Монреалі був підписаний протокол щодо охорони атмосферного озону. Вирішено до 2000 року зменшити на 50% споживання фреонів, а з часом і зовсім відмовитися від них, замінивши їх безпечними з’єднаннями. Тютюновий дим є шкідливим забруднювачем повітря. Окрім алкалоїду нікотину, він містить величезну кількість отруйних речовин, таких як чадний газ, бензопірен і багато інших. Слід підкреслити, що за останні 10 років через підвищену забрудненість повітря шкідливими домішками тютюн, листя якого має високу гігроскопічність, став отрутнішим. Розповсюдженню куріння останніми роками серед молоді сприяє помітна іноземна реклама. Втім, в багатьох зарубіжних країнах така реклама давно заборонена, так само, як і куріння в суспільних місцях. В результаті забруднення атмосфери виникло таке явище, як парниковий ефект – підвищення загальної температури на Землі. Це обумовлено, перш за все, спалюванням великої кількості вугілля, нафти, газу. До збільшення в атмосфері вмісту вуглекислого газу призводить знищення лісів. За останні 120 років його концентрація виросла на 17%. За підрахунками учених, в найближчі десятиліття середньорічна температура на Землі через парниковий ефект збільшиться в 1,5-2 рази, що може призвести до різкого підвищення температури на планеті. Це прискорить глобальну екологічну кризу. В Україні стан атмосфери контролюється кількома відомствами. Основний контроль здійснюється Міністерством охорони навколишнього природного середовища та ядерної безпеки, Міністерством охорони здоров’я, санітарноепідеміологічними службами, гідрометслужбою та їх відділами в областях і районах, а додатковий контроль службами комунального господарства, зеленими організаціями. Використовують два нормативи гранично допустимої концентрації (ГДК) шкідливих речовин: 1) Максимальна разова доза, яка не викликає рефлекторних реакцій людини; 2) Середньодобова ГДК – максимальна доза, яка не шкодить здоров’ю людини при тривалій дії (протягом місяця, року). Наводимо відповідні таблиці: Таблиця 1.

3 мг/м ГДК №

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Речовини

Нітробензол Діоксид сірки Сірководень Оксид вуглецю Аміак Оксиди азоту Пил нетоксичний Сажа Формальдегід Фенол Пари ртуті Солі нікелю Хлор

максимальна разова доза

середньодобова доза

0,008 0,5 0,008 3 0,2 – 0,5 0,15

0,008 0,05 0,008 1 0,004 0,04 0,15 0,05 0,003 0,003 0,00003 0,0002 0,03

– – –

– 0,1

14 15 16 17

Оксиди міді Ацетон Нафталін Пари лікарських речовин

– 0,35 0,003 0,05

0,002 0,35 0,003 0,002

Токсичними викидами ДВЗ є відпрацьовані й картерні гази, пари палива з карбюратора і паливного бака. Основна частка токсичних домішок поступає в атмосферу з відпрацьованими газами ДВЗ. З картерними газами і парами палива в атмосферу поступає близько 45% вуглеводнів від їх загального викиду. Дослідження складу відпрацьованих газів ДВЗ доводять, що в них міститься декілька десятків компонентів, основні з яких наведені в таблиці №2. Діоксин сірки утворюється у відпрацьованих газах у тому випадку, коли сірка міститься в початковому паливі (дизельне паливо). Аналіз даних, наведених в таблиці №2, показує, що найбільшу токсичність має викид карбюраторних ДВЗ за рахунок більшого викиду СО, оксидів нітрогену, вуглеводнів та інших. Дизельні ДВЗ викидають у великих кількостях сажу, яка в чистому вигляді не токсична. Проте частинки сажі несуть на своїй поверхні частинки токсичних речовин, у тому числі й канцерогенних. Сажа може тривалий час знаходиться у зваженому стані в повітрі, збільшуючи тим самим час вплив токсичних речовин на людину. Таблиця 2 Компоненти N2 O2 CO2 H2O (пари) H2 CO Оксиди нітрогену Вуглеводні Альдегіди Сажа Бензопирен

Вміст компоненту, об. частки, % Карбюраторні ДВЗ Дизельні ДВЗ 74 – 77 76 – 78 0,3 – 8 2 – 18 3,0 – 5,5 0,5 – 4,0 5,0 – 12,0 1,0 – 10,0 0 – 5,0 – 0,5 – 12,0 0,01 – 0,50 До 0,8 0,0002 – 0,5 0,2 – 3,0 0,009 – 0,5 до 0,2 мг/л 0,001 – 0,09 мг/л 3 0 – 0,04 г/ м 0,01 – 1,1 г/ м3 10 – 20 мкг/м3 До 10 мкг/м3

Примітка НЕ ТОК СИ ЧНІ ТО К СИ Ч НИ Й

Кількість шкідливих речовин, що поступають в атмосферу у складі відпрацьованих газів, залежить від загального технічного стану автомобілів і особливо від двигуна – джерела найбільшого забруднення. Так, при порушенні регулювання карбюратора викиду СО збільшуються в 4-5 разів. Застосування етилованого бензину, що має в своєму складі з’єднання свинцю, викликає забруднення атмосферного повітря дуже токсичними з’єднаннями свинцю. Близько 70% свинцю, доданого до бензину з етиловою рідиною, потрапляє в атмосферу з відпрацьованими газами, з них 30% осідає на землі відразу, а 40% залишається в атмосфері. Одна вантажівка середньої вантажопідйомності виділяє 2,5 - 3 кг свинцю на рік. ІІІ. Забруднення атмосфери пересувними транспортними засобами

Найбільше забруднення атмосферного повітря поступає від енергетичних установок, що працюють на вуглеводневому паливі (бензин, гас, дизельне паливо,

мазут, вугілля, природний газ тощо). Кількість забруднення визначається складом, об’ємом спалюваного палива та організацією процесу згорання. Основними джерелами забруднення атмосфери є транспортні засоби з двигунами внутрішнього згорання (ДВЗ). Частка забруднення атмосфери від газотурбінних рухових установок (ГТРУ) і ракетних двигунів (РД) поки незначна, оскільки їх застосування в містах і промислових центрах обмежене. У місцях активного використовування ГТРУ і РД (аеродроми, випробувальні станції, стартові майданчики) забруднення, потрапляючи в атмосферу від цих джерел співвідносні із забрудненнями ДВЗ і ТЕС, які обслуговують ці об’єкти. Основні компоненти, що викидаються в атмосферу при спалюванні різних видів палива в двигунах всіх видів, – нетоксичні діоксин вуглецю СО 2 і водяна пара Н2О. Проте окрім них в атмосферу викидаються й шкідливі речовини, такі як оксид вуглецю, оксид сірки, азоту, з’єднання свинцю, сажа, вуглеводні, зокрема канцерогенний бензопирен , незгорілі частинки палива і т.п.

1. Наземний транспорт Автотранспорт є джерелом забруднення атмосфери, кількість автомашин безперервно зростає (див. діаграму), а особливо у великих містах; а разом з цим зростає валовий викид шкідливих продуктів в атмосферу. Концентрація свинцю в повітрі залежить від вмісту свинцю в бензині: Вміст свинцю в бензині, г/л 0,15 0,20 0,25 0,50 3 Концентрація свинцю в повітрі, мкг/м ...0,40 0,50 0,55 1,00 Виключити надходження високотоксичних з’єднань свинцю в атмосферу можна заміною етилованого бензину на неетилований, що давно практикується у великих містах країн Західної Європи. Світовим парком автомобілів з ДВЗ щорічно викидається: оксиду вуглецю – 260 млн.т; летючих вуглеводнів – 40 млн.т; оксидів азоту – 20 млн.т. Частка (у %) участі автомобільного транспорту в забрудненні атмосферного повітря крупних міст світу складає: МІСТА МОСКВА САНКТ – ПЕТЕРБУРГ ТОКІО НЬЮ-ЙОРК

Оксид вуглецю, %

Оксид азоту, %

Вуглеводні, %

96,3 88,1 99 97

32,6 31,7 33 31

64,4 79 95 63

У деяких містах концентрація СО протягом коротких періодів досягає 200 мг/м3 і більше, при нормативних значеннях максимально допустимих разових концентрацій 40 мг/м3 (США) і 10 мг/м3 (Росія).

2. Автомобільний транспорт Луганської області У Луганській області вплив вихлопних газів на забруднення атмосферного повітря великий. Найбільша кількість автотранспорту зосереджена в обласному центрі – більше 35% від всього парку автомобілів області. У 2006 році з 120,9 тис. т загальної кількості викидів від транспортних засобів більше половини – близько 70 тис. т – здійснюються автомобілями індивідуальних власників. Найбільшими викидами характеризуються міста: Луганськ (27,4%), Краснодон (6,2%), Красний Луч (6,5%), Сєверодонецьк (5,7%), Лисичанськ (5,1%), Ровеньки (6,5%).

За останній рік інспекційними підрозділами Держуправління перевірено 192874 одиниць автотранспорту, кількість автотранспорту з перевищенням норм вмісту забруднюючих речовин склала 842 одиниці. РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА РОБОТИ з визначення об’єму повітря, необхідного для розчинення шкідливих речовин від вихлопних газів автомобілів IV. Визначення вмісту шкідливих речовин у вихлопних газах. Причини забруднення повітря були описані в попередніх розділах. У нашому місті промисловість практично не розвивається (зважаючи на закриття ряду підприємств), а от кількість транспортних засобів збільшується з кожним роком. Тому було прийнято рішення дослідити як різні види автотранспорту забруднюють повітря на основних магістралях міста. Для цього була використана методика для визначення кількості викидів двигунів внутрішнього згорання ДВЗ – чадного газу, NО і NО 2 оксидів азоту, С5Н12, – вуглеводнів. Методика 1 1. Вибрали ділянки автотраси а) вулиця Вольного, район магазину « Універсам» – 120 м; б) Луганське шосе, район заправки – училище № 58 – 120 м.

2. Визначили кількість одиниць автотраспорту, який проходив за 1 годину.

3. Визначили загальний шлях, який був пройдений кожним видом транспорту за формулою Lі = Nі • Vі, де Nі – кількість автомобілів кожного типу, що пройшли по трасі за 1 годину, Vі – довжина ділянки, яка обстежена.

4. Обчислили кількість пального (Qі, л) різних видів, яке згорає при цьому в двигунах автомашин за формулою Qі = Lі • Vі. Значення Vі (питомої витрати пального) на кожний 1 км складе: • для легкового автомобіля – 0,11-0,13 л; • вантажного – 0,29-0,33л; • автобуса – 0,41-0,44л; • дизеля вантажного – 0,31-0,34л.

5. Обчислили кількість виділених шкідливих речовин (V, л) за нормальних умов для кожного виду автотранспорту, якщо кількість викидів конкретного компоненту (К), необхідного для ділянки в 1 км (питомні витрати), складають: V= Q • К Значення К для бензину: CO – 0,6 C5H12 – 1 NO2 – 0,04.

6. Визначили масу шкідливих речовин (СО, С5Н12, NО2) за формулою: m = V • М : 22,4 7. Визначили кількість чистого повітря, необхідного для розчинення шкідливих речовин з метою забезпечення санітарно-допустимих норм середовища для людини. Показники ГДК (граничнодопустима концентрація) в мг/м3: СО – 3; С5Н12 – 25; NО2 – 0,04. Всі проведені розрахунки наведені нижче для двох обстежених ділянок доріг, результати занесені в таблиці

Ділянка №1, «Універсам», вул. Вольного І. За 1 годину на ділянці проїхало 196 машин і 30 автобусів 1. Визначимо загальний шлях, який пройшли автомобілі за 1годину (Lі, км) за формулою: Lі = Nі • Ј Lі = 30 • 120 м = 3600 м = 3,6 км.

2. Визначимо кількість пального (Qі, л), яке згорає в двигуні автобуса за формулою: Qі = Lі • Vі, де Vі для автобусів 0,41 – 0,44 л, беремо 0,41 л.

Qі = 3,6 • 0,41 = 1,476 (л).

3. Визначимо кількість шкідливих речовин (V, л), що виділяються, при н.у. кожного виду пального, за формулою: V = Qі • К, де при використанні бензину К для CO – 0,6 NO2 – 0,04 вуглеці C5Н12 – 0,1 VСО = Qі • К = 1,476 • 0,6 = 0,8856 (л); VC 5 H12 = 1,476 • 0,1 = 0,1476 (л); VNO = 1,476 • 0.04 = 0,05904 (л).

4. Визначимо масу шкідливих речовин за формулою: m = V • М : 22,4 л., де М – молярна маса mСО = 0,8856 л • 28 : 22,4 л. = 1,1 г = 1100 мг; m C 2 H12 = 0,1476 л • 72 : 22,4 л = 0,47 г= 470 мг; m NO = 0,05904л • 48 : 22,4 л = 0,13г = 130 мг; 5. Визначимо кількість чистого повітря, необхідного для розчинення цих отруйних речовин з метою забезпечення санітарно-допустимих умов середовища за формулою: Vпов. = m шкід. р-н : ГДК Показники ГДК для CO – 3 мг/м3 C5Н12 – 25 мг/м3 NO2 – 0,04 мг/м3 V повітря, необх.для розчинення CO = 336 м3; V повітря, необх.для розчинення C5Н12 = 18,8 м3; V повітря, необх. для розчинення NO2 = 3250 м3. ІІ. За одну годину проїхало 30 газелей, і ми провели такі ж розрахунки і для цього виду транспорту. Оскільки кількість газелей дорівнює кількості автобусів, то результати однакові. ІІІ. Легкових автомобілів за 1 годину проїхало – 150.

1. Визначимо загальний шлях, який пройшли автомобілі за 1год (Lі, км) за формулою: Lі = Nі • Ј Lі = Nі • Ј = 150 •120 м = 18000 м = 18 км.

2. Визначимо кількість пального (Qі, л), яке згорає в двигуні автобуса за формулою Qі = Lі • Vі, де Vі для легкового автомобіля 0,11 – 0,13 л.

Qі = Lі • Vі = 18 • 0,12= 2,16 (л).

3. Визначимо кількість шкідливих речовин (V, л), що виділяються, при н.у. кожного виду пального, за формулою: V = Qі • К, де при використанні бензину К для CO – 0,6 NO2 – 0,04 вуглеці C5Н12 – 0,1 VСО = Qі • К = 2,16• 0,6 = 1,296 (л); VC 5 H12 = 2,16 • 0,1 = 0,216 (л); VNO = 2,16 • 0,04 = 0,0864 (л).

4. Визначимо масу шкідливих речовин за формулою: m = V • М : 22,4 л. mСО = 1,296л • 28 :22,4 л = 1,62г = 1620 мг; m C 2 H12 = 0,216 л • 72 : 22,4 л = 0,69г = 690 мг; 2

2

2

m NO 2 = 0,0864 л • 48 :22,4 л = 1,85г = 1850 мг.

5. Визначимо кількість чистого повітря, необхідного для розчинення цих отруйних речовин з метою забезпечення санітарно-допустимих умов середовища за формулою: Vпов. = m шкід. р-н : ГДК Показники ГДК для CO – 3 мг/м3 C5Н12 – 25 мг/м3 NO2 – 0,04 мг/м3 V повітря, необх.для розчинення CO = 540 м3; V повітря, необх.для розчинення C5Н12 = 27,6 м3; V повітря, необх. для розчинення NO2 = 46250 м3.

IV. Вантажних автомобілів за 1 годину проїхало 16.

1. Визначимо загальний шлях, який пройшли автомобілі за 1год (Lі, км) за формулою: Lі = Nі • Ј Lі = Nі • Ј = 16 • 120 м = 1920 м = 1,92 км.

2. Визначимо кількість пального (Qі, л), яке згорає в двигуні автобуса за формулою Qі = Lі • Vі, де Vі для вантажного автомобіля 0,29 – 0,33 л, беремо 0,3 л.

Qі = Lі • Vі = 1,9 • 0,3= 0,57 (л).

3. Визначимо кількість шкідливих речовин (V, л), що виділяються, при н.у. кожного виду пального, за формулою: V = Qі • К, де при використанні бензину К для CO – 0,6 NO2 – 0,04 вуглеці C5Н12 – 0,1 VСО = Qі • К = 0,57 • 0,6 = 0,336 (л); VC H = 0,57 • 0,1 = 0,057 (л); VNO 2 = 0,57 • 0,04 = 0,0228 (л).

4. Визначимо масу шкідливих речовин за формулою: m = V • М : 22,4 л. mСО = 0,336 л • 28 : 22,4 л = 0,42 г = 420 мг; m C H = 0,057 л • 72 : 22,4 л = 0,18г = 180 мг; m NO 2 = 0,0228 л • 48 : 22,4 л = 0,04 г = 40 мг.

5. Визначимо кількість чистого повітря, необхідного для розчинення цих отруйних речовин з метою забезпечення санітарно-допустимих умов середовища за формулою: Vпов. = m шкід. р-н : ГДК Показники ГДК для CO – 3 мг/м3 C5Н12 – 25 мг/ NO2 – 0,04 мг/м3 V повітря, необх.для розчинення CO = 140 м3; V повітря, необх.для розчинення C5Н12 = 7,2 м3; V повітря, необх. для розчинення NO2 = 1000 м3. Всього : m шкідливих речовин – 8,2 г; повітря для розчинення шкідливих речовин до ГДК – 55240 л.

5

12

2

12

Дані заносимо в таблиці 3, 5 Таблиця 3 № з/п 1 2 3 4

Тип автомобіля Легковий автомобіль Автобус Газелі Вантажні автомобілі

Nі кількість автомобілів 150 30 30 16

Qі (кількість пального, бензин), л 2,16 1,476 1,476 0,57 Таблиця 4

Вид палива

CO

Значення коефіцієнту К C5Н12

NO2

Бензин

0,6

0,1

0,04 Таблиця 5

Шкідливі речовини, які, виділяють автомобілі усіх типів разом

Кількість в літрах

CO

Маса в грамах

Показник ГДК мг/м3

Об’єм повітря для розчинення, м3

3,4032

4,24

3

1418

Вуглеці C5Н12

0,5682

1,81

25

72,4

NO2

0,22728

2,15

0,04

53750

Ділянка № 2, вул. Луганське шосе І. Розрахунки для автобусів. Всього за 1 год проїхало 20 автобусів. Ділянка 120 м.

1. Визначимо загальний шлях, який пройшли автомобілі за 1годину (Lі,км) за формулою: Lі = Nі • Ј Lі = 20 • 120м = 2,4 км.

2. Визначимо кількість пального (Qі, л), яке згорає в двигуні автобуса за формулою: Qі = Lі • Vі, де Vі для автобусів 0,41 – 0,44 л, беремо 0,41 л.

Qі = 2,4 • 0,41 = 2,404 (л).

3. Визначимо кількість шкідливих речовин (V, л ), що виділяються, при н.у. кожного виду пального, за формулою: V = Qі • К, де при використанні бензину К для CO – 0,6 NO2 – 0,04 вуглеці C5Н12 – 0,1 VСО = Qі • К = 2,404 • 0,6 = 1,4424 (л); VC H = 2,404 • 0,1 = 0,2404 (л);.

VNO 2 = 2,404 • 0,04 = 0,009616 (л).

4. Визначимо масу шкідливих речовин за формулою: m = V • М : 22,4 л mСО = 1,4424 л • 28 : 22,4 л. = 1,803 г = 1803 мг; m C H = 0,2404 л • 72 : 22,4 л = 0,772 г= 772 мг; m NO 2 = 0,096 л • 48 : 22,4 л = 0,206г = 206 мг.

5. Визначимо кількість чистого повітря, необхідного для розчинення цих отруйних речовин з метою забезпечення санітарно-допустимих умов середовища за формулою: Vпов. = m шкід. р-н : ГДК Показники ГДК для CO – 3 мг/м3 C5Н12 – 25 мг/м3 NO2 – 0,04 мг/м3 V повітря, необх.для розчинення CO = 601 м3; V повітря, необх.для розчинення C5Н12 = 30,88 м3; V повітря, необх. для розчинення NO2 = 5150 м3. ІІ. Розрахунки для вантажних автомобілів. Всього за 1 годину проїхало 34 автомобіля. Ділянка 120 м.

1. Визначимо загальний шлях, який пройшли автомобілі за 1годину (Lі,км) за формулою: Lі = Nі • Ј Lі = 34 • 120 м = 4080 м = 4,08 км.

2. Визначимо кількість пального (Qі, л), яке згорає в двигуні вантажівки за формулою: Qі = Lі • Vі, де Vі для вантажівок 0,3 л.

Qі = 4,08 • 0,3 = 1,224 (л).

3. Визначимо кількість шкідливих речовин (V, л ), що виділяються, при н.у. кожного виду пального, за формулою: 5

12

2

12

V = Qі • К, де при використанні бензину К для CO – 0,6 NO2 – 0,04 вуглеці C5Н12 – 0,1 VСО = Qі • К = 1,224 • 0,6 = 0,7344 (л); VC 5 H12 = 1,224 • 0,1 = 0,1224 (л); VNO = 1,224 • 0,04 = 0,04896 (л).

4. Визначимо масу шкідливих речовин за формулою: m = V • М : 22,4 л mСО = 0,7344 л • 28 : 22,4 л. = 0,918 г = 918 мг; m C 2 H12 = 0,1224 л • 72 : 22,4 л = 0,393 г= 393 мг; m NO = 0,04896 л • 48 : 22,4 л = 0,1049 г = 104,9 мг.

5. Визначимо кількість чистого повітря, необхідного для розчинення цих отруйних речовин з метою забезпечення санітарно-допустимих умов середовища за формулою: Vпов. = m шкід. р-н : ГДК Показники ГДК для CO – 3 мг/м3 C5Н12 – 25 мг/м3 NO2 – 0,04 мг/м3 V повітря, необх.для розчинення CO = 306 м3; V повітря, необх.для розчинення C5Н12 = 15,72 м3; V повітря, необх. для розчинення NO2 = 2622 м3. ІІІ. Розрахунки для легкових автомобілів. Всього за 1 годину проїхало 346 автомобілів. Ділянка 120 м.

1. Визначимо загальний шлях, який пройшли автомобілі за 1год (Lі,км) за формулою: Lі = Nі • Ј Lі = Nі • Ј = 346 •120 м = 41520 м = 41,52 км.

2. Визначимо кількість пального (Qі, л), яке згорає в двигуні автобуса за формулою Qі = Lі • Vі, де Vі для легкового автомобіля 0,12 л Qі = Lі • V і = 41,52 • 0,12= 4,9824 (л).

3. Визначимо кількість шкідливих речовин (V, л), що виділяються, при н.у. кожного виду пального, за формулою: V = Qі • К, де при використанні бензину К для CO – 0,6 NO2 – 0,04 вуглеці C5Н12 – 0,1 VСО = Qі • К = 4,9824 • 0,6 = 2,9894 (л); VC 5 H12 = 4,9824 • 0,1 = 0,49824 (л); VNO = 4,9824 • 0,04 = 0,19929 (л).

4. Визначимо масу шкідливих речовин за формулою: m = V • М : 22,4 л. mСО = 2,9894 л • 28 :22,4 л = 3,736 г = 3736 мг; m C 2 H12 = 0,49824 л • 72 : 22,4 л = 0,601 г = 1601 мг; m NO = 0,199296 л • 48 : 22,4 л = 0,4270 г = 427 мг.

5. Визначимо кількість чистого повітря, необхідного для розчинення цих отруйних речовин з метою забезпечення санітарно-допустимих умов середовища за формулою: Vпов. = m шкід. р-н : ГДК Показники ГДК для CO – 3 мг/м3 C5Н12 – 25 мг/м3 NO2 – 0,04 мг/м3 V повітря, необх.для розчинення CO = 1245 м3; V повітря, необх.для розчинення C5Н12 = 64,04 м3; V повітря, необх. для розчинення NO2 = 106750 м3.

IV. Розрахунки для мікроавтобусів «Газель» Всього за 1 годину проїхало 50 мікроавтобусів. Ділянка 120 м.

1. Визначимо загальний шлях, який пройшли мікроавтобуси за 1год (Lі,км) за формулою: Lі = Nі • Ј Lі = Nі • Ј = 50 •120 м = 6000 м = 6 км.

2

2

2

2

2. Визначимо кількість пального (Qі, л), яке згорає в двигуні автобуса за формулою Qі = Lі • Vі, де Vі для даного виду транспорту 0,41 л Qі = Lі • Vі = 6 • 0,41 = 2,46 (л).

3. Визначимо кількість шкідливих речовин (V, л), що виділяються, при н.у. кожного виду пального, за формулою: V = Qі • К, де при використанні бензину К для CO – 0,6 NO2 – 0,04 вуглеці C5Н12 – 0,1 VСО = Qі • К = 2,46 • 0,6 = 1,476 (л); VC 5 H12 = 2,46 • 0,1 = 0,246 (л); VNO = 2,46 • 0,04 = 0,0984 (л).

4. Визначимо масу шкідливих речовин за формулою: m = V • М : 22,4 л. mСО = 0,476 л • 28 :22,4 л = 1,845 г = 1845 мг; m C 2 H12 = 0,246 л • 72 : 22,4 л = 0,790 г = 790 мг; m NO = 0,0984 л • 48 :22,4 л = 0,210 г = 210 мг.

5. Визначимо кількість чистого повітря, необхідного для розчинення цих отруйних речовин з метою забезпечення санітарно-допустимих умов середовища за формулою: Vпов. = m шкід. р-н : ГДК Показники ГДК для CO – 3 мг/м3 C5Н12 – 25 мг/м3 NO2 – 0,04 мг/м3 V повітря, необх.для розчинення CO = 615 м3; V повітря, необх.для розчинення C5Н12 = 31,6 м3; V повітря, необх. для розчинення NO2 = 5250 м3. Всього : m шкідливих речовин – 12,8059 г; повітря для розчинення шкідливих речовин до ГДК – 122080,74 л.

2

2

Дані заносимо в таблиці 6, 7 № з/п 1 2 3 4

Тип автомобіля

Nі кількість автомобілів

Легковий автомобіль Автобус Газелі Вантажні автомобілі

346 20 50 34

Таблиця 6 Qі (кількість пального, бензин), л 4,9824 2,404 2,46 1,224 Таблиця 7

Шкідливі речовини, які, виділяють автомобілі усіх типів разом

Кількість в літрах

Маса в грамах

Показник ГДК мг/м3

Об’єм повітря для розчинення, м3

CO

6,6422

8,302

3

2166

Вуглеці C5Н12

1,10704

3,556

25

142,24

NO2

0,442816

0,9479

0,04

119772,5

На підставі отриманих результатів можна зробити висновки: 1. Маса шкідливих речовин різних категорій, що викидаються автотранспортними засобами, перевищує гранично допустимі концентрації.

2. Для розчинення СО, С5Н12, NО2 до допустимих концентрацій потрібно повітря загалом для СО в районі «Універсаму» – 1418 м 3, для NО2 – 53750 м3, для вуглеводнів – 72,4 м3. Звідси зрозуміло, що люди цього району, особливо пішоходи, дихають повітрям з підвищеним вмістом цих шкідливих речовин, оскільки машини проїжджають близько від людей, а вихлопні гази не можуть швидко розчиниться в повітрі.

3. Екологічно небезпечними є всі види транспорту, рівень небезпеки визначається їх кількістю, станом двигуна, швидкістю. Ця робота ще раз переконала нас в тому, що треба шукати шляхи очищення повітря, бо ті речовини які ми вивчали, є шкідливими для здоров’я. Наводимо таблицю залежності між зниженням рівня забруднення атмосфери і зменшенням захворюваності: Таблиця 8 Зменшення числа хворих на 1000 людей З рівня, який викликає Захворювання З небезпечного рівня до занепокоєння до допустимого допустимого Грип та катаракта верхніх 292 90 дихальних шляхів Пневмонія 12,1 5,6 Бронхіти 13,6 3,2 Туберкульоз органів дихання 3 1,7 Хвороби серця 2,4 0,5 Гіпертонія 3,2 2,0 З цієї таблиці видно, що зменшити концентрацію шкідливих речовин – це означає зменшити ризик різних захворювань. Найстійкішим і шкідливішим забруднювачем атмосферного повітря є оксид карбону, який міститься у вихлопних газах. Він може поглинатися листями рослин. Крім того, в результаті фотосинтезу вони виділяють кисень, впливають на формування клімату збереженню вологи, є позитивним фактором психофізіологічного впливу на людину. Добре озеленене місто виділяє 0,8-0,1 т/га кисню, пасовисько 4-5 т/га, мішані насадження 10-15 т/га. Крім того рослини поглинають пил, виділяють фітонциди, які виводять з атмосфери важкі метали. Нами були проведені розрахунки щодо визначення розмірів зеленої смуги з метою захисту повітря від викидів автотранспортом СО в місті Красний Луч на ділянках вул. Вольного та Луганське шосе. Методика 2 1. Визначаємо максимальну концентрацію СО за формулою: СОmax = (7,33 + 0,026 N) • K1 • K2, де СОmax – концентрація СО біля проїжджої частини дороги, мг/м3; N – інтенсивність руху автотранспорту у час пік, авто/час; K1 = 1 (якщо нахил дороги менше 10 %).; K2 – коефіцієнт обліку транспорту за його середньою швидкістю.

2. Концентрацію СО на ділянці дороги можна обчислити за допомогою формули

СОх = 0,5 • СОmax – 0,1 J, де СОх – концентрація СО на визначеній ділянці дороги у межах допустимих норм. Цей показник становить 3 мг/м3; J – ширина зеленої смуги. За допомогою цієї формули можна обчислити ширину зеленої смуги: J = (0,5 • СОmax – 3 мг/м3) : 0,1. Нижче наводимо проведені розрахунки.

Ділянка №1, «Універсам», вул. Вольного 1. Визначимо % різних видів транспорту від їх загальної кількості за 1 год спостережень. Всього: 226, з них автобуси й газелі – 26 %; вантажні машини – 8 %; легкові машини – 66 %. Спостереження проводили у години пік, інтенсивність руху в цей період збільшується в 1,5 рази. Визначимо інтенсивність руху N автотранспорту в годину пік через кількість транспортних засобів η: N = η • 1,5 для автобусів і газелей N = 60 • 1,5= 90 авто/год; для вантажних автомобілів N =16 •1,5 = 24 авто/год; для легкових автомобілів N = 150 • 1,5= 225 авто/год; 2. Визначимо концентрацію чадного газу за формулою: СОmax = (7,33 + 0,026 N) • K1 • K2, де N – інтенсивність руху всіх авто в годину (визначили вище); К1 = 1, якщо нахил дороги < 10 %; К2 – визначаємо, враховуючи швидкість автомобіля і його відсоток серед загальної кількості машин. Для визначення К2 використовуємо таблицю 9 Таблиця 9 Автотранспорт, %

Коефіцієнт К2 при швидкості автотранспорту, км/год

80

20 1,17

30 1,11

40 1,05

50 0,90

60 1,02

70 1,11

80 1,21

70

1,14

1,08

1,00

0,87

0,96

1,04

1,12

60

1,12

1,08

1,00

0,87

0,96

1,04

1,12

50

1,11

1,01

0,91

0,80

0,84

0,90

0,95

40

1,09

0,97

0,86

0,76

0,77

0,78

0,85

30

1,08

0,95

0,82

0,73

0,70

0,66

0,75

20

1,05

0,91

0,77

0,69

0,62

0,70

0,67

10

1,02

0,81

0,72

0,65

0,54

0,46

0,55

Концентрація СО для автобусів і газелей: СОmах = (7,33 + 0,026 • N) •К1• К2; СОmах = (7,33 + 0,026 • 90 авто/год) • 1• 0,82 = 7,929 мг/м3. Концентрація СО для вантажних автомобілів: СОmах = (7,33 + 0,026• 24 авто/год) • 1 • 0,82 = 6,442 мг/м3. Концентрація СО для легкових автомобілів: СОmах = (7,33 + 0,026• 225 авто/год) • 1 • 0,95 = 9,671 мг/м3.

3. Визначаємо ширину зеленої смуги: J = (0,5 • СОmax – 3 мг/м3) : 0,1.

Ширина смуги для автобусів і газелей: J = (0,5 • 7,929 мг/м3 – 3 мг/м3) : 0,1 = 9,647 м. Ширина смуги для вантажних автомобілів: J = (0,5 • 6,442 мг/м3 – 3 мг/м3) : 0,1 = 2,2137 м. Ширина смуги для легкових автомобілів: J = (0,5 • 9,671 мг/м3 – 3 мг/м3) : 0,1 = 18,355 м. Всього : ширина зелених насаджень – 15-18 м

Ділянка № 2, вул. Луганське шосе 1. Визначимо % різних видів транспорту від їх загальної кількості за 1 год спостережень. Всього: 450, з них автобуси – 4%; вантажні машини – 8 %; легкові машини – 77 %; газелі – 11 %. Спостереження проводили у години пік, інтенсивність руху в цей період збільшується в 1,5 рази. Визначимо інтенсивність руху N автотранспорту в годину пік через кількість транспортних засобів η: N = η • 1,5 для автобусів і газелей N = 20 • 1,5= 30 авто/год; для вантажних автомобілів N =34 •1,5 = 51 авто/год; для легкових автомобілів N = 346 • 1,5= 519 авто/год; для газелей N = 50 • 1,5= 75 авто/год.

2. Визначимо концентрацію чадного газу за формулою: СОmax = (7,33 + 0,026 N) • K1 • K2, де N – інтенсивність руху всіх авто в годину (визначили вище); К1 = 1, якщо нахил дороги < 10 %; К2 – визначаємо, враховуючи швидкість автомобіля і його відсоток серед загальної кількості машин. Для визначення К2 використовуємо таблицю 9. Концентрація СО для автобусів: СОmах = (7,33 + 0,026 • 300 авто/год) • 1• 0,81 = 6,569 мг/м3. Концентрація СО для вантажних автомобілів: СОmах = (7,33 + 0,026• 51 авто/год) • 1 • 0,81 = 7,01136 мг/м3. Концентрація СО для легкових автомобілів: СОmах = (7,33 + 0,026• 519 авто/год) • 1 • 1,02 = 21,24 мг/м3; Концентрація СО для газелей: СОmах = (7,33 + 0,026• 75 авто/год) • 1 • 0,62 = 7,95 мг/м3.

3. Визначаємо ширину зеленої смуги: J = (0,5 • СОmax – 3 мг/м3) : 0,1. Ширина смуги для автобусів: J = (0,5 • 6,569 мг/м3 – 3 мг/м3) : 0,1 = 2,8455 м. Ширина смуги для вантажних автомобілів: J = (0,5 • 7,01136 мг/м3 – 3 мг/м3) : 0,1 = 5,05 м. Ширина смуги для легкових автомобілів: J = (0,5 • 21,24 мг/м3 – 3 мг/м3) : 0,1 = 76,2 м; Ширина смуги для легкових автомобілів: J = (0,5 • 7,95 мг/м3 – 3 мг/м3) : 0,1 = 9,75 м Всього : ширина зелених насаджень – 60-70 м.

Висновки З метою зменшення забруднення атмосферного повітря викидами шкідливих речовин автомобільним транспортом вважаємо за необхідне проведення таких заходів: 1. Збільшити парк автомобілів і автобусів, які працюють на газовому паливі.

2. Будівництво об’їзних доріг для руху вантажних автомобілів, що зменшить забруднення щільно заселеної зони міста.

3. Поліпшення стану експлуатації автомобільних доріг, оскільки повільний нерівномірний рух призводить до збільшення концентрації речовин, що викидаються, в атмосферу, особливо чадного газу.

4. Регулярні перевірки технічного стану автомобільного парку міста, що дасть можливість визначити рівень екологічного забруднення кожним з 47522 автомобілів.

5. Благоустрій нормативних санітарно-захисних зон. За допомогою санітарних та екологічних служб ми одержали реєстр об’єктів благоустрою міста Красний Луч станом на 2009 рік: щодо парків, скверів, квітників тощо. Загальна площа зелених насаджень в місті 258,2 га. Щорічно з місцевого фонду охорони навколишнього природного середовища на збереження й оновлення зелених насаджень передбачено виділення 60 тис. грн. Ми рекомендуємо науковий підхід до цього питання, а саме: – науковий розрахунок ширини зеленої смуги для конкретної транспортної магістралі; – зелені насадження повинні поглинати чадний газ (СО), вуглекислий газ (СО2), пил, зволожувати повітря, виділяти бактерицидні речовини. Це може бути: ялина, тополя, дуб, черемха, в районах дитячих установ бажано сосна. Дуже ефективним очищувачем є газонна трава (1 га виділяє 12 тис. м3 О2, поглинає пил в 10 разів більше, ніж деревні форми такої ж площі). Рекомендуємо газонну траву висіювати між деревними формами. Комбінат озеленення і благоустрою УЖКГ виконкому проводить реконструкцію зелених насаджень, зрізає сухі й аварійні насадження, а також проводить висадку нових згідно щорічному плану озеленення міста. Одержані дані свідчать про те, що озелененню в нашому місті надається достатньо уваги, чисельність зелених насаджень та їх площі збільшуються. Підтвердимо наші висновки розрахунками, використовуючи дані отримані по вул. Вольного і Луганському шосе. Кількість забруднюючих речовин складає 21 г/год (8,2 г/год на вул. Вольного та 12,8 г/год на Луганському шосе ). Середня ширина зеленої смуги 70 м, площа зеленої смуги 120 • 70= 8400 м2 (довжина ділянки 120 м). Визначимо, скільки грамів шкідливих речовин може нейтралізувати площа зелених насаджень міста Красний Луч, якщо вона на 2009р. складала 258,2 га (з реєстру об’єктів благоустрою зеленого господарства м. Красний Луч станом на 01.01.09). Складемо пропорцію 21 г – 8400 м2 Х – 2582000 м2. Звідси Х = 6462,5 г. Тобто така маса шкідливих речовин може бути нейтралізована зеленими насадженнями нашого міста. На сьогоднішній день автопарк міста налічує 49906 одиниць транспорту які чисто теоретично можуть виділити в атмосферу в 4,1 менше забруднюючих речовин, ніж можливість зелених насаджень міста їх нейтралізувати.

Звідси висновок: зелених насаджень в місті достатньо для очищення повітря від шкідливих речовин вихлопних газів автомобілів. Проте, якщо проаналізувати стан зелених насаджень, висновок може бути дещо інший. Адже висаджені дерева і кущі не завжди приживаються, догляду і поливу вони найчастіше не мають, а тому достатньо зеленої рослинної маси не утворюють(наприклад, висохлі сосни і каштани, які посадили в парку мікрорайонів). Лісосмуги навколо міста наполовину вирубані мешканцями, забруднені сміттям, парки не оновлюються, і тому площа реальних зелених насаджень не відповідає кількості необхідної зеленої маси для очищення повітря. Отже можна підбити підсумки: 1. Озеленення міста не повинне носити стихійний характер, це повинні бути планові, продумані заходи.

2. Постійно обновляти парки молодим фондом деревних форм.

3. Для озеленення парку мікрорайонів використовувати газонну траву, там є великі відкриті площі і досить джерел забруднення повітря, оскільки 1 га її виділяє 12 м3 кисню і поглинає пил в 10 разів більше, ніж деревні форми такої ж площі.

4. Для озеленення міста можна використовувати не тільки тополю, хоча вона є найкращим «санітаром» в зоні сильної загазованості. Ефективними поглиначами є липа, бузок, менше черемха і клен. Антибактеріальні властивості, окрім відомої всім сосни, мають береза бородавчаста, груша, дуб, жасмин, верба, калина, каштани, клен, липа, черемха. Бузок (в умовах середньої і низької забрудненості. Ці листяні породи покращать естетичний стан міста і зможуть допомогти у вирішенні проблеми шумових забруднень. Робота, яку ми представили – початок дослідницької роботи з екологічних проблемах міста. Подальша робота буде направлена на: 1) Вивчення загального автомобільного парку транспортних засобів (їх зношеність, зміна його якості протягом 5 років, їх екологічних характеристик).

2) Аналіз рівня захворюваності органів дихання в місті протягом останніх 5 років.

3) Вплив радіації й тютюнового диму на забруднення повітря і вплив його на здоров’я людини.

4) Вплив шуму на здоров’я людини.