Исследование атмосферного воздуха города Россошь. Влияние выхлопных газов на организм человека

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исследование атмосферного воздуха города Россошь. Влияние выхлопных газов на организм человека

Подготовила:

Донцова Виктория Андреевна

ученица МОУ СОШ №25 города Россошь

Руководитель:

Шишова Ирина Анатольевна

учитель биологии

Россошь 2012

Цели:

- выявить зависимость между загрязнением окружающей среды и здоровьем человека

- изучения состояния воздушного бассейна города

- изучения влияния автомобильных выбросов на организм человека

- выявление путей по улучшению воздушного бассейна

Задачи:

- узнать, как влияет загрязнение воздуха на организм человека

- провести эксперимент по выявлению самой загрязненной улицы нашего города:

а) подсчитать количество машин на каком-либо участке дороги

б) выяснить по формулам количество вредных веществ

в) сделать выводы по определению самой загрязненной улицы города

- рассмотреть наиболее опасные вещества, находящиеся в выхлопных газах

- узнать их влияние на организм человека

- узнать, что способствует снижению автомобильных выбросов

- разработать пути по улучшению воздушного бассейна города

Введение

Кромсаем лед, меняем рек теченье,

Твердим о том, что дел невпроворот...

Но мы еще придем просить прощенья

У этих рек, барханов и болот,

У самого гигантского восхода,

У самого мельчайшего малька…

Пока об этом думать неохота.

Сейчас нам не до этого пока.

Р. Рожденственский

В наше время защита окружающей среды выдвигается на первый план. Нарушение в окружающей среде, вызванное деятельностью человека, прослеживается с давних времен. Одна из экологических проблем - загрязнение воздуха выхлопными газами автомобилей. А что же это такое, загрязнение окружающей среды?

Загрязнение -- это процесс отрицательного видоизменения окружающей среды -- воздуха, воды, почвы -- путём её интоксикации веществами, которые угрожают жизни живых организмов.

Любое загрязнение - это появление вещества в непредназначенном для него месте. Загрязнения, возникающие в процессе деятельности человека, являются главным фактором его вредного воздействия на природную среду.

Загрязнители могут вызывать острые отравления, хронические болезни, а также оказывать канцерогенное и мутагенное действие. Например, тяжелые металлы способны накапливаться в растительных и животных тканях, оказывая токсическое действие. Кроме тяжелых металлов, особо опасными загрязнителями являются хлордиоксины, которые образуются из хлорпроизводных ароматических углеводородов, используемых при производстве гербицидов. Источниками загрязнения окружающей среды диоксинами являются и побочные продукты целлюлозно-бумажной промышленности, отходы металлургической промышленности, выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания. Эти вещества очень токсичны для человека и животных даже при низких концентрациях и вызывают поражение печени, почек, иммунной системы.

Наряду с загрязнением окружающей среды новыми для нее синтетическими веществами, большой ущерб природе и здоровью людей может нанести вмешательство в природные круговороты веществ за счет активной производственной исельскохозяйственной деятельности, а также образования бытовых отходов.

1. Эксперимент по выявлению самой загрязненной улицы города

здоровье загрязнение выхлопной газ

Цель эксперимента: определить загруженность улицы автотранспортом на определенных участках города и оценить уровень загрязнения воздуха газами автотранспорта.

Методика эксперимента: подсчитать количество автотранспорта, проходящего по данному участку за 1 час, рассчитать количество вредных выбросов.

Формулы: N- количество машин за 1 час

S - расстояние которое загрязнено

S=N*100 м

R - количество топлива, сжигаемое за 1 км для дизельного топлива 0,4 л, для бензина 0,1 л.

K - количество топлива

K=S*R

Vб(co) - объем угарного газа для бензинного топлива

Vб(со)= K*0.6

Vб(угл.) - объем углеводородов для бензинного топлива

Vб(угл.)= K*0.1

Vб(со2) - объем углекислого газа для бензинного двигателя

Vб(со2)=K*0.04

Vд(со) - объем угарного газа для дизельного топлива

Vд(со)=K*0.15

Vд(угл.) - объем углеводородов для дизельного топлива

Vд(угл.)=K*0.025

Vд(со2) - объем углекислого газа для дизельного топлива

Vд(со2)=K*0.01

Участок №1 (ул. Дзержинского - ул. Пролетарская) время:15-42

Участок №2 ( ул. Простеева - ул. 9 января) время: 17-26

Участок № 3 (площадь Октябрьская) время: 10-05

Вывод: самым загрязненным участком нашего города является район площади Октябрьская т.к. там больше всего количество проезжающих мимо автомобилей.

Рис. Статистика автомобильных выбросов за 2011 год по городу Россошь

По данной диаграмме видно, что пик наибольшего количества выбросов происходило в летнее время, точнее в июль и август, т.к. в эти месяцы наш город более «нагружен» автопромом.

2. Состав выхлопных газов автомобилей

Выхлопные газы (отходящие газы) -- отработавшее в двигателе рабочее тело. Являются продуктами окисления и неполного сгорания углеводородного топлива. Выбросы выхлопных газов -- основная причина превышения допустимых концентраций токсичных веществ и канцерогенов в атмосфере крупных городов, образования смогов, являющихся частой причиной отравления в замкнутых пространствах.

Количество выделяемых в атмосферу автомобилями загрязняющих веществ определяется массовым выбросом газов и составом отходящих газов.

Большие, индустриально развитые города, мегаполисы с промышленными районами, с лесом фабричных труб, бесконечных линий электропередач и многочасовыми автомобильными пробками стали для миллионов людей естественной средой обитания и конечно воздух в подобных местах нашей планеты очень сильно загрязнён. Все детища научно-технического прогресса ежедневно выбрасывают в атмосферу по всему миру многочисленные тонны ядовитых газов, паров, продуктов сгорания химических веществ, собранных со всей таблицы Менделеева. Выхлопные газы являются побочным продуктом, работы различных двигателей транспортных средств использующих углеводородное топливо. Их образование является одной из самых важных проблем экологического состояния городов.

3. Состав и влияние на экологию

Вместе с выхлопными газами в атмосферу попадает огромное количество токсинов и канцерогенов. По данным экологов, почти 90% загрязнения воздуха в городах происходит по причине выброса в него выхлопов автомобильного транспорта.

Табл. Состав выхлопных газов (%)

* Токсичные компоненты

** Канцерогены

В зависимости от вида бензина различается и состав выхлопных газов, известно, что сернистые бензины могут выделять оксид серы, а этилированный бензин - свинец, хлор, бром и другие соединения на основе этих веществ.

4. Выхлопные газы: влияние на организм

При попадании их в организм человека, больше всего страдают органы дыхания, что впоследствии может вызвать ряд опасных, как острых, так и хронических заболеваний. Так же увеличение врождённых хронических заболеваний у детей, таких как астма, аллергия, бронхит, гайморит и др. врачи связывают с всё более ухудшающимися экологическими условиями и загрязнённостью воздуха в городах.

Оксиды азота пагубно воздействуют на органы дыхания, раздражая дыхательные пути, способствуют появлению опухолей и воспалительных процессов.

Оксиды углерода могут вызывать кислородную недостаточность тканей, понижение действия гемоглобина в крови. Оказывают разрушительное влияние на нервную и сердечно-сосудистую системы. Частые недомогания, головные боли, одышки, головокружения, вялость, раздражительность, нарушения сна и многие другие нарушения работы организма так или иначе связаны с экологическим состоянием окружающей среды.

В выхлопных газах содержится множество тяжелых металлов, которые имеют свойства оседать в организме, накапливаясь постепенно. Опасность состоит в том, что зашлакованность организма происходит незаметно для человека, и в будущем совершенно неожиданно может вылиться в серьёзное заболевание, в частности резкое увеличение случаев появления у людей раковых опухолей дыхательной системы регистрируется в крупных городах, медики связывают с это с постоянным поглощением нашими легкими ядовитых веществ из атмосферы.

Высокая концентрация выхлопных газов в воздухе закрытого помещения может стать фатальной для человека. Было множество случаев, отравления и удушья от выхлопных газов в гаражах, где их скопление намного превышало допустимую норму. А теперь подробнее о некоторых из них.

Угарный газ

CO, оксид С (II), соединение углерода с кислородом; газ без цвета и запаха. У. о. впервые выделил французский врач Ж. де Лассон в 1776 при нагревании древесного угля с окисью цинка. Плотность У. о. 0,00125 г/см³ при 0 °С и давлении 0,1 Мн/м² (1 кгс/см²), t_пл --205 °С, t_kип --191,5 °С, критическая температура -- 140°C, критическое давление 3,46 Мн/м² (34,6 кгс/см²). Формально углерод в У. о. имеет степень окисления +2, однако повышенная прочность молекулы CO [энергия диссоциации 1036 кдж/моль(247 ккал/моль)]и малое межъядерное расстояние (1,128Е) заставляют предположить, что атомы кислорода и углерода связаны дополнительно донорно-акцепторной связью .

У. о. -- несолеобразующий окисел, не взаимодействующий при обычных условиях с водой, кислотами и щелочами. У. о. характеризуется восстановительными свойствами и склонностью к реакциям присоединения. Так, при облучении светом и в присутствии катализаторов CO соединяется с хлором (см. Фосген); а при нагревании -- с кислородом, давая двуокись CO₂; с серой образует сероокись COS, с некоторыми металлами -- карбонилы металлов, например Ni (CO)₄, Fe (CO)₅. У. о. при повышенных температурах восстанавливает окислы металлов до свободных металлов (Fe; Pb; Ni; Cu и др.) и взаимодействует с водородом, давая, в зависимости от условий реакции, метан, смесь высших спиртов, альдегиды, кетоны.

В атмосфере У. о. содержится в незначительных количествах. Встречается в виде небольших включений в пластах каменного угля. Всегда образуется в результате сгорания углерода или его соединений при недостатке воздуха и в значительных количествах присутствует в топочных газах, выхлопных газах автомобилей (2--10 объёмных %), табачном дыме (0,5--1 объёмных %), являясь таким образом источником загрязнения атмосферы. Поэтому во многих странах принимаются меры по снижению концентрации У. г. в атмосферном воздухе промышленных городов (см. Охрана природы).

Получают У. о. в промышленности при взаимодействии раскалённого угля с углекислым газом:

С + CO₂ = 2CO

или водяным паром:

С + H₂O = CO + H₂.

Таким образом производят генераторный и водяной газы, использующиеся как газообразное горючее (см. Газификация топлив). В лаборатории CO получают нагреванием при 100°С муравьиной кислоты с серной кислотой; при этом происходит реакция:

HCOOH = H₂O + CO.

Применяют У. о. в химической промышленности для синтеза спиртов, углеводородов, альдегидов и органических кислот, а также для получения синтетического жидкого топлива. См. Основной органический синтез; Нефтехимический синтез.

Отравления У. о. возможны на производстве и в быту: в доменных, мартеновских, литейных цехах; при испытании двигателей, использовании топливных газов для сушки и подогрева; в химической промышленности; в гаражах; при дровяном отоплении и т.п. Поступая в организм через органы дыхания, У. о. взаимодействует с гемоглобином и образует карбоксигемоглобин, не обладающий способностью переносить кислород к тканям. Наряду с этим уменьшается коэффициент утилизации кислорода тканями. Возникают гипокапния, затруднение диссоциации оксигемоглобина, ферментные нарушения тканевого дыхания и т.д. Защитную роль играет железо плазмы крови: его соединение с У. о. препятствует образованию карбоксигемоглобина и способствует извлечению У. о. из тканей.

При острых отравлениях наблюдается головная боль, головокружение, тошнота, рвота, слабость, одышка, учащённый пульс; возможны быстрая потеря сознания, судороги, кома (с последующим двигательным возбуждением), нарушения кровообращения и дыхания, поражение зрительного нерва и т.д.; на 2--3-й сут может развиться токсическая пневмония. Первая помощь: вынести пострадавшего на свежий воздух, растереть грудь; вдыхание паров нашатырного спирта, горячее питье. При хронических отравлениях появляются головная боль, головокружение, бессонница, возникает эмоциональная неустойчивость, ухудшаются память, внимание. Возможны органические поражения центральной нервной системы, сосудистые спазмы, повышение количества эритроцитов в крови. Профилактика: контроль за герметичностью газопроводов, состоянием местной вентиляции, удалением выхлопных газов, содержанием У. о. в воздухе рабочей зоны; аэрация зданий; соблюдение техники безопасности при взрывных работах; использование противогазов; медицинское наблюдение за рабочими соответствующих производств; в быту -- правильное пользование газовыми горелками и печным отоплением.

Углекислый газ

Оксид углерода(IV) (углекислый газ, диоксид углерода, двуокись углерода, угольный ангидрид) -- CO₂, бесцветный газ, без запаха, со слегка кисловатым вкусом.

Концентрация углекислого газа в атмосфере Земли составляет в среднем 0,038 %.

Не следует путать с Диоксином.

Плотность при нормальных условиях 1,97 кг/мі. При атмосферном давлении диоксид углерода не существует в жидком состоянии, переходя непосредственно из твёрдого состояния в газообразное. Твёрдый диоксид углерода называют сухим льдом. При повышенном давлении и обычных температурах углекислый газ переходит в жидкость, что используется для его хранения.

Углекислый газ легко пропускает ультрафиолетовые лучи и лучи видимой части спектра, которые поступают на Землю от Солнца и обогревают её. В то же время он поглощает испускаемые Землёй инфракрасные лучи и является одним из парниковых газов, вследствие чего принимает участие в процессе глобального потепления. Постоянный рост уровня содержания этого газа в атмосфере наблюдается с начала индустриальной эпохи.

Химические

По химическим свойствам диоксид углерода относится к кислотным оксидам. При растворении в воде образует угольную кислоту. Реагирует со щелочами с образованием карбонатов и гидрокарбонатов. Вступает в реакции электрофильного замещения (например, с фенолом) и нуклеофильного присоединения (например, с магнийорганическими соединениями).

Биологические

Диоксид углерода играет одну из главных ролей в живой природе, участвуя во многих процессах метаболизма живой клетки. Диоксид углерода получается в результате множества окислительных реакций у животных, и выделяется в атмосферу с дыханием. Углекислый газ атмосферы -- основной источник углерода для растений. Однако, ошибкой будет утверждение, что животные только выделяют углекислый газ, а растения -- только поглощают его. Растения поглощают углекислый газ в процессе фотосинтеза, а без освещения они тоже его выделяют.

Диоксид углерода не токсичен, но не поддерживает дыхание. Большая концентрация в воздухе вызывает удушье (см. Гиперкапния). Недостаток углекислого газа тоже опасен (см. Гипокапния)

Углекислый газ в организмах животных имеет и физиологическое значение, например, участвует в регуляции сосудистого тонуса (см. Артериолы).

Сернистый газ

Оксимд семры (IV) (диоксимд семры, сернимстый газ, сернимстый ангидримд) -- SO₂. В нормальных условиях представляет собой бесцветный газ с характерным резким запахом (запах загорающейся спички). Под давлением сжижается при комнатной температуре. Растворяется в воде с образованием нестойкой сернистой кислоты; растворимость 11,5 г/100 г воды при 20°C, снижается с ростом температуры. Растворяется также в этаноле, серной кислоте. SO₂ -- один из основных компонентов вулканических газов.

SO₂ токсичен. Симптомы при отравлении сернистым газом -- насморк, кашель, охриплость, першение в горле. При вдыхании сернистого газа более высокой концентрации -- удушье, расстройство речи, затруднение глотания, рвота, возможен острый отёк лёгких.

§ ПДК(предельно допустимая концентрация) максимально-разового воздействия -- 0,5 мг/мі

Дополнительные сведения о токсичности

Интересно, что чувствительность по отношению к SO₂ весьма различна как у людей, так и у растений. Наиболее устойчивы по отношению к сернистому газу берёза и дуб, наименее -- сосна и ель. Наиболее чувствительными к SO₂ являются розы.

Воздействие на атмосферу

Из-за широкого использования сернистый ангидрид или диоксид серы является одним из основных газов, загрязняющих атмосферу. Наибольшую опасность представляет собой загрязнение соединениями серы, которые выбрасываются в атмосферу при сжигании угольного топлива, нефти и природного газа, а также при выплавке цветных металлов и производстве серной кислоты. Антропогенное загрязнение серой в два раза превосходит природное. Серный ангидрид образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий отмечается при низкой облачности и высокой влажности воздуха. Растения около таких предприятий обычно бывают густо усеяны мелкими некротическими пятнами, образовавшихся в местах оседания капель серной кислоты. Пирометаллургические предприятия цветной и чёрной металлургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ангидрида. Наибольших концентраций сернистый газ достигает в северном полушарии, особенно над территорией США, зарубежной Европы, европейской части России, Украины. В южном полушарии оно ниже.

Размещено на Allbest.ru