Учеба  ->  Науки  | Автор: | Добавлено: 2015-05-28

Загрязнение воздушного бассейна. Кислотные дожди

В последние годы все больше внимания уделяют проблеме охраны окружающей среды. Актуальность её решения непрерывно возрастает по мере увеличения численности населения Земли, ускорения темпов развития производства и с другими процессами, характерными для современного этапа развития общества. Эти процессы связаны с тем, что при увеличении численности населения, увеличивается и число промышленных предприятий, а из этого следует, что экология будет страдать всё больше, так как количество загрязнений возрастёт. И если не решать эту проблему, то постепенно это приведет к гибели биосферы, то есть к гибели растений, животных и самого человека. Причем ускорение темпов роста экономики сопровождается увеличением потребления энергии, в то время как энергетика становится основным источником загрязнения как воздушного, так и водного бассейнов. Воздух является жизненно необходимым фактором, без него человек может прожить лишь 5 минут, следует, что именно загрязнение воздушного бассейна самое опасное. Чтобы сохранить жизнь, человек должен бороться с этой проблемой.

Проблема кислотных дождей с каждым годом усиливается в связи с ростом количества транспорта на наших дорогах и различных промышленных предприятий, в результате выбросов которых и выпадают кислотные атмосферные осадки.

Объект исследования: атмосферные осадки.

Предмет исследования: кислотность атмосферных осадков в городе Северодвинске.

Мы выдвинули следующую гипотезу: если в крупных промышленных и транспортных центрах образуются кислотные осадки, то будут ли они наблюдаться и в нашем городе.

Цель нашей работы заключается в том, чтобы выявить основные источники загрязнения воздушного бассейна микрорайона и их влияние на здоровье человека. Для достижения цели были определены задачи:

Выяснить главный источник загрязнения атмосферы в нашем микрорайоне.

Определить влияние автотранспорта на загрязнение воздушного бассейна.

3. Выявить другие загрязнители атмосферы микрорайона.

4. Провести исследования на наличие кислотных дождей в атмосферных осадках. 5. Обобщить полученные данные и сделать выводы.

Окружающая среда должна быть благоприятной для здоровья. Экология нашего микрорайона на данный момент не удовлетворяет этому. Поэтому мы решили разобраться в сложившейся ситуации.

История термина

Впервые термин «кислотный дождь» был введен в 1872 году английским исследователем Ангусом Смитом. Его внимание привлек смог в Манчестере.

В 1883 году шведский ученый Сванте Аррениус ввел в обращение два термина - кислота и основание. Он назвал кислотами вещества, которые при растворении в воде образуют свободные заряженные положительно ионы водорода (Н+). Основаниями он назвал вещества, которые при растворении в воде образуют свободные отрицательно заряженные гидроксид - ионы (ОН-). Термин рН используют в качестве показателя кислотности воды.

От pH6 погибают пресноводные креветки, донные бактерии, которые разлагают органические вещества и листья, гибнет планктон. При pH4. 5, погибает вся рыба, большинство лягушек и насекомых. Кислотный дождь уничтожает растительность на суше. Учёные считают, что единственный способ изменить ситуацию к лучшему, - это уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу.

Шкала кислотности

Значение рН измеряется на шкале от 0 до 14. Значение рН нейтрального раствора равняется 7 (на шкале от 0 до 14). При растворении кислот в воде повышается концентрация свободных ионов водорода (Н+). Они-то и повышают кислотность воды. Те растворы, значение рН которых на приведенной шкале находится в пределах от 0 до <7, называются кислыми. Растворы, значение рН которых находится в пределах от 7 до 14, называются щелочными.

Схема образования кислотного дождя

Кислотный дождь образуется в результате реакции между водой и такими загрязняющими веществами, как оксид серы (SO2) и различными оксидами азота (NOх). Эти вещества выбрасываются в атмосферу автомобильным транспортом, в результате деятельности металлургических предприятий и электростанций. Соединения серы (сульфиды, самородная сера и другие) содержатся в углях и рудах, при сжигании или обжиге которых образуются летучие соединения — оксид серы (IV) — SO2- сернистый ангидрид, оксид серы (VI) — SO3 — серный ангидрид, сероводород — H2S. Вступая в реакцию с водой атмосферы, они превращаются в растворы кислот - серной, сернистой, азотистой и азотной. Затем, вместе со снегом или дождем, они выпадают на землю. Эти кислоты и обуславливают понижение pH выпадающих дождей, которые поэтому называют кислотными.

Краткая характеристика микрорайона и наличие экологических проблем в нём

В состав микрорайона входят 2 квартала: квартал Д и квартал И, расположенные между улицами Юбилейной и Кирилкина. Соединяет территории канал, протекающий вдоль улицы Лебедева. Жители микрорайона проживают в домах разной этажности. Здесь находится 36 пятиэтажных, 26 девятиэтажных и 6 двенадцатиэтажных домов. Также здесь находится большое число различных объектов инфраструктуры. С точки зрения экологии в нашем микрорайоне нами выявлен целый ряд проблем. А именно: 1. Малое количество деревьев и кустарников у домов, 2. Скопление машин у подъездов и на газонах, большое количество автотранспорта, 3. Шумовое загрязнение, 4. Наличие мусора, 5. Отсутствие урн, 6. Загрязнение канала

Влияние ТЭЦ -2

Жилые дома и объекты инфраструктур обеспечивает теплом и энергией ТЭЦ -2. Но она же одновременно является загрязнителем нашего микрорайона, не смотря на удаленность. ТЭЦ - 2 находится на расстояние 4-6 км от города. Поэтому ее влияние будет огромным.

Изучая систему воздушных течений, мы предположили, что при определенном направлении ветра микрорайон оказывается под ее влиянием. Для этого мы провели анализ ветров, которые представлены в графике «Роза ветров» на 2005г.. На графике мы видим, что большее количество дней в году микрорайон будет находиться под влиянием ТЭЦ -2, а значит и его жители. Следует, что наше предположение будет верным - ТЭЦ -2 является основным источником загрязнений воздушного бассейна микрорайона.

Система воздушных течений переносит дым в сторону микрорайона. Проблема загрязнения воздуха в основном связана со сжиганием угля в отопительных системах, выбрасывающих в атмосферу дым, золу и сернистый газ (S02). Интересно то, что ПДК летом одна - две единицы, а в отопительный сезон 6. В три раза больше! Всё это связано со сжиганием нефтепродуктов, т. к. на ТЭЦ - 2 сжигают высокосернистые мазуты. Это связано с большими выбросами вредных веществ в атмосферу, всего 19 наименований. (6, с 127). Взаимодействие выбросов с туманом приводит к образованию устойчивого сильно загрязненного мелкодисперсного облака - смога, наиболее плотного у поверхности земли. При образовании смога воздух приобретает неприятный запах, резко снижается видимость.

Влияние автотранспорта на загрязнение воздуха в микрорайоне

Увеличение парка автомобилей у жителей микрорайона и потока транспорта по его главным улицам также влияет на состояние атмосферы. Различные виды транспорта имеют различную степень влияния на окружающую сред. Транспорт выделяет окись углерода, углекислый газ, которые тяжелее воздуха, поэтому все они скапливаются у земли. Окись углерода соединяется с гемоглобином крови и мешает ему нести кислород в ткани организма. В выхлопных газах содержатся альдегиды, обладающие резким запахом и раздражающим действием. Из исследований прошлого года мы выявили, что изменился пик движения машин, с 11-12 часов он переместился в сторону 14-15. В этом году мы провели аналогичные исследования. Изучая, изменения на улице Кирилкина, мы выявили, что с 11-12 часов количество машин примерно одинаковое. С 14-15 часов грузопоток меньше, но это связано исключительно с тем, что был воскресный день. А уже с 17-18 поток машин резко возрос. На проспекте Победы особых изменений нет, за исключением число автотранспорта в промежуток времени с 17-18 немного ниже. Всё это свидетельствует о том, что количество автотранспорта не уменьшается, а увеличивается. На состояние воздушного бассейна оказывают влияние и другие источники.

Другие загрязнители воздушного бассейна

На состояние атмосферы оказывает влияние КОС -2. Выделяемый сероводород особо опасен в случае аварии. Комбинаты Новодвинска и Архангельска играют немаловажную роль. Так как состояние экологии соседних с нами городов находится в бедственном состоянии. Главные загрязнители - это газы: метилмеркаптан, сероводород, формальдегид, бензопирен, соединения серы, тяжелых металлов. Промышленные выбросы мебельного производства также велики. Основной загрязнитель - это бензопирен. Причем они являются весьма токсичными для организма человека. Загрязнения воздушного бассейна оказывают пагубное влияние на здоровье человека.

Заболевания, вызванные загрязнением атмосферы

Технологический прогресс воздействует на природу и здоровье человека. Загрязнение атмосферы приводит к росту хронических бронхитов, болезней лёгких, других респираторных, раковых и сердечных заболеваний. Выбрасываемые в большом количестве с ТЭЦ - 2 оксиды серы вызывают обострение респираторных заболеваний; способствуют возникновению раковых опухолей, вызывают головные боли, тошноту, раздражение слизистой оболочки глаз и горла; обостряются легочные заболевания, бронхиальная астма.

Мы сделали анализ заболеваний ребят в нашей школе. По графикам хорошо видно, что уровень заболеваемости растет. И преимущественно это соматические заболевания. И в 2000 году, и в 2005 основная часть принадлежит именно им.

Исследование атмосферных осадков на наличие кислот

Изучив литературу по проблеме кислотных дождей, мы подошли к выполнению практической части.

Цель: изучить рН в атмосферных осадках, выпадающих в городе.

Термином "кислотные дожди" называют все виды метеорологических осадков -дождь, снег, град, туман, дождь со снегом - рН которых меньше, чем среднее значение рН дождевой воды (средний рН для дождевой воды равняется 5. 6).

Поскольку исследования проводились в летний период, то наблюдения велись за летними осадками. Для выполнения практической работы мы использовали стеклянные банки с крышками и универсальную индикаторную бумагу (УИБ). Результаты полученных исследований хорошо видны на снимке.

Измерения были проведены с 22 по 31 июля 2007 года и в начале августа до 12 числа.

Для проверки своих выводов мы решили дополнить измерениями рН дождевой воды за городом, в районе СОТ «Двина 1», расположенном в 13 км от города.

Анализируя, полученные в ходе исследования данные, можно сделать следующие выводы. По полученным данным видно, что на улице Лебедева рН дождевой воды колеблется от 5. 3 до 5. 6, т. е. рН в этом районе ниже нормы. Можно предположить, что на кислотность выпавших осадков влияет большое количество транспорта, движущегося в сторону дачных посёлков. Но удалённость квартала от промышленных предприятий и транспортных магистралей города благоприятно сказывается на снижении возможности образования кислотных осадков.

На площади Егорова в тот же период времени рН колеблется от 4. 9 до 5. 2, т. е. в этом районе показатель рН дождевой воды намного отклонился от нормы. И можно предположить, что на это повлияли выбросы близстоящих предприятий (заводов, ТЭЦ, нефтебазы), автомобильные выбросы (множество автодорог).

Выше сказанное подтверждает статья в газете «Северный рабочий». В ней говорится, что «в июле зарегистрированы 4 повышения норматива по формальдегиду и 3 случая по диоксиду азота». Кислые осадки выпадали 22 июля; 4,17 и 28 августа.

Проводя исследования на даче, мы решили для удобства построить коллектор дождевой воды. Его использование помогло нам получить более «чистые» результаты эксперимента (вода не разбрызгивалась, не смешивалась с землёй и пылью, струя не относилась ветром, а прямо попадала в сосуд). В СОТ «Двине 1» рН дождевой воды колеблется от 5. 4 до 5. 6. Анализируя данные по этому району, мы сделали вывод, что дождевая вода является нормой по шкале рН, и это говорит нам об отсутствии рядом расположенных промышленных предприятий и автомобильных выхлопов.

Коллектор дождевой воды Вид некоторых исследуемых образцов

Пути решения проблем по охране окружающего воздуха

Влияние ТЭЦ, автотранспорта и других источников велико, это сильное химическое, тепловое, шумовое, электромагнитное загрязнение окружающей среды.

Для уменьшения вредного воздействия специалисты-экологи выделяют множество путей:

1. Совершенствование процессов обработки сырья, правильное сжигание топлива; 2. Реконструкция оборудования, очистные сооружения; 3. Уменьшение количества предприятий в городе, их расположение с учётом топографии местности и розы ветров; 4. Установление санитарно-защитных зон вокруг предприятий; 5. Рациональная планировка городской застройки, обеспечивающая оптимальные экологические условия для жизни человека 6. Модернизация автотранспорта; 7. Новые посадки деревьев и замена деревьев, которые погибли.

Улучшение планировки городов, строительство заводов и фабрик за пределами города, установление защитных зон, предохраняющие населения от дыма, газов, пыли, шума, неприятных запахов. Зелёные насаждения выполняют роль биологических фильтров.

Без кислорода человек не сможет существовать. Но мы очень редко задумываемся над тем, как вдыхаемый кислород повлияет на наш организм. Отнимет или прибавит нам ценные минуты жизни. Сейчас, скорей всего отнимает, ведь загрязнения воздушного бассейна возрастают день ото дня. Но, безусловно, каждый хочет, чтобы глоток чистого воздуха (именно чистого!) продлевал нам жизнь.

Мы провели телефонный опрос жителей нашего микрорайона, выясняя основные источники загрязнения воздуха в микрорайоне и пути решения этих проблем.

80% жителей сразу ответили, что это машины, а именно выхлопные газы автомобилей. Так же предлагались варианты, что сами люди не заботятся об экологии, они мусорят, ломают молодые побеги деревьев. О влияние ТЭЦ-2 мы не получили каких-либо ответов, а это означает, что люди не проинформированы по данному вопросу, не получают необходимой информации. При ответе на второй вопрос лидирующей точкой зрения было озеленение микрорайона, к этому еще предлагалось очистить канал, установить достаточное число урн. Были еще 15% людей, которые, отвечая, говорили, что «Этим всё равно никто не будет заниматься, бесполезно все!» Получатся, что большинство людей волнуют проблемы экологии, но, к сожалению, мало кто пытается что-то изменить.

Перед человеком стоит важная задача - сохранение живой природы от пагубного влияния опасных атмосферных осадков.

Практические исследования привели к мысли, что хозяйственная деятельность человека приводит к отрицательным последствиям и нарушениям экологического равновесия в природе. Чем интенсивнее работа фабрик, заводов, теплостанций, транспорта и других предприятий, тем больше усилий должен прилагать человек к сохранению всего живого.

Поскольку наш город является крупным промышленным и транспортным центром на Севере страны, то и его периодически «орошают» кислотные дожди. Хотелось бы, чтобы: 1. метеорологи давали достоверную информацию о прошедших кислотных осадках (как это делается, например, в г. Тирасполе Молдавской республики; 2. врачи проводили осмотры людей и оказывали необходимую помощь; 3. на крупных предприятиях нашего города, экологическим службам необходимо взять под контроль измерение кислотности атмосферных осадков и своевременно информировать работников предприятия; 4. жителям города, школьникам, работникам ЖКХ и «Зеленого хозяйства» необходимо беречь, охранять зеленые насаждения и активно включаться в мероприятия по озеленению; 5. обязательно носить весной и летом головные уборы, предохраняя головы от солнца и возможных кислотных осадков.

Данная работа имеет прикладной характер и может иметь продолжение для изучения ряда вопросов: периодичность выпадения кислотных осадков в городе, влияние транспорта на увеличение кислотности осадков, содержание кислотности в осадках по сезонам года, влияние циркуляции воздуха на показатель рН, наличие содержания кислот в твердых осадках зимнего периода, роль циклонов в изменении кислотности воздуха над городом.

Результаты исследования можно использовать на уроках географии, химии, биологии, природоведения, экологии, на внеклассных мероприятиях.

Завершая нашу работу, мы хотели бы представить ко вниманию грустный афоризм американского ученого Л. Дж. Баттана, автора книги «Загрязненное небо»: «Одно из двух: или люди сделают так, чтобы в воздухе стало меньше дыма, или дым сделает так, что на Земле станет меньше людей».

Пусть небо будет чистым, воздух прозрачным, деревья и цветы красивыми, а люди здоровыми и счастливыми в нашем городе!

Комментарии


Войти или Зарегистрироваться (чтобы оставлять отзывы)