Исследовательская работа на тему Воздух и его загрязнение (2 класс)


Оглавление
Введение 2
Постановка проблемы. Что такое воздух 4
2. Чистота и загрязнения атмосферы 5
2.1. Естественные источники загрязнения и их воздействие на атмосферу 5
2.2. Искусственные источники загрязнения и их воздействие на атмосферу 6
Оценка чистоты атмосферы 8
3.1.Наблюдение за загрязнением атмосферы 8
3.2.Как осуществляется наблюдение в Самарской области и г.о. Самаре 9
3.3.Измерение содержания окиси углерода в пробах воздуха 12
3.4.Выводы 17
4. Заключение 18
5. Список источников информации 20
Приложение 1. Анкета «Воздух и его загрязнение» 21

Введение
Планета Земля окружена оболочкой из воздуха. Она простирается от поверхности Земли на высоту до 900 км. Воздушную оболочку Земли называют атмосферой. Атмосфера по-гречески «атмос» – пар и «сфера» – шар. Атмосфера не имеет резкой верхней границы. Атмосфера возникла в результате выделения газов при вулканических извержениях. 
Значение атмосферы в природе и жизни человека: 
- благодаря газообразной оболочке поверхность Земли не нагревается днем и не остывает ночью так сильно, как, например, поверхность Луны, лишенная атмосферы;
- атмосфера предохраняет Землю от метеоритов, большая часть которых сгорает и не долетает до поверхности планеты;
- защищает человечество от избыточных ультрафиолетовых излучений, большая доза которых губительна для организма;
- содержащийся в атмосфере, кислород необходим всем живым организмам для дыхания;
- углекислый газ используется растениями для фотосинтеза.
Заинтересовавшись вопросом загрязнения воздуха, я решил провести анкетирование среди учеников нашего класса. Составил анкету, вопросы которой должны были помочь выяснить следующее:
знают ли ученики нашего класса о составе воздуха,
насколько важна его чистота для человека,
известно ли им, что воздух может быть загрязнен,
что является источником загрязнения воздуха,
можно ли измерить загрязнение воздуха
известно ли, что такие измерения регулярно проводятся.
Вопросы анкеты приведены в Приложении 1.
В результате обработки ответов учеников на вопросы анкеты было установлено, что все опрошенные знают, что такое воздух, почему он необходим человеку (7 человек - не знают, для чего нужна воздушная оболочка Земли, 4 человека – не знают, какой газ необходим для дыхания). Так же всем известно, что воздух, которым мы дышим должен быть чистым, и что существуют различные источники загрязнения воздуха, которые оказывает негативное влияние на здоровье человека. То, что загрязнения можно измерить не знают 67% (16 учеников из 24), практически никому не известно проводятся ли в нашей стране (городе) такие измерения (2 ученика знают, что в городе проводятся такие измерения), но почти все хотели бы измерить загрязнения самостоятельно (20 человек из 24). Мне самому эти вопросы были так же интересны, поэтому я принял решение провести исследование, в котором будет рассматриваться вопрос о загрязнении воздуха и как его измерить.
В своем исследовании я поставил следующую цель - изучить состав воздуха и основные загрязняющие вещества, а также выяснить проводятся ли наблюдения за загрязнением воздуха в нашей стране (городе) и как оценивается степень загрязнения воздуха, другими словами его чистоты.
Гипотеза – поскольку вопросу сохранения чистоты воздуха в мире уделяется большое внимание, я думаю, что существуют способы измерить чистоту воздуха и такие измерения должны проводиться регулярно.
При выполнении работы я решал следующие задачи:
изучение литературы по исследуемой проблеме;
определение понятия «воздух», изучение его состава;
изучение источников загрязнения воздуха и загрязняющих веществ;
исследование возможности измерения загрязняющих веществ, которые содержатся в воздухе;
измерение содержания окиси углерода в воздухе, которым я дышу;
1.Постановка проблемы. Что такое воздух
Атмосфера Земли, или, как мы ее называем в повседневной жизни, воздух – это смесь газов. Воздух - необходим всему живому на земле. Без пищи человек может обходиться пять недель, без воды - пять дней, без воздуха - пять минут. В его состав входит 20 различных газов. Однако основными являются азот (78%) и кислород (21%). На другие приходится всего 1%: аргон, углекислый газ, неон, криптон, ксенон, гелий, водород и пр. Такой состав газов почти везде на Земле одинаков до высоты 100 км.
Для нормальной жизни требует не только наличие воздуха, но и его чистота. От качества воздуха зависят здоровье людей, состояние животного и растительного мира, прочность и долговечность любых конструкций зданий, сооружений. Загрязненный воздух - источник загрязнения вод, суши, морей, почв. Атмосферный воздух никогда не бывает абсолютно чистым. Самый чистый воздух над океаном. В деревнях и селах он содержит пыли в 10 раз больше, над поселками и небольшими городами воздух грязнее в 35 раз, а над промышленными городами в 150 раз больше, чем над океаном. Загрязненный воздух над крупными городами простирается на высоту 1,5 - 2,0 км.
Всякое загрязнение вызывает у природы защитную реакцию. Воздушный океан обладает способностью к самоочищению от загрязняющих веществ, которое происходит при помощи осадков. Способность атмосферы к самоочищению имеет определенные границы. Если они будут превышены, то самоочищение в атмосфере не произойдет. Поэтому большие объемы вредных выбросов в атмосферу вызывают целый ряд неблагоприятных последствий.
Чистота и загрязнение атмосферы
Проблема чистоты атмосферы не нова: она возникла вместе с появлением промышленности и транспорта. В течение почти двух столетий дым и копоть многочисленных фабрик и паровозных труб почти полностью рассеивались на больших пространствах. Однако быстрый и повсеместный рост промышленности и транспорта привел к такому увеличению объемов и токсичности выбросов, что они уже не в состоянии «раствориться» в атмосфере до безопасных для природной среды и человека концентраций. Прежде чем говорить об источниках загрязнения, необходимо разобраться: что же считать загрязнением.
Загрязнение - привнесение в какую-либо среду, не характерных для нее физических, химических или биологических веществ.
Вредное (загрязняющее) вещество – химическое или биологическое вещество (либо их смесь), содержащееся в атмосферном воздухе, которое в определенных концентрациях оказывает вредное воздействие на здоровье человека и окружающую природную среду.
Общее количество загрязнителей, находящихся постоянно в атмосферном воздухе над планетой, составляет примерно 10 млн. т. Причинами наличия в атмосфере такого количества загрязнителей являются как производственная деятельность человека, так и естественные процессы. Последние, как правило, протекают независимо от человека.
Естественные источники загрязнения и их воздействие на атмосферу
В воздушную оболочку нашей планеты поступает большое количество космической пыли, которая на 25% состоит из железа, кобальта, никеля и на три четверти - из каменистой основы, содержащей натрий, калий, кальций, магний, кремний и алюминий. Ежегодно на поверхность Земли оседает до 10 тыс. тонн космической пыли. На состояние атмосферы влияют также извержения вулканов и лесные пожары, которые выбрасывают в воздух сотни тысяч тонн пепла и газов, которые затем переносятся воздушными потоками на большие расстояния. Все это – естественные источники загрязнения.
Искусственные источники загрязнения и их воздействие на атмосферу
Промышленные предприятия
Производство электроэнергии (ТЭЦ, ГРЭС)
Металлургическая, нефтедобывающая промышленность
Химическая промышленность (производство кислот, пластмассы, красителей, моющих средств, резины)
Строительство (производство строительных материалов, цемента, керамики, стекла, тепло-и звукоизоляционных материалов)
Прочие отрасли (угольная, газовая, машиностроительная, пищевая)
Транспорт
Автомобильный
Железнодорожный
Водный
воздушный
Бытовое и коммунальное хозяйство
Отопительные системы
Переработка мусора
Сельское и лесное хозяйство
Животноводство, птицеводство
Металлургия загрязняет атмосферный воздух пылью и газами. Выбросы черной и цветной металлургии содержат соединения мышьяка, свинца, фосфора, пары ртути, сернистого газа и др., поэтому они особо опасны.
Нефтедобывающая и нефтехимическая промышленность выбрасывает в воздушную среду большое количество углеводородов, сероводородов и дурно пахнущих газов.
Основными выбросами от предприятий химической промышленности являются оксид углерода, диоксиды азота, аммиак, сероводород и сероуглерод, хлористые соединения, фтористые соединения.
Производство цемента и строительных материалов загрязняет атмосферу различной пылью.
В районе расположения помещений для содержания скота и птицы в атмосферный воздух могут поступать и распространяться на значительное расстояние аммиак, сероводород и другие газы. К источникам загрязнения атмосферного воздуха относятся склады, в которых хранятся удобрения и происходит обработка семян пестицидами.
Автомобили сжигают огромное количество ценных нефтепродуктов и одновременно наносят ощутимый вред окружающей среде. Выхлопные газы автомобиля представляют собой смесь, в состав которой входит много компонентов, которые можно свести в несколько групп:
В первую группу входят нетоксичные вещества: азот, кислород, водород и водяной пар. К этой же группе может быть отнесен и углекислый газ, содержание которого в выхлопах не представляет опасности для человека.
Ко второй группе относится окись углерода (СО), очень ядовитая и присутствующая в больших количествах (до 12 %).
Третью группу образуют окислы азота, включающие окись (NO) и двуокись азота (NO2), также весьма ядовитые.
Четвертая, самая многочисленная группа веществ состоит из углеводов, среди которых имеются этилен, ацетилен, метан, пропан, толуол, бензпирен (канцероген) и др.
Пятую группу составляют альдегиды, главным образом ядовитый формальдегид (формалин) и др.
Наконец, в шестую группу можно выделить сажу, которая характерна для выхлопа дизельных двигателей. Она обладает способностью поглощать содержащиеся в выхлопах канцерогены.
3. Оценка чистоты атмосферы
Оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха, другими словами чистота, производится путем сравнения концентрации вредных веществ, которые находятся в воздушной среде, с гигиеническими нормативами. В настоящее время наиболее распространенными критериями оценки качества атмосферы являются предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ.
ПДК – это максимальные концентрации примеси, которые при воздействии на человека (периодически или на протяжении всей жизни) не оказывают прямого или косвенного влияния на него (включая отдаленные последствия) и на окружающую среду.
Нормативы ПДК различных веществ едины для всего государства. В России установлены ПДК для более чем 600 различных атмосферных примесей.
3.1. Наблюдение за загрязнением атмосферы
Наблюдения за уровнем загрязнения воздуха в городах Российской Федерации проводятся территориальными органами Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромета).
В городах России измеряются концентрации более 20 различных веществ. На основе этих данных, их анализа и обработки готовятся Ежегодники состояния загрязнения атмосферы. Данные о загрязнении атмосферы являются важными как для оценки уровня загрязнения, так и для оценки риска заболеваемости и смертности населения.
3.2.Как осуществляется наблюдение в Самарской области и г.о. Самаре
Территория Самарской области находится в зоне деятельности Приволжского УГМС. В котором существует лаборатория мониторинга загрязнения атмосферного воздуха.
Мониторинг осуществляется во всех крупных городах области, для чего на их территории в жилых районах, вблизи автомагистралей и крупных промышленных предприятий расположены пункты наблюдения за загрязнением атмосферы (ПНЗ).
В г. Самара 15 таких пунктов, в Тольятти 8, в Новокуйбышевске 3, в Чапаевске 3 и т.д.
ПНЗ оснащен:
устройствами для забора воздуха с улицы;
пробоотборными устройствами с реагентами, необходимыми для определения различных примесей.
Ежедневно, 3 раза в день на каждый ПНЗ приходит специалист, отбирает пробы воздуха, воздух поступает в пробоотборные устройства (поглотители, пипетки, пробирки). Эти устройства помещают в специальный ящик, ящики со всех ПНЗ забирает машина и привозит в лабораторию мониторинга загрязнения атмосферного воздуха Приволжского УГМС для проведения исследований.
3084195495300Ежедневно, 3 раза в день, на каждом ПНЗ отбираются пробы воздуха, которые потом поступают в лабораторию мониторинга загрязнения атмосферного воздуха Приволжского УГМС для проведения исследований.
Показатели уровня загрязнения воздуха в г.о. Самаре
В Самаре определяют 5 осно вных загрязняющих веществ:
Пыль
Оксид углерода
Оксид азота
Диоксид азота
Диоксид серы
Пробы на содержание этих веществ делаются на каждом ПНЗ.
-4445104140Дополнительно на тех ПНЗ, которые расположены в зоне промышленных предприятий, определяется в воздухе содержание следующих специфических компонентов:
Сероводород
Фенол
Аммиак
Формальдегид
Углеводороды
Бензол
Толуол
Ксилол
Этилбензол
БензопиренТяжелые металлы
В г.о. Самара основными источниками загрязнения атмосферы являются предприятия строительной нефтехимической, нефтеперерабатывающей, металлургической, авиаприборостроительной, энергетической отраслей промышленности, а также автомобильный и железнодорожный транспорт.
Среди всех видов транспорта автомобильный наносит наибольший ущерб окружающей среде. Автомобиль, поглощая столь необходимый для протекания жизни кислород, вместе с тем интенсивно загрязняет воздушную среду токсичными компонентами, наносящими ощутимый вред всему живому и неживому. Выбросы автотранспортных средств особенно опасны, потому, что осуществляются в непосредственной близости от тротуаров в зоне активного пешеходного движения.
В автомобильных выбросах содержатся:
оксид углерода (окись углерода);
окислы азота;
углеводороды;
углекислый газ
Влияние выхлопов автомобильного транспорта и оксида углерода на загрязнение воздуха
По расчетам специалистов, «вклад» автомобильного транспорта в атмосферу составляет до 90% по окиси углерода и 70% по окиси азота от общего количества выбросов этих веществ.
Оксид углерода (другое название угарный газ) – это бесцветный ядовитый газ без вкуса и запаха. Химическая формула CO. Пагубное влияние окиси углерода на здоровье человека заключается в том, что при вдыхании она попадает в кровь и соединяется с гемоглобином – белок крови, тем самым препятствует насыщению крови кислородом, а, следовательно, наносит вред тканям человеческого организма. Угарный газ может вызывать отравление и даже смерть.
В городском воздухе оксид углерода содержится в большей концентрации, чем любой другой загрязнитель. Однако, поскольку этот газ не имеет не цвета, ни запаха, наши органы чувств не в состоянии обнаружить его.
Измерение содержания оксида углерода в пробах воздуха
По всем вышеперечисленным причинам мне стало интересно, каким образом можно измерить содержание оксида углерода в воздухе, которым я дышу. Для этого я обратился к маме, которая работает в центре мониторинга загрязнения окружающей среды Приволжского УГМС.
Для проведения исследования было решено сделать четыре пробы воздуха в разных местах и после провести измерение содержания оксида углерода (СО) в каждой из проб. Пробы отбирались в четырех местах:
на детской площадке, около дома, в котором живу
около школы, в которой я учусь
на пересечении крупных автомобильных дорог (перекресток Московского шоссе и улицы Советской Армии)
рядом с выхлопной трубой автомобиля
Для отбора проб воздуха используется специальная камера и насос для накачивания воздуха в камеру.

Камера

Насос
-60960191135
На месте отбора насос вставляется в камеру и накачивается воздух на уровне груди человека, после чего на камеру надевается зажим, насос вынимается, камера подписывается (указывается место отбора пробы).
-4972051906270После того, как все четыре пробы были отобраны я их отнес в Приволжский УГМС для измерения содержания СО. Для измерения используется специальная аппаратура - газоанализатор. В лаборатории мониторинга загрязнения атмосферного воздуха Приволжского УГМС для этой цели есть два газоанализатора: Палладий-3М и КС-100. Я проводил измерения на обоих и сравнивал результаты. Для измерения камера с воздухом подсоединяется к включенному прибору, после чего с н ее снимается зажим и воздух из камеры начинает поступать в газоанализатор. Внутри него специальными датчиками измеряется уровень СО и результат измерения отображается на дисплее, который расположен на передней панели прибора. Необходимо подождать некоторое время, что воздух из камеры заполнил все емкости внутри газоанализатора и 17481551454150вытеснил, тот воздух который находился в них ранее, чтобы результаты были точнее, это время составляет около 2-3 минут. Каждую камеру я подключал сначала к газоанализатору Палладий-3М, потом к КС-100 и записывал результаты.
Получились следующие результаты измерений:
Номер пробы Результаты измерения СО на приборе Палладий-3М, мг/м3 Результаты измерения СО на приборе КС-100, мг/м3
1 (дом) 0,68 0,6
2 (школа) 0,34 0,3
3 (перекресток дорог) 2.5 2,4
4 (выхлопная труба) 12 12,2
1882775-8890-44455130165Из проведенных измерений видно, во-первых, что результаты измерений на обоих приборах почти одинаковы, это может дополнительно говорить об их достоверности, т.е. они друг друга подтверждают. Во- вторых, можно сделать вывод о том, что наиболее чистый воздух в той пробе, которая сделана около школы. Этого и следовало ожидать, т.к. двор школы защищен со всех сторон домами от магистралей. Около дома воздух так же не является сильно загрязненным, содержание окиси углерода в этих пробах составляет 0,6 мг/м3, что значительно меньше ПДК. ПДК для окиси углерода составляет 3 мг/м3. А вот содержание СО в пробе, которая была сделана на пересечении крупных автомобильных дорог близко к значению ПДК. В пробе, которая отобрана рядом с выхлопной трубой автомобиля самое большое значение окиси углерода, это значение превышает ПДК в 2 раза, а значит этот воздух вреден для здоровья человека.
Глядя на результаты измерений можно понять, что лучше избегать прогулок вдоль крупных автомобильных дорог, а так же опасно для здоровья находиться в непосредственной близости с работающим автомобилем. Наибольшая концентрация СО наблюдается на уровне выхлопных труб автомобилей, поэтому, если вы идете с маленьким ребенком около дороги, то лучше взять его на руки.
Приволжским УГМС ежедневно измеряется содержание в воздухе пяти основных вышеперечисленных загрязняющих веществ, в том числе и оксида углерода (CO) в разных районах г. Самары и определяется среднее значение по городу. Результаты измерений СО в воздухе в течение 2014 г. приведены на диаграмме (используются суммарные данные всех ПНЗ):

3.4.Выводы
Выполнив свою работу, я сделал следующие выводы:
Наибольший вред состоянию атмосферы наносят искусственные источники загрязнений, из которых можно выделить два основных – это промышленные предприятия и автомобильный транспорт.
В нашей стране специальными службами осуществляется постоянный мониторинг за содержанием в воздухе различных загрязняющих веществ, по каждому загрязняющему веществу выполняются ежедневные измерения его концентрации. В каждом крупном городе оценивается состояние чистоты/уровня загрязнения атмосферного воздуха на основе этих измерений.
Для определения количества загрязняющих веществ в воздухе и их концентрации обязательно требуются лабораторные условия и квалифицированные сотрудники.
Наряду со сложными лабораторными исследованиями загрязнений существуют и достаточно простые, например, мне удалось провести измерение содержания оксида углерода в воздухе, но для этого мне так же понадобилась специальная аппаратура.
Результаты проведенных мной измерений соответствуют общей картине по г.о. Самара и наглядно демонстрируют влияние автотранспорта на содержание оксида углерода в воздухе.
4.Заключение
От загрязнения воздуха страдают люди, животные и растения. Различные вещества, загрязняющие воздух, по-разному влияют на состояние здоровья человека, вызывая различные болезни. Могут вызывать нарушение работы иммунной система организма человека, нервной системы, болезни сердца, рак, врождённые патологии. Выхлопы автомобильного транспорта, а также выбросы предприятий, сжигающих уголь, насыщают воздух крошечными частицами загрязнений, способных вызывать повышение свёртываемости крови и образование тромбов в кровеносной системе человека. Загрязнённый воздух приводит также повышению давления.
Отходы промышленных предприятий вызывают гибель домашних и диких животных, поедающих отравленную этими веществами пищу. Тяжелые заболевания скота наблюдаются от фтористых соединений. Медь и цинк, попадающие с выбросами заводов на землю, могут полностью уничтожить травяной покров.
Воздействие сернистого газа и его производных на человека и животных проявляется, прежде всего, в поражении верхних дыхательных путей. Под его влиянием так же происходит разрушение хлорофилла в листьях растений, в связи с чем ухудшается фотосинтез и дыхание, замедляется рост, снижается качество древесных насаждений и урожайность сельскохозяйственных культур, а при более высоких и продолжительных дозах воздействия растительность погибает.
С учетом степени воздействия и увеличения концентрации загрязнений в воздухе вопрос мониторинга уровня загрязнения атмосферы является очень важным.
Работы для меня была очень интересной так, как была предоставлена возможность попасть в химическую лабораторию и своими глазами увидеть все приспособления и приборы, которые используются для оценки уровня загрязнения воздуха. Я узнал, что в воздухе содержится много невидимых и не ощущаемых человеком веществ, которые являются вредными для его здоровья. Узнал, что загрязнение воздуха является очень важной и значимой проблемой и ей уделяется внимание на государственном уровне. Оказывается, что наблюдением за состоянием воздуха ежедневно занимается большое количество людей для того, чтобы своевременно отследить угрозу здоровью человека и возможность нанесения ущерба окружающей среде и предупредить об опасности.

5.Список источников информации
Интернет http://www.pogoda-sv.ru/ сайт Приволжского УГМС
Интернет http://studopedia.net/1_25044_zagryaznenie-atmosfernogo-vozduha.htmlИнтернет HYPERLINK "http://xreferat.ru/112/2813-1-monitoring-atmosfery.html"hhttp://www.bestreferat.ru/referat-61878.htmlИнтернет http://www.bestreferat.ru/referat-61927.htmlЕжегодник состояния загрязнения атмосферного воздуха на территории деятельности ФГБУ «Приволжское УГМС» в 2014 году.

Приложение 1
Анкета «Воздух и его загрязнение»
Ф.И.____________________________________
Отметь верное утверждение.
А) воздух – часть живой природы;
Б) воздух – часть неживой природы;
В) воздух – не относится к природе.
От чего воздушная оболочка защищает Землю?
А) лучей Солнца;
Б) дождей;
В) града.
Какой газ необходим для дыхания?
А) азот;
Б) кислород;
В) углекислый газ.
Какие вещества входят в состав воздуха?
А) водород, медь, цинк;
Б) кислород, азот, углекислый газ;
В) хлор, фтор, йод.
Какими свойствами обладает воздух?
А) прозрачен, бесцветен, без запаха, не видим;
Б) голубого цвета, без запаха, прозрачен, не видим;
В) прозрачен, имеет запах, бесцветен, не видим,
Что является источником загрязнения воздуха?
А) школьники высаживают в парках деревья;
Б) на заводах ставят установки, улавливающие ядовитые газы;
В) увеличивается количество автомобилей.
Какие транспортные средства не загрязняют воздух?
А) автобус, автомобиль;
Б) велосипед, самокат;
В) самолет, вертолет.
Найди верное высказывание.
А) заводы и фабрики выбрасывают в атмосферу сажу и углекислый газ;
Б) заводы и фабрики выбрасывают в атмосферу кислород;
В) заводы и фабрики своими выбросами не портят атмосферу.
Где воздух чище?
А) в городе;
Б) у водоема;
В) в лесу.
Загрязнение воздуха имеет плохие последствия?
Да Нет
Как думаешь, загрязнение воздуха можно измерить?
Да Нет
Тебе было бы интересно измерить загрязнение воздуха самому?
Да Нет
Ты знаешь кто в нашей стране контролирует уровень загрязнения воздуха?
Да Нет
Как нужно охранять воздух от загрязнения?
А) Остановить все фабрики и заводы, прекратить заготовку древесины. Запретить пользоваться автотранспортом. Превратить Землю в один огромный заповедник.
Б) Фабрики и заводы должны иметь уловители пыли и вредных веществ. Транспорт необходимо сделать экологически безопасным. В городах и вокруг них создавать пояса садов, парков и лесов.
Напиши, чем ты можешь помочь в охране воздуха.

Приложенные файлы


Добавить комментарий