Качество атмосферного воздуха

5.2. Определение степени загрязнения воздуха посредством изучения снежного покрова и атмосферных осадков в микрорайоне учреждения образования (иного учреждения, организации)

5.5. Разработка плана действий по минимизации загрязнения атмосферного воздуха в микрорайоне учреждения образования учащимися и сотрудниками учреждения образования.

Проблемная группа:

1. Молчан Г.И. - директор школы

2. Давидюк Н.А. - координатор направления "Качество атмосферного воздуха"

3. Булат Т. В. - учитель химии

4. Кашталянчик Е. Н. - завхоз

5. Мойсиевич С.Н. - руководитель МО классных руководителей

6. Моцук Л.В. - педагог-организатор

План действий по минимизации загрязнения атмосферного воздуха в микрорайоне учреждения образования учащимися и сотрудниками учреждения образования

5.4. Выявление причин загрязнения атмосферного воздуха в микрорайоне учреждения образования, разработка памятки (рекомендации) по минимизации загрязнения атмосферного воздуха в микрорайоне учреждения образования

1. Кравцов Владислав

2. Гремчук Владислав

3. Крейдич Анна

4. Кинчак Даниил

5. Повх Анна

6. Тимошик Ангелина

7. Клейн Николай

8. Зинчук Ирина

Основные пути загрязнения воздуха :

1. Сжигание ископаемого топлива. Двуокись серы, выделяющаяся при сжигании ископаемого топлива, такого как уголь, нефть и другие фабричные горючие материалы, является одной из основных причин загрязнения воздуха. Загрязнение, исходящее от транспортных средств, включая грузовики, джипы, автомобили, поезда, самолеты, образует огромное количество загрязнения;
2. Сельскохозяйственная деятельность. Аммиак является очень распространенным побочным продуктом сельскохозяйственной деятельности и является одним из самых опасных газов в атмосфере. Использование инсектицидов, пестицидов и удобрений в сельском хозяйстве значительно возросло. Они выделяют вредные химические вещества в воздух, а также могут вызвать загрязнение воды;
3. Выхлоп от заводов и производств. Обрабатывающая промышленность выпускает большое количество окиси углерода, углеводородов, органических соединений и химикатов в воздух, тем самым снижая качество воздуха. Обрабатывающие производства можно найти в каждом уголке земли, и нет ни одной области, которая не была бы затронута ими. Нефтеперерабатывающие заводы также выпускают углеводороды и различные другие химические вещества, которые загрязняют воздух и также вызывают загрязнение почвы;
4. Горные работы. Добыча полезных ископаемых – это процесс, в котором минералы под землей добываются с использованием большого оборудования. Во время него пыль и химические вещества выделяются в воздух, вызывая массовое загрязнение воздуха. Это одна из причин, которая является причиной ухудшения состояния здоровья работников и жителей города;
5. Загрязнение воздуха в помещении. Бытовые чистящие средства, лакокрасочные материалы выделяют в воздух токсичные химические вещества и вызывают загрязнение воздуха. 

Чрезмерное использование транспортных средств убивает нашу окружающую среду, поскольку опасные газы загрязняют окружающую среду. Окись углерода, вызванная неправильным или неполным сгоранием и обычно выделяемая из транспортных средств, является еще одним крупным загрязнителем наряду с оксидами азота, которые вырабатываются как из природных и антропогенных процессов.

Основные пути загрязнения атмосферного воздуха в микрорайоне школы:

1. Выхлопы от проезжающего мимо школы транспорта;

2. Работа школьной котельной (на твердом топливе) в отопительный сезон;

3. Загрязнение бытовыми отходами близлежащих территорий.

Разработана памятка (рекомендации) по снижению загрязнения атмосферного воздуха в микрорайоне школы 

5.3. Оценка уровня загрязнения приземного слоя атмосферы выбросами автотранспортных средств (по концентрации углерода) в микрорайоне учреждения образования

Цель задания: оценить количество выбросов угарного газа в воздух от автотранспорта.

 Задачи исследования:

1) определить количество единиц автотранспорта разных типов, проезжающего по исследуемым участкам;

2) определить количество выделившегося угарного газа за 1 час.

 Объект исследования: автотранспорт, проезжающий по исследуемому участку.

  Методы исследования: наблюдение, оценка.

 Выполнение задания:

Данная практическая работа настолько понравилась учащимся, что в этом учебном году создана новая проблемная группа, которая уже провела первое осеннее исследование (21.10.2023). Результаты занесены в таблицу.

Дата: 21 октября 2023 года, 14.00-15.00

Вывод: транспортный поток слабый, в основном состоит из легкового транспорта.

А это результат нашей агитации за свежий воздух)))

 Учащиеся 11 класса провели учет автотранспортных средств по улице Школьная, 21.09.2023 г.

Для мониторинга выбрали участок протяженностью примерно 300 м. Был осуществлен подсчет количества единиц автотранспорта пяти видов (легковые и грузовые (легкие, средние и тяжелые) автомобили, автобусы), прошедшего по участку в течение 1 часа. 

 Характеристика улицы               Таблица 1.

Сначала был осуществлен подсчет количества единиц автотранспорта пяти видов (легковые и грузовые (легкие, средние и тяжелые) автомобили, автобусы), прошедшего по участку в течение 1 часа. Полученные данные представлены в таблице 2.        

Таблица 2.

 Исходя из представленных в таблице данных, можно сделать вывод, что количество автомобилей в разные сезонные наблюдения примерно одинаково. В обеденное время количество транспорта увеличивается.

Суммарная интенсивность движения автомобилей за сутки. В ходе работы мы нашли среднее количество за два часа утром и в обед. Найдем среднее количество автомобилей за час, и умножим полученное количество автомобилей на 24.

Ncp=8*24=192
загруженность улиц автотранспортом согласно ГОСТ РБ 52033-2003. 
низкая интенсивность движения - 4-9 тысяч автомобилей в сутки;
средняя -10-19 тысяч 
высокая - 20-32 тысячи. 
Как видно из госта, на данном участке дороге очень низкая интенсивность движения.
Из таблицы  2 видно, что большинство автомобилей – легковые.
Общий путь, пройденный каждым видом автотранспорта за 1 час (L, км), по формуле:

где
N – количество автомобилей каждого типа за час; 
l - длина участка, км.
6. Количество топлива:

Полученные результаты занесем в таблицу 3.
Таблица 3 - Расход топлива в зависимости от вида автомобилей

Рассчитали по каждому виду топлива количество выделившихся вредных веществ в литрах при нормальных условиях по формуле:

Значения К возьмем из табл. 4.

Таблица 4 - Выброс вредных веществ от автотранспорта в зависимости от вида горючего

Результаты расчетов занесли в итоговую табл. 5.

Таблица 5 - Количество вредных веществ в зависимости от вида топлива

Формула оценки концентрации окиси углерода:


где
0,5 - фоновое загрязнение атмосферного воздуха нетранспортного происхо­ждения, мг/куб.м;

N - суммарная интенсивность движения автомобилей на городской дороге, автомобиль/час;

К_t — коэффициент токсичности автомобилей по выбросам в атмосферный воздух окиси углерода;

К_а - коэффициент, учитывающий аэрацию местности;

К_у - коэффициент, учитывающий изменение загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода в зависимости от продольного уклона;

К_с - коэффициент, учитывающий изменения концентрации окиси углерода в зависимости от скорости ветра;

К_b - то же в зависимости от относительной влажности воздуха;

К_р - коэффициент увеличения загрязнения воздуха окисью углерода у пере­сечения улиц.

Таблица 6 - Коэффициент токсичности автомобилей

Значение коэффициента К_а учитывающего аэрацию местности, определяют по таблице 7.
Таблица 7 - Коэффициент аэрации местности

Значение коэффициента К_у, учитывающего изменение загрязнения воздуха оксидом углерода в зависимости от величины продольного уклона, определяют по табл. 8.
Таблица 8 - Коэффициент, учитывающий загрязнение воздуха окисью углерода в зависимости от продольного уклона улицы

Коэффициент изменения концентрации окиси углерода в зависимости от скорости ветра К_с определяется по табл. 9.
Таблица 9 - Коэффициент изменения концентрации окиси углерода в зависимости от скорости ветра

Значения коэффициента К_ь, определяющего концентрацию окиси углерода в зависимости от относительной влажности воздуха, приведены в таблице 10.
Таблица 10 - Коэффициент изменения концентрации окиси углерода в зависимости от влажности воздуха

Коэффициент увеличения загрязнения воздуха окисью углерода К_р пересе­чения улиц приведен в таблице 11.
Таблица 11 - Коэффициент увеличения загрязнения воздуха окисью углерода в местах пересечения улиц

Подставили значения коэффициентов в формулу и подсчитаем концентрацию окиси углерода:
 Данные вычислений по формуле приведены в таблице 12

Таблица 12.

По представленным в таблице данным можно сделать вывод, что концентрация угарного газа на исследуемом участке в период наблюдений  не превышает предельно допустимую концентрацию по монооксиду углерода. Наибольшая концентрация СО зафиксирована с 14.00 до 15.00 каждого дня, что связано с окончанием рабочего времени работников школы, имеющих легковой автомобиль, и окончанием обеденного перерыва других водителей. Наименьшая концентрация СО зафиксирована с 10.00 до 11.00 ежедневно, что связано с началом рабочего дня.

По окончанию нашего задания предлагаем следующие варианты решения проблемы:

1. Увеличить количество зеленых насаждений по ул. Школьная. Для очищения воздуха от вредных выбросов рекомендуется сажать деревья: клен, осина, ольха (очищают воздух от угарного газа); желтая акация, липа, береза (хорошие поглотители свинца); клен американский, яблоня обыкновенная, ясень (очищают воздух от оксидов азота); тополь душистый, ива белая (очищают воздух от газообразных соединений серы); ель, сосна, ива белая, клен американский (очищают воздух от пыли).

2. Популяризировать велосипедный спорт, устроить велодорожку вдоль всей улицы.

3. Призывать использовать автотранспорт, работающий на более экологически чистом топливе или на электродвигателе.

4. Установка на бензиновые двигатели катализаторы.

5. Перевод бензиновых двигателей на метан.

6. Использовать топливо соответствующее нормам Евро-3.

5.1. Изучение степени загрязнения атмосферного воздуха методами биоиндикации в микрорайоне учреждения образования  

Отчет о выполнении задания 5.1. «Изучение степени загрязнения атмосферного воздуха методами биоиндикации в микрорайоне учреждения образования»

Целевые группы: учащиеся 11 и 10 классов

Дата выполнения: сентябрь-октябрь

Количество участников: 8

Список участников:

Повх Анна

Зинчук Ирина

Тимошик Ангелина

Крейдич Анна

Грисюк Руслана

Кравцов Владислав

Гремчук Владислав

Кинчак Даниил

1. Определение состояния хвои сосны обыкновенной

Цель исследования: изучить влияние антропогенных факторов на состояние хвои сосны обыкновенной.

Объект исследования: хвоя сосны, подрост сосны обыкновенной.

Оборудование: тетрадь, лупа, линейка, пакетики для сбора хвои.

Участки обследования: участок №1 – участок древесных насаждений без антропогенного воздействия; участок № 2 – участок возле дороги (2-3 метра от дороги).

 Вводная беседа

  Биологическая индикация – это оценка состояния окружающей среды по реакциям растений и животных. Для оценки содержания токсических примесей в воздухе наиболее целесообразно использовать растения. Они осуществляют в десятки раз более интенсивный газообмен по сравнению с животными и человеком, обладают высокой чувствительностью и стабильностью ответной реакции на действие внешних факторов.

  На загрязнение воздуха наиболее сильно реагируют хвойные древесные растения. Характерными признаками неблагополучия газового состава воздуха служат появления разного рода хлорозов (отсутствие хлорофилла) и некрозов (отмирание тканей), уменьшение размеров ряда органов (длины хвои, побегов текущего года и прошлых лет, их толщины, размера шишек, сокращение величины и числа заложенных почек).

         Сосна обыкновенная (Pinus Sylvestris L.) достигает в высоту 35-40 метров. Ее листья-хвоинки живут 2-3 года и более, опадают постепенно, поэтому сосна относится к вечнозеленым растениям. Хвоинки сосны очень чувствительны к загрязнению воздуха: это проявляется в виде повреждений (хлорозы – мелкие желтые точки и некрозы – черные или темно-серые точки равномерно рассеянные по поверхности листовой пластинки) и усыханий.

         Для оценки загрязненности атмосферного воздуха можно провести следующие исследования:

1)  Определение состояния хвои сосны обыкновенной;

 Методика индикации чистоты воздуха по состоянию хвои сосны:

1. Любое время года.
2. На нескольких участках (отличающиеся степенью антропогенного воздействия) для исследования выбирают 5–10 одновозрастных сосен. С боковых побегов на высоте 1,5-2 метра отбирают 100-200 пар (и более) хвоинок второго и третьего года жизни.
3. Анализ хвои проводят в лаборатории. Всю хвою осматривают и сортируют на три части: неповрежденная хвоя, поврежденная хвоя (хлорозы и некрозы) и хвоя с усыханием, затем подсчитывается количество хвоинок в каждой группе. Заполняем таблицу 1.
4. Повреждения хвои (хлорозы и некрозы), а также усыхание хвои дополнительно оценивают по шкале (рис. 1). 
5. Полученные данные заносятся в таблицу 2.
6. Сделать вывод о состоянии хвои на разных участках микрорайона школы.

 Результаты учетов состояния хвои сосны обыкновенной:

Участок №1 – участок насаждений сосны за школьным стадионом без антропогенного воздействия;

Участок № 2 – участок возле дороги (10-15 метров от дороги, ближе не нашлось).

 Таблица 1. Повреждение и усыхание хвои сосны обыкновенной в разных зонах

 Таблица 2. Результаты изучения классов повреждений и усыханий хвои сосны обыкновенной.

Выводы:

1)    Из данных таблицы 1 видно, что наиболее чистый атмосферный воздух характерен для участка №1 (древесные насаждения), так как здесь хвоя характеризуется меньшим повреждением (62 %) и меньшим усыханием (5 %) по сравнению с участком № 2, где повреждения хвои составляют 86 %, а усыхание – 2%.

2)    Из данных таблицы 2 видно, что неповрежденных хвоинок (хвоинок 1 класса) на участке № 1 составляет 36 %, а на участке №2 всего 2 %. Кроме того, хвоинки сосны произрастающей возле автодороги (участок № 2) имели налет пыли, что также говорит о загрязнении атмосферного воздуха на данном участке. Количество хвоинок второго класса на участке леса составляет 51 %, третьего класса – 11%. На участке же №2 , возрастает количество хвоинок третьего класса (51 %) и уменьшается количество хвоинок с повреждениями второго класса (47%), что говорит об антропогенном воздействии, главным образом, воздействии выбросов автотранспорта на состояние хвои сосны, и, следовательно, состояние атмосферного воздуха.

По классам усыхания также прослеживается антропогенное влияние на состояние хвои сосны: количество хвои без усыхания (усыхание 1 класса) на участке древесных насаждений и участке возле автодороги составляет соответственно 91% и 95%. Количество хвоинок с усыхание второго, третьего и четвертого классов на первом участке составляет 2%, 2% и 1 % соответственно. На участке же возле автодороги эти показатели увеличиваются: 6%, 2% и 1 % - хвоинок с усыханием второго, третьего и четвертого классов.

3)  Таким образом, на состояние хвои сосны, а соответственно, и чистоту атмосферного воздуха оказывает влияние близость автодороги.

2. Оценка качества состояния атмосферного воздуха методом лихеноиндикации.

Цель исследования: определить возможность использования эпифитных лишайников в качестве индикаторов техногенного загрязнения воздуха.

Объект исследования:  различные виды лишайников.

Оборудование: тетрадь, лупа, портновский сантиметр, сетка на прозрачном пластике.

Участки обследования: участок №1 (КП) – участок древесных насаждений без антропогенного воздействия; участок № 2 (ОП) – участок возле дороги (2-3 метра от дороги).

Методика индикации чистоты воздуха

Лихеноиндикация — один из важнейших и доступных методов экологического мониторинга. По результатам лихеноиндикационных исследований можно провести картографирование территории окрестностей школы, используя лихеноиндикационные индек­сы, которые позволяют оценить степень загрязненности воздуха населенных пунктов, а также зачастую отыскать источник вы­бросов в атмосферу — оконтурить его линиями минимальных в исследуемом районе значений показателя относительной чисто­ты атмосферы (ОЧА).

  Частота встречаемости лишайников

 Частота встречаемости эпифитных лишайников различна и тесно связана с двумя обстоятельствами:

а)  кислотностью коры деревьев (субстрата). На коре видов, имеющих нейтральную реакцию, обычно много питательных веществ и лишайники чувствуют себя лучше, чем на кислом субстрате;

б)загрязнением воздуха, неодинаковым в разных частях города (особенно диоксидом серы, выделяющимся при сгорании топлива — солярки, мазута, угля). Среди городской территории выделяют уровни (чаще всего три) — так называемые "зоны

лишайников".

Встречаемость лишайников в разных частях города в зависимости от среднего количества диоксида серы в воздухе.

 Методы расчета загрязненности атмосферы по встречаемо лишайников основаны на следующих закономерностях:        

1. Чем сильнее загрязнен воздух города, тем меньше встречается в нем видов лишайников (вместо десятков может быть один два вида).
2. Чем сильнее загрязнен воздух, тем меньшую площадь покрывают лишайники на стволах деревьев.
3. При повышении загрязненности воздуха исчезают первыми кустистые лишайники (растения в виде кустиков с широким плоским основанием); за ними — листоватые (растут в виде чешуек, отделяющихся от коры); последними — накипные
   (имеют слоевище в виде корочки, сросшейся с корой).

На основании этих закономерностей можно количественно оценить чистоту воздуха в конкретном месте микрорайона школы.

Закладывают две пробных площади - опытную (ОП) вблизи ис­точника техногенного загрязнения и контрольную (КП) на некотором удалении от него. Выявляют видовой состав лишайников, их жизнен­ные формы (кустистая, листоватая, накипная).

Выбирают модельные деревья в количестве 10 штук одной по­роды разных по диаметру стволов в ступени толщины. Для подбора учетных деревьев должен быть предварительно произведен перечет деревьев по ступеням толщины.

 У 10 деревьев на высоте 1,3 м и у корневой шейки с северной и южной сторон при помощи сетки измеряют проективное покрытие лишайников, определяют высоту подъема лишайников по стволу. Для гипогимнии вздутой устанавливают цвет, размеры и состояние тал­лома.

По результатам измерений следует, что на всем протяжении ствола длиной  130 см  пересечения ленты с талломами наблюдались на отметках: 7,0-8,4 см, 12,5-13,8 см, 30,0-32,5 см, 46,4-48,8 см. Общая сумма "протяженности" лишайников составляет 7,6 см (1,4 + 1,3 + 2,5 + 2,4). По пропорции 130 см - 100%, 7,6 см - х % (7,4/80 х 100), нашли величину проективного покрытия - 5,85%. Затем нашли среднее проективное покрытие для выбранных деревьев: 8,14%. 

Ученики не очень хорошо разбираются в видовом составе лишайников, поэтому данный метод не совсем точен, но даже при самом беглом осмотре можно сделать вывод, что изобилие видов и большая площадь покрытия деревьев лишайниками говорит нам о том, что у нас состав атмосферного воздуха вполне пригодный для жизнедеятельности человека.