ВЛИЯНИЕ АВТОТРАНСПОРТА НА ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА В Г. ОДИНЦОВО (МОСКОВСКАЯ ОБЛАСТЬ)

Автор: Комаров Глеб, 8 класс,

гимназия АНОО ВПО Одинцовский гуманитарный институт, г. Одинцово, Московская область

Руководитель: Миляева Л. Н.

В городах развитых стран и в городах России автотранспорт конкурирует с промышленностью за «право основного загрязнителя» воздушной среды. Он поставляет в атмосферный воздух большое количество газов, тяжелых металлов и других веществ, многие из которых отнесены к токсичным. Негативное влияние автотранспорта особенно остро проявляется в крупных городах и вдоль автомагистралей, где его вклад в общее загрязнение среды превышает 65%.

Цель работы: Оценить степень загрязнения атмосферного воздуха автотранспортом в г. Одинцово и предложить меры по улучшению экологической ситуации в городе.

Задачи:

1. Оценить степень запыленности воздуха в районе автомагистрали.

2. Установить транспортную нагрузку на автомагистраль.

3. Рассчитать количество загрязняющих веществ, выбрасываемых транспортными средствами в атмосферный воздух.

4. По концентрации тяжелых металлов рассчитать индекс загрязнений атмосферного воздуха.

5. Оценить очистительную способность древесных растений, произрастающих вдоль автомагистрали.

Методы исследования:

Степень загрязнения воздуха оценивали по следующим показателям:

1. Степень запыленности, которую определяли по количеству пыли, осевшей на поверхности листьев древесных растений, произрастающих вдоль Можайского шоссе.

2. Транспортная нагрузка на Можайское шоссе была оценена по количеству транспортных средств, проезжающих за единицу времени.

3. Количество загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу от транспортных средств в единицу времени было определено с использованием формул расчета выбросов оксида углерода (СО), оксидов азота (NO_x), углеводородов (C_xH_y) и твердых частиц.

4. Индексы загрязнения воздуха (ИЗА) были рассчитаны по количеству тяжелых металлов, накопленных в листьях.

Место исследования. В 2011-2012 г. были проведены исследования уровня загрязненности атмосферного воздуха, а также снежного покрова в центре города Одинцово (Московская область) вдоль Можайского шоссе, которое пересекает город с востока на запад.

Используя данные по пылепоглотительной способности древесных растений, а также значения ИЗА была рассчитана очистительная способность деревьев, произрастающих в скверах вдоль Можайского шоссе.

Результаты исследования

Способность растений очищать воздух от пыли исследовали на площадке сквера размером 200м², в непосредственной близости от Можайского шоссе. Количество пыли, оседающей на листьях разных видов деревьев, было рассчитано за вегетационный период (середина мая – середина октября). На основании полученных результатов была установлена способность разных видов древесно-кустарниковых растений накапливать пыль на листовой поверхности (табл.1).

Таблица 1.

Пылепоглотительная способность растений в сквере у автомагистрали (общая площадь 200м²)

Как видно из таблицы 1, пылепоглотительная способность четырех видов древесно-кустарниковых растений у Можайского шоссе высокая, особенно у липы и клена. Даже на небольшой площадке размером 200м² 21 растение способны поглощать пыль до 563 кг за 5 месяцев. Или 563кг:30дней х 5= 563:150= 3.75 кг/ сутки.

С целью эффективного использования древесно-кустарниковой растительности для очищения воздуха в городе от загрязняющих веществ был проведен анализ литературных данных о растениях-детоксикаторов. На основании данного анализа в условиях сильного загрязнения воздуха и почвы на территории города наиболее эффективными «очистителями» могут быть: тополь канадский (Populus canadensis Moench.) и сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.. Из кустарников – боярышник (Crataegus laevigata (Poir.)DC. и бересклет (Euonymus europeus L…)

На изучаемом участке Можайского шоссе была визуально определена транспортная нагрузка. Количество автомашин, проезжающих по Можайскому шоссе в районе наблюдений было просчитано в разные периоды года – осенью, зимой, весной и летом. Среднее количество автомобилей, проезжающих за 1 минуту – 69, из которых легковых было – 63, большегрузных – 4, автобусов – 2. Разница в плотности потока в летний период примерно на 10 автомашин в минуту больше чем зимой и в основном за счет легковых автомобилей. С учетом суточной динамики потока автомашин, а также сезонной средняя плотность потока составила около 60000 авт/сутки. Такая высокая плотность автотранспорта на данном участке вероятно связана с накоплением транспорта у светофора.

Легковой автомобиль в среднем выбрасывает на 1 км пробега 3.5 г угарного газа (СО), 1.0г доксида азота (R(NO₂), 0.75г углеводородов (С_хН_у), 0.004г серы (SO), 0.025г сажи, грузовой автомобиль-60г, 10г, 3.2г, 0.05,0.5г, автобусы 35г, 5.2, 8.5, 0.04 и 0.3, соответственно. На основании этого был произведен расчет общей массы выбросов автомобилями на 1км в городе. Он составил СО – 541г, NO₂ – 97.2г. С_хН_у – 106.5г, SO – 0.544г и сажа – 3.85г.
Имея эти результаты мы оценили уровень загрязнения атмосферного воздуха по концентрации СО. Уровень загрязнения атмосферного воздуха СО на участке 1км и на высоте 1м составил 68 мг/м³на высоте 2м - 34 мг/м³, на высоте 5м – 13.6 мг/м³ и только на высоте 13.6 метра концентрация СО составляла 5мг/м³, что соответствовало предельно допустимой концентрации выбросов автотранспорта по СО. На высоте 1м концентрация СО составляла 13.6 ПДК, а на высоте 2 метра – 6.8 ПДК.

Кроме вышеуказанных веществ в атмосферу поступают и другие вещества в частности тяжелые металлы.

Для оценки степени загрязнения воздуха тяжелыми металлами в районе Можайского шоссе, нами были собраны листья липы, березы клена и сирени, в которых определены концентрации девяти тяжелых металлов (Cu, Cd, Mn, Pb, Zn, Cr, Sr, Co, Ni) и по их значениям рассчитаны индексы загрязнения атмосферного воздуха (ИЗА).

Использование листьев древесных растений для оценки загрязнения воздуха тяжелыми металлами основано на том, что поступление тяжелых металлов в растения происходит не только через корневую систему, но и через листья (фолиарное поглощение). Поскольку древесные растения имеют длительный вегетационный период (лиственные - 5-6 месяцев в году, а хвойные - 12 месяцев в году), то в течение этого времени, накапливая ТМ, они отражают закономерную картину загрязнения воздушной среды в районе их произрастания.

Индекс загрязнения атмосферного воздуха (ИЗА) рассчитывали по формуле:

где C_i – концентрация каждого из 9 металлов в листьях;

ПДК_i – предельно допустимая концентрация каждого из тяжелых металлов.

Значения ИЗА около автотранспортной магистрали изменялись от 7.10 до 13.45, что соответствует высокой степени загрязнения воздуха. По мере удаления от Можайского шоссе значения ИЗА уменьшались до 4.5.

Отдельно нами был проведен опыт по влиянию автотранспорта на загрязнение воздуха на участке автомагистрали Москва-Минск. Пробы листьев были собраны по трансекте от шоссе в лес в трех точках: 25м, 50м и 125м от шоссе. Значения ИЗА в этих точках были 13.6; 11.1;9.6, соответственно. Это говорит о том, что основное загрязнение воздуха происходит непосредственно в районе автомагистрали. По мере удаления от шоссе степень загрязнения воздуха уменьшается. Однако надо заметить, что наши данные были получены в осенний период при безветренной погоде. В случае ветреной погоды площадь загрязнения воздуха выхлопами автомобилей будет существенно больше.

Заключение и выводы

1. В условиях города в районе автомобильной трассы отмечается высокая запыленность воздуха и большое количество выбросов загрязняющих веществ с выхлопами автомобилей.

2. Показано, что древесные растения, расположенные вдоль автодороги, выполняют важную роль в очищении воздуха от загрязняющих веществ.

3. На основании собственных исследований и литературных данных выявлены наиболее эффективные древесные растения - пылеуловители, а также растения-детоксиканты, которые рекомендованы для посадки вдоль автотрасс в городе.

Источники информации в литературе и в Интернете

1. Ашимихина Т.Я. Экологический мониторинг: учебно-методическое пособие // Москва, Академический проект, 2005.

2. Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях// М.:Мир.1989.250с.

2. Международные экологические акции в школе. 7-9 классы/ авторы-составители: Г.А.Фадеева - Волгоград: Учитель, 2006. 123с.

3. Методика определения выбросов автотранспорта для проведения сводных расчетов загрязнения атмосферы городов // М. 1999. Утверждена приказом Госкомэкологии России №66 от 16. 02. 1999г.

4. Методика определения выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух от автотранспортных потоков, движущихся по автомагистралям Санкт-Петербурга, //2005. 8с. 6. Пономарева О.Н. Народные традиции в экологическом образовании: учебно-методическое пособие - М.: «Издательство Скрипторий 2003», 2004. 64 с.

7. Сборник задач и упражнений для 6-8 классов средней школы. Экология. Под редакцией проф. А.Т. Зверева, М. 1996.

См. также

Учебное оборудование производства ЗАО «Крисмас+» для исследования атмосферного воздуха и газов

Путеводитель по выбору оборудования для учебно-исследовательских работ

Этот материал опубликован в Сборнике тезисов участников VIII Международного конкурса «Инструментальные исследования окружающей среды»