Как влияют двигатели внутреннего сгорания на человека

Влияние двигателя внутреннего сгорания на окружающую среду.

Автомобили на сегодняшний день в России – главная причина загрязнения воздуха в городах. Сейчас в мире их насчитывается более полумиллиарда. Выбросы от автомобилей в городах особенно опасны тем, что загрязняют воздух в основном на уровне 60-90 см от поверхности Земли и особенно на участках автотрасс, где стоят светофоры. Наибольшее количество загрязняющих веществ выбрасывается при разгоне автомобиля, особенно при быстром, а также при движении с малой скоростью (из диапазона наиболее экономичных). Относительная доля (от общей массы выбросов) углеводородов и оксида углерода наиболее высока при торможении и на холостом ходу, доля оксидов азота — при разгоне. Из этих данных следует, что автомобили особенно сильно загрязняют воздушную среду при частых остановках и при движении с малой скоростью.

Загрязнение воздушной среды способствует как заболеваниям человека, животных, растений, так и изменениям окружающей среды.

Запасы свободного кислорода на нашей планете возобновляются только зелеными растениями – водорослями, деревьями, кустарниками, травами. Невольно проникаешься уважением к этим живым лабораториям, которые ежедневно трудятся для того, чтобы не дать людям и животным задохнуться от недостатка кислорода.

Цель работы — оценка и вычисление токсичных продуктов от работы транспортов, характер их действия на живые организмы и окружающую среду.

Скачать:

Вложение Размер
vliyanie_dvigatelya_vnutrennego_sgoraniya_na_okruzhayushchuyu_sredu_001_-_kopiya.odt 30.28 КБ

Предварительный просмотр:

Государственное бюджетное образовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №8 г.о. Отрадный Самарской области

по теме: «Влияние двигателя внутреннего сгорания на окружающую среду»

Сантимова Полина Сергеевна

ученица 9 класса ГБОУ СОШ №8

Сантимова Елена Анатольевна

а) загрязнение свинцом

б) загрязнение оксидом углерода (II);

в) загрязнение оксидом углерода (IV);

г) загрязнение оксидами азота (NO и NO 2 );

д) загрязнение сажей.

2.2. Затраты автомобилем кислорода………………………………………….10

2.3. Мои исследования «У светофора»………………………………………..11

Автомобили на сегодняшний день в России – главная причина загрязнения воздуха в городах. Сейчас в мире их насчитывается более полумиллиарда. Выбросы от автомобилей в городах особенно опасны тем, что загрязняют воздух в основном на уровне 60-90 см от поверхности Земли и особенно на участках автотрасс, где стоят светофоры. Наибольшее количество загрязняющих веществ выбрасывается при разгоне автомобиля, особенно при быстром, а также при движении с малой скоростью (из диапазона наиболее экономичных). Относительная доля (от общей массы выбросов) углеводородов и оксида углерода наиболее высока при торможении и на холостом ходу, доля оксидов азота — при разгоне. Из этих данных следует, что автомобили особенно сильно загрязняют воздушную среду при частых остановках и при движении с малой скоростью.

Загрязнение воздушной среды способствует как заболеваниям человека, животных, растений, так и изменениям окружающей среды.

Запасы свободного кислорода на нашей планете возобновляются только зелеными растениями – водорослями, деревьями, кустарниками, травами. Невольно проникаешься уважением к этим живым лабораториям, которые ежедневно трудятся для того, чтобы не дать людям и животным задохнуться от недостатка кислорода.

Итак, цель моей работы — оценка и вычисление токсичных продуктов от работы транспортов, характер их действия на живые организмы и окружающую среду.

  1. Провести практическую работу на светофорах с примерным подсчётом токсичных продуктов, выброшенных за 10 минут.
  2. Найти информацию о влиянии этих продуктов на окружающую среду и живые организмы.
  3. Сравнить выброс токсичных продуктов бензиновых и дизельных двигателей.

В России количество машин растёт с каждым годом. Следовательно, растёт и количество выбрасываемых токсичных продуктов. Влияние их на среду и на живые организмы также увеличивается, что приводит к разным болезням не только людей и животных, но и растений.

К чему приводит загрязнение окружающей среды.

Почва — основной компонент наземных экосистем, который образовался в течение геологических эпох в результате постоянного взаимодействия биотических и абиотических факторов. Как сложный биоорганоминеральный комплекс почвы являются естественной основой функционирования экологических систем биосферы.

Важным свойством почв является их плодородие. Благодаря нему почвы являются основным средством производства в сельском и лесном хозяйствах, главным источником сельскохозяйственных продуктов и других растительных ресурсов, основой обеспечения благосостояния населения. Поэтому охрана почв, рациональное использование, сохранность и повышение их плодородия, — непременное условие дальнейшего экономического прогресса общества.

Загрязнение почвы — это попадание в почву разных химических веществ, токсикантов, отходов сельского хозяйства и промышленного производства, коммунально-бытовых предприятий в размерах, которые превышают их обычное количество, которое необходимо для участия в биологическом круговороте грунтовых экологических систем.

Статистический анализ позволил достаточно надежно установить зависимость между уровнем загрязнения воздуха и такими заболеваниями, как поражение верхних дыхательных путей, сердечная недостаточность, бронхиты, астма, пневмония, эмфизема легких, а также болезни глаз. Резкое повышение концентрации примесей, сохраняющееся в течение нескольких дней, увеличивает смертность людей пожилого возраста от респираторных и сердечно-сосудистых заболеваний. В декабре 1930 г. в долине реки Маас (Бельгия) отмечалось сильное загрязнение воздуха в течение 3 дней; в результате сотни людей заболели, а 60 человек скончались — это более чем в 10 раз выше средней смертности. В январе 1931 г. в районе Манчестера (Великобритания) в течение 9 дней наблюдалось сильное задымление воздуха, которое явилось причиной смерти 592 человек. Широкую известность получили случаи сильного загрязнения атмосферы Лондона, сопровождавшиеся многочисленными смертельными исходами. В 1873 г. в Лондоне было отмечено 268 непредвиденных смертей. Сильное задымление в сочетании с туманом в
период с 5 по 8 декабря 1852 г. привело к гибели более 4000 жителей Большого Лондона. В январе 1956 г. около 1000 лондонцев погибли в результате продолжительного задымления. Большая часть тех, кто умер неожиданно, страдали от бронхита, эмфиземы легких или сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Свинец – пластичный, мягкий металл. Температура плавления +327,4 0 С, температура кипения +1725 0 С, плотность – 11,34 г/см 3 , цвет – синевато-серый. Хорошо поддаётся литью, ковке, пайке и прокатке.

Основным источником загрязнения атмосферного воздуха свинцом в РФ является автотранспорт, использующий свинецсодержащий бензин. Автомобильный парк выбрасывает ежегодно в атмосферу 10 млрд. абсолютно смертельных доз свинца или в весовых единицах 250 килотонн металла. Так общее количество свинца, выбрасываемое в воздух в результате сгорания топлива в двигателях, в 1997 году составляло 301 килотонну, или примерно две-три смертельные дозы на человека в год.

Как правило, наиболее высокая концентрация свинца в атмосферном воздухе наблюдается в зимний период, что связано с дополнительными выбросами в атмосферу продуктов сжигания топлива. Неблагоприятные метеорологические условия в этот период года также способствуют накоплению свинца в нижних слоях атмосферы.

Свинец влияет на нервную систему человека, что приводит к снижению интеллекта, вызывает изменение физической активности, координации слуха, воздействует на сердечно-сосудистую систему, приводя к заболеванию сердца. Это оказывает негативное влияние на состояние здоровья населения и в первую очередь детей, которые наиболее восприимчивы к свинцовым отравлениям.

Содержимое свинца в почве преимущественно колеблется от 0,1 до 20 мг/кг. Однако в почву поступает значительное количество свинца из естественных и антропогенных источников. К первым принадлежат: силикатная пыль, галоидные соединения, дым лесных пожаров, морские соли, метеоритная пыль, а из второго — сгорание этилового бензина, других видов топлива, инсектициды, распахивание земель, но др. Так, известно, что в настоящий момент в мире ежегодно производится около 3,5 тыс. тонн свинца, из которых от 2,5 тыс. тонн до 3,1 тыс. тонн сгорает с этиловым бензином.

Загрязнение почвы и растений свинцом вдоль автомобильных дорог распространяется на расстояние до 200 метров. Попадание свинца в организм человека через сельскохозяйственные продукты может привести к поражению центральной нервной системы, печени, почек и мозга. В промышленных районах содержание свинца в почве в 25 — 27 раз больше, чем в сельскохозяйственных.

Причины летнего листопада – высокое содержание свинца в воздухе. Но, концентрируя свинец, деревья тем самым очищают воздух. В течении вегетативного периода одно дерево обезвреживает соединения свинца, содержащиеся в 130 л . бензина.

Если почва прочно связывает свинец, это предохраняет от загрязнения её грунтовые и питьевые воды, растительную продукцию. Но тогда сама почва постепенно становится все более зараженной и в какой-то момент может произойти разрушение органического вещества почвы с выбросом свинца в почвенный раствор. В итоге такая почва окажется непригодной для сельскохозяйственного использования. Почвы песчаные, малогумусовые устойчивы против загрязнения; это значит, что они слабо связывают свинец, легко отдают его растениям или пропускают через себя с фильтровыми водами. Установлено, что в слое глубиной до 5 см свинец накапливается более интенсивно, чем медь, молибден, железо, никель и хром.

Свинец негативно влияет на биологическое свойство в почве, ингибируя активность ферментов (в особенности дегидрогеназу и уреазу) уменьшением интенсивности выделения углекислого газа и численности микроорганизмов. Свинец вызывает нарушение метаболизма микроорганизмов, особенно процессов дыхания и клеточного разделения.

Загрязнение оксидом углерода (II).

Оксид углерода (угарный газ, окись углерода, монооксид углерода) — бесцветный ядовитый газ без вкуса и запаха. Химическая формула — CO. Нижний и верхний концентрационные пределы распространения пламени: от 12,5 до 74 % (по объёму).

Самый крупный источник оксида углерода в городах — автотранспорт. В большинстве городов свыше 90% СО попадает в воздух вследствие неполного сгорания углерода в моторном топливе по реакции: 2С + О 2 = 2СО.

Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 1250 млн.т. Оксид углерода является соединением, активно реагирующим с составными частями атмосферы. Он способствует повышению температуры на планете и созданию парникового эффекта.

Оксид углерода исключительно агрессивный газ, легко соединяющийся с гемоглобином (красными кровяными тельцами). При соединении образуется карбоксигемоглобин. Его повышение (сверх нормы, равной 0,4%) в крови сопровождается:

а) ухудшением остроты зрения и способности оценивать длительность интервалов времени;

б) нарушением некоторых психомоторных функций головного мозга (при содержании 2-5%);

в) изменениями деятельности сердца и легких (при содержании более 5%);

г) головными болями, сонливостью, спазмами, нарушениями дыхания и смертностью (при содержании 10-80%).

Токсическое действие оксида углерода проявляется в органах и тканях, потребляющих много кислорода, таких, как мозг, сердце, работающие скелетные мышцы и развивающийся плод.

Образование карбоксигемоглобина в крови — процесс обратимый: после прекращения дыхания оксидом углерода начинается его постепенный вывод из крови; у здорового человека содержание оксида углерода в крови каждые 3-4 ч уменьшается в два раза. Оксид углерода — очень стабильное вещество, время его жизни в атмосфере составляет 2-4 мес. При ежегодном поступлении 350 млн. т концентрация угарного газа в атмосфере должна была бы увеличиваться примерно на 0,03 млн. Однако этого, к счастью, не наблюдается, чем мы обязаны в основном почвенным грибам, очень активно разлагающим СО (некоторую роль играет также переход СО в СО2) .

Загрязнение оксидом углерода (IV).

Оксид углерода(IV) (углекислый газ, диоксид углерода, двуокись углерода, угольный ангидрид) — CO 2 , бесцветный газ , без запаха, со слегка кисловатым вкусом .

Углекислый газ попадает в воздух вследствие полного сгорания углерода в моторном топливе по реакции: С + О 2 = СО 2 .

Углекислый газ в атмосфере Земли , по состоянию на 2011 год , представлен в количестве 392 ppm или 0,0392 %. [1] Роль углекислого газа (CO 2 , двуокись или диоксид углерода) в жизнедеятельности биосферы состоит, прежде всего, в поддержании процесса фотосинтеза , который осуществляется растениями . 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.

Диоксид углерода не токсичен , но не поддерживает дыхание . Большая концентрация в воздухе вызывает удушье. Недостаток углекислого газа тоже опасен. Углекислый газ в организмах животных имеет и физиологическое значение, например, участвует в регуляции сосудистого тонуса.

С марта по сентябрь вследствие фотосинтеза содержание углекислого газа в атмосфере падает, а с октября по февраль — повышается. Вклад в зимний прирост дают как окисление древесины (гетеротрофное дыхание растений , гниение , разложение гумуса , лесные пожары ), так и сжигание ископаемых топлив ( угля , нефти , газа ), заметно увеличивающееся в зимний сезон.

Загрязнение оксидами азота (NO и NO 2 )

Оксид азота (IV) (диоксид азота, бурый газ) NO 2 — газ, красно-бурого цвета, с характерным острым запахом. Оксид азота (IV) высокотоксичен. Даже в небольших концентрациях он раздражает дыхательные пути, в больших концентрациях вызывает отёк лёгких .

Оксид азота (II) (моноксид азота, окись азота, нитрозил-радикал) NO — бесцветный газ, плохо растворимый в воде. Токсичен, также как и другие окиды азота, кроме N 2 O, поражает дыхательные пути.

Оксиды азота в значительном количестве выделяются при работе двигателей внутреннего сгорания.

Они участвуют в образовании кислотных дождей. Азотная кислота, образующаяся из оксидов азота, составляет около 35% от всех кислот, содержащихся в дождевой воде.

Оксиды азота принимают участие в образовании фотохимического смога, что приводит к вторичному загрязнению атмосферы городов. К фотохимическим процессам, характерным для южных солнечных городов, относятся процессы образования пероксиацетилнитратов (ПАН), которые при концентрациях 0,1-0,5 мг/м 3 могут вызывать раздражение слизистой оболочки глаз и гибель растений. Наличие ПАН в атмосфере характерно для так называемого «летнего» смога. Уровень фотохимического загрязнения воздуха тесно связан с режимом движения автотранспорта.

Высокие уровни оксидов азота приводят к учащению случаев катара верхних дыхательных путей, бронхита и воспаления легких у населения. Люди с хроническими заболеваниями дыхательных путей (например, астма или эмфизема легких), а также лица, страдающие сердечно-сосудистыми заболеваниями, могут быть более чувствительными к прямым воздействиям оксидов азота. У лиц, страдающих хроническими сердечно-сосудистыми заболеваниями и заболеваниями дыхательных путей, в присутствии оксидов азота легче развиваются осложнения при кратковременных респираторных инфекциях.

Сажа — аморфный углерод , продукт неполного сгорания или термического разложения углеводородов в неконтролируемых условиях.

Сажа входит в категорию частиц опасных для лёгких, так как частицы менее пяти микрометров в диаметре не отфильтровываются в верхних дыхательных путях. Дым от дизельных двигателей, состоящий в основном из сажи, считается особенно опасным из-за того, что его частицы приводят к раку.

Затраты автомобилем кислорода.

Молекулярная формула наиболее качественного бензина – С 8 Н 18 . В двигателе внутреннего сгорания бензин реагирует с кислородом воздуха О 2 . При этом выделяются углекислый газ, вода и большое количество тепловой энергии, которую двигатель преобразует в механическую.

Уравнение сгорания бензина выглядит так:

2 С 8 Н 18 + 25 О 2 = 16 СО 2 + 18 Н 2 О

Обратите внимание: для сгорания 2 молекул бензина требуется 25 молекул кислорода! Конечно, молекула бензина тяжелее, но зато более легких молекул кислорода требуется очень много!

Бак легкового автомобиля обычно вмещает 40 л бензина. Плотность бензина 0,7 кг/л. Следовательно, в полном баке находится 28 кг бензина. Получается, что автомобиль «съедает» 98244 г или более 98 кг кислорода от заправки до заправки.

Кислород занимает в атмосфере примерно пятую часть, поэтому уничтожение такого его количества делает совершенно непригодным для дыхания примерно 350 кубических метров воздуха. Но автомобиль выбрасывает в атмосферу значительное количество также непригодного для дыхания диоксида углерода СО 2 .

Итак, 98 кг «съеденного» автомобилем кислорода — это по весу в 3,5 раза больше израсходованного бензина (28 кг). Надо учесть, что мощные грузовики и тяжелые автобусы расходуют кислорода гораздо больше уже потому, что тратят больше бензина на каждый километр пути.

Ежедневно на дороги выезжают миллионы автомобилей только в нашей стране.

Люди не собираются отказываться от удобств, связанных с бензиновыми двигателями, но в качестве платы за этот комфорт необходимо по крайней мере беречь растения, делиться с ними местом в той среде обитания, которую мы вместе занимаем.

Мои исследования « У светофора».

Я решила вычислить количество выбрасываемых токсичных продуктов на светофорах своего города.

Состав выхлопных газов бензиновых и дизельных двигателей (г/мин)

Источник

Читайте также:  Можно поставить на уаз волговский двигатель
Adblock
detector