Проектная работа Экологическое состояние воздуха в Санкт-Петербурге

Вторая международная научно-практическая

конференция-конкурс

научно-исследовательских инициатив школьников

«Дорога в Малое Сколково»

Исследовательская работа

«Экологическое состояние атмосферного воздуха в Санкт-Петербурге»

(область исследования: экологическая)

ученика 3 «А» класса

ГБОУ средней школы № 233

Стрижака Максима

Руководитель исследования

Бебякина Наталья Витальевна

ГБОУ СОШ № 233

Санкт-Петербург

2014

Оглавление

1. Введение……………………………………………………………. 3

2. Причины загрязнения атмосферы больших городов России........ 5

3. Состояние атмосферы в Санкт-Петербурге..…………………….. 6

4. Роль растений в защите атмосферного воздуха…. ……………... 7

5. Экологический портрет территории школы ..…………………… 8

6. Заключение……………………………………………………….....9

7. Литература …………………………………………………………10

Введение Человек всегда был неразрывно связан с природой. Наскальные рисунки первобытных людей, труды древнегреческих философов можно считать первыми работами по экологии. Великие географические открытия стали новым этапом в изучении животного и растительного мира нашей планеты. Ученые и путешественники не только описывали новые виды флоры и фауны, но и сообщали сведения об их зависимости от условий произрастания или проживания. Большое значение для формирования основ экологических знаний имели работы К.Линнея, Ж.Бюффона, Ж.Б. Ламарка. Важные наблюдения были выполнены учеными Российской Академии наук в ходе экспедиционных исследований, проводимых начиная со второй половины XVIII в. Среди организаторов и участников этих экспедиций следует отметить С.П. Крашенинникова, И.И. Лепехина, академика П.С. Палласа. Впервые слово «экология» (от греч. oikos - дом, жилище, родина, местопребывание, обиталище и logos - слово, учение) употребил немецкий биолог Э. Геккель в 1866 г. В современных словарях экология определяется как наука, изучающая условия существования живых организмов, их взаимосвязи с окружающей средой. Экология развивается в разных направлениях, например, выделяют экологию растений, животных, экологию микроорганизмов. В последние годы сформировалось новое направление - экологическая безопасность - это состояние защищенности природной среды и человека от вредного воздействия хозяйственной деятельности, чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера и их последствий. Современный этап развития общества дает людям большие возможности в освоении Земли и даже ближайшего космоса. Но все шаги человечества по пути научно-технического прогресса сопровождаются пагубным влиянием на природную среду. Глобальное потепление, озоновые дыры, радиоактивные отходы, эрозия и сокращение площадей плодородных почв, загрязнение мирового океана - вот неполный список тех проблем, с которыми столкнулось мировое сообщество. Такое отношение человека к природе может привести к экологической катастрофе. Под экологической катастрофой понимают «экологическое неблагополучие, характеризующееся необратимыми изменениями окружающей среды и существенным ухудшением здоровья населения». Основным и наиболее распространенным видом отрицательного воздействия человека на биосферу является загрязнение. Загрязнения бывают двух видов: естественное, возникающее в результате действий природных явлений без участия людей; и антропогенное, связанное с человеческой деятельностью, главной составной частью которого является загрязнение биосферы отходами промышленных производств и автомобильного транспорта. Качество окружающей среды существенно влияет на здоровье людей. Особенно подвержены негативному влиянию дети, пожилые люди, больные хроническими заболеваниями. В настоящее время практически все, что окружает человека, может таить в себе опасность: почва, вода, пища, лекарства… Но опаснее всего, на наш взгляд, загрязнение воздуха. «Каждые сутки мы вдыхаем около 15 кг воздуха и примерно одну столовую ложку пыли, содержащей токсины, канцерогены, аллергены, значительная часть которых не выводится из организма, а постепенно накапливается, подтачивая иммунитет и разрушая наше здоровье». Человек дышит без перерывов на сон и еду, таким образом, воздух прокачивается через наши легкие без остановки на протяжении всей жизни. И от того, каким воздухом мы дышим, зависит, какой будет наша жизнь. По данным Всемирной Организации Здравоохранения, 40-50% заболеваний человека, так или иначе, связаны с изменением состояния окружающей среды и, в первую очередь, с загрязнением воздушного бассейна. Цель нашей работы состоит в том, чтобы составить экологический паспорт территории, на которой расположена наша школа. Для этого мы должны решить следующие задачи:

1. ознакомиться с факторами, влияющими на чистоту воздуха;
2. узнать о состоянии атмосферного воздуха в Санкт-Петербурге и Красногвардейском районе;
3. собрать информацию о роли растений в защите атмосферного воздуха;
4. познакомиться с санитарно-гигиеническими требованиями к территориям, на которых располагаются детские учреждения;
5. провести осмотр территории школы с целью выявления факторов, влияющих на состояние атмосферного воздуха данной территории;
6. проанализировать полученные данные.

Причины загрязнения атмосферы больших городов России

Выхлопные газы автомобилей - основной источник загрязнения атмосферы развитых стран Запада. В России на первом месте по количеству вредных выбросов - предприятия теплоэнергетики, на втором месте - предприятия черной и цветной металлургии, автотранспорт делит третье место с объектами химической и целлюлозно-бумажной промышленности. Однако в больших городах доля загрязнения автотранспортом составляет 70-80% от общего количества выбросов вредных веществ в атмосферу. Сильнее всего страдают от выхлопных газов жители Москвы, Санкт-Петербурга, Самары, Назрани, Нальчика, Элисты, Краснодара, Ростова-на-Дону, Ставрополя, Сочи, Воронежа и Калуги. А.П. Константинов определил 3 основные причины повышенного загрязнения автотранспортом крупнейших городов России:

• низкое качество автомобильного топлива;

• старые отечественные машины, т.к. у них отсутствуют нейтрализаторы выхлопных газов;

• узкие некачественные дороги, с большим количеством перекрестков и светофоров, что приводит к образованию «пробок». На каждом светофоре и в местах образования заторов «количество автомобильных выбросов зашкаливает, поскольку при режимах холостого хода и набора скорости в атмосферу выделяются максимальные объёмы выхлопных газов».

Состояние атмосферы в Санкт-Петербурге

Контроль за состоянием атмосферного воздуха в Санкт-Петербурге проводится с помощью Автоматизированной системы мониторинга (АСМ). В настоящее время в составе АСМ работают 21 автоматическая станция мониторинга загрязнения атмосферного воздуха, 2 отдельные метеорологические станции, 2 передвижные лаборатории мониторинга загрязнения атмосферного воздуха. Станции АСМ расположены в 18 административных районах Санкт-Петербурга, функционируют непрерывно в автоматическом режиме и обеспечивают регулярное получение оперативной информации об уровне загрязнения атмосферного воздуха Санкт-Петербурга основными загрязняющими веществами. Автоматические измерения концентраций загрязняющих веществ проводятся с периодичностью 1 раз в 20 минут. Современное состояние воздушного бассейна в Санкт-Петербурге оценивается как неудовлетворительное. Это обусловлено не столько выбросами от промышленных объектов, сколько высокими темпами увеличения автомобильного парка города. Так, в 2007 году по ряду загрязняющих веществ, предельно допустимые концентрации были превышены в 2-3 раза. Причем в отдельных районах города наблюдалось десятикратное превышение. Такое положение приводит к общему ухудшению здоровья населения. Одной из эффективных мер в борьбе за экологическую безопасность власти города называют расширение зеленых зон. В «Докладе об экологической ситуации в Санкт-Петербурге за 2012 год» говорится, что зеленые насаждения способствуют оздоровлению атмосферы города и улучшают его микроклимат. Всем известны свойства растений поглощать углекислый газ, выделять кислород, снижать уровень загрязнения воздуха пылью и газами, убивать болезнетворных микробов. В нашем городе ежегодно проводится ряд мер по сохранению и увеличению территорий зеленых насаждений. Рассмотрим факты о растениях.

Роль растений в защите атмосферного воздуха

Какова же роль зеленых насаждений в очистке воздуха? В листьях дерева хлорофилловые зерна поглощают углекислый газ и выделяют кислород. В естественных условиях летом дерево средней величины за 24 ч выделяет столько кислорода, сколько необходимо для дыхания трех человек, а 1 га зеленых насаждений за 1 ч поглощает 8 л углекислого газа и выделяет в атмосферу количество кислорода, достаточное для поддержания жизнедеятельности 30 человек. Деревья очищают от углекислого газа приземный слой воздуха толщиной приблизительно 45 м. Среди разнообразных пород деревьев, используемых для озеленения городов, особыми свойствами отличается каштан. Одно взрослое дерево каштана очищает от поступающих выхлопных газов пространство объемом до 20 тыс. м³. При этом, в отличие от многих других деревьев, каштан разлагает ядовитые вещества почти без ущерба для своего здоровья. Устойчив к загрязнению воздуха и тополь. По количеству поглощаемого углекислого газа и выделяемого кислорода 25-летний тополь превосходит ель в 7 раз, а по степени увлажнения воздуха - почти в 10 раз. Так что для оздоровления воздуха вместо семи елей (трех лип или четырех сосен) можно посадить один тополь, который к тому же хорошо улавливает пыль. Листва деревьев активно улавливает пыль и снижает концентрацию вредных газов, причем эти свойства у разных пород проявляются в разной степени. Хорошо задерживает пыль листва вяза и сирени (лучше, чем листья тополя). Так, посадка из 400 молодых тополей за летний сезон улавливает до 340 кг пыли, а вяза - в 6 раз больше. Акация, неприхотливый быстрорастущий шиповник и ряд других растений тоже обладают подобными свойствами. За комфорт, предоставляемый транспортом, за огромное количество автомобилей мы расплачиваемся чистотой воздуха. При сгорании 1 л горючего в двигателе автомобиля в воздух попадает 200-400 мг свинца. За год один автомобиль может выбросить в атмосферу до 1 кг этого металла. Повышенное содержание свинца в овощах и фруктах, выращенных вблизи автострад, а также в молоке коров, которым скармливалась загрязненная трава, представляет опасность для здоровья человека. Иногда летом можно наблюдать листопад у деревьев. Причина этого - высокое содержание свинца в воздухе. Деревья тяжело переносят свинцовое отравление. Верхний порог концентрации свинца для растений пока не установлен. Некоторые растения, например мхи и лиственница, поглощают его в относительно больших количествах, а береза, ива, осина - значительно меньше. Концентрируя свинец, растения тем самым очищают воздух. В течение вегетационного периода одно дерево может накопить столько свинца, сколько его содержится в 130 л бензина. Простой расчет показывает, что для нейтрализации вредного действия одного автомобиля необходимо не менее 10 деревьев. Деревья и кустарники, произрастающие в городе, ежедневно и ежечасно проводят огромную работу: поглощают пыль и углекислый газ, вырабатывают кислород, выполняют санитарно-защитные, водоохранные и шумозащитные функции, формируют микроклимат и своеобразный облик города. Зеленые насаждения служат не только украшением, они - подлинные защитники здоровья людей.

Экологический портрет территории школы

Собрав, в ходе исследования данную информацию, мы заинтересовались, какова экологическая обстановка в районе нашей школы. Сначала мы обратились к результатам Автоматической станции измерения уровня загрязнения воздуха № 13, расположенной в нашем районе (пр. Индустриальный). Мы ознакомились с отчетами за декабрь, январь и февраль (Приложения 1, 2, 3). В целом, результаты по основным измеряемым параметрам в течении зимы были ниже среднего уровня загрязнения по городам России. Скачок показателей пришелся на вторую половину января, где с 13 по 22 января показатели были выше среднего уровня загрязнения по городам России, а 23 числа эти показатели были значительно выше. Возможно, это было связано с погодными условиями. Далее мы изучили расположение здания школы и сравнили полученную информацию с санитарными нормами. Результаты представлены в таблице.
Таблица 2

Измерения

Санитарно-гигиенические нормы

Результаты

Расстояние от границ школы до предприятий быта, промышленного предприятия

не менее 50м

До магазина «Пятерочка» 160м, до магазина «Народный» 60м

Расстояние до ближайшего жилого дома

не менее 10м

23м

Расстояние от школы до дороги с нерегулярным движением автотранспорта

15-25м

16 м

Расстояние от школы до дороги с регулярным движением автотранспорта

100-170

До пр.Косыгина 100м

До пр.Наставников 185м
Третьим шагом в нашем исследовании был подсчет деревьев и кустарников на прилегающей к школе территории. Всего на данном участке произрастает 59 деревьев (березы, липы, осины, клены) и 23 кустарника (акация, шиповник, сирень). Так же мы подсчитали среднее количество автомобилей, проезжающих по соседнему двору и паркующихся в непосредственной близости от школы. В утреннее и дневное время количество легковых автомобилей - 18-20 шт. Исходя из ранее полученных данных, что для нейтрализации вредного действия одного автомобиля необходимо не менее 10 деревьев, мы видим, что несмотря на соответствие местоположения школы санитарным нормам и правилам, количество вредных в-в рядом со школой может быть больше допустимого, т.к. зеленых насаждений не хватает для эффективной борьбы с атмосферными загрязнениями. Количество растений должно быть увеличено, минимум, в 2 раза. Либо сокращено количество автомобилей, паркующихся рядом со школой.

Заключение

Итак, результатами нашей работы стали:

• сбор информации по проблеме загрязнения атмосферного воздуха в нашей стране и в Санкт-Петербурге;

• установление основных причин неудовлетворительного состояния воздушного бассейна в больших городах;

• знакомство со средствами контроля за состоянием воздуха в Санкт-Петербурге;

• влияние зеленых насаждений на экологическую обстановку в городе;

• знакомство с удивительными возможностями растений, связанных с очищением атмосферы;

• на основании собранного материала, составление экологического портрета пришкольной территории.

Список литературы

1. Доклад об экологической ситуации в Санкт-Петербурге в 2012 году // Под редакцией Д.А.Голубева, Н.Д Сорокина - СПб, 2013г.
2. Константинов А.П. Экология и здоровье: опасности мифические и реальные // Экология и жизнь № 8, 2012 г.
3. Постановление Правительства Санкт-Петербурга от 26 сентября 2002 г. N 50 «Об основных направлениях политики Санкт-Петербурга в области охраны окружающей среды и обеспечения экологической безопасности на период 2003-2007 годы».
4. Промежуточный отчет о выполнении основных направлений политики Санкт-Петербурга в области охраны окружающей среды и обеспечения экологической безопасности на период с 2003 по 2007 гг. / Комитет по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности. - СПб., 2006.
5. Словарь Термины и определения по охране окружающей среды, природопользованию и экологической безопасности / Издательство СПбГУ, 2001
6. Толковый словарь Ушакова
7. Экологический портал Санкт-Петербурга infoeco.ru/index.php?id=982
8. gumer.info/bibliotek_Buks/Science/mihail/11.php

12