Как влияют выхлопные газы на растения
Автомобили наиболее агрессивны по отношению к окружающей среде в сравнении с другими видами транспорта. Это мощный источник химического, шумового и механического загрязнения.
Зачастую выхлопными газами называют все выбросы в городскую атмосферу, в том числе котельных, заводов и других промышленных предприятий. На самом деле этим термином правильно называть только транспортные выбросы, которые появляются в результате переработки топлива.
Такие газы также называют отходящими. Выхлопные газы – продукт работы двигателей внутреннего сгорания, и, учитывая стремительный рост количества транспорта за последние 50 лет и, в частности, прирост личного автотранспорта в городах, выхлопные газы в воздухе городов обосновались всерьёз и надолго, и количество их только растёт. Сейчас именно отходящие газы – основная причина загрязнения воздуха в городе. Они постоянно оказывают влияние на здоровье человека.
Все автомобили выбрасывают в воздух канцерогены и токсичные вещества. Состав выхлопных газов автомобиля меняется в зависимости от типа двигателя, бензиновый или дизельный, однако основной набор остаётся одинаковым. В состав автомобильных выхлопных газов входят как нетоксичные (азот, кислород, водяной пар, диоксид углерода), так и токсичные (оксид углерода, углеводороды, альдегиды, диоксид серы, сажа, бензапирен) химические вещества.
Мельчайшие частицы вредных соединений попадают в тело растения и отравляют его. Именно поэтому растущие у больших дорог или парковок газоны и деревья часто выглядят вяло, быстро желтеют и погибают.
Загрязнение воздуха выхлопными газами значительно повлияло на состав осадков. Из-за автотранспорта идут кислотные дожди, появляются цветные туманы, выпадает тёмный снег. Конечно, осадки немного очищают воздух, но вся собранная грязь попадает в почву, что вызывает общее загрязнение окружающей среды выхлопными газами. Те же соединения и тяжёлые металлы через почву распространяются дальше: попадают в корм животных, в сельскохозяйственные культуры.
Вред для здоровья
Выхлопные газы могут нанести достаточно серьёзный вред здоровью человека, а канцерогены – сажа и бензапирен, которые содержатся в них, – способствуют развитию опухолей.
Длительный контакт с выхлопными газами приводит к смерти, в частности – от отравления угарным газом. Наибольшая опасность этих выбросов состоит в их количестве, распространённости и мелком размере частиц, что позволяет выхлопам проходить через естественные барьеры организма и попадать в лёгкие.
При постоянном воздействии выхлопных газов на организм могут развиваться иммунодефицит, бронхиты, страдают сосуды головного мозга, нервная система и другие органы. Кроме того, большая часть токсичных веществ, входящих в состав выхлопных газов, может взаимодействовать друг с другом и с другими компонентами атмосферы, что способствует образованию смога.
Наибольший вред от выхлопных газов люди получают, находясь в пробках, где от автомобильных выбросов просто некуда бежать. В такой ситуации, если под рукой нет респиратора или противогаза, вдыхать выхлопы всё же придётся, однако можно закрыть нос и рот платком или шарфом. Полностью это от выхлопов не защитит, но хотя бы несколько сгладит ситуацию.
Выхлопные газы снижают количество кислорода в крови и мешают нормальному газообмену. По этой причине стоит выезжать на полезные прогулки в пригород или в удалённый от дороги парк, чтобы подышать свежим воздухом.
Зачастую выхлопные газы проникают в дома, если под ними или вблизи есть дороги или парковки. Если нет возможности или желания переехать за город подальше от автодорог, можно создать в доме безопасные зоны.
Глава I . Что такое выхлопные газы …………………………………….4 стр.
Глава II . Опыт с носком или опыт доказывающий загрязнение окружающей среды выхлопными газами……………………………………………4 стр.
1.1. Простые расчеты……………………………………………….. 4 стр.
1.2. Содержание выхлопных газов……………………………………5 стр.
1.3. Практическая значимость………………………………………….5 стр.
1.4. Приложение.
С тех пор как на земле появился человек, природа и ее состояние очень сильно зависят от его деятельности. В последнее время очень много говорят об экологическом кризисе. Одной из причин экологического кризиса являются выхлопные газы от неумолимо растущего количества автомобилей. В настоящее время владельцы автомобилей совсем забыли об окружающей среде. И даже не задумываются, что выхлопные трубы их машин выпускают в воздух много вредных веществ
Цель моей исследовательской работы: Выяснить влияние автотранспорта на организм человека. Экспериментально доказать, что выхлопные газы загрязняют атмосферу.
Исследовать выхлопные газы.
Изучить информацию о составе автомобильного топлива и продуктах сгорания, влияние содержащихся веществ на организм человека.
Доказать влияние выхлопных газов автомобилей на окружающую среду;
Раскрыть практическую значимость данного мероприятия.
Сформулировать выводы по выполненной работе.
Гипотеза: загрязнение воздуха и почвы выхлопными газами автотранспорта отрицательно влияет на здоровье человека
Оборудование: весы, носки, автомобиль оснащённый двигателям внутреннего сгорания
Методы исследования: изучение литературы и материалов Интернета по заданной теме, эксперимент, наблюдение, сопоставление, анализ.
Практическая значимость:
результаты исследования могут быть использованы в дальнейшем для создания экологически безопасных транспортов
Глава I . Что такое выхлопные газы.
Выхлопны́е га́зы (отходящие газы) — отработавшее в двигателе рабочее тело. Являются продуктами окисления и неполного сгорания углеводородного топлива. Выбросы выхлопных газов — основная причина превышения допустимых концентраций токсичных веществ и канцерогенов в атмосфере крупных городов, образования смогов , являющихся частой причиной отравления в замкнутых пространствах. Количество выделяемых в атмосферу автомобилями загрязняющих веществ определяется массовым выбросом газов и составом отходящих г азов.
Глава II . Опыт с носком или опыт, доказывающий загрязнение атмосферы автомобилями.
Мне понадобились два белых носочка. Мы натянули на выхлопную трубу легковой машины один носочек, шофёр запустил мотор на холостых оборотах ровно на минуту. После мы выключили двигатель, дождались, когда выхлопная труба остынет, сняли носок, вывернули его наизнанку и увидели грязь от выхлопной трубы. Это говорит о том, что автомобили загрязняют окружающую среду. Мы взвесили чистый носок и носок, одетый на выхлопную трубу. (Приложение 1)
Проблема пагубного влияния на лесные и зеленые насаждения (особенно хвойные) промышленных выбросов газов и дымов стала сейчас одной из важнейших в защите лесов.
Из ядовитых веществ, находящихся в почве и влияющих на растения, следует отметить природный (светильный) газ, серную кислоту и др. Природный газ, действуя на корневые системы растений, вызывает у них ненормальное развитие корней, замедление роста растения. Этот газ убивает находящиеся в почве семена древесных пород. Пахучие элементы газа легко поглощаются частицами почвы и долго удерживаются ими. Наиболее чувствительны к газу лиственные породы (тополь, вяз, ясень, клен), хвойные менее чувствительны.
Серная кислота вызывает ожог корней сеянцев: первое время после протравливания почва (в питомниках) с поверхности подсыхает и в связи с этим повышается концентрация кислоты в почве.
Находящиеся в атмосфере вредные газы, зола, сажа, а также твердые минеральные частицы оказывают различное влияние на жизнедеятельность растений. От пыли, содержащей в себе вредные вещества, хвоя растений начинает буреть, желтеть, увядать. Частицы угольной пыли почти не приносят вреда, так же как уличная и цементная пыль. Сажа, не вызывая засыхания листьев и хвои во время летней жары, является, однако, одним из элементов, мешающих росту хвойных растений в парках больших городов.
В настоящее время большое количество пыли поступает от промышленных предприятий. Большую роль в ее поглощении играет лес,
К серьезным последствиям и усыханию приводят повреждения дымом пицундской сосны в Грузии.
В сосново-еловых насаждениях Скандинавии, расположенных в прибрежных районах морей, довольно часто наблюдается пожелтение хвои сосен. Последнее связано с повышенной влажностью воздуха и содержанием высоких концентраций испарений солей в атмосфере.
Аналогично влияют на сосны и ели, расположенные вдоль автомагистралей, испарения хлоридных солей, используемых в зимний период для очищения дорог от снега и льда.
Наиболее распространенными газами, загрязняющими атмосферу и сопровождающими те или иные производственные процессы, являются окись углерода, окислы азота, углекислый и сернистый газы, хлористый водород, сернистый ангидрид; менее распространены фтор и фтористый водород. К числу вредных для растений веществ относятся также серная кислота, фтористые соединения в виде пыли и газообразных веществ.
Окислы азота в концентрации более 2 мг/м 3 вызывают сильное поражение хвои (покраснение кончиков хвои).
Кислотные осадки (или кислые дожди) на 60% обязаны своим происхождением двуокиси серы и на 40% — окислам азота. Они отрицательно влияют на поверхность хвои, препятствуют дыханию и газообмену, отравляют растения в результате проникновения кислотных соединений в хвою и ветви, снижают интенсивность фотосинтеза и всхожесть семян. Наиболее уязвимой для кислотных дождей является белая сосна, а из лиственных — пушистая береза и осинообразный тополь.
Под действием серы в количестве 20—30 мг/м 3 в течение 10 ч никаких изменений в вегетативных органах растений т. е. происходит, при 50 мг/м 3 они уже заметны, а при 100 мг/м 3 вегетативные органы отмирают. Содержание сернистого газа в хвое ели не поврежденных газом деревьев достигает 0,23% от абсолютно сухого веса, а в поврежденных 0,74%. Если количество сернистого газа в воздухе достигает 260 мг/м 3 , хвойные породы погибают в течение нескольких часов.
С увеличением влажности происходит повышение концентрации вредных дымов и газов, которая часто может достигать токсических величин, способных вызвать не только невидимые глазом хронические повреждения, но и острые отравления, непосредственно приводящие к гибели растения.
В засушливые годы сернистый ангидрид приносит растениям меньший вред, чем во влажные. Сернистый ангидрид более опасен в присутствии водяных паров и поверхностно-активной пыли, особенно сажи, когда он окисляется до серного ангидрида и образует серную кислоту. Это согласуется с меньшей поражаемостью растений в сухую погоду. Токсичность сернистых газов в той или иной мере также повышается, если в них присутствуют окись углерода, примеси альдегидов и особенно озонидов. Сильно повышает токсичность сернистых газов присутствие в них окислов азота.
Газоустойчивость древесных пород различна. Весьма чувствительны к задымлению сосна, ель. Из лиственных пород малочувствительны ольха, дуб, лох, ильм, берест, клен ясенелистный. Наиболее газоустойчивы тополевые: тополь канадский и бальзамический. В основном засухоустойчивые породы являются и газоустойчивыми.
Кислые газы вызывают на растениях ожоги. Это связано с проникновением газов внутрь тканей листьев, что происходит главным образом через устьица.
Н. П. Красинский различает 3 вида газоустойчивости: биологическую, морфолого-анатомическую и физиологическую. Первая связана со способностью растения быстро восстанавливать поврежденные газами органы растений (листья, побеги). Вторая в основе имеет особенности морфолого-анатомического строения растений, ограничивающие газообмен, а поэтому и затрудняющие поступление газа в ткани листьев.
Физиологическая газоустойчивость связана со способностью растений противостоять вредному действию газов вследствие своих внутренних свойств и особенностей физиологических процессов, а также химического и физико-химического состояния клеточной среды.
На ускорение процесса усыхания лесов под влиянием задымления в зоне промышленных предприятий влияет: 1) неправильное планирование рубок (ширина и направление лесосек назначаются без учета влияния дымовых газов); 2) бессистемные санрубки (на больших площадях).
Интенсивнее процесс усыхания идет весной и летом (зимой отсутствует), начинается усыхание с вершин. Смешанные насаждения более газоустойчивы, чем чистые, естественные леса устойчивее искусственных, высокополнотные — устойчивее низкополнотных.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Ежегодно на дорогах увеличивается число автомобилей. В потоке движутся новые и старые машины, оставляющие черный дым. Загрязнению окружающей среды автомобильными выхлопными газами отводится первое место. Опасный побочный продукт работы двигателя наносит вред экологической системе и человеку.
Факт. Городом “черного неба” называют российский Красноярск. Это дни, когда стоит безветренная погода и автомобильные выбросы висят над городом. С 2014 года количество таких дней резко увеличилось.
Что такое выхлопные газы
При работе двигателя сгорает топливо, образуя газы. Они удаляются выхлопной системой, которая снабжена фильтрами. У исправного автомобиля газы бесцветные, очищенные от вредных частиц.
Кратковременное изменение цвета не несет опасности и говорит об исправности машины. Черные и белые выхлопы, сохраняющиеся длительное время, содержат ядовитые компоненты.
Состав выхлопных газов
Отработанные газы состоят почти из 200 канцерогенных и токсичных веществ.
Справка. Одна машина выбрасывает 1 кг канцерогенов, которые сохраняются в воздухе до 4-5 лет.
Состав выхлопных газов зависит от топлива, на котором работает автомобиль. Бензиновый двигатель содержит большую долю свинца, дизельный – сажу. В российских городах проблема усугубляется отсутствием контроля выхлопов на содержание вредных частиц.
Объем выхлопных газов
Количество отработанных газов определяют расходом топлива. Норма указывается производителем в технических характеристиках автомобильного транспорта. Объем выхлопных газов рассчитывают по схеме – 1 кг сожженного бензина образует 15,5 кг различных газовых смесей.
Бензиновый двигатель выбрасывает в воздух от 0,7 до 0,8 г/см 3 , автомобиль, работающий на дизельном топливе, оставляет 0,8 г/см 3 . До 75% свинца, окисей углеродов, азота загрязняют атмосферу, из них 40% выпадает на почву, остальное остается в воздухе.
Учитывая количество машин на улицах городов, можно представить концентрацию выхлопных газов, которыми дышит человек.
Дополнительная информация. Уровень загазованности в Москве превышает допустимые нормы в 30 раз. Более 120 дней в году над столицей висит смог.
Влияние выхлопных газов на окружающую среду
Автомобильные выбросы загрязняют окружающую среду. У неисправной машины выхлоп канцерогенных веществ увеличивается в 3-4 раза. Все это поднимается в атмосферу, вызывая катаклизмы.
Выбросы стоят на первом месте по загрязнению атмосферных слоев. Это вызывает глобальное потепление, становится причиной кислотных дождей .
Газовые выхлопы стали причиной подтопления стран Запада в 2002 году. Были затоплены Франция, Германия, Чехословакия, Италия. Вызвали засуху и смог на территории центральной России.
Горячий воздух выхлопов, встречаясь с воздушными потоками Гольфстрима, нагревает атмосферу, что вызывает обильные осадки и подтопления.
Справка. 1 автомобиль, проехавший 10-15 тыс. км, расходует около 2-х тонн топлива, сжигая при этом 28 тонн воздуха, из которых 5 тонн кислорода. При этом он выделяет в атмосферу 690-700 кг угарного газа ежегодно.
Влияние на человека
За прошедшие полвека количество автотранспорта резко увеличилось. Выхлопные газы навсегда заполнили города и стали основным источником химического загрязнения воздуха . Они наносят непоправимый вред здоровью человека.
Угарный газ выхлопов бесцветен и не имеет запаха. Заполняя дыхательные пути, вызывает отравления организма, головную боль, тошноту, обмороки, летальный исход. Все зависит от дозы попавшего в организм вещества.
Оксиды серы и свинца – это канцерогены, вызывающие злокачественные новообразования, бронхит, сужают сосуды мозга, разрушают нервную систему. При длительном вдыхании CO2 (угарный газ) наступает смерть. Взаимодействие частиц образует смог, который с каждым вдохом отнимает здоровье.
Влияние на природу
Загрязнение атмосферы уже сегодня сказывается на “легких” планеты – лесах. Состояние, в котором находится зеленый покров, показывает степень загрязненности воздуха.
Примером служит “Комсомольская роща”, высаженная у трассы Москва – Санкт-Петербург. Постоянный поток выхлопов автомобилей, снижает естественный газообмен. Листва, покрытая сажей и пылью, не поглощает кислород, теряет цвет. Деревья плохо растут, появляется корявость, они ослаблены.
Автомобильные выхлопы превышают объемы выбросов железнодорожного транспорта. Ежегодно только российские машины пополняют воздух 21,5 млн. тонн ядовитых веществ.
Внимание! В конце 2019 года в Тольятти ухудшились метеоусловия из-за накопления выбросов в нижнем слое атмосферы. Ситуация продолжалась 2 недели, ей был присвоен оранжевый уровень опасности.
Как защититься от выхлопных газов
Человек знает, что загрязнение воздуха выхлопами автомобилей приносит вред, но не каждый задумывается о защите от них. Чтобы сохранить здоровье, нужно принимать меры предосторожности:
- Меньше вредных веществ выделяет автомобиль, едущий со скоростью от 40 до 80 км/ч. На скоростных трассах никто не соблюдает такой режим. Поэтому полезнее ехать с закрытыми окнами, с включенным кондиционером.
- На время стоянки двигатель лучше выключить. Работающий двигатель неподвижного авто затянет дым к пассажирам.
- При перевозке негабаритного груза не всегда удается закрыть крышку багажника. В таком случае нужно закрыть окна и включить вентиляцию на полную мощность. Давление воздуха не даст отработанным газам заполнить салон.
- Новый и исправный автомобиль вырабатывает меньше ядовитых газов. Поэтому нужно вовремя исправлять неисправности.
- Салон машины нужно проветривать утром и вечером с отключенным двигателем.
- Установка угольного фильтра защитит салон от попадания опасных выхлопов.
Проблема загрязнения атмосферы автомобильными выхлопными газами касается и пешеходов:
- при ходьбе нужно избегать дорог с оживленным движением;
- для прогулок выбирать парки;
- не открывать окна, выходящие на улицу с автомобильным движением;
- для занятий спортом на свежем воздухе нужно обратить внимание на зеленую зону;
- если частный дом стоит вблизи улиц с интенсивным движением, хорошей идеей станет посадить живую изгородь, которая воспрепятствует попаданию выхлопов на участок;
- при сильной загазованности прикрывать органы дыхания.
Для защиты используют специальные средства для органов дыхания, медицинская маска не поможет.
Заключение
Ядовитые выхлопные газы вредны для окружающей среды и человека. Они содержат большое число отравляющих веществ. Их объем ежегодно увеличивается, усугубляя проблему загрязненности. Для сохранения здоровья нужно принимать меры предосторожности и знать, как защититься от вредных веществ.
Идея использовать для удобрения почвы азот и углерод, содержащиеся в выхлопных газах трактора, возникла около 100 лет назад - вскоре после первых тракторов. Но только в 21 веке появились разработки фермеров-самоучек, которые, по их словам, обеспечивали ожидаемый эффект. На сегодня подобные установки работают сразу в ряде стран: Канаде, США, Великобритании, Австралии, Австрии. Политика некоторых стран, направленная на уменьшение выбросов углекислого газа в атмосферу, дает надежду на внедрение этой, по мнению многих, курьезной идеи в массовое производство.
Идее уже почти 100 лет
Схему утилизации углекислого газа из выхлопных газов трактора для нужд сельского хозяйства предложил еще немец Фридрих Ридель в 1923 г., а через 6 лет была разработана машина для внесения выхлопных газов в почву. Главной проблемой было достижение экономической эффективности внесения в почву газов с температурой 250°С. А после распространения минудобрений после 2 мировой войны об идее забыли.
Уже в 60-х годах она вернулась из небытия в видоизмененном виде - внесение выхлопных газов двигателей, приводивших в действие водные насосы, в поливную воду. В 80-90-х годах распространились идеи внесения углекислого газа в воздух в теплицах, а также в поливную воду и в почву. На этот раз реализации идеи помогло распространение пневматических сеялок. С их помощью было решено большинство проблем, которые существовали в 20-х годах, что открыло путь для обогащения почвы углекислым газом в масштабах полей.
На сегодня фермеры Канады, Австралии и США предложили ряд изобретений, которые позволяют подмешивать выхлопные газы к вносимым удобрениям, например, фосфорным, калийным и т. п. Эта смесь вносится с помощью сеялки, где к системе забора воздуха подключена выхлопная труба трактора.
Сейчас такие сеялки считаются наиболее передовой технологии. Утверждается, что впрыск в почву выхлопных газов стимулирует активность почвенных микроорганизмов, что влечет за собой минерализацию питательных элементов из почвы и выделение азота свободноживущими азотофиксирующих бактериями. Считается, что это способствует росту культур, в частности, их корневой системы, улучшает всхожесть, повышает урожайность и засухоустойчивость. Также сообщается, что внесение выхлопных газов в почву улучшает:
Теоретические основы
Моторное топливо кроме углерода и водорода содержит серу, кальций, железо, кремний и хром, а моторные масла - цинк, фосфор и кальций. Химический состав выхлопных газов обусловлен тепловой эффективностью двигателя, которая, в свою очередь, зависит от марки топлива, скорости работы двигателя, нагрузки на двигатель, настроек впрыска и рабочей температуры двигателя. Также на состав выхлопных газов влияют добавки к топливу. Тяжелые металлы, вредные для человека, становятся не более, чем дополнительными элементами, доступными для растений, которые усваиваются в случае необходимости. То есть, используя специальные присадки, можно обеспечивать растения еще и микроэлементами, которые будут доставляться вместе с выхлопными газами.
Система выхлопа улучшает доступность оксидов азота несколькими способами. Прежде всего повышение содержания углекислого газа в почве стимулирует свободноживущие азотфиксирующие бактерии, которые производят аминокислоты. Также если растение использует только нитраты (NO3), то это вдвое эффективнее связывает углекислый газ, чем при использовании аммиака. Дополнительный углекислый газ продолжает стимулировать азотфиксирующие бактерии, создавая положительную обратную связь, что запускает круговой процесс.
По мере того, как триоксид азота (NO3) поступает в побеги, калий используется для его метаболизма, и бикарбонат (HCO3) свободно перемещается в почве. Благодаря росту концентрации нитратов может резко снизиться содержание хлоридов в растениях, особенно в корнях.
Когда растение потребляет аммиак - основу минудобрений - вместо триоксида азота, то корни требует вдвое больше водорода на синтез карбамида перед тем, как транспортировать его к побегам. Этот гораздо менее эффективный процесс, во время которого значительная часть сахаров не доходит до корней, чтобы создать экссудаты, которые выступают пищей для полезных микроорганизмов. Поэтому аммиачные удобрения должны вноситься в почву в больших количествах, часто приводя по причине вымывания к загрязнению вод и выделению оксида азота, что вызывает парниковый эффект.
Поэтому азот, вносящийся в почву с выхлопными газами, используется эффективнее, чем из карбамида или аммиака, которые вносятся в почву. Способность свободноживущих азотофиксирующих почвенных бактерий связывать азот часто ограничена из-за недостатка органических остатков. Преимуществами нитратного питания выступают:
Читайте также: