Ауаға автокөліктен бөлінетін көмір қышқыл газының көлемін химиялық жолмен зерттеу

Қарағанды қаласының білім басқармасы

Оқушылар зеттеу жобасының V қалалық фестивалі

«Алғырлар-2015»

КММ «№92 гимназия»

 

 

 

 

 

 

 

Ауаға автокөліктен бөлінетін көмір қышқыл газының көлемін химиялық жолмен зерттеу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Жоба автоы:

Мадина,

10 «Б» сынып оқушысы

 

Жетекші:

Искакова Замазагуль Бактыбаевна

химия пәнінің мұғалімі

 

 

 

 

Карағанды, 2015г.

Ауаға автокөліктен бөлінетін көмірқышқыл газының көлемін химиялық жолмен зерттеу.

Мақсаты: Қаламыздағы автокөліктен бөлінетін көмірқышқыл газының көлемін химиялық жолмен зерттеу және оның алдын алу шаралары.

 

Міндеттері:

• Автокөліктен бөлінетін газдардың қала экологиясына әсерін анықтау.
• Автокөліктен шыққан газбен ауаның ластануын зерттеу.
• Автокөліктен атмосфераға шығатын шығарындылардың мөлшерін анықтау.
• Ластанған ауаның зиянды әсерін анықтау.

 

Тақырыптың өзектілігі:

Қазіргі кезеңдегі ғылыми-техникалық прогресс пен өнеркәсіп өндірісі қарқынмен дамыған жағдайда қоршаған ортаны қорғау проблемасы өте өткір мәселеге айналып отыр. Қоршаған ортаның негізгі компоненттерінің бірі – атмосфералық ауаның ластануы қазіргі кезеңде адам денсаулығына, ауқымды және аймақтық климаттық жағдайға айтарлықтай әсерін тигізуде.Ластаушы заттардың негізгі түрлері газ тәрізді заттар. Отын жанғанда, автокөлік қозғалысы кезінде көміртек оксиді бөлінеді. Ол өте улы газ. Қанның құрамындағы гемоглобинмен оңай әрекеттесіп, адам ағзасын улайды. Сондықтан, автокөліктерден шығатын улы қалдықтарды азайту өте өзекті мәселе болып отыр.

 

Жаңашылдығы:

Автокөліктерден бөлінетін көмір қышқыл газын анықтауда, зерттеудің нақты обьектісі ретінде №43,53,40 автобустарды ала отырып, бензиннің жануы арқылы ауаға бөлінген көмір қышқыл газының қоршаған ортаға, адам ағзасына зиянын анықтау.

 

МАЗМҰНЫ

 

Кіріспе ......................................................................................................................4

І бөлім. Атмосфералық ауаның көмір қышқыл газымен ластануы....................4

1.1. Автокөліктің қала  экологиясына әсері...........................................................5

1.2. Автомобильден шыққан  газбен ауаның ластануы........................................6

1.3. Автотранспорттан атмосфераға шығатын шығарындылар.........................8

 

 

ІІ бөлім. Қаламыздаңы автокөліктерден бөлінетін көмір қышқыл газының көлемін эксперименттік жолмен зерттеу

 

2.1. Атмосфераны ластағыштардың құрамы......................................................10

2.2.Автокөлік қозғалысының адам денсаулығына әсері....................................10

2.3. Ауаға автокөліктен бөлінетін көмірқышқыл газының көлемін химиялық жолмен зерттеу......................................................................................................12

 

Қорытынды............................................................................................................14

 

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі........................................................................15

 

 

 

 

 

 

 

КІРІСПЕ

Адам өзінің даму барысында қоршаған ортамен тығыз байланыста болады.Жоғары индустриалды коғамда адам табиғатқа араласқаннан бері жағдайы кенеттен нашарлай бастады.Бұл араласу көлемі көбейе түскен соң,қазіргі уақытта адамзатқа алуан түрлі қауіп төніп тұр.Жердің биосфералық қабатына антропогенді  қауіп төніп тұр.Көше бойы мен саябақтардағы шіріген,қурап қалған ағаштар мен бұталардың орнына жаңа көп жылдық ағаштар,атап айтқанда:қарағай,қайың,терек,емен,долана және басқалары молырақ отырғызу қоршаған ортаға септігін тигізеді.Жапырағы жайылған өсімдіктер мен ағаштар денсаулыққа пайдалы,олар ауаны тазартады,көмірқышқыл газын жұтып,ауаға оттегін шығарады.Зиянды газдарды бойына сіңіріп алып,ауадағы әртүрлі шаң-тозаңды жинайды.Ауаны тазартудын бірден-бір жолы-өндірістің технологиялық процестерін жетілдіру немесе түбегейлі жаңарту.Қалдықтардың құрамындағы химиялық  заттарды бөліп алу пайдаға асыру уақыт талабы.Энергетика,өңдіріс,ауыл шаруашылық құрылыспен қатар автокөліктер де қоршаған ортаға кері әсерін тигізуде.Қазіргі уақытта көлік өндіріспен қатар,ауа алабының негізгі ластаушы көзі болып отыр.Негізгі жауапкершілік автокөлікке артылады.

Автокөліктердің пайдаланған газдары атмосфераның төменгі қабатына түсіп, адамның тыныс жолдарына әсер етеді. Мысалы, қалада 500мыңға жуық автокөлік бар. Оның әрқайсысы 1кг бензин жағу үшін 200л оттегін қолданады. Бұл дегеніміз– адамның бір тәулікте жұтатын оттегінің көлемінен де жоғары. Орта есепке шаққанда автокөлік жылына 15мың шақырым жүргенде 1,5-2т жанар–жағармай және  20-30т оттегін жағады. Автокөліктердің шығарымды газдары 200заттық тектердің қоспасы. Шығарымдылардың құрамына азот, оттегі, диоксид көміртегі және судан басқа оксид көміртегі, көмірсутегі, азотпен күкірт диоксидтерінің зиянды қосындылары, сонымен қатар бетінде тұйықты көмірсутектер адсорбцияланатын қатты бөлшектер, ал олардың бірқатары канцерогенді қасиеттерге ие. Автокөліктердің қозғалтқышындағы жанармайдың толық жанып кетпегендігінен көмірсутегінің бөлшектері шайыр тектес зат тектері бар күйге айналады. Автокөліктердің пайдаланған газдарында зиянды заттардың көп болу себебі – автокөліктердің төмен техникалық дейгейі, ескілігі, қозғалтқыштардағы ақауларды анықтау құралдарының жоқтығына байланысты.

 

1.1 Автокөліктің  қала экологиясына әсері

Табиғат – көптеген теңескен байланыстардың  тұтас жүйесі. Бұл байланыстардың бұзылуы табиғаттағы орныққан зат пен энергия алмасуының өзгеруіне алып келеді, биогендер концентрациясындағы ығысу бір популяцияның құрамы. Қазіргі заманда өндріс пен тұтынушыға адамның биологиялық қажеттілігінен 100есе артық зат мөлшерімен энергия жұмсалады, осы себеп қазіргі заманғы экологиялық кризис болып табылады (жоғары деңгей және қоршаған табиғи ортаға антропогенді жүктеменің тез артуы). Бүгінгі күнде адамзаттың өндірістік іс — әрекеті көптеген химиялық элементтерді қамтитын әр түрлі табиғи ресурстарды қолданумен байланысты. Табиғи ортаға техногенді әсердің күшеюі бірқатар экологиялық мәселелерді тудырады. Оның ішінде ең өткірі атмосфера, гидросфера және литосфера күйімен байланысты. Судың немесе ауаның ластануы сияқты бірқатар “өзгерістер” ағзаның өмір сүру әрекеті мен денсаулығына тікелей әсер етуі мүмкін. Басқалары жанама әсер етеді, мысалы: көмірқышқыл газының шығарындылары ғимарат климатында байқалады, ал өз кезегінде өндірістегі қоректену өнімдерінде улануына алып келсе, басқаларының көбеюіне алып келеді.Әр түрлі ластанудың бірінші кезекте фреондардың(суытқыштардың)атмосферада жинақталуынның нәтижесінде жер бетін күн радиациясынан сақтап тұратын озон қабаты бүлінуге ұшырайды. Қазіргі уақытта автомобиль транспортынан бөлініп шыққан улы заттармен ауа атмосферасының ластануын азайту адамзат алдындағы ең маңызды мәселелердің бірі болып табылады. Автомобиль көлік мегаполисінің өсуі мен қарқынды урбанизациялануы қаланың табиғи ортасы мен адам денсаулығын сақтауда ең қолайсыз экологиялық әсер болып табылады.Осылайша,адамның өмір сүру кеңістігінде автомобиль конкурент болып табылады.Соңғы 10 жылдықта біздің әлеміміздегі өмір сүру көзінің бірі-атмосфера ауасының ластануы басты проблема,ғылыми-техникалық дамудың ұрпағы-автомобиль екеніне нақты көзіміз жетті.Автомобиль,өмір  сүру үшін қажетті оттегін жұта отырып,сонымен қатар тірі және тірі еместерге байқалатын зиян келтіре отырып ауа қабатын уландыратын компоненттермен қарқынды түрде ластайды.Қоршаған орта соның ішінде атмосфераның ластану үлесі-60-90%.Қаламызда жылына 360 мың көлік пайдаланылады.Ластайтын заттарды  ауаға тастау жалпы көлемі ішінде 80% автокөлік құрайды.Бір мәрте  тексерілгенде 800-ден астам  автокөлік жоғары мөлшерде ауаны ластайтыны белгілі болған.Тоқтатылған 100 автокөліктің 80-де газдың улылығы нормадан 3-5 есе жоғары екендігі айқындалды.

 

1.2. Автомобильден  шыққан газбен ауаның ластануы.

Ауаның ластануының негізгі себебі жанармайдың толық және біркелкі жанбауында. Оның 15%-і ғана автомобиль қозғалысына шығындалады, ал 85%-і ауаға ұшып шығады.Сонымен қатар автомобиль двигателінің жану камерасы – бұл улы заттарды синтездеп және оны атмосфераға шығаратын өзінше бір химиялық реактор. Тіпті атмосферадағы азот жану камерасына түсіп улы азот қышқылына айналып шығады.Ішкі жану двигателінен шыққан газ 170 – тен аса зиянды компоненттерден тұрады, оның ішінде 160 – қа жуығы двигательдегі жанармайдың толық жанбауына басты себепкер болатын көмірсутек туындылары. Шыққан газда зиянды заттардың болуы ақыр соңында жанармайдың түрі мен жағдайына негізделеді.Шыққан газ автомобильдің механикалық бөліктерінен шыққан өнім, ал жол бетін антропогендік түзілістегі атмосфера шығындыларының жартысы құрайды. Автомобиль двигателі мен картер шығындылары көбірек зерттелген. Бұл шығындының құрамына азот, оттегі, көмірқышқыл газы және судан басқа көміртек оксиді, көмірсутегі, азот және күкірт қышқылдары, қатты бөлшектер сияқты зиянды компоненттер кіреді.Жанып шыққан газдың құрамы қолданылған жанармайдың түріне, майға, двигательдің жұмыс режиміне, оның техникалық күйіне және т.б байланысты.Карбюрательдік двигательден бөлініп шыққан газдың уытттылығы көміртек оксидімен азот қышқылынан, ал дизельдік двигательден азот қышқылы мен қаракүйеден тұратынымен негізделеді.Зиянды компоненттердің құрамына беттік қабатында циклдік көмірсутегі адсорбцияланатын (олардың бірқатары концерогендік қасиетке ие) қорғасын мен қаракүйеден тұратын қатты шығарындылар жатады.Қатты шығындылардың атмосферада таралу заңдылығы газ тәрізді өнімдердің таралу заңдылығынанерекше.Ірі бөлшектік топ(диаметрі 1мм жоғары)топырақ пен өсімдіктің беткі қабатында  эмиссия орталығына жақын орналаса отырып,ақыр аяғында топырақтың беттік  қабатында  ұлғая бастайды.Кіші бөлшектік топ(диаметрі 1мм кіші)ауа тозаңын түзіпауа массасымен үлкен қашықтықтарға таралады.

300-350 адам қаншалықты  оттегін көмірқышқыл газына айналдырса,80-90км/сағ  жылдамдықпен қозғалған автомобиль  дәл сондай  мөлшерде айналдырады.Бірақ,бір  мәселе  тек көмірқышқылында  ғана емес.Бәр автомобильдің жылдық  шығарған газы-бұл 800кг көміртек  оксиді,40кг азот оксиді  мен 200кг  аса әрүрлі көмірсутегінен тұрады.Бұл  жинақта  өте қауіптісі көміртек  оксиді.Өте жоғары уыттылығуна  байланысты  ауа атмосферасында  оның рұқсат етілген мөлшері-1мг/м  текше кубынан-аспауы керек.Есігі  жабық гаражда автомобиль двигателі  қосылып қарған  жағдайда адамдардың қаза болған жағдайлары белгілі.Бір орындық гаражда көміртегі оксидінің өлімге  алып келетін мөлшері стартерді қосқаннан кейін 2-3 минут ішінде-ақ пайда болады.Жылдың суық мезгілдерінде жол шетіне түнеу үшін тәжірбиесі жоқ жүргізушілер кейде машинаны жылыту үшін двигатель қосады.Көміртек  оксиді кабинаға кіріп кетуінен мұнай түнеу соңғы болуы мүмкін.Азот қышқылы адам үшін  улы ,сонымен қатар ол тітіркенгіштік әсер етеді.Шыққан газдың құрамындағы өте қауіптісі концерогенді көмірсітегі,олар көбінесе бағдаршам қиылысында байқалады (6,4 мкг м текше кубқа дейін ол квартал ортасымен салыстырғанда 3 есе көп.)Этилденген бензинді қолданған кезде автомобиль двигателі қорғасын қосындысын шығарады.Қорғасын сыртқы ортада қалай жинақталсы,адам организімінде солай жинақталатындығымен қауіпті.Магистраль мен магистраль аумағын көгалдыру деңгейі автомобиль қозғалысы қарқындылығына,көше ені мен рельефіне,жел жылдамдығына,автобус пен жүк транспорттарының үлесі және т.б. факторларға байланысты.Сағатына 500 транспорттық бірлік қозғалыс қарқындылығы кезңінде автомагистральдан 30-40м қашықтықта  ашық аймақта көміртегі оксиді мөлшері 3 есе төмендейді және нормаға жетеді.Тар көшелерде автомобиль шығындыларының таралуы өте қиын.Нәтижесінде қаланың барлық тұрғындары ауаның ластануынан зиянды әсерленге ұшырайды. Автомобильдің қатты шығарындыларының құрамына металл қосылысы ішінен біраз зерттелгені қорғасын қосылысы болып табылады.Бұл қорғасын қосылысы адам ағзасына  және жануарлардың ағзасына сумен,ауамен,тағаммен бірге ене отырып зиянды әсер етуімен негізделеді.50%-дейін қоғасынның күндізгі енуі,елеулі мөлшерде автомобильден  шыққан газ құрайтын ауа арқылы енеді.Көмірсутегінің ауа атмосферасына  тек автомобильмен жұмыс кезінде ғана емес,сонымен қатар бензин құйғанда болады.Америкалық зерттеушілер мәліметі бойынша Лос-Анджелесте тәулігіне 350 тонна бензин ауаға ұшып кетеді.Бұған кінәлі тек автомобиль емес,адамның өзі.Бензин құйып жатқан кезде цистернаға аздап төгіп алады,тасымалдау кезінде қақпағын тығыз жабуды ұмытып кетеді.Жанармай бекетінде жерге  бензин шашырайды соның нәтижесінде  ауаға әр түрлі көмірсутек ұшып шығады.Әрбір жүргізуші барлық жанармайды толығымен бакқа құю мүмкін емес екенін,оның қандай да бір бөлігі міндетті түрде жерге таматынын біледі.Бірақ бүгінгі күні бізде қаншама автомобиль бар?Күннен күнге олардың саны артуымен қатар,атмосфераға ұшып шығатын зиянды заттар да артып келеді.Автомобильге құю кезінде төгілген 300г жанармайдың өзі 200 м текше куб ауаны ластайды.Бұл мәселенің ең қарапайым шешімі-жанармайдың бір тамшысын жерге  төкпейтін жаңа конструкциалы жанармай құятын автоматтрады жасау.

 

1.3. Автотранспорттанатмосфераға шығатын шығарындылар.

Автомобиль дыбыс басқышынан бір қарағанда ешқандай зияны жоқ сияқты көгілдір түтін түрінде шығып жатқан улы газ және азот оксиді бас ауруы, шаршау, тітіркенгіштік, төмен еңбек қабілеттілігінің негізгі себептерінің бірі болып табылады. Күкірттті газ ұрпақсыздық пен туа біткен мүгедектікке алып келетін генетикалық аппаратқа әсер етуге қабілетті, ал бұл факторлардың барлығы стресс, нервтік ауруларға, өте жақын адамдарына немқұрайлылықпен қарап, жекеленуіне тырысуға алып келеді. Үлкен қалаларда сонымен қатар, қан айналым жүйесінің аурулары және тыныс алу, инфаркт, гипертония кеңінен таралған. Мамандардың есептеуі бойынша атмосфераға автомобильдік транспорттың қосқан үлесі 90% -ке дейін көміртек оксиді және 70% -ін азот оксиді құрайды. Автомобиль сонымен қатар ауа мен топыраққа металдар және басқа зиянды заттар қосады. Ауа қабатын автомобильмен ластандырудың негізгі көзі ретінде іштен жану двигателінен шыққан газдар, картер газдары, жанармайдың булануы саналады.Іштен жану двигателі – бұл жанармайдың химиялық энергиясы механикалық энергияға түрленетін жылу двигателі іштен жану двигателінің қолданған жанармай түрі бойынша оларды бензинмен, газбен және дизельдік жанармаймен жұмыс істейтін деп бөледі. Іштен жану двигателінің жану қоспаларының тұтану әдісі бойынша олар (дизельді) сығу арқылы тұтану оталудың жиынды свечасымен тұтану болып бөлінеді. Дизельдік жанармай қайнау температурасы 200 ден 3500с – дейін болатын мұнайдың көмірсутекті қоспасы. Дизельдік жанармай өздігінен тұтану мен өзінің белгілі тұтқырлығы болып, сонымен қатар жану кезінде минимал түтінділік пен уыттылыққа ие болып химиялық стабильді болуы керек. Жанармайдың бұл қасиеттерін жақсарту үшін түтінділікке қарсы және көпфункциялы қоспалар енгізеді.  Соның ішіндегі ластайтын заттарға жататындар.Уытты заттардың түзілуі – толық жанбаған өнім және двигатель цилиндрінде әр түрлі жолмен жүретін жану процесіндегі азот оксиді. Уытты заттардың бірінші тобы тұтану периодының алдында сонымен қатар жану – және ұлғаю процесінде болатын жанармайдың қышқылдануының химиялық реакциясымен байланысты. Уытты заттардың екінші тобы жану өнімінде артық оттегінің азотпен қосылуы кезінде түзіледі. Азот оксидінің түзілу реакциясы термиялық сипатқа ие және ол жанармайдың қышқылдану реакциясына тікелей тәуелсіз. Сондықтан, берілген уытты заттардың түзілу механизмін жеке қарастыру міндетті. Автомобильдің негізгі уытты шығарындыларына: жанып шыққан газдар, картер газдары және жанармай булануы жатады. Двигательден шыққан пайдаланылған газ көміртегі оксиді, көмірсутегі, азот оксиді, бенз(а)пирен, альдегидтер және қаракүйеден тұрады. Картер газдары – бұл двигатель картерінде поршеньдік сақиналардың тығыз еместігі арқылы өткен пайдаланылған газ бөлігінің мотор майымен қоспасы.Жанармайлық булану қоршаған ортаға двигательдің қоректену жүйесінен түселді.Карбютерьдік двигательде шығарындылардың негізгі компоненеттердің орналасуы мынадай:95%-көміртек оксиді ,55%-көмірсутек және 98% азот оксидінен тұратын пайдаланатын газ,5%көмірсутек,2% азот оксидінен тұратын картер газы,40%-ға дейін  көмірсутектен тұратын жанармайлық булану.Негізгі уытты заттарға-толық жанбау өнімі –қаракүйе,көміртегі оксиді,көмірсутек,альдегиттер жатады.Зиянды уытты шығарыгдылар регламентті және регламентті емес деп бөлуге болады.Олар адам ағзасына әртүрлі әсер етеді.Зиянды уыттылар шығарындылар:көміртегі оксиді,азот оксиді,көмірсутек,күкіртті газ,қаракүйе,түтін.Көміртегі оксиді-бұл газ иіссіз,түссіз және ауаға қарағанда жеңіл.Поршен бетінде және цилиндр қабырғасында түзіледі.Нәтижесінде қабырғаның интенсивті жылу иеленуі активациясы жүрмейді.