Исследование процесса формирования пылегазовых примесей в атмосфере придорожных территорий улиц г.Оренбурга на примере ул.Чкалова (10м)

      Министерство образования науки Российской Федерации

НОУ ВПО МОСКОВСКИЙ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ «ВТУ»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине: «Химия окружающей среды »

НА ТЕМУ «Исследование процесса формирования пылегазовых примесей в атмосфере придорожных территорий улиц г.Оренбурга на примере

ул.Чкалова (10м)»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                        Преподаватель :

                                                                 ___________ __________ Тарасова Т.Ф.

                                                                «___» ________________________2012г.

                                            Исполнитель:Кириллова.Е.Ю

                                    Студент гр. БПЗО-ПО 3/9

                                                                 ________________________

                                                                «___» _______________________2012г.

 

 

 

 

Оренбург 2012 г.

 

Содержание

 

Введение

Вследствие загрязнения  среды обитания вредными веществами отработавших газов двигателей внутреннего  сгорания зоной экологического бедствия для населения становятся целые регионы, в особенности крупные города. Проблема дальнейшего снижения вредных выбросов двигателей все более обостряется ввиду непрерывного увеличения парка эксплуатируемых автотранспортных средств, уплотнения автотранспортных потоков, нестабильности показателей самих мероприятий по снижению вредных веществ в процессе эксплуатации. В денежном исчислении величина ежегодного экологического ущерба (загрязнение атмосферы, шум, воздействие на климат) от функционирования автотранспортного комплекса Российской Федерации достигает 2-3 % валового национального продукта при общих экологических потерях 10 % и затратах на природоохранные мероприятия не более 1 %. Основная доля ущерба от автотранспорта (78 %) связана с загрязнением атмосферного воздуха выбросами вредных веществ (что во многом объясняется низким качеством отечественных топлив в сравнении с европейскими стандартами), 16 % ущерба приходится на последствия шумового воздействия транспорта на население.

Принцип работы автомобильных двигателей основан на превращении химической энергии жидких и газообразных топлив нефтяного происхождения в тепловую, а затем – в механическую энергию. Жидкие топлива в основном состоят из углеводородов, газообразные, наряду с углеводородами, содержат негорючие газы, такие как азот и углекислый газ. При сгорании топлива в цилиндрах двигателей образуются нетоксичные (водяной пар, углекислый газ) и токсичные вещества. Последние являются продуктами сгорания или побочных реакций, протекающих при высоких температурах. К ним относятся окись углерода СО, углеводороды CmHn, окислы азота (NO и NO2) обычно обозначаемые NOX. Кроме перечисленных веществ вредное воздействие на организм человека оказывают выделяемые при работе двигателей соединения свинца, канцерогенные вещества, сажа и альдегиды.

Необходимым условием успешного  развития одной из важнейших составляющих материально-технической базы любого общества является автодорожный комплекс. Во всем мире автомобильный транспорт  приобретает все более интенсивное развитие: по объему перевозок он в четыре раза превосходит все остальные виды транспорта, вместе взятые. Однако, наряду с очевидными преимуществами, процесс развития автодорожного комплекса сопровождается возрастающим негативным воздействием на окружающую среду.

Наибольшее загрязнение  выбросами от автотранспорта отмечается в Татарстане, Краснодарском и  Ставропольском краях, Ростовской, Московской, Ленинградской, Нижегородской, Волгоградской  областях. На долю автотранспорта в  ряде регионов приходится свыше 50 % общего объема выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Оценки, выполненные для действующего парка автотранспортных средств, показывают, что в целом по России от автотранспорта ежегодно в атмосферу поступает 27 тыс. т бензола, 17,5 тыс. т формальдегида и 1,5 т бензапирена.

Испарения бензина имеют  место при работе двигателя и  в нерабочем состоянии. Внутренняя полость бензобака автомобиля всегда сообщается с атмосферой для поддержания  давления внутри бака на уровне атмосферного по мере выработки бензина, что является необходимым условием нормальной работы всей системы питания двигателя, но в то же время создает условия для испарения легких фракций бензина и загрязнения ими воздуха.

Цель данной работы: Исследовать условия формирования пылегазовых примесей в атмосфере.

     Для достижения  поставленной цели необходимо  решить следующие задачи:

1. Определить рН атмосферных осадков.

2.Определить содержание загрязняющих веществ в атмосферных осадках.

3.Определить коэффициент концентрации загрязняющих веществ.

4.Определить показатель химического загрязнения атмосферных осадков.

5.Оценить экологическое состояние придорожной территории ул.Чкалова(10м) по рН и ПЗХ атмосферных осадков.

 

            

 

 1. Исследование содержания загрязняющих веществ в атмосферных      осадках

1.1 Определение  рН водных объектов.

Общие положения.                                                                                                               

          Величина рН является мерой  активной кислотности природной воды и других объектов окружающей среды, создавшейся в результате взаимодействия растворенных электролитов и газов. Определение величины рН в практике исследования природных вод, почв и растений имеет большое значение. Эта величина позволяет судить о формах нахождения в объектах окружающей среды слабых кислот: угольной, кремневой, сероводородной, фосфорной, а так же дает возможность судить о насыщенности объектов слабыми основаниями и служит для контроля некоторых аналитических определений. Активная кислотность почв имеет решающее значение для произрастания растений, жизнедеятельности микроорганизмов, развития и направления биохимических процессов почвы.

       Таблица  1

Место отбора проб и расстояние от дороги	рН	рН средн.	Еотн ,%
ул.Чкалова 10м от дороги	6,0	6,13	5,057
	6,15
	6,25

 

   Математическая  обработка результатов анализа:

  рН=6,1

   (1)

      (2)

      (3)

1.2 Определение  содержания карбонат- и гидрокарбонат-  ионов в                                 атмосферных осадках

 Ход определения.  Определение карбонат- иона.

В колбу наливают 10 мл анализируемой воды. Добавляют пипеткой 5-6 капель раствора фенолфталеина (при отсутствии окрашивания раствора, либо при слабо розовом  окрашивании считают, что карбонат – ион отсутствует в пробе, рН пробы меньше 8,0-8,2). Постепенно титруют содержимое склянки раствором соляной кислоты (0,05Н) до тех пор пока окраска побледнеет до слабо-розовой.

Определение гидрокарбонат- иона.

В колбу наливают 10 мл анализируемой воды. Добавляют пипеткой 1-2 капли раствора метилового оранжевого. Постепенно титруют содержимое склянки  раствором соляной кислоты (0,05Н) при перемешивании до перехода желтой окраски в розовую.

 Таблица 2

Место отбора проб и расстояние от дороги	VHCl , мл	СНСО3,  мг/л	СНСО3,  мг/л	Еотн, %
ул.Чкалова 10м от дороги	0,3	91,5	71,16	61,474
	0,2	61
	0,2	61

 

      Математическая обработка результатов анализа:

С_НСО3 =  V_HCl ∙ 305     (4)

С_НСО3 = 0,3 ∙ 305 = 91,5 мг/л

С_НСО3 = 0,2 ∙ 305 = 61 мг/л

С_НСО3= 0,2 ∙ 305 = 61 мг/л

мг/л

1.3 Определение  содержания хлорид- ионов в атмосферных  осадках

Ход работы.

Вначале устанавливают  титр AgNO₃. Для этого в коническую колбу на 200мл вносят 10 мл раствора NaCl и 90мл дистиллированной воды, прибавляют 5 капель К₂СrO_4. Содержимое колбы титруют раствором  AgNO₃ до перехода лимонно-желтой окраски мутного раствора в оранжево–красную, не исчезающую в течение 15-20с. При содержании хлоридов менее 250мг/л берут 100мл фильтрованной испытуемой воды. При большем содержании хлоридов берут 10-50мл испытуемую воду, наливают в две конические колбы, доводят до 100 мл дистиллированной водой, прибавляют 5 капель раствора К₂СrO₄ . Раствор в одной колбе титруют AgNO₃ , а вторая используется для контроля.

  Таблица 3

Место отбора проб и расстояние от дороги	V AgNO3 ,мл	ССl , мг/л	ССl , мг/л	Еотн, %
ул.Чкалова 10м от дороги	2,9	102,95	99,4	8,9
	2,8	99,4
	2,7	95,85

 

  Математическая обработка  результатов анализа:

K₂CrO₄+2Ag⁺→ Ag₂CrO₄↓+2K⁺

С_Сl^- = V _AgNO3 ∙ 35,5     (5)

С_Сl^-=2,9∙35,5=102,95 мг/л

С_Сl^-= 2,8∙ 35,5 = 99,4 мг/л

С_Сl^-= 2,7 ∙ 35,5 = 95,85 мг/л

мг/л

1.4 Определение  сульфидов и гидросульфидов в  атмосферных осадках

Ход работы.

В коническую колбу вносят 20мл исследуемой пробы. 0,2г иодита калия, отмирают из бюретки 0,01Н раствора йода на 1мл больше, зачем прибавляют 2-3 капли 0,5%-ного раствора крахмала, тщательно взбалтывают и оттитровывают  избыток йода 0,01Н раствором тиосульфата натрия.

    Таблица 4 

Место отбора проб и расстояние от дороги	,мл	,мл	, мг/л	CHS- , мг/л	Еотн , %
ул Чкалова 10м от дороги,	1,09	0,27	6,97	6,77	36,4
	1,09	0,315	6,58

 

  

   Математическая  обработка результатов анализа:

    (6)

1.5 Определение  содержания кальция и магния  в атмосферных осадках.

В этой работе используется  комплексонометрический метод определения  Ca²⁺ и Mg²⁺ при их совместном присутствии в растворе.

     Сущность  определения сводится к тому, что в начале определяют суммарное  содержание молярной концентрацией  эквивалента 0,05 моль/л Mg²⁺, титруя фильтрат раствором трилона Б в присутствии хромогена черного. Затем находят содержание ионов Ca²⁺, титруя фильтрат раствором трилона Б в присутствии индикатора мурексида. По разности этих двух определений находят содержание ионов Mg²⁺.

     Ход определения:  пипеткой на 50 мл отбирают фильтрат  и переносят его в колбу  для титрования, приливают 5 мл аммонийной буферной смеси, 25-30 мг хромогена черного и титруют раствором трилона Б с молярной концентрацией эквивалента 0,05 моль/л до перехода винно-красной окраски раствора в синюю.

     Титрование  повторяют 2-3 раза и берут среднее значение. Содержание Ca²⁺ и Mg²⁺ вместе взятых можно найти по формуле:

   (7)

где - –концентрация раствора трилона «Б», н;

– объем рабочего раствора трилона  «Б», затраченного на титрование, мл;                                            

– объем фильтрата, мл;

Определение содержания ионов кальция.

50мл фильтрата переносят  в колбу для титрования приливают  2,5мл раствора NaOH с молярной концентрацией 2 моль\л, 30-40мг смеси мурексида с хлоридом натрия и приступают к титрованию раствором трилона Б с молярной концентрацией эквивалента 0,05 моль/л до появления сине-фиолетовой окраски, не исчезающей в течении 2-3минут. Титрование повторяют 2-3 раза и берут среднее значение.

   Содержание кальция  вычисляют по формуле, как и  суммарное содержание Ca²⁺ и Mg²⁺.

Количество Mg²⁺ находят по формуле:

    (8)

Значение концентрации ионов кальция приводится в таблице  № 5

 

 

 

 

 

    Таблица 5

Место отбора проб и расстояние от дороги	VтрБ Са, мл	mCa2+, мг/экв/л	С Са2+, мг/л	С Са2+, мг/л	Еотн, %
ул Чкалова 10м от дороги,	3,4	3,4	68	68	7,35
	3,5	3,5	70
	3,3	3,3	66