Исследовательская работа по экологии Влияние противогололедных реагентов на окружающую среду.


МУНИЦИПАЛЬНЫЙ ЭТАП ВСЕРОССИЙСКОГО ДЕТСКОГО КОНКУРСА НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ И ТВОРЧЕСКИХ РАБОТ
«ПЕРВЫЕ ШАГИ В НАУКЕ»
Секция ЭКОЛОГИЯ, БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Влияние противогололедных реагентов на окружающую среду
Исследовательская работа
Выполнена ученицей
8 класса МБОУ «СОШ №12 с УИОП»
г. Старый Оскол, Белгородской области
Горбенко Анастасия
Научный руководитель:
учитель физики, учитель биологии
МБОУ «СОШ №12 с УИОП»
г. Старый Оскол, Белгородской области
Брызгунова Ирина Николаевна
Сотникова Валентина Анатольевна
Место выполнения работы:
Муниципальное бюджетное
общеобразовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная
школа № 12 с углубленным изучением
отдельных предметов», г.Старый Оскол
Старый Оскол, 2018 г.
Содержание
Введение …………………………...…………………...…………3
Теоретическая часть…………………………..…….…………….4
Что такое антигололедные реагенты…………………….............4
Коктейль из реагентов ……………………………..……..........6
Борьба с реагентами.................................................................7
3. Практическая часть….…………………...…………………..........8
3.3 Рекомендации по защите животных и растений
от воздействия антигололедных реагентов…………………………….10
4. Заключение…………………………………………………………...10
5.Список литературы……………………….. ………………………....11
Введение:
Традиционно, неожиданный приход зимы в нашей стране вызывает массу осложнений. Одно из них — гололед, опасный и для пешеходов и для автомобилистов. Борьба с ним на дорогах ведётся с помощью антигололедных реагентов. Как только наступает зима и речь заходит об антигололедных реагентах, пешеходы начинают жаловаться на испорченную верхнюю одежду и обувь, а водители вспоминают грязную жижу, летящую из-под колес, и изъеденные коррозией кузова.
Актуальность данного проекта: В наше время к противогололедным реагентам прибегают практически во всех городах, как больших, так и малых. В них добавляют поверхностно-активные вещества. Потому что это - практически единственный способ уменьшить количество аварий и защитить граждан от падения, а автомобили - от столкновения. Загрязнение среды антигололедными веществами оказывает прямое и косвенное влияние на живую и неживую природу. Именно поэтому вопросы оценки этих средств в настоящее время стали очень актуальными.
Цель проекта: Основной целью проекта является исследование влияния химических реагентов на живую и неживую природу и понять можно ли заменить используемые составы на менее вредные для окружающей среды, но также помогающие бороться с гололёдом .Задачи проекта:
Изучить учебную литературу.
Изучить виды антигололедных реагентов и понять их различия.
Определить положительные и отрицательные аспекты влияния противогололедных реагентов на среду нашего обитания (например, зелёные насаждения вдоль дорог, лапы домашних животных, подошвы обуви).
Сделать выводы по проведенной работе.
Что такое антигололедные реагенты
Антигололедные реагенты (противогололёдные реагенты) - это специальные средства, созданные на основе солей кальция (CaCl2 - хлористый кальций), магния (MgCl2*6Н2О - хлористый магний) и натрия (NaCl2 - хлористый натрий), применяемые при борьбе со льдом и снежным накатом зимой. Антигололедными реагентами обрабатывают твёрдые покрытия (пешеходные дорожки, тротуары, проезжую часть), подверженные образованию наледи, возникающей при замерзании влаги и при снежном накате. Выбор антигололедных реагентов весьма обширен, они распространяются как в твердом, так и в жидком виде, в зависимости от технологии их применения и производства.
Классификация
Средства против обледенения можно подразделить на:
естественные: техническая соль (хлорид кальция, хлорид натрия, хлорид магния и др.), обычный строительный песок, мелкий гранитный щебень, или, как его еще называют, гранитная крошка.искусственные:противогололёдные реагенты, полученные химическим путем в лабораторных условиях. К наиболее популярным химическим противогололёдным реагентам сейчас относят хлористый натрий, хлористый магний, хлористый кальций и песко-соляную смесь.
Виды реагентов
Антигололедные реагенты бывают:
- жидким;
- твердыми;
- гранулированными.
Все виды антигололедных реагентов имеют различный состав и химические характеристики, но объединяет их одно общее свойство – понижение точки плавления снега. В снежную, слякотную погоду больше всего используются реагенты твердых видов, а в сухую погоду, при гололеде – жидкие химические вещества
У этих реагентов есть и иные сферы их использования:
Хлорид натрия — это обычная поваренная соль, которую все мы употребляем в пищу. На улицах используется хлорид натрия с низкой степенью очистки, который может содержать примеси песка или других солей — так называемая техническая соль.
Хлорид кальция — это кальциевая соль соляной кислоты, зарегистрированная как пищевая добавка Е509. Эта добавка применяется для консервирования овощей и фруктов, для смягчения мяса, используется при ферментации молочных продуктов (например, при производстве творога).
Хлорид магния — это неорганическое соединение, достаточно часто встречающееся в природе. В производстве продуктов питания хлорид магния выступает в качестве отвердителя и загустителя (Е511).
 
Ацетат калия — это кристаллы без цвета, либо белые, обладающие вкусовыми характеристиками слабой щелочи. В сфере производства пищевых продуктов раствор калия ацетата и его кристаллы применяются в роли консервантов, а также регуляторов кислотности.
Хлорид кальция (СаCl2):
«Плюсы»:
быстрее и эффективнее растапливает лед и предотвращать образование гололеда
можно использовать не только во время снегопада, но и до и после него в качестве профилактики
проникая в почву, кальций улучшает ее состояние, а расход этого реагента и экологическая нагрузка намного ниже поваренной соли
«Минусы»:
непродолжительный срок действия, равный в среднем 3 часам
на 30 процентов уменьшает коэффициент сцепления шин с дорогой
вызывает аллергию не только у людей, но и у животных
разъедает металл
агрессивен по отношению к обуви из натуральных материалов
известный своими отбеливающими свойствами, изменяет цвет обуви
Хлорид кальция
СаCl 2
Бишофит – хлорид магния (MgCl2*6Н2 О):
«Плюсы»:
эффективен даже при низких температурах и предотвращает образование гололеда в течение нескольких дней, что существенно сокращает нормы его расхода
не образует скользкой пленки на дорожном покрытии при таянии льда
способен впитывать в себя влагу из окружающей среды
«Минусы»:
оказывает губительное влияние на почву
возможны аллергические реакции как у людей, так и у животных
накапливает анионы магния в почвах и природных водах
вызывает ожоги лап у животных
Бишофит – хлорид магния MgCl 2 *6Н 2 О
Ацетат калия (СН3СООК):
«Плюсы»
не теряет свои свойства даже при температуре -60 градусов
срок его действия длится вплоть до 3-7 суток с момента нанесения.
не вызывает коррозии металлов
коэффициент сцепления при обработке этим реагентом остается высоким
минеральные свойства входящих в состав веществ удобряют почву
не разъедает резину и металл
«Минусы»
вызывает аллергию
дорогой противогололедный реагент
пагубно влияет на кожаную обувь
Ацетат калия СН 3 СООК
Хлорид натрия (NaCl):
«Плюсы»
самый дешевый способ борьбы с гололедом
моментально растапливает лед
не замерзает от 0 до 16° С и действует постоянно
 «Минусы»
забивает водяные стоки
загрязняет газоны
пары солей натрия разъедают вставки электропроводов
соль разъедает кузова, колеса автомобилей, обувь прохожих
происходит засоление почв, погибают зеленые растения
Хлорид натрия
NaClКоктейль из реагентов:
Например раствор хлористого кальция или хлористый натрий сначала превращает лед в воду, а затем происходит обратный химический процесс, гидролиз соли, в результате чего образуется малорастворимый в воде осадок. А это в свою очередь приводит не только к грязи, но и уменьшению коэффициента сцепления шин с дорожным покрытием. Кроме того, входящие в состав реагентов химические вещества вызывают неспецифические реакции кожи, слизистых и бронхов людей и животных. Обостряются заболевания у аллергиков и астматиков.
Происходит это в первую очередь потому, что
на дорогах реагенты смешиваются с другими веществами, источниками которых является целый ряд факторов.
Во-первых, автомобильные покрышки выделяют значительное число химических компонентов (например, углерода или серы), кроме того, в результате трения от них отделяются мелкие каучуковые частицы, которые смешиваются с хлоридами солей натрия и кальция.
Во-вторых, днища автомобилей обрабатываются антикоррозийными покрытиями, которые также вступают в химическую реакцию с антигололедными реагентами. Еще одним источником дополнительных химикатов служат жидкости для омывания автомобильных стекол, часть которых попадает на дорогу. Четвертым источником компонентов для химического «коктейля» является само дорожное покрытие.
Кроме того, сам реагент — хлорид кальция или хлорид натрия — не используется в чистом виде. Хлорид служит основой реагента, к которой добавляется песок или гранитная крошка, кроме того, компоненты реагентов могут содержать примеси (магний, медь, кобальт, свинец, мышьяк, ртуть, молибден). Нетрудно представить, какая гремучая смесь веществ, вступающих в активные химические реакции между собой, попадает в почву, на нашу обувь, лапы домашних животных, а также растущие в городе растения.
Борьба с реагентами:
Химические реагенты для борьбы со льдом на дорогах используются не только в России — в США и Канаде дороги посыпают хлоридом магния.
Однако помимо агрессивных химических соединений можно использовать и другие методы борьбы со льдом: так, в Австрии, Финляндии или Швеции наряду с химикатами используется фрикционный метод: дороги посыпаются песком или каменной крошкой. Плюс этого способа в том, что никаких химических реакций не происходит, а минус заключается в недолговечности такого покрытия. Песок и крошка сдуваются с дорог ветром, разносятся колесами машин и ногами пешеходов, а также царапают обувь.
В Швеции применяется и еще один непривычный для нас метод, названный в честь исследователя ТоргейраВаа. Ученый выяснил:
если мелкий песок смешать с горячей (90–95ºC) водой в пропорции 7 к 3 и затем разбрызгивать эту смесь на снег и лед, то песчинки будут «вплавляться» в лед, тем самым делая поверхность шероховатой. Песок при этом не сдувается ветром, а сцепление автомобильных колес и обуви пешеходов с поверхностью увеличивается.
Такой обработки хватает примерно на неделю (даже при достаточно интенсивном движении), затем ее необходимо повторять.
В Норвегии пошли еще дальше — там строят автомобильные трассы с подогревом. Такой радикальный (и дорогой) метод позволяет вообще забыть о снеге и льде на дорогах. Япония также не использует для борьбы со льдом никаких средств, в том числе и теплых дорог.
Японцы пошли по одному из самых простых путей — они просто-напросто чистят дороги. Для этой страны характерные мощные и непродолжительные снегопады, поэтому такое решение проблемы вполне эффективно.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
При выполнении практической части мы работали с растворами реагентов, так как в реальных условиях, попадая на лед, реагенты образуют раствор, который в свою очередь эффективно расплавляет лед.
Так же в презентации представлена тормозная колодка нового автомобиля, которая всего лишь за один сезон пришла в негодность
Приборы:
Весы
Мерная колба
Четыре вида реагентов
Кожа
Алюминивые пластинки
Фиалки
Вода
Ход работы: 
Подготовить все необходимые приборы .1.При помощи весов, воды и мерной колбы сделать концентрированные растворы реагентов.
2.Опустить в растворы заранее подготовленные кусочки кожи и алюминия.
3.С помощью тех же приборов сделать слабо концентрированные растворы реагентов.
4.Поливать посаженые в землю фиалки слабо концентрированными растворами реагентов.
5.По истечению трехнедельного срока эксперимента сделать выводы по полученным результатам.
Результаты эксперимента:
Хлорид кальция (СаCl2):
Бишофит – хлорид магния (MgCl2*6Н2 О):
Ацетат калия (СН3СООК):
Хлорид натрия (NaCl):
По результатам проведенного эксперимента была составлена диаграмма, в которой показано процентное соотношение вреда, наносимого реагентами определенных видов:
ВЫВОДЫ:
Все наши гипотезы обрели практическое подтверждение.
Самым вредным реагентом оказался ХЛОРИД НАТРИЯ, а самым безобидным АЦЕТАТ КАЛИЯ.
ХЛОРИД МАГНИЯ и ХЛОРИД КАЛЬЦИЯ оказались очень близки по свойствам, а соответственно и по воздействию на образцы.
Рекомендации по защите животных и растений от воздействия анти-гололедных реагентов
Во время прогулки старайтесь обходить реагенты, а собаку лучше приучить ходить по снегу. Маленьких собачек не ленитесь, носите на руках.
Если ваша собака пришла после прогулки вялая, постоянно клацает челюстью (спазмы), выделяется со слюной кровь, дыхание очень частое – скорее всего это и есть отравление. Такая симптоматика обычно проявляется уже через час после прогулки, конечно, это может быть и другое отравление, вовсе не солью, но на 90% это именно из-за соли.
Чтобы избежать подобных случаев поедания снега, рекомендуем надевать на собаку намордник.
После прогулки всегда мойте лапы собаке. А если заметили, что пес прошел по куче соли, то лучше после прогулки хорошо промойте лапы, опустив каждую в мыльный раствор. Собаки очень часто активно вылизывают лапы, нельзя допустить попадания реагентов в организм.
С растениями, и особенно деревьями, ситуация сложнее. Чтобы их уберечь от воздействия антигололедных реагентов, необходимо убирать снег с примесью реагентов и не допускать, чтобы реагенты оставались на земле, быть безвредными для здоровья человека и экологии
ЗАКЛЮЧЕНИЕ:
Все применяемые противогололедные средства должны удовлетворять следующим основным требованиям:
снижать точку замерзания воды при отрицательных температурах;
быстро взаимодействовать и плавить снежно-ледяные отложения;
не повышать скользкость дорожного покрытия до опасных значений;
не вызывать вредного воздействия на дорожные покрытия;
не угнетать зеленые насаждения;
не оказывать отрицательного влияния на металл, резину и кожу;
Список литературы:
«Эколого-гигиеническая оценка опасности антигололедных реагентов» А.Г. Стародубов, С.Б. Чудакова. Сборник докладов 4-ого Международного конгресса по управлению отходами, 2005.
О. В. Мосин. Статья об антигололедных средствах 2008
Отраслевые дорожные нормы ОДН 218.2.027-2003
ТЕХНИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ намечаемой хозяйственной деятельности, связанной с применением специальных материалов, предназначенных для зимнего и летнего содержания объектов городского дорожного хозяйства и объектов гражданской авиации. Оценка воздейстия на окружающую среду, Общество с ограниченной ответственностью «Научно-производственное объединение «Институт экологии и энергосберегающих технологий», 2014г.

Приложенные файлы


Добавить комментарий