Селянина Регина Юрьевна МБОУ СОШ с.Ключи Аскинский район РБ

Научный руководитель: Никитина Е.В., учитель биологии и географии МБОУ СОШ с.Ключи

ОСОБЕННОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА В ТЕЧЕНИЕ УРОКА И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ЗДОРОВЬЕ ОБУЧАЮЩИХСЯ

При загрязнениях воздуха выбросами промышленных предприятий, выхлопными газами автотранспорта и другими, концентрация вредных газов, попадая в кровь человека, образует химические соединения, способные накапливаться в значительных количествах, так как большинство этих соединений бывает достаточно прочными и не способно разлагаться и выводиться из организма. Такие процессы накопления токсинов приводят к различным отравлениям человека, вызывающим заболевания и даже его гибель.

Цели моей работы:

1. Выяснить, как влияет углекислый газ на организм обучающихся.

2. Измерить концентрацию углекислого газа в классе до и после урока.

3. Сравнить полученные результата и сделать выводы.

4. Определить дальнейшие направления работы после полученных результатов.

Предмет исследования: химия и экология.

Актуальность исследования: многие люди, в том числе учителя и обучающиеся, даже не подозревают о том, что время всего лишь одного урока может стать опасным для их здоровья.

В народе существует поговорка "необходим как воздух" и она не случайна. Народная мудрость не ошибается. Без пищи человек может прожить 5 недель, без воды – 5 суток, без воздуха – не более 5 минут. Без углекислого газа, как и без кислорода, жизнь человека невозможна. Углекислота стимулирует защитные системы нашего организма, помогая справляться с физическими и интеллектуальными нагрузками. Но только в определенных дозах.

Чистый атмосферный воздух у поверхности Земли имеет следующий химический состав: азот – 78%, кислород – 21%, углекислого газа – 0,03-0,04%, аргон, гелий, криптон и др. – около 1%. Кислород – основной, необходимый для дыхания компонент воздуха. Углекислый газ – бесцветный газ, не имеющий запаха, возбуждающий дыхательный центр. Азот – инертный газ, составляющий основную часть атмосферного воздуха. Постоянно находится в растворенном виде в крови и тканевых жидкостях организма, разбавляя кислород. В легких и тканях происходит газообмен, поэтому содержание газов во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе неодинаково:

Содержание указанных частей в чистом воздухе постоянно. Изменения происходят чаще всего за счет ее загрязнения различными выбросами промышленных и сельскохозяйственных предприятий, выхлопными газами автотранспорта. В жилых помещениях изменения вызваны, прежде всего, газообразными продуктами жизнедеятельности людей и некоторыми бытовыми устройствами.

На сегодняшний день в школе остро стоит проблема сохранения здоровья учащихся. И хотя образовательная функция школы по-прежнему остается ведущим аспектом ее деятельности, важным фактором в оценке степени и качества обученности становится состояние здоровья школьника. В 2004 году была высказана гипотеза о том, что основной причиной увеличения заболеваний является негативное воздействие загрязненного воздуха и повышенного уровня углекислого газа во внутренних помещениях. Углекислый газ в школьном классе повышает заболеваемость и снижает успеваемость учащихся.

Даже в низких концентрациях углекислый газ в помещении становится токсичным, поскольку воздействует на клеточную мембрану и в крови человека происходят биохимические изменения, такие, как ацидоз (изменение кислотно-щелочного равновесия в организме). Длительный ацидоз в свою очередь приводит к заболеванию сердечнососудистой системы, прибавлению в весе, снижению иммунитета, заболеванию почек, появлению суставных и головных болей, к общей слабости. Высокое содержание углекислого газа в помещении может являться причиной головной боли, воспаления глаз, проблем с носоглоткой, негативно влиять на респираторную систему и вызывать общее чувство усталости.

Изучив данные сведения, я решила провести исследования и измерить концентрацию углекислого газа в классе до и после урока.

Методика проведения исследования:

1. В начале исследования измеряем объем кабинета (биологии) S каб = L*B*H S каб = 2,5*6,5*6=97,5 м 3 Пусть 97,5 м 3 содержит 100% воздуха, тогда х м 3 содержит 0,03% углекислого газа, тогда х = 0,03*97,5/100=0,0293 м 3 углекислого газа. Переведем м 3 в литры: в 1 м 3 – 1000 л, тогда углекислый газ будет равен 29,3 л. Таким образом, объем углекислого газа в кабинете после проветривания до урока был равен 29,3 л.

2. Известно, что при одном выдохе выходит 500 см 3 воздуха, это рано 5 м 3 , в котором содержится 4% углекислого газа. У человека в состоянии покоя частота дыхания колеблется в пределах 10-18 дыхательных движений в минуту. Если взять среднее значение дыхательных движений, например 14, то можно получить следующее: 14 вдохов – 1 минута х выдохов – 45 минут (урок) х = 14*45/1 = 630 выдохов с одного ученика. Вычислим сколько м 3 воздуха выходит при 630 выдохах: 630 выдохов * 5 м 3 воздуха = 3150 м 3 воздуха с одного человека.

Теперь узнаем, сколько углекислого газа выдыхает один ученик за урок: 3150 м 3 воздуха – 100% х м 3 углекислого газа – 4% х = 3150*4/100=126 м 3 углекислого газа. Таким образом, за один урок (45 мин.) один ученик выдыхает 126 м 3 углекислого газа. 3. Возьмем среднее число учащихся в классе (я взяла свой класс) – 8 учеников, тогда получим следующее значение: 126 м 3 * 8 учеников = 1008 м 3 углекислого газа за один урок.

Переведем м 3 в литры 1008 м 3 = 1008000 литров углекислого газа, т.е. до урока было 29,3 литра, а после урока стало 1008 000 литров. Количество углекислого газа увеличилось в 34403 раза. После того как я провела исследования можно сказать, что в рамках класса в основном встречаются легкие отравления углекислым газом.

Легкое отравление можно определить по следующим симптомам: стук в висках, учащенное сердцебиение, дыхание, утомляемость. Для учащихся, данное отравление считается не менее серьезным, чем пищевое. Оно приводит к ослаблению организма, ослаблению внимания и памяти, негативно влияет на результаты учебы детей, снижает их работоспособность. Для того, чтобы этого избежать нужно чаще проветривать классы.

В результате своего исследования я определила, что:

1. Концентрация углекислого газа до начала занятий в классе не превышает 29,3 литров его обычного содержания в воздухе.

2. После окончания урока содержание углекислого газа в классе составляла 1008000 литров.

3. Сравнив полученные результаты, я определила, что количество углекислого газа в течение одного урока увеличилось в 34403 раза.

Вывод: Если своевременно и регулярно не проветривать класс, то находиться в нем не только вредно, а просто опасно для здоровья учащихся.

Очень важно не допустить повышения уровня заболеваемости учащихся. Последние исследования зарубежных ученых показали, что углекислый газ негативно влияет на организм человека даже в низких концентрациях. Как же можно решить эту проблему в наш техногенный век?

Во-первых, с помощью комнатных растений. Но поскольку поглощение ими избыточной углекислоты из воздуха происходит только на свету, то одним им вряд ли справиться.

Углекислый газ можно удалять из воздуха помещения специальными приборами-абсорберами (поглотителями) углекислого газа. В основе действия абсорбера углекислого газа заложен принцип захвата молекул СО2 специальным веществом.

Учителям регулярно проветривать классные помещения, а в тѐплое время осуществлять сквозное проветривание, согласно рекомендуемой продолжительности сквозного проветривания учебных помещений в зависимости от температуры наружного воздуха и проверить эффективность действия вентиляционной системы.

В отсутствие детей в классе (по данным некоторых авторов, и во время проведения физкультминуток) можно осуществлять "сквозное" проветривание, открыв в классе окна и двери, и открыв в коридоре окна напротив класса. Показано, что 3-5 минут такого проветривания вполне достаточно, чтобы воздух в классе полностью обновился. Так, например, при проветривании помещений в течение часа путем открывания форточки количество углекислого газа в воздухе снижается всего на 7% по сравнению с исходным его количеством; при проветривании путем открывания двери – на 20%; а при сквозном проветривании - почти на 76%. Таким образом, сквозное проветривание эффективнее обычного в 5-10 раз. Кроме того отмечено, что при сквозном проветривании резко уменьшается и содержание микроорганизмов в воздухе помещения.

А родителям я бы посоветовала, чтобы понять хорошее ли качество воздуха в школе, где учится ребенок, нужно наблюдать: если ваш ребенок кашляет и чихает больше, чем раньше, у него начали проявляться симптомы аллергии и участились заболевания верхних дыхательных путей, ваш ребенок лучше себя чувствует в выходные дни, когда не ходит в школу. Тогда, возможно, уровень углекислого газа в классе, где он учится выше нормы. Кстати, его можно замерить специальными приборами, которые должны быть в арсенале санэпидслужб.

В дальнейшем предстоит исследовать влияние количества углекислого газа на здоровье обучающихся в течение учебного времени.

Список использованных источников

1. Шилькрот Е.О., Губернский Ю.Д.,«Сколько воздуха нужно человеку для комфорта?», журнал AВОК №4/2008.

2. И.В.Гурина. Безопасный уровень углекислого газа требует ревизии. Журнал «Экологический Вестник России» (№10, 2008).

3. Колчанова Л.В., Колчанов Р.А. «Инновационный подход к ученическому эксперименту», «Химия в школе» №5, 2009г.

4. Гигиенические требования к условиям обучения в общеобразовательных учреждениях otherreferats.allbest.ru›Медицина›00016079_0.html

5. Санитарно-эпидемиологические правила СанПиН 2.4.2.1178-02 "Гигиенические требования к условиям обучения в общеобразовательных учреждениях" www.tehbez.ru/Docum/DocumShow_DocumID_566.html

6. http://valeologija.ru/knigi/posobie-po-omz/497-vliyanie-fizicheskix-i-ximicheskix-parametrov-vozduxa-na-zdorove-cheloveka-i-gigienicheskie-trebovaniya-k-vozdushno-teplovomu-rezhimu-shkolnyx-pomeshhenij.