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