Научный проект Исследование загрязненности воздуха школьных помещений

Министерство Образования и Науки Республики Казахстан

КГУ «Средняя школа №16»

Направление: Здоровая природная среда - основа стратегии « Казахстан- 2030»

Секция : Охрана окружающей среды и здоровья человека

Научный проект на тему:

«Исследование загрязненности воздуха жилых помещений»

Авторы: Сизикова Ольга

Саяпина Карина

11 класс, КГУ «Средняя школа №16»

города Риддера Восточно- Казахстанской области

Руководитель: Большакова Л.Н.

учитель географии высшей категории

КГУ «Средняя школа № 16»

2014 год

Оглавление

Введение__________________________________________________________ 2

1.Глава 1 Пыль- главный загрязнитель воздуха жилых помещений

1.1 Состав пыли, её источники________________________________ 3

2. Разновидности пыли_____________________________________ 5

3. Влияние пыли на человека________________________________ 6

4. Практическое исследование загрязненности воздуха пылью____ 7

5. Рекомендации по борьбе с пылью__________________________ 9

2.Глава 2 Табачный дым как загрязнитель воздуха жилых помещений

2.1 Состав табачного дыма и его влияние на здоровье человека _____ 10

2.2 Практическое исследование влияния табачного дыма___________ 11

на проростки фасоли

Заключение________________________________________________________ 14

Список литературы__________________________________________________ 15

1

Введение

Люди уже давно поняли, что чистый воздух необходим человеку, чистый воздух- залог здоровья.

Человек может прожить без пищи около пяти недель, без воды- пять суток, без воздуха- только пять минут.

Человек за день съедает 1.5 кг пищи, выпивает около двух литров воды и вдыхает несколько тысяч литров воздуха. Он может отказаться от недоброкачественной пищи или воды сомнительной чистоты, но вдыхать ему приходится тот воздух, в котором он находится в данный момент, даже если он загрязнен или опасен для здоровья.

Воздух и здоровье человека находятся в тесной взаимосвязи и взаимозависимости .

Каков же воздух наших квартир и школ, и как же он влияет на здоровье человека?

Почему мне это интересно изучить?.

Потому что в нашем Риддерском регионе холодное время года продолжается более 6 месяцев. Люди все это время чаще находятся в помещениях: в школе, в квартира, в офисах. Поэтому понятна актуальность выбранной нами темы.

Гипотеза: в воздухе жилых помещений есть загрязнители, которые отрицательно влияют на здоровье человека.

Цель наших исследований:

Выявить основные загрязнители воздуха жилых помещений, их состав и влияние на здоровье.

Задачи:

1. Изучить проблему в литературных источниках

2. Провести соответствующие опыты и сделать выводы.

3. Разработать рекомендации по борьбе с загрязнителями воздуха.

Методы:

1. Аналитический (изучение литературы)

2. Практический (постановка опытов, оформление рекомендаций.)

3. Наблюдение

Объект исследований: воздух жилых помещений

Предмет исследований: примеси в воздухе, их значение.

2

1.Глава 1 « Пыль - главный загрязнитель воздуха жилых помещений»

1. Состав пыли и ее источники

Состав домашней пыли очень сложен, в целом все вещества пыли можно разделить на 7 частей [5]

ПЫЛЬ

чешуйки кожи клещи

песок и жир

пыльца растений шерсть домашних животных

микроорганизмы

Рассмотрим подробнее каждую составную часть пыли:

• Чешуйки кожи.

Каждый из нас сбрасывает до 450 г. омертвевшей кожной ткани в год. Эта мертвая ткань собирается на полу, в кроватях и в мягкой мебели и является основной пищей для пылевых клещей и плесневых грибков.

• Песок и жир.

Вместе с обувью мы ежедневно приносим в свой дом грязь с улицы, которая, как правило, является смесью песка и природных жиров. Песок, по сути- это смесь мелких частичек камней с острыми как стекла кромками. Поэтому песок увеличивает содержание пыли в помещении во много раз. Жиры не только являются естественными загрязнителями, но также за счет своей вязкости связывают другой мусор, препятствуя его уборке.[1]

• Пыльца

Гранулы пыльцы появляются в наших домах благодаря цветущим растениями, и часто являются возбудителями аллергических реакций организма. В наших домах пыльца также может собираться на полу при нерегулярных уборках и неблагоприятно воздействовать на здоровье человека у него дома.

3

• Шерсть домашних животных.

Шерсть домашних животных служит пищей для пылевых клещей. В общественных местах, таких как школа и офисы, концентрация «кошачьего» и «собачьего» аллергенов в пыли часто находится на том же уровне, что и в домах, где содержат этих животных. Аллергены выносятся с одеждой или в волосах из дома в окружающую среду.

Различные аллергические реакции может вызвать шерстяная и меховая одежда. Установлено, что эпидермис и волос человека также является сильным аллергеном.

• Клещи, живущие в пыли и отходы их жизнедеятельности.

Пылевые клещи - это насекомые, которые обитают в коврах, на мягкой мебели и в постелях. На 70-80% пыль состоит из разного вида клещей. Их основной пищей являются органические составляющие пыли (шерсть и ороговевшие частички кожи). Домашние пылевые клещи живут около четырех месяцев. В течение этого времени клещ производит экскрементов в 200 раз больше собственного веса. И откладывает до 300 яиц. Теперь понятно, почему концентрация аллергенов в помещении быстро увеличивается за короткое время. К настоящему времени в домашней пыли найдено около 150 видов клещей. В 1 грамме пыли может содержаться от сотни до нескольких тысяч клещей! Мелкие фрагменты клещей (от 10 до 40 микрон) и продукты их жизнедеятельности (особенно, фекальные частицы) обладают исключительной способностью вызывать аллергию.
Поднявшись в воздух, эти аллергены подолгу не оседают, а при вдыхании попадают к нам в дыхательные пути. Основным местом обитания клещей является постель, где для них достаточно пищи, а условия близки к оптимальным (температура около 25С и относительная влажность 75%). Немало их и в коврах, креслах, гардинах, текстильных изделиях. Размеры клещей от 0,1 до 0,4 мм, в зависимости от фазы развития, за сутки каждый клещ производит до 20 фекальных шариков размером 10-40 мкм, которые легко поднимаются в воздух. Количество клещей непостоянно в течение года. Наибольшее количество - конец августа - начало октября [1]

• Микроорганизмы

Мельчайшие живые существа, которые могут вызвать различные заболевания у человека.

4

1.2. Разновидности пыли

Изучение домашней пыли началось очень давно, уже в 1964 группа ученых рассматривала пыль, как сильный аллерген. Всю пыль можно разделить на две группы: естественная и искусственная. (Приложение I). Естественная делится на минеральную и органическую. Искусственная на производственную и коммунально-бытовую.

Начнем с естественной минеральной пыли. Наиболее существенным ее источником является почва. Выдуваемые ветрами частицы земли поднимаются высоко в небо и переносятся на многие сотни километров. Океанская пыль - это меленькие капельки воды, которые поднимаются с помощью пузырьков воздуха. Капли мгновенно высыхают, а воздух насыщается солями, которые парят в воздухе. Вулканы и большие лесные пожары также являются пылью.[7]

К естественной органической пыли можно отнести цветочную пыльцу, грибки, споры, шерсть животных и волосы людей. (Приложение II).

Теперь рассмотрим производственную пыль. Это в основном отходы от сжигания нефти, газа, угля, дерева и сажа, содержащаяся в выхлопах двигателей внутреннего сгорания.

Немалую часть в составе пыли занимает коммунально-бытовая пыль. Сюда можно отнести резиновую пыль от истирающихся об асфальт и бетон автомобильных шин. Так же к коммунально-бытовой пыли относятся волокна из натуральных и искусственных тканей. Все это кружит в воздухе и попадает в наши квартиры.[9]

5

1.3. Влияние пыли на человека.

Если «дышать пылью» изо дня в день, то неизбежны заболевания дыхательной системы (хронические заболевания полости носа, глотки, бронхов, легких, аллергические реакции), воспалительные процессы, головные боли, раздражение слизистых оболочек глаз. [2]

Постоянное наличие пыли со временем может вызывать аллергию даже у абсолютно здорового человека. Аллергия к домашней пыли наиболее часто проявляется в виде астмы и ринита, реже - конъюнктивита. Приступ бронхиальной астмы часто начинается ранним утром. Симптомы болезни отмечаются в течение всего года. Когда больной выезжает из своей квартиры хотя бы на несколько дней, ему становится значительно лучше.
Аллергенные свойства пыли известны уже несколько столетий. Одно из первых упоминаний относится к 17-му веку; фламандский врач Джон Баптиста описал монаха, который начинал задыхаться, когда подметал.

Главными возбудителями аллергии являются постельные и бумажные клещи. Численность их свыше 500/г пыли (концентрация аллергена выше 10 мкг/г пыли) - фактор, провоцирующий приступ бронхиальной астмы. Но и меньшее количество клещей может вызвать заболевание, особенно у детей (концентрация аллергена выше 2мкг/г пыли или количество клещей 100/г достаточны для повышения чувствительностиребенка).
Эти страшные звери, похожие на микроскопических носорогов, обитают в матрацах, подушках, в постельном белье и мягкой мебели, в скоплениях пыли на полу и прочих «пылесборниках». Они питаются отшелушившимися чешуйками кожи. Сами они не вызывают аллергию, к заболеванию приводит постоянное вдыхание их экскрементов.

Содержание в пыли пыльцы растений также вызывают аллергию. В среднем в России каждый третий человек подвержен аллергическим реакциям на пыльцу растений. [3]

Шерсть домашних животных может также содержать некую секрецию, которая являться возбудителем аллергии и даже астмы.

Некоторые типы плесени могут вызывать отравление своими спорами при их вдыхании.

6

1.4.Практическое исследование загрязненности воздуха пылью

Эксперимент № 1 « Пыль под микроскопом»

Для того , чтобы изучить состав пыли , мы чистые предметные стекла поместили на школьный шкаф на 5 дней. А далее рассмотрели пыль под микроскопом через 2, 3, 5 дней.

Обнаружили, что пыль состоит из частиц разного размера, разной формы, серого цвета, соединены между собой ворсинками. Мы убедились, что воздух в классной комнате не чист. К тому же пыль в воздухе постоянно накапливается( ее количество на предметных стеклах с каждым днем увеличивалось). Рассмотрели под микроскопом пыль, смешанную с водой - некоторые частицы растворились. Делаем вывод: главным методом борьбы с пылью является влажная уборка помещений.

Эксперимент № 2 « Микроорганизмы на желатине»

Есть ли в воздухе микроорганизмы? Чтобы их обнаружить мы сделаем следующее:

В чистые чашки Петри разлили раствор желатина (известно, что он является питательной средой для микробов)

I чашка- контрольная (мы её сразу закрыли)

II чашка- открыли в гардеробе на 10 минут и закрыли

III чашка- открыли в классной комнате на 10 минут и закрыли.

Все 3 чашки поставили в шкаф, в одинаковые условия, при постоянной температуре.

7

Через 6 дней:

№ чашки Петри

место нахождение

наблюдения

I

контрольная

Нет никаких образований

II

раздевалка

6 пятен (колонии микроорганизмов)

III

классная комната

4 пятна( колонии микроорганизмов)

Вывод: в воздухе есть микроорганизмы. Они могут отрицательно влиять на здоровье человека.

Эксперимент № 3 « Микроорганизмы на агар-агаре»

Чашки Петри- лабораторные. Питательная смесь агар-агар.

I чашка-контрольная

II чашка- на поверхности питательной смеси оставили следы пыли.

8

Через 6-7 дней:

№ чашки

наблюдения

I

нет колоний

II

7-10 колоний

Вывод: микроорганизмы есть в пыли.

1. 5. . Рекомендации по борьбе с пылью.

2. Каждый человек должен следить за чистотой в своем доме.

3. Впустите в ваш дом свежий воздух и солнце. Устраивайте сквозняки. Прогоните пыль!

4. Делайте влажную уборку в помещениях, не реже одного раза в неделю.

5. Обрабатывайте постельные принадлежности, домашнюю обувь.

6. Приобретайте современные воздухоочистители.

7. Люди должны бороться за чистоту окружающей среды и меньше её загрязнять, чтобы меньше болеть.

8. Разводите комнатные растения, они помогут очистить воздух.

Главные враги пылевых клещей - свежий воздух, вода и солнце.

9

2. Глава 2

« Табачный дым как загрязнитель воздуха жилых помещений»

2.1.Состав табачного дыма и его влияние на здоровье человека

Табак родом из Америки. В Европу табак завёз Колумб 12 октября 1492 г. своё название растение получило от провинции Тобаго - где оно росло. В Россию табак был завезён английскими купцами в 1565 г. через Архангельск. В середине XVI века, табак распространяется во Франции. Этому способствовал Жан Нико, французский посланник. В Португалии в честь его имени и назвали наркотическое вещество листьев табака - никотином.

Быстрому распространению табака способствовало его удивительное свойство - неудержимая тяга к курению, с которой было очень трудно совладать человеку.

В начале столетия табак начал поступать в Россию. В России торговля табаком и курение были разрешены в 1697 году в царствовании Петра I, который сам стал заядлым курильщиком после посещения Голландии.

В царствование царя Михаила Фёдоровича попавшийся на курении в первый раз наказывался 66 ударами палок по стопам, во второй раз - отрезанием носа и ушей. Частных торговцев табаком повелевалось «пороть, ссылать в дальние города».

«Табак» - травянистое растение семейства паслёновых. В мире насчитывается свыше 60 его видов, табак выращивают в 120 странах мира. В нашей стране выпускаются сигареты (как с фильтром, как и без него) и папиросы 4 сортов: высшего, первого, второго и третьего. Сигареты высшего сорта содержат никотина меньше, чем третьего, а смол и эфирных масел, придающих аромат, больше. Дым, образующийся при курении табака, представляет собой сложную газообразную смесь многих ядовитых веществ, состоит из летучих, крайне мелких размеров частиц, которые составляют около 5-10% массы дыма.

В состав табачного дыма входят токсичные вещества. Свыше 200 из них, опасны для организма. Это : никотин, эфирные масла, окись углерода (угарный газ), углекислый газ, аммиак, табачный дёготь, полоний-510 (он излучает гамма - лучи, в моче курящих его в 6 раз больше, чем у некурящих), свинец, висмут, мышьяк, калин, а так же масляная, уксусная, муравьиная, валериановая и синильная кислоты, сероводород, формальдегид и пр.

Никотин - маслянистая прозрачная жидкость с неприятным запахом и горьким вкусом, на воздухе окрашивается в коричневый цвет и хорошо растворяется в воде, алкоголе. Сила ядовитого действия табака зависит от содержания в нем никотина, плотности набивки сигареты или папиросы, частоты и глубины затяжек.[8]

Табачный дым - один из основных загрязнителей атмосферного воздуха, особенно в закрытых помещениях. Поэтому он считается одним из основных факторов, способствующих развитию заболевания легких, эмфиземы, бронхита, бронхиальной астмы, рака лёгких и др. Главной причиной возникновения и развития «табачного» кашля становятся капли дегтя, осевшие в лёгких. Содержащиеся в табачном дыму вещества вызывают воспаление эпителия, покрывающего дыхательные пути, что приводит к повышенному выделению секрета и слизи, связанному с отделением мокроты при кашле. Вместе с другими растворимыми в воде веществами никотин вызывает спазмы гладкой мускулатуры бронхов и снижает пропускную способность лёгких. Вследствие этого возникает постоянный воспалительный процесс - хронический бронхит и постоянный спазм лёгких - эмфизема лёгких. Оба эти заболевания являются типичными для курильщиков и постепенно приводят к лёгочной недостаточности: одышке, бронхиальной астме, ко всем серьёзным заболеваниям, связанными с систематическим нарушением газового обмена в организме. Понижает сопротивляемость различным инфекциям. Кроме спазматического действия на бронхи, никотин вызывает повышение секреции желез бронхиального эпителия, а в последствии угнетающе действует на эту секрецию. В настоящее время уже известно, что по частоте заболеваний, вызванных табака курением, после рака лёгких следует поставить рак губы, языка, полости рта, гортани, пищевода, мочевого пузыря.

Сегодня во всём мире, по свидетельству видного американского специалиста У. Чендлера курит не менее 1 миллиарда человек, потребляя в общей сложности до 5 триллионов сигарет в год. На каждого жителя нашей планеты, не зависимо от пола и возраста, выпускается до 1000 сигарет в год.

Общая площадь земель, отведённых под табак, превышает 4 миллионов гектар. По количеству потребляемых сигарет на душу населения первое место Кипр (3117), второе - Греция (2797), в США выкуривается 2678 сигарет. Россия пока находится на 27 месте.[6]

2.2. Практическое исследование влияния табачного дыма на проростки фасоли

Эксперимент № 4 « Табачный дым и проростки фасоли»

Для опыта отобраны цельные семена фасоли ( по 10 штук). На дно блюдца кладется влажная салфетка. На нее укладываются семена. Дожидаемся прорастания семян. Измеряем длину различных частей проростков. Делаем отбор семян с одинаковыми параметрами и укладываем на 2 блюдца по 10 штук: контрольное и экспериментальное. Семена на экспериментальном блюдце окуриваем табачным дымом ежедневно. По окончанию эксперимента проводим измерения.

11

Морфологические изменения проростков фасоли под влиянием табачного дыма

Показатели

№

пробы

Толщина стебля

(мл.)

Высота растения

( см.)

Длина главного корня

( см.)

Площадь

листьев

№1

Сигареты без фильтра(опыт)

0,28

27,2

8,85

15,6

№2

Контрольная

группа

0,42

25

16,5

24

12

Когда мы окуриваем растения большим потоком сигаретного дыма , то, во-первых, твердые составляющие, то есть смолы и никотин начинают оседать на листьях. Они закупоривают поры растения, начинают разрушать клетки. А, во-вторых, концентрация угарного газа значительно выше, чем необходимо растениям. Но погибание происходит не сразу, а постепенно. В результате эксперимента мы получили данные, подтверждающие отрицательное влияние табачного дыма на проростки фасоли.

Вегетативные органы проростков фасоли заметно отставали в росте от проростков контрольной группы. Эксперимент подтвердил, что табачный дым отрицательно влияет на растения. то же самое происходит и с нашим организмом, при сильном загрязнении воздуха, при отсутствии влажной уборки комнат дома и кабинетов в школе, при нежелании регулярно проветривать помещения. 13

Заключение

Итак, в ходе наших исследований мы доказали, что в воздухе жилых помещений есть 2 основных загрязнителя: пыль и табачный дым . Они по мнению ученых отрицательно влияют на здоровье человека. А это значит: мы должны следить за чистотой воздуха, которым мы дышим. Улучшить качество воздуха мы можем регулярными влажными уборками, проветриванием и озеленением помещений. А также необходимо проводить активную профилактическую работу по профилактике табакокурения.

Материал нашего проекта имеет практическую ценность при проведении мероприятий по здоровому образу жизни.

14

Список литературы

1.Большая энциклопедия школьника, Москва «Махаон»,

2.Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия 2.

3.М. Борудлин, А.П Горкин, А.А Гусев, Н.М Ланда, Большая книга вопросов и ответов. Москва Эксмо 2007

4.Гигиена журнал «Все для дома» Г.И Румянцева №5 2005

5.А.П Дубров 1995г «Экология жилища и здоровья\ человека

6.Ашихмина Т.Я. Школьный экологический мониторинг.- «Агар»,2000. Древо познания / универсальный иллюстрированный справочник для всей семьи. - М.: МС ИСТ ЛИМИТЕД, 2005.

7. Небел Б. Наука об окружающей среде: Как устроен мир. В 2-х томах. -

М.: Мир, 1993.

8. Попова Т.А. Экология в школе. Мониторинг природной среды. /Методическое пособие. - М.: творческий центр Сфера, 2005.

9. Экология родного края /Под ред. Т.Я. Ашихминой. - Киров: Вятка, 1996.

10. alteros.ru/proffesional/fiterbags/dust

15