Исследовательская работа по сохранению здоровью человека

Пример исследовательской работы по теме «Влияние «мультяшного газа» на изменение голоса и  здоровье человека».

Научный руководитель: В.П.Полухина                               

1. Введение.

                                                                                             Некоторые вещества опаснее самих болезней.                                                                                                                                                                            

                                                                                                                                                                            Сократ.                                                                         

 1.1 Актуальность.

     Недавно у моей младшей сестренки был день рождения. Ей исполнился годик. Родители готовились к данному торжеству. Пригласили гостей, заказали торт, гостиную украсили множеством разноцветных  гелиевых шаров. Все было очень красиво. В середине вечера папа решил развеселить детвору. Он вдыхал воздух из  шаров и говорил смешные фразы, измененным голосом. Всем было очень весело. В тот момент, мне стало очень интересно, почему при вдыхании газа из шарика изменяется голос, и возникло желание выяснить, а не вредно ли это? Я обратился с этим вопросом к родителям. Они согласились  помочь мне провести исследование и найти ответы на мои вопросы (Приложение 1, фото №1).

 1.2 Цель и задачи.

     Цель исследования: выяснить, почему после вдоха газа из шарика изменяется голос, и не вреден ли он для здоровья человека?

  Задачи:

1. Изучить, что за газ находится в шарах.

2. Узнать его физико-химические свойства.

3. Выяснить, что такое голос.

4. Понять, почему изменяется голос после вдоха газа из шарика.

5. Провести опыты, выясняющие:

   - от чего зависит сила изменения голоса после вдоха гелия;

   - есть ли вред здоровью человека после вдыхания гелия.

6. С результатами проведенного исследования посетить врача пульмонолога для интерпретации результатов.

7. Провести опрос среди знакомых и родственников о знании влияния гелия на здоровье человека.

8. Выпустить брошюру на основании полученных результатов и ознакомить с нею всех желающих.                                                                                                                                        

 1.3 Объект, предмет и методы исследования.

Объектом исследования является газ, находящийся в шариках.

Предмет исследования: дыхательная система человека.

Методы исследования: субъективные ощущения испытуемых, опыты, аппарат ФВД.

 1.4 Гипотеза.

    Перед тем как начать проводить исследование, я предположил, что вдыхаемый газ из шарика не вреден для здоровья человека, так как я неоднократно наблюдал использование взрослыми гелиевых шаров для получения смешного, «мультяшного» голоса.

 1.5 Материалы и инструменты.

    Для проведения исследования я использовал разноцветные гелиевые шары, в качестве испытуемых был я и мой папа, аппарат для проведения исследования - ФВД (спирограф компьютерный КМ-АР-01-"Диамант"), блокнот, ручка, фотоаппарат, компьютер, принтер.

 1.6 Обзор литературы по теме исследования.

    Перед написанием исследовательской работы, я изучил информацию, полученную из детской энциклопедии « Я познаю мир. Химия»,М.АСТ, 2001; инертные газы и их определение, биологическая роль, Новосибирск, НЗХК, 1990; новый энциклопедический словарь, М. Большая Российская энциклопедия, 2001г; занимательная химия, М. 2004г; медицинская энциклопедия (раздел оториноларингология).  Я прочитал о газе, который находится в шариках, узнал физико - химические свойства этого газа. Помимо того мы с мамой сходили к доценту кафедры физики Кировской Государственной Медицинской Академии. Она рассказала, откуда появляется голос у человека и почему изменяется сила, звук  голоса после вдоха гелия. Часть информации мы взяли из сети Интернет.

2. Основная часть.

     В настоящее время гелиевые шары являются неотъемлемой частью украшения на праздник. Ими украшают столы, стулья, потолок, двери. Люди научились из них делать великолепные композиции, чтобы праздник был ярким, индивидуальным и оставил незабываемые положительные эмоции. 

 2.1 Что за газ находится в шарах.

      В энциклопедии «Инертные газы и их определение, биологическая роль» мы узнали, что это гелий.  Гелий - это второй элемент периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева. Один из наиболее распространенных элементов во Вселенной, он занимает второе место после водорода. Возглавляет группу инертных газов в периодической системе.

 2.2 Физико-химические свойства гелия.

      Гелий подлинно благородный газ, без цвета, вкуса и запаха. Молекула гелия одноатомна, поэтому он не вступает в какие – либо реакции с другими элементами. Также, гелий является вторым по легкости (после водорода) химическим элементом, он в 7,25 раз легче воздуха. Мама объяснила, что именно это свойство дает гелиевым шарам парить в воздухе, не падая. Гелий обладает даже некоторой степенью наркотического воздействия. По этому показателю он уступает всем остальным инертным газам, так что человеку не грозит привыкания.  Оказалось в обычных условиях  он совершенно не опасен, так как повсюду присутствует и кислород (Приложение 2, рисунок №1).

 2.3 Что такое голос?

Что такое голос мне рассказала мама, врач по образованию. Голос – это способность человека издавать звуки при разговоре, пении, крике, смехе, плаче. Голосообразование происходит путём выдыхания воздуха из легких через рот и нос, при этом голосовые складки вибрируют и создают звуковые колебания в проходящем через них воздухе. Его тембр и частота колебания связок зависят от плотности окружающей его среды. Характерный для каждого человека тембр голоса приобретается в результате прохождения звуковых волн через резонаторы, роль которых выполняют окружающие гортань сверху и снизу воздухоносные полости : ротоглоточная и носовая сверху и трахея с крупными бронхами снизу. (Приложение 3, рисунок  №1)

2.4 Почему гелий может изменять голос человека?

С этим вопросом мы подошли к доценту кафедры физики Кировской Государственной Медицинской Академии. Она  рассказала, что при вдыхании этого инертного газа голосовые связки сжимаются, увеличивается частота их колебаний, и голос звучит в повышенной тональности. Издаваемые звуки иногда напоминают голос персонажа мультфильмов. Поэтому ученые и дали второе название гелию – «мультяшный газ».

2.5 Опыт №1. Выяснить, от чего зависит сила изменения голоса после вдоха гелия.

Дома я решил провести опыт. Для проведения опыта мы купили несколько  гелиевых шаров. Испытуемым стал папа. Сначала папа вдохнул небольшое количество гелия из шарика, и голос изменился незначительно. А когда большое количество, голос изменился до неузнаваемости. (Приложение 4, фото № 1).                                                                                                         Вывод : если вдохнешь небольшой объем инертного газа (гелия) из шарика, сжатие голосовых связок происходит не очень сильно, соответственно и частота их колебаний не сильно увеличивается, поэтому изменение голоса происходит меньше; при вдохе большого объема гелия из шарика, происходит сильное сжатие голосовых связок, сильно увеличивается частота их колебаний, поэтому и сильно изменяется голос, вплоть до неузнаваемости.                                                                                                       

2.6 Опыт №2. Выяснить, есть ли вред здоровью после вдыхания инертного газа - гелия.

     После проведения первого опыта, я решил выяснить: есть ли вред здоровью человека после вдыхания гелия.                                                                                                                         

     Для ответа на данный вопрос, мы с родителями приехали в Северную Городскую Больницу Скорой Медицинской Помощи г. Кирова к врачу функционалисту для прохождения исследования ФВД (Приложение 5, фото №1). Исследование функции внешнего дыхания (ФВД) является основным методом диагностики бронхолёгочных заболеваний, оно включает в себя спирографию и пневмотахографию. Спирография – запись изменений объёма вдыхаемого и выдыхаемого воздуха во времени (объемные показатели). Пневмотахография — запись скорости потока воздуха во времени при спокойном и формированном дыхании (скоростные показатели). Его проводят людям с подозрением на патологию дыхательной системы; для выявления лиц с повышенным риском бронхолёгочной патологии : курильщиков и представителей профессий, контактирующих с вредными веществами при дыхании; контроль течения бронхолёгочных заболеваний – бронхиальной астмы, хронической обструктивной болезни лёгких; предоперационная подготовка пациентов с заболеваниями лёгких и бронхов; с целью подбора лекарственных препаратов для лечения и оценка лечения бронходилататорами – препаратами, расширяющими бронхи.

     Нас заинтересовало, повлияет ли вдыхаемый гелий на  вентиляционные способности легких.  Предварительно купив гелиевых  шаров, мы пришли на исследование. Испытуемыми стали я и папа.

 Методика выполнения исследования ФВД проводится следующим образом : пациент сидит прямо в кресле, руки расположены на подлокотниках. Непрерывную графическую запись объёмов вдыхаемого и выдыхаемого воздуха выполняет спирометр. На него надевают одноразовый мундштук для каждого пациента. На нос надевают носовой зажим. Испытуемый делает глубокий вдох, задерживает дыхание и прижимается ртом к мундштуку, затем спокойно и равномерно выдыхает весь воздух, набранный в лёгкие. Так определяют дыхательный объём (ДО). Это объём воздуха, выдыхаемый при обычном дыхании. Затем пациента просят повторить выдох, но уже не спокойно, а с максимальным усилием, регистрируют резервный объём выдоха (РОВыд). После этого пациенту нужно максимально вдохнуть (определяется резервный объём вдоха и рассчитывается жизненная ёмкость лёгких) и максимально быстро выдохнуть (определяют форсированную жизненную ёмкость лёгких). Затем врач оценивает графическое изображение, полученные показатели и формулирует заключение.

      Нам  провели данное исследование на Спирографе компьютерном КМ-АР-01-"Диамант", сначала при нормальных условиях, потом сразу после вдоха гелия, а затем через 2 мин. после вдыхания гелия (Приложение 6, фото 1-8).

     Протоколы исследования ФВД: при нормальных условиях (Приложение 7, протокол № 1,2), сразу после вдоха инертного газа (протокол № 3,4), через 2 мин. после вдыхания гелия (протокол № 5,6).

     При прохождении исследования,  мама записывала наши с папой субъективные ощущения. Мои: затрудненное дыхание, кратковременная головная боль. Папа: головокружение, кратковременная головная боль, тяжесть в груди.  При этом мы обратили внимание на то, что при коротком, не глубоком вдохе гелия из шарика, данных симптомов не возникает. Они появляются только при сильном, глубоком вдохе.

    Среди знакомых и родственников я провел опрос : «Кто испытывал на себе действие гелия и знает ли о его вреде для здоровья человека».           

№ п/п	Опрошенные знакомые и родственники	Число
1.	Количество опрошенных	35
2.	Количество пробовавших на себе действие гелия	28
3.	Количество знающих о вреде гелия для здоровья человека	0

   С полученными субъективными данными и результатами исследования ФВД для интерпретации мы обратились к зав. пульмонологическим отделением Детской Областной Клинической Больницы г. Кирова, врачу пульмонологу-аллергологу. (Приложение 8, фото № 1).

    Прочитав наши с папой субъективные ощущения после вдоха гелия из шарика, пульмонолог рассказала, что появившаяся симптоматика - это признаки кислородного голодания. Врач объяснила, что это недостаточное поступление кислорода к головному мозгу.  Как выяснилось, это  плохо для здоровья. Глубокие и частые вдохи этого инертного газа способны спровоцировать возникновение гелиевых пузырьков в крови. Из чего я понял, что это опасное состояние, которое даже может привести к потере сознания или летальному исходу.

Вывод:   если решишь еще раз попробовать на себе действие «мультяшного  газа», не вдыхать за один раз  большое количество гелия, так как это может быть очень опасно для здоровья, а лучше вообще этого не делать. Ведь здоровье и жизнь – самое главное!

     Ознакомившись с протоколом проведенного исследования ФВД, врач пояснила, что исходные показатели у меня с папой в норме. Есть некоторое снижение скоростных показателей у папы и у меня, сразу после вдоха гелия. Следующее измерение было произведено  через 2 мин. после вдыхания  гелия. У папы снизились скоростные показатели в 0,5 раз, а мои в 1,5 раза, причем и скоростные и объемные. Восстановление нормальных показателей дыхательной системы произошли только через 3,5 мин. На основании полученных результатов можно сделать следующий вывод.

Вывод:  вдыхаемый гелий сразу снижает скоростные (скорость вдоха и выдоха) показатели функции легких;  пиковое снижение объемных и скоростных показателей происходит в течение последующих 2 мин, причем у детей их снижение происходит в 1,5 раза больше, чем у взрослых. На основании наших результатов мы получили, что вдыхаемый гелий приносит вред дыхательной системе, как у детей, так и у взрослых. А вред здоровью у детей двойной.

3. Результаты исследования.

       Работая над исследовательской работой, мне удалось достичь ее цели и решить поставленные задачи.

1.     Газ, находящийся в шариках – это гелий. Узнал его физико-химические свойства.

2.     Узнал, откуда берется голос у человека. Как влияет гелий на изменение голоса человека.

3.     В результате проведенных опытов я выяснил:

- чем больше вдох из шарика с гелием, тем сильнее изменяется голос;

- чем больше вдыхаешь гелия, тем больше субъективных признаков кислородного голодания;

- что вдыхаемый гелий из шарика оказывает вред здоровью, как взрослому, так и ребенку, а ребенку в 1,5 раза сильнее;

        4.   С  результатами проведенных опытов я посетил зав. пульмонологическим отделением ДОКБ г. Кирова врача пульмонолога-аллерголога и получил данные о том, что на первый взгляд безвредная шалость может оказаться очень опасной для здоровья человека.

        5.   Я выпустил брошюру с полученными рекомендациями и ознакомил с ними всех желающих.

      Гипотеза моего исследования не подтвердилась. Оказалось, что  гелий для получения «мультяшного» голоса может быть очень опасен для здоровья человека.

4Литература.

1. Детская энциклопедия.  Я познаю мир. Химия, М. АСТ, 2001г, с. 11.
2. Занимательная химия, М.2004г,с. 46-52.
3. Инертные газы и их определение, биологическая роль, Новосибирск, НЗХК, 1990г, с.59-70.
4. Медицинская энциклопедия, раздел оториноларингология, М. 1998г, 2 том, с. 128-135.
5. Новый энциклопедический словарь, М. Большая Российская энциклопедия, 2001г, с. 38.
6. Интернет источники : https://ru.wikipedia.org; www. Topauthori.ru; mimege.ru.