Учебно исследовательская работа " Воздух в моем классе"

МБОУ «Выльгортская СОШ №1»

Научно-исследовательская работа практической направленности

на тему: «Воздух в моем классе»

                                  Руководитель: Юранева Людмила Григорьевна

                                          Работу выполнила:  Кочан Вероника, ученица 3а класса              

2015 год

Содержание работы:

Введение……………………………………………………………………………3

I. Основная часть

1.1. Свойства воздуха………………………………………………………………5

1.2. Основные источники загрязнения воздуха…………………………………..8

1.3. Влияние   воздуха  на  организм человек……………………………………12

II. Практическая часть…………………………………………………………..14

Заключение………………………………………………………………………….18

Список использованной литературы……………………………………………...19Приложение…………………………………………………………………………20

Введение

Воздух –  среда нашего обитания, без которого наша жизнь невозможна. Воздух является источником дыхания живых организмов. Известно, что без воздуха человек не выживет и 5 минут, в то время как без пищи он сможет прожить около 5 недель, а без воды около 5 суток. Существует прямая зависимость между качеством воздуха и целым рядом заболеваний. Вредные вещества, содержащиеся в воздухе способны создавать массовые отравления. Та часть жителей, которая большее время проводит в закрытых помещениях, подвергнута особому виду заболевания. Медики назвали его — синдром закрытых помещений. Заложенный нос, сухость в горле, кашель, ринит, головная боль, повышенная раздражительность — вот лишь некоторые ее признаки.

 Актуальность исследования:

        Экологически чистая  полноценная внешняя среда является важной предпосылкой сохранения и укрепления здоровья и развития людей. Одним из важнейших экологических факторов  среды является воздух. Без воздуха  человек гибнет через несколько минут. Потребность  человека в воздухе очень высока. Жизнь человека и большинства других живых существ невозможна без дыхания. Прекращение дыхания даже на несколько минут влечет за собой прекращение жизнедеятельности. Что же такое воздух, которым мы дышим?

Цель работы:  узнать, как влияет воздух на здоровье человека.

Объект исследования: Воздушная среда учебного помещения.

Предмет исследования: воздух

Гипотеза исследования: Необходимо убедиться и доказать, что проветривание помещений в школьных классах,  благоприятно влияет на  самочувствие детей и учителей, делает воздух чище и безопаснее для дыхания.

Задачи:

1. Изучить научно – познавательную литературу по данной  теме;

2. Познакомиться с некоторыми свойствами воздуха.

3. Раскрыть основные причины и последствия загрязнения воздуха, важнейшие меры по его охране.

4.Изучить влияние   воздуха  на  организм человека.

5. Провести исследование.

.     

I  Глава основная часть

1.1.Свойства воздуха

Земля окружена оболочкой из воздуха толщиной несколько сотен километров. Мы живем как бы на дне этого гигантского воздушного «океана». У этого «океана» нет берегов, он окружает весь земной шар.    На поверхности нашего тела давит не менее 16 тонн воздуха. Мы не замечаем этого давления, потому что оно уравновешивается давлением воздуха, находящегося внутри нас. Воздушную оболочку Земли ученые называют атмосферой (от греческих слов «атмос» - пар и «сфера» - шар). Она никогда не бывает спокойной, потому что образующий ее воздух необычайно подвижен. Без атмосферы наша планета была бы такой же безжизненной, как Луна. Солнечные лучи раскаляли бы освещенную сторону Земли, а на неосвещенной – был бы ледяной холод. В течение только одних суток температура менялась бы 200 с лишним градусов: днем под лучами солнца стояла бы сильная жара и температура была бы свыше 100 градусов, а ночью – жесточайший мороз, ниже 100 градусов. Сейчас днем светло не только на солнце, но и в тени, и в комнатах, куда не проникают солнечные лучи. При отсутствии атмосферы было бы ослепительно светло под прямыми лучами солнца. Во всех других местах царила бы ночь.

Атмосфера делится на три основные части:

- нижнюю – тропосферу (до высоты 8-18 км в зависимости от географической широты местности) она характеризуется снижением температуры по высоте на 6С на 1 км,  так как теплый воздух легче холодного, это приводит к вертикальному перемещению потоков воздуха, конденсации водяного пара, об­разованию облаков и выпадению осадков. Очень часто тропосферу называют кухней погоды. В ней сосредоточено 80% массы атмосферного воздуха;

- среднюю – стратосферу (от 8-18 до 60 км) она располагается выше тропосферы до высоты около 60 км. В ней температура с высотой не понижается, а возрастает, вертикальные движения воздушных потоков не наблюдаются. В стратосфере создаются условие для накопления такого химически активного вещества, как озон (О3), который является модификацией кислорода (О2). В тропосфере природный озон образуется из кислорода за счет электрических разрядов во время гроз и из-за своей активности очень недолговечен. В стратосфере же под действием ультрафиолетового солнечного излучения в отсутствии вертикального переме­шивания образуется слой повышенной концентрации озона, который называ­ют озоновым слоем(экраном);

- верхнюю – ионосферу (выше 60 км)  она лежит выше стратосферы. До высоты около 80 км здесь на­блюдается резкое понижение температуры (до минус 75—90°С), что нередко вызывает образование самых высоких облаков — слоистых, состоящих из ле­дяных кристалликов. На больших высотах характерно значительное повыше­ние температуры (до 1000 °С и более). Газы атмосферы под действием интен­сивного солнечного излучения находятся на этих высотах в ионизированном состоянии. С этим состоянием связано возникновение полярного сияния как свечения газов. Ионосфера обладает способностью многократного отражения радиоволн, что позволяет обеспечивать дальнюю радиосвязь.

       Только в тропосфере существуют условия, благоприятные для жизни жи­вых организмов. На высотах стратосферы и ионосферы ни животные, ни рас­тения существовать без средств защиты не могут.

        Смесь азота, кислорода, углекислого газа и некоторых других газов, а также водяного пара и пыли - все это и образует воздух, без которого жизнь на Земле не могла бы существовать. На 78 процентов он состоит из азота, на 21 процент из кислорода. Это 99 – процентов. Кислород  является важнейшей составной частью воздуха. В природе постоянно осуществляются процессы потребления и восстановления кислорода, поэтому содержание его в атмосферном воздухе почти постоянно (20,95 об.%). Азот  является по объему главной составной частью воздуха (78,09 об.%). Он выполняет роль инертного разбавителя кислорода (в чистом кислороде жизнь невозможна). В оставшемся 1 проценте – углекислый газ, выделяемый всеми живыми существами. Он необходим для питания растений. Человек дышит кислородом и выделяет углекислый газ, то есть отработанный кислород. А растения поглощают этот газ. Углекислый газ  присутствует в атмосферном воздухе в небольшом количестве (0,03 об.%), атмосферный воздух постоянно пополняется углекислым газом в результате процессов жизнедеятельности живых организмов, горения, брожения и др., однако параллельно этому происходит усвоение углекислого газа растениями, для которых он является источником углерода при синтезе органических веществ. Всем необходимо большее количество растений, чтобы воздух стал чище.

Инертные газы: аргон, гелий, криптон, ксенон  и др. в тех очень небольших количествах, в которых они обычно присутствуют в воздухе, не участвуют ни в каких реакциях и не оказывают влияния на человека. Они называются инертными (малоактивные), потому что не участвуют в химических реакциях. Инертные газы научились получать химическим путем и использовать в народном хозяйстве:

- Легкость и горючесть гелия используют при заполнении воздушных шаров и дирижаблей.

- В среде аргона производят электросварку металлов.

- Неоном, аргоном, криптоном, ксеноном заполняют электрические лампочки.

-   Смесь гелия с кислородом применяют для дыхания при подводных работах.

        Еще есть в воздухе водяные пары и различные примеси. Водяные пары поступают в воздух в результате испарения воды обширными водными поверхностями, без них не было бы облаков, дождя и вообще жизни на земле. Примесями воздуха являются: копоть, пепел, земля, перья, дым и пары, неорганические и органические элементы, а также вирусы, бактерии и грибковые споры.

Воздух не имеет запаха, цвета и вкуса.

1.2.Основные источники загрязнения воздуха.

        Под загрязнением атмосферы понимают любое изменение ее состава и свойств, которое оказывает негативное воздействие на здоровье человека, состояние растений и животных.

Загрязнение атмосферы может быть вызвано природными процессами (тогда его называют природным или естественным) и деятельностью челове­ка (антропогенное загрязнение).

Природными источниками загрязнений атмосферного воздуха служат прежде всего вулканические выбросы, лесные и степные пожары, пыльные бури, тайфуны, массовое цветение растений и т. п. Обычно эти факторы не оказывают резко отрицательного воздействия на природные экосистемы, за ис­ключением широкомасштабных катастрофических явлений. Так, например, при извержении вулкана Катмай на Аляске в 1912 г. было выброшено такое коли­чество пепла, что это вызвало уменьшение на 20% притока солнечной радиа­ции на большую часть поверхности Земли и привело к понижению среднего­довой/ температуры на 0,5°С в Северном полушарии на протяжении трех лет.

        Источником запыленности атмосферы также могут быть крупные лесные пожары, пыльные бури их образование связано с переносом сильным ветром поднятых с земной поверхности пылевых частиц. В период массового цветения растений в приземных слоях воздуха мо­жет содержаться значительное количество спор и пыльцы растений. Многие из них способны вызывать у людей аллергические заболевания. 

Антропогенное загрязнение атмосферы по своим масштабам значительно превосходит природное относят промыш­ленные предприятия, отопительные системы зданий (котельные установки), транспорт, сельское хозяйство, сжигания различных видов топлива - нефти и нефтепродуктов, каменного и бурого угля, природного газа, дров, тор­фа и других, основу которых составляют органические вещества. 

Техногенные выбросы в атмосферу насчитыва­ют десятки тысяч видов веществ.

      Для уменьшения концентрации в атмосфере вредных примесей, источни­ком которых в основном являются промышленные предприятия и транспорт, применяют разные методы, в том числе нижеперечисленные.

1)  Устанавливают очистное оборудование для улавливания загрязняющих веществ.

2)  Сооружают высокие и. сверхвысокие дымовые трубы. 

 3)  Совершенствуют существующие и создают новые промышленные тех­нологии, при этом нередко применяют принципиально новые экологически чистые схемы производства..

4)  Создают санитарно-защитные зоны вокруг промышленных предприя­тий (шириной от 50 м до 1 км в зависимости от токсичности выбросов), в которых запрещено строительство жилых зданий.

5)  Осуществляют посадку зеленых насаждений. Исследования показали, что каждое взрослое дерево способно поглощать 30—40 кг пыли и копоти в год.

6) Совершенствуют существующие модели двигателей и уменьшают вес корпуса автомобилей, чтобы сократить потребление топлива.

7) Применяют новые виды топлива. 

8)  Создают вдоль дорог зеленые насаждения, которые способны более чем на половину уменьшать вредное воздействие выхлопных газов на окружающую среду.

       Нужно особо подчеркнуть высокую экологическую эффективность озеленения. Деревья хорошо очищают воздух от выхлопных газов. Каждое взрослое дерево ежегодно поглощает такой объем отработанных газов, какой автомобиль в среднем выделяет за 25 тыс. км пробега, В зеленых массивах уже на расстоянии 30 м от проезжей части улицы вдвое меньше микробов, чем на транспортных магистралях.(21;В.Г.Глушкова)

Основные источники загрязнения воздуха жилой среды:

-строительные и отделочные материалы, изготовленные из полимеров (используются для покрытия полов линолеум, ковролин и т.д.)

-курени (табачный дым);

- жизнедеятельность самого человека - самый мощный источник загрязнения. Установлено, что в процессе жизни человек выделяет около 400 веществ – антропотоксинов,  (антропо- +токсины - ядовитые продукты, образующиеся в процессе жизнедеятельности человека углекислый газ, ацетон, аммиак, амины, фенолы и др.), которые, выделяясь из организма, могут в определенной концентрации представлять опасность для людей, находящихся в замкнутом пространстве.

       Жилая среда в плохо вентилируемых помещениях ухудшается пропорционально числу лиц и времени их пребывания в помещении.            Обнаружено, что иногда в невентилируемых помещениях концентрации сероводорода и метиламина превышали даже ПДК для атмосферного воздуха. Даже 2-4-х часовое пребывание человека в таком помещении может сказаться на его самочувствии, отрицательно повлиять на умственную работоспособность

       Таким образом обеспечение оптимальной воздушной среды в жилых зданиях  это:

-гигиеническая (содержать в чистоте, проветривать)

- озеленение помещений растениями ре­шаются такие задачи, как санирование улучшение микро­климата, снижение запыленности, смягчение шума, а также и создание благоприятной психологической обстановки

 - инженерно-техническая  разработка кондиционеров, вентиляторов, установка воздухоочистителей, озеленение помещений растениями ре­шить такие задачи, как санирование — улучшение микро­климата: снижение запыленности, смягчение шума, а такжеи создание благоприятной психологической обстановки.

       Ведущим звеном в этом является создание в помещениях такого воздухообмена, который позволил бы обеспечить требуемые параметры воздушной среды. 

1.3.Влияние   воздуха  на  организм человек.

       Человек может дышать и не очень чистым и свежим воздухом - такого воздуха достаточно, чтобы жить и не умереть. Но вот чтобы быть здоровым и прожить долгую жизнь, такого воздуха недостаточно. Для этого нужен воздух свежий, насыщенный кислородом.

Низкие показатели качества воздушного бассейна вызывают или обостряют болезни систем эндокринной, кровообращения, дыхания, органов пищеварения, а также кожи, несут аллергические болезни, психические расстройства, и многое другое.

      Значительную часть времени (до 80-90%) мы проводим в закрытых помещениях, поэтому очень важно, чтобы в этих помещениях был чистый и свежий воздух.

   Ведь  в воздухе закрытых помещений могут содержаться загрязнения бактериальной и химической природы, т.е. в воздухе много вредных бактерий и химических веществ. Такое загрязнение возникает в результате физиологических обменных процессов человека (дыхание, потоотделение и т.д.). При дыхании человек усваивает в час около 0,057 м³ кислорода, а выдыхает 0,014 м³ углекислого газа. Вполне естественно, что в закрытых помещениях содержание кислорода будет значительно уменьшаться, а концентрация углекислого газа – возрастать. В таких помещениях воздух человеком воспринимается как несвежий, и он жалуется на духоту. Находясь в душном помещении у человека появляется головная боль, разбитость. Человек быстро утомляется. Особенно резко это сказывается на здоровье и самочувствии детей, людей пожилого возраста и больных.

        Повышенные концентрации углекислого газа несут ответственность за так называемый «синдром хронической усталости» и являются причиной невнимательности и, как следствие, плохой успеваемости школьников.

       Если в комнате постоянно находится много людей, а проветривания помещения не происходит длительное время, то содержание в воздухе угарного газа будет увеличивается, и он начнет оказывать токсическое действие на организм.

        Согласно  «Санитарно-эпидемиологическим требованиям к условиям и организации обучения в общеобразовательных учреждениях» - Учебные помещения необходимо проветривать во время перемен, а рекреационные - во время уроков. До начала занятий и после их окончания необходимо осуществлять сквозное проветривание учебных помещений. Продолжительность сквозного проветривания определяется погодными условиями, направлением и скоростью движения ветра, эффективностью отопительной системы. Температура воздуха в зависимости от климатических условий в учебных помещениях и кабинетах, кабинетах психолога и логопеда, лабораториях, актовом зале, столовой, рекреациях, библиотеке, вестибюле, гардеробе должна составлять 18 – 24 `C.

Рекомендуемая продолжительность сквозного проветривания учебных помещений в зависимости от темпрературы наружного воздуха

Наружная температура С0	Длительность проветривания помещения (мин)
	В малые перемены	В большие перемены и между сменами
От + 10 до +6	4-10	25-35
От +5 до 0	3-7	20-30
От 0 до -5	2-5	15-25
От -5 до -10	1-3	10-15
Ниже - 10	1-1,5	5-10

    Поэтому очень важно чтобы окружающий нас воздух был чистым.

       Для того, чтобы убедиться в выводах, полученных из прочитанной литературы, мы проведем  практические исследования.

II. Глава. Практическая часть.

Цель: изучить уровень влияния воздуха на самочувствие

 учащихся 3а класса «МБОУ Выльгортской школы №1»

Задачи:

1.Провести  опрос учащихся 3а класса;

2.Понаблюдать за поведением, самочувствием учащихся 3а класса в  проветриваемом и непроветриваемом помещении;

3. Рассчитать на какое время хватит кислорода всем ученикам класса и учителю при условии, если дверь и окна будут плотно закрыты.

4. Составить диаграмму по полученным результатам

Методы исследования:

1.     Опрос

2.     Наблюдение

3.     Измерение

С учащимися 3а класса был проведен опрос. Детям предлагалось выбрать вариант ответа. В данном опросе приняли участие 20 человек. (Приложение 1)

-Как часто необходимо проветривать помещения?

Варианты ответов:

а) Регулярно, в любое время года;

б)  Только, если на улице  и в помещении не холодно;

 в) Как можно реже, чтобы не заболеть.

Полученные результаты мы представили в диаграмме №1

Вывод: Результаты опроса показали, что большинство опрошенных учащихся (55 %) считают необходимым регулярно и в любое время года проветривать помещение; 30 % учащихся считают, что проветривать помещение класса необходимо только если на улице и в помещении не холодно; 15 % опрошенных считают, что проветривать нужно как можно реже, чтобы не заболеть.

Наблюдения за самочувствием учащихся в проветриваемом и

непроветриваемом помещение.

         В ходе эксперимента нами велись наблюдения за поведением и самочувствием учеников в проветриваемом и непроветриваемом помещении в течение 2 уроков (90минут), а также в индивидуальной беседе задавался вопрос: «Как вы себя чувствуете в классе, где не было проветривания и плотно закрыты окна и двери?».  Результаты наблюдений представлены в диаграмме №2 и диаграмме №3.

 Диаграмма №2

Диаграмма №3

Вывод: Действительно, в классе с достаточной циркуляцией воздуха самочувствие учеников  было на 100% хорошее, работоспособность высокая, учащиеся активно отвечали на вопросы. Напротив, в непроветриваемом классе   самочувствие в классе  учеников на 100% ухудшалось, становилось душно, работоспособность уменьшалась, ребята часто отвлекались, делали больше ошибок в устных ответах, чаще отвечали невпопад, участились случаи зевания, появились жалобы на головную боль.

     Следующим этапом мы произвели измерения классной комнаты.

    Для того, чтобы узнать на какое время хватит кислорода  20 ученикам и учителю в классе при условии  плотно закрытых дверей и окон, мы провели измерения и вычислили объем классной комнаты.

       Для дыхания одного человека в совершенно закрытом помещении требуется не менее 2 м³ воздуха на 1 час.

Следовательно: 2 м³* 21= 42 м³ (необходимо воздуха  21 человеку на 1 час)

Объем классной комнаты составляет – 127,2 м³

Следовательно: 127,2 м³: 42 м³ = 3 ч ( на 3 часа хватит воздуха в классе 20 ученикам и учителю)

      Таким образом по полученным измерениям можно сделать вывод что в закрытом помещении  воздуха ученикам  и учителю  хватит только на три часа.

Заключение.

       Проведенные исследования показали, что достаточно большое количество опрошенных учащихся  не считают необходимым регулярно и в любое время года проветривать помещения, что является, скорее всего, результатом недостаточной информированности о пользе регулярного проветривания помещений.

Следовательно с детьми необходимо провести  просветительские мероприятия по данной теме.

        По результатам наблюдений за самочувствием учеников установлено, что действительно при плохой циркуляции воздуха в классной комнате во время занятий микроклимат ухудшается (повышается температура воздуха и его влажность, становится душно), падает активность и внимание учеников. Учащиеся чувствуют себя гораздо лучше в классе с хорошей циркуляцией воздуха. Фрамуги и форточки должны функционировать в любое время года.

       Для того чтобы учащиеся чувствовали себя комфортно в классе во время занятий и на переменах, необходимо создавать условия для хорошей циркуляции воздуха: проветривать помещение перед началом занятий, во время них или на переменах.

      Следовательно, результаты проведенного нами исследования дают основания считать, что поставленные задачи в данной работе выполнены. Положение гипотезы получило достоверное подтверждение.

 Список используемой литературы

1.Безруких М.М. Возрастная физиология развития ребенка,- М:. изд.  «Академия», 2002,с-142

2.Глушкова В.Г. «Эколого-экономические проблемы России и ее  

3.Детская энциклопедия «Я познаю мир» под ред.О.Г. Хинн, «изд.                          АСТ»,2000, с-71 АСТ»,2000, с-71

4.Лысова Н.Ф.Возрастная анатомия, физиология и школьная гигиена, изд. Сиб.Унив.2009,

5.Муравей Л.А. Экология и безопасность жизнедеятельности – М:.Юнити-Дана,2000,с -75

6.Роджерс К.,  Хендерсон К.  Детская энциклопедия, 2002г.

7.Сан ПиН 2.4.2. 2821-10 Санитарно-эпидемиологические требования к условиям и организации обучения в общеобразовательных учреждениях

8.Современная школьная энциклопедия для детей, М.Росмэн, 2008,с -188