Содержание углекислого газа в классном помещении



МБОУ «Малинская средняя общеобразовательная школа»

на базе детского экологического центра «Островок»

Исследовательская работа

Содержание углекислого газа в классном помещении

Выполнили:

1.Бурыкина Юлия, ученица 9-го класса

2.Кармаева Анастасия, ученица 9-го класса

3.Фролова Ирина, ученица 9-го класса

Руководитель:

Маркина Маргарита Борисовна

учитель биологии и химии

МБОУ «Малинская СОШ»



2013 год

Содержание

1. Введение.

2. Влияние углекислого газа на организм.

3. Ацидоз.

3. Экспресс-метод определения углекислого газа в воздухе.

4. Выводы.

5. Заключение.

6. Литература.

7. Приложение.

Введение



Поговорка «необходим как воздух» 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.

Свежий морской или загородный воздух содержит около 0,03-0,04% углекислого газа и это тот уровень, который необходим для нашего дыхания. Одновременно большинству из нас знакомо ощущение духоты в помещении и симптомы связанные с этим, т.е. усталость, сонливость, раздражительность. Такое состояния многие связывают с нехваткой кислорода. На самом деле, это симптомы вызваны превышением уровня углекислого газа в воздухе. Кислорода еще достаточно, а углекислота уже в избытке.

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. Исследования, проведенные в рамках ЕЭС, подтвердили эту гипотезу. 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.

Влияние углекислого газа на организм.

Мы обратили внимание на то, что учащиеся в конце учебного дня жалуются на головную боль, наблюдается усталость, вялость в поведении. Одной из причин плохого самочувствия могло быть повышение концентрации СО2 в классном помещении, где занимаются эти учащиеся. Целью нашей работы явилась оценка содержания углекислого газа в воздухе учебной комнаты учащихся 4 класса.

Предмет изучения: двуокись углерода, которая образуется в результате окислительно-восстановительных процессов, протекающих в организме.

Методы выполнения работы:

— химический эксперимент;

— физические исследования;

— математические вычисления;

— изучение статистических данных.

Для определения концентрации содержания СО2 в воздухе классного помещения были взяты пробы воздуха:

— вне помещения здания школы;

— в классном помещении в начале и конце урока;

— в классном помещении после проветривания при помощи фрамуги и после сквозного проветривания;

— в рекреации, примыкающей к классному помещению 4 класса.

Перед нами стояли следующие задачи:

— измерить содержание углекислого газа в классном помещении при различных условиях;

— проанализировать полученные результаты;

— выработать рекомендации по снижению СО2 в классном помещении.

Современный человек почти 90% времени находится в помещении. Малышей мамы отправляют в детский сад, где группы часто бывают переполнены, школьники и студенты сидят в классах по 40 человек и больше, а взрослые проводят на рабочих местах гораздо дольше положенных восьми часов в день. Когда вы входите в помещение, где много людей, то практически всегда чувствуете, что там тяжелее дышится, чем снаружи. Хочется сказать «не хватает кислорода», Это неверно — кислорода все еще более чем достаточно, но в помещении повысилась концентрация углекислого газа. Что происходит при этом с нашим организмом? Насколько это вредно? Современные исследования доказывают, что повышенное содержание СО2 во вдыхаемом воздухе отрицательно влияет на кровь, слизистые оболочки, дыхательную и мочевыводящую системы, костную ткань, иммунитет и умственную деятельность человека

В закрытом помещении уровень углекислого газа повышается гораздо быстрее, чем убывает кислород. Замеры показывают, что, даже когда в школьном классе уровень СО2 достигает 1000 ррm (0,1%), содержание кислорода практически не меняется. Конечно, увеличение углекислого газа зависит от количества людей в этом помещении, от их веса и того, что они при этом делают.

Между концентрацией СО2 и ощущением духоты существует связь. Человек начинает ощущать симптомы «нехватки свежего воздуха» (а на самом деле повышенной концентрации углекислого газа) уже при его уровне 0,08%.

Недавние исследования индийских ученых показали, что углекислый газ даже в небольших концентрациях (т.е. уже при уровне 0,06%) является для человека таким же токсичным, как двуокись азота. Выяснено, что 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.

Что такое ацидоз и чем он плох

В норме кислотность рН крови человека равна примерно 7,4. Наш организм настроен на эту цифру, она необходима для работы всех ферментных и биологических систем организма.

При повышении концентрации СО2 в воздухе, который попадает в организм, увеличивается парциальное давление СО2 в наших альвеолах, его растворимость в крови повышается, и образуется слабая угольная кислота (СО2 + Н2O = Н2СО3). Кровь закисляется, что по-научному и называется ацидозом. Чем выше концентрация СО2 в воздухе, которым мы постоянно дышим, тем ниже рН крови и тем более кислую реакцию она имеет.

Минимальные физиологические последствия ацидоза — перевозбуждение, учащенное сердцебиение и умеренное повышение давления. При более сильном ацидозе человек становится вялым, сонливым, ощущает беспокойство. Но все это происходит уже при концентрациях углекислого газа, типичных для современных помещений, где много народа. Впрочем, когда человек надолго выходит на свежий воздух, его состояние постепенно приходит в норму.

Отбор воздуха на содержание СО2 учебном классе осуществлялся на основе экспресс-метода.

Экспресс-метод определения углекислого газа в воздухе.

Для выполнения работы требуется:

— медицинский шприц на 100–150 мл;

— химический стакан, вместимостью 50–100 мл;

— 0,005% раствор карбоната натрия, для приготовления которого 1 г химически чистого безводного карбоната натрия растворяют в 200 мл свежеприготовленной дистиллированной воде, а затем добавляют 0,5 мл 1%-го раствора фенолфталеина;

— рабочий раствор, 1 мл 0,005% раствор карбоната натрия помещают в мерную колбу на 100 мл, доводят объем дистиллированной водой до метки и перемешивают.

При определении двуокиси углерода в шприц набирают 20 мл рабочего раствора карбоната натрия, затем оттягивают поршень и засасывают исследуемый воздух. После этого шприц встряхивают в течение одной минуты. Если раствор остается розовым, то воздух выталкивают из шприца, набирают новую порцию воздуха и опять встряхивают одну минуту. Новые порции воздуха добавляют до обесцвечивания раствора. Если раствор обесцвечивается менее чем за 1 мин, то опыт повторяют с меньшим количеством воздуха. Ход реакции: Na2CO3+H2O+CO2→2NaHCO3.

Учитывая объем исследуемого воздуха, потребовавшийся для обесцвечивания раствора карбоната натрия, определяют по специальной таблице «Содержание двуокиси углерода в воздухе.

Объем воздуха, мл.

Концентр. СО2 (%)

Объем воздуха, мл.

Концентр. СО2 (%)

Объем воздуха, мл.

Концентр. СО2 (%)

80

0,32

330

0,116

410

0,084

160

0,208

340

0,112

420

0,080

200

0,182

350

0,108

430

0,076

240

0,156

360

0,104

440

0,070

260

0,144

370

0,100

450

0,066

280

0,136

380

0,096

460

0,060

300

0,128

390

0,092

470

0,056

320

0,120

400

0,088

480

0,052

Таблица. Зависимость содержания углекислого газа (%) в воздухе от объема воздуха, обесцвечивающего 20 мл 0,005%-ного раствора соды.

Мы измерили концентрацию углекислого газа атмосферного воздуха, в рекреации (2 этаж, около кабинета 4А класса), в классном помещении 4А класса. А выбрали этот класс, потому что в нём обучается самое большое количество учащихся (32 ученика).

Измерения проводились в течение недели с понедельника по пятницу. Полученные результаты занесли в таблицу.

Понед.

Вторн.

Среда

Четверг

Пятница

Объём воздуха

мл.

Концентрация

СО2

Объём воздуха

мл.

Концентрация

СО2

Объём воздуха

мл.

Концентрация

СО2

Объём воздуха

мл.

Концентрация

СО2

Объём воздуха

мл.

Концентрация

СО2

Атмосферный воздух

360

0,104

340

0,112

340

0,112

320

0,120

320

0,120

Окончание урока

80

0,18

100

0,144

100

0,144

80

0,18

100

0,144

После проветривания

120

0,12

160

0,09

140

0,102

120

0,12

140

0,102

После сквозного проветривания

160

0,09

200

0,072

170

0,084

Рекреация

100

0,144

80

0,18

80

0,18

100

0,144



Страницы: 1 | 2 | Весь текст




sitemap sitemap