Партнерка на США и Канаду по недвижимости, выплаты в крипто
- 30% recurring commission
- Выплаты в USDT
- Вывод каждую неделю
- Комиссия до 5 лет за каждого referral
Администрация управления образования
Прокопьевского муниципального района
муниципальное образовательное учреждение
«Бурлаковская средняя общеобразовательная школа»
«Изучение концентрации углекислого газа в воздухе школьных помещений и влияния СО2 на мыслительные способность обучающихся»
Выполнила: Камардина Ксения,
ученица 11 класса.
Руководитель: Прокаева
Вероника
Викторовна,
учитель биологии и химии
с. Бурлаки 2011
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение………………………………………………………………………….3
Атмосферный воздух и действие углекислого газа на организм человека…..5
Методика исследования………………………………………………………….8
Результаты исследования…………………………………………………….....10
Заключение………………………………………………………………………13
Список литературы……………………………………………………………...34
Введение
В последнее время в мире много усилий прикладывается для снижения количества выброса углекислого газа в атмосферу.
Хотя среди российских ученых существует неоднозначное мнение, действительно ли углекислый газ может привести к глобальному потеплению, а вот, что углекислый газ в помещении, в атмосферном воздухе может являться потенциально опасным для здоровья людей даже в небольших концентрациях, многократно доказано научными исследованиями в странах Европы, США, Азии.
Когда уровень CO2 в воздухе помещения поднимается выше определенной величины, человек начинает чувствовать себя дискомфортно, может впадать в дремотное состояние, возникают головные боли, тошнота, чувство удушья. Этот предел индивидуален для каждого человека, в зависимости от пола, возраста и состояния здоровья. Углекислый газ не обладает цветом, запахом, его негативное влияние постепенное и сказывается проявлением различных заболеваний.
Особое внимание следует уделить качеству воздуха, которым дышат дети в классах. Концентрация углекислого газа (СО2) в воздухе классной комнаты может увеличиться в несколько раз к концу занятия.
У детей, обучающиеся в классах с высокой концентрацией углекислого газа, часто наблюдается тяжелое дыхание, одышка, сухой кашель и ринит, эти дети имеют ослабленную носоглотку. Рост концентрации углекислого газа в помещении приводит возникновению приступов астмы у детей-астматиков.
Из-за повышения концентрации углекислого газа в школах и высших учебных заведениях увеличивается число пропуска уроков учащимися по болезни. Респираторные инфекции и астма являются основными заболеваниями в таких школах. Повышенная концентрация углекислого газа в классе негативно влияет на результаты учебы детей, снижает их работоспособность.
В связи с этим возникло противоречие – современные школьники и педагоги знают о негативном влиянии углекислого газа на организм человека, но не имеют информации о том насколько концентрация СО2 в закрытом помещении изменяется в течение урока.
Противоречие позволило сформулировать тему исследования: «Изучение концентрации углекислого газа в воздухе школьных помещений и влияния СО2 на мыслительные способности обучающихся» и проблему исследования: «Как возросшая за время урока концентрация углекислого газа влияет на память, внимание и логическое мышление школьников?»
Целью нашего исследования является определение гигиенических характеристик воздуха и влияния микроклимата на самочувствие человека.
Исходя из цели исследования, были сформулированы следующие задачи:
· изучить литературу по данному вопросу;
· определить концентрацию углекислого газа в учебных кабинетах до и после занятий;
· ознакомиться с методикой определения объема внимания, объема памяти, уровня развития логического мышления;
· Определить влияние углекислого газа на мыслительные функции школьников.
Гипотеза исследования: процесс обучения школьников будет более эффективным, если участники образовательного процесса будут информированы о содержании углекислого газа в школьных помещениях до и после занятий, и своевременно принимать меры по устранению избытка СО2 в учебных кабинетах.
Глава I. Атмосферный воздух и действие углекислого газа на организм человека
Воздух является самым необходимым компонентом для существования организма человека. Без него человек может просуществовать всего в течение нескольких минут. В процессе эволюции человек приспособился к существованию в воздушной среде с определенными свойствами, изменение химического состава этой среды или ее физических свойств отражается на состоянии здоровья человека.
Атмосферный воздух представляет собой физическую смесь кислорода (20,95%), азота (78,08%), инертного газа (0,94%), углекислого газа (0,03%). В атмосфере происходит постоянный кругооборот газов: человек и животные поглощают кислород и выделяют углекислоту, такие же процессы происходят при любых окислительных процессах (горение, тление, гниение и др.), растительный же покров земной поверхности поглощает углекислоту и выделяет кислород.
Углекислый газ (СО2) поступает в атмосферу в результате жизнедеятельности живых организмов, процессов горения, гниения и брожения и за счет сгорания топлива на промышленных предприятиях. СО2 возбуждает дыхательный центр. Повышение концентрации СО2 небезразлично для организма. При 3—4% СО2 в воздухе у человека наблюдаются возбужденное состояние, головная боль, шум в ушах, замедление пульса. 10%-ное содержание СО2 может привести к потере сознания и смерти. В жилых помещениях уровень содержания СО2 не должен превышать 0,1%, его повышение свидетельствует о недостаточном воздухообмене.
Известно, что один человек в спокойном состоянии за один час потребляет 20-30 л кислорода с выделением 18-25 л углекислого газа. В выдыхаемом человеком воздухе углекислого газа содержится в 100 раз больше, чем в чистом атмосферном воздухе. Зная это, становится понятным, почему газ, который входит в обменные процессы человеческого организма, при определенных обстоятельствах может нанести ему вред.
Ученые выяснили, что углекислый газ даже в невысоких концентрациях негативно влияет на клеточную мембрану человека и может приводить к биохимическим изменениям в организме. По своему воздействию углекислый газ так же токсичен для человека, как двуокись азота (NО2)
При высоких концентрациях углекислого газа увеличиваются частота и глубина дыхания. Особенно резко возрастает вентиляция легких при совершаемой в условиях гиперкапнии мышечной работе: в 10—12 раз и более. Это далеко не безразлично для организма человека, возникают сложные, а часто и парадоксальные реакции. При очень больших концентрациях углекислого газа во вдыхаемом воздухе происходит сужение бронхов, а при концентрации выше 15% — спазм голосовой щели.
Изменения состава крови при длительном воздействии углекислого газа на организм заключаются в увеличении числа эритроцитов, лейкоцитов и содержания гемоглобина, увеличении вязкости крови, мобилизации форменных элементов из кровяных депо. В дальнейшем эти механизмы существенно угнетаются. Происходит уменьшение содержания сахара в крови, снижается утилизация глюкозы. Наблюдается уменьшение гликогенных запасов печени, снижение содержания гликогена в мозге. Снижается содержание кальция в крови, и усиливается деминерализация костей, тормозится белковый обмен и ресинтез макроэргических фосфорных соединений. Особенно значительно уменьшается содержание АТФ в мозговой ткани. Повышение содержания углекислоты во вдыхаемом воздухе сначала вызывает учащение сердцебиения, затем, наоборот, — брадикардию. В связи с увеличением вязкости крови значительно увеличивается и нагрузка на сердце.
Основные изменения происходят, конечно же, в центральной нервной системе, и носят они при гиперкапнии фазный характер: сначала повышение, а затем снижение возбудимости нервных образований.
Внешне у людей гиперкапния характеризуется появлением ряда субъективных симптомов, а именно головной боли, головокружения, чувства разбитости, раздражительности, нарушений сна. Снижение работоспособности точно совпадает с повышением процентного содержания углекислого газа в атмосферном воздухе. При приближении этого показателя к 1 % увеличивается время двигательной реакции, уменьшается точность реакции слежения; при 1,5—2% начинает качественно меняться умственная деятельность человека, нарушаются функции дифференцировки, восприятия, оперативной памяти и распределения внимания. При длительной работе в атмосфере, содержащей 3% углекислого газа, начинаются существенные расстройства мышления, памяти, тонкой двигательной координации, резко возрастает число описок и ошибок деятельности, начинаются расстройства слуха и зрения.
Глава II. Методика исследования
Для того чтобы определить концентрацию углекислого газа в воздухе в условиях школьной лаборатории, мы поступили следующим образом.
1. Измерили мощность аквариумного компрессора и определили, что 100 мл воздуха проходит через компрессор за 12 секунд, т. е. за одну минуту он пропускает 500 мл воздуха.
2. Затем мы пропускали воздух через известковую воду до полного помутнения раствора. Проделывали опыт до начала занятий и после уроков.
3. Учитывая то, что в 1 л известковой воды содержится 1,56 г гидроксида кальция, путем несложных вычислений нам удалось определить количество углекислого газа в воздухе в проветренном помещении и после занятий.
Для определения воздействия углекислого газа на умственную деятельность учащихся были выбраны методики, позволяющие легко определить объем внимания, эффективность запоминания и способность школьников совершать простейшие мыслительные операции (анализ, синтез, логические выводы).
Определение объема внимания
Оборудование:
часы с секундной стрелкой, таблица чисел, карандаш.
Цель работы: определить объем внимания.
Приготовить таблицу чисел. Расчертите лист бумаги на 36 квадратов и в каждый из них запишите числа от 101 до 136 в произвольной последовательности.
Ход работы
Поменяйтесь заготовленными таблицами с соседом. Найдите числа в порядке возрастания — 101, 102, 103 и т. д. Каждое число зачеркивайте карандашом.
Работу начинайте по команде экспериментатора.
Определите объем внимания по формуле: В = 648: t, где
В — объем внимания, t — время в секундах.
Сравните полученные данные с таблицей:
Показатель внимания
Показатель объема внимания | Оценка показателя |
6 и более 4—5 Менее 4 | Высокий показатель Средний показатель Низкий показатель |
Объемы памяти при механическом и логическом запоминании
Оборудование: подготовленные ряды слов, часы.
Перечень слов для логического запоминания: сон, зарядка, умывание, завтрак, дорога, школа, звонок, урок, двойка, перемена.
Перечень слов для механического запоминания: квартира, елка, звезда, парус, керосин, бомба, слон, угол, вода, шлейф.
Цель работы: определить возможность памяти при разном способе запоминания.
Ход работы
Экспериментатор зачитывает ряд слов из логического ряда. Через 1 мин испытуемые получают задание их записать.
Через 3—4 мин экспериментатор зачитывает ряд слов механического ряда. Испытуемые записывают их через 1 мин.
Посчитайте количество и порядок записанных слов и
объясните разницу в первом и втором случае.
Глава III. Результаты исследования
Для того чтобы определить количество углекислого газа в воздухе, мы при помощи компрессора пропускали воздух через 100 мл известковой воды.
В 1 л известковой воды содержится 1,56 г гидроксида кальция, следовательно в 100 мл известковой воды будет содержаться 0,156 г Са(ОН)2.
По уравнению реакции определяем сколько СО2 необходимо для этой массы гидроксида.
0,156 г Х л
Са(ОН)2 + СО2 = СаСО3↓ + Н2О
74 г 22,4 л
Таким образом, для данной реакции необходимо 0,047 л СО2.
А теперь можно посчитать процентное содержание углекислого газа в воздухе.
Утром, в проветренном помещении для полного помутнения известковой воды нам понадобилось 28 минут 24 секунды. То есть через 100 мл известковой воды прошло 14,2 л воздуха и количество СО2 составило 0,3%.
Днем, после занятий для этой же операции нам понадобилось 5 минут 48 секунд. То есть сейчас через 100 мл известковой воды прошло всего 2,9 л воздуха и количество СО2 составило 1,6 %.
Известно, что при приближении концентрации углекислого газа к 1 % увеличивается время двигательной реакции, уменьшается точность реакции слежения; при 1,5—2% начинает качественно меняться умственная деятельность человека, нарушаются функции дифференцировки, восприятия, оперативной памяти и распределения внимания.
Для подтверждения этих фактов мы провели определение уровня объема внимания и эффективности запоминания в кабинете со свежим воздухом и после проведения в нем занятий.
Результаты тестирования представлены на диаграммах.
Рис.1. Уровень объема внимания в помещении со свежим воздухом.
Рис.2. Уровень объема внимания в помещении после занятий.
Из диаграмм, изображенных на рисунках 1 и 2, видно, как изменяется объем внимания в зависимости от концентрации СО2. Если в проветренном классе высокий и средний уровни объема внимания составляют 96%, то при концентрации СО2 более 1%, этот показатель упал до 36%.
Рис.3.Эффективность запоминания в помещении со свежим воздухом.
Рис.4. Эффективность запоминания в помещении после занятий.
Согласно диаграммам на рисунках 3 и 4, что и логическая память, и механическая память у учащихся становится хуже, при повышении концентрации углекислого газа.
Заключение
В ходе исследования мы в очередной раз подтвердили мысль о том, что повышенная концентрация углекислого газа в классе негативно влияет на результаты учебы детей, снижает их работоспособность.
Основным источником углекислого газа в помещении является человек.
Но сегодня в классах трудно дышать еще и из-за пластиковых окон, которые устанавливают при ремонте школ. Комната, закрытая пластиком, превращается в закупоренную камеру, и углекислый газ в таких условиях может превышать нормативы во много раз.
Норма содержания в воздухе СО2 для жилых, офисных, учебных и других помещений в России отсутствует. Для учебных помещений в России существуют только нормы по длительности сквозного проветривания и по объему подачи воздуха вентиляционными системами.
Необходимо внедрение в широкое пользование бытовых мониторов СО2, измерительных приборов, замеряющих уровень углекислого газа в помещениях.
Опираясь на все вышесказанное можно порекомендовать следующее:
1. школьные кабинеты необходимо проветривать после каждого урока;
2. в школьных помещениях необходимо достаточно большое количество комнатных растений, поглощающих углекислый газ;
3. если есть возможность выбора, при ремонте отдавайте предпочтение деревянным окнам.
Список литературы
1. Н. В центре внимания. [Текст]/ М. Н. Баулина // Здоровье школьника. 2007, №4. – С.28.
2. С. Химия 9 кл. [Текст]:учебник для общеобразовательных учреждений/О. С.Габриелян. – М.: «Дрофа». – 2008. – 267 с.
3. Е. Обучение здоровью на основе проектной деятельности. [Текст]/ С. Е. Мансурова // Биология в школе.2005, № 7. – С. 27.
4. А. Психология в вопросах и ответах. [Текст]/ В. А. Орехова – М.: КНОРУС, 2005. – 200 с.
5. А., А. Лабораторные и практические занятия по
биологии: Человек и его здоровье. - М.; ВЛАДОС, 2003. - 88с.
6. В., А, С. Лабораторные работы по разделу «Человек и его здоровье». [Текст]/ А. В. Теремов, Н. А. Богданов, С. С. Пашин // Биология в школе.2007, №8. – С.31.
7. Ю., Г., М. Гигиена и экология человека. [Текст]/ Л. Ю. Трушкина, А. Г. Трушкин, Л. М. Демьянова – М.: ТК Велби, Изд-во Проспект, 2006. – 528 с.
Основные порталы (построено редакторами)