Использование биологических процессов для регенерации воздуха в помещениях

Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение

города Москвы "Школа с углубленным изучением английского

языка № 000 имени авиаконструктора "
ГБОУ «Школа» № 000

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ  БИОЛОГИЧЕСКИХ  ПРОЦЕССОВ 

ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ ВОЗДУХА

В  ПОМЕЩЕНИЯХ

Автор проекта: ученица 9 «Б» класса Червякова Яна 

  Руководитель: ,  учитель биологии.

Москва 2017

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение……………………………………..………..3 Цели………………………………………...………….3 Теоретическая часть………………………………...3 Практическая часть…………………………………6 Результаты…………………………………..………..6 Вывод…………………………………………..……...7 Использованные материалы………………….……..8 Приложения……………………………………..……9

2

Введение

  Ни для кого не секрет, что уровень кислорода в воздухе мегаполиса оставляет желать лучшего. В нашем городе климатические условия не позволяют на протяжении 9 месяцев в году постоянно держать окна открытыми. Система вентиляции в помещениях не может полностью восстановить потерю кислорода, который расходуется на дыхание людей, при приготовлении пищи и при использовании нагревательных приборов (в том числе и батарей центрального отопления). В результате, у многих жителей крупных городов развивается хроническая гипоксия, которая проявляется в виде повышенной утомляемости, снижении иммунитета, а у детей – к заторможенности и снижению успеваемости в учебе.

ЦЕЛИ

Целью данной работы было создание прибора, восполняющего потери кислорода в помещении.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Газовый состав воздуха, которым мы дышим, выглядит так: 78% составляет азот, 21 % - кислород и 1% приходится на другие газы. Но в атмосфере крупных промышленных городов это соотношение часто нарушено. Значительную долю составляют вредные примеси, обусловленные выбросами предприятий и автотранспорта. Автотранспорт привносит в атмосферу многие примеси: углеводороды неизвестного состава, бенз(а)пирен, углекислый газ, соединения серы и азота, свинец, угарный газ.  (http://biofile. ru/bio/22340.html)

3

https://yandex. ru/images/search? text=Газовый%20состав%20атмосферного%20воздуха&img_url=http%3A%2F%2Fuslide. ru%2Fimages%2F24%2F30298%2F960%2Fimg1.jpg&pos=1&rpt=simage

В настоящее время население городов Земли вынуждено жить и работать в сложных экологических условиях. Учитывая постоянно растущий уровень загрязнения окружающей среды, можно сказать, что все мы в той или иной степени испытываем недостаток кислорода. Современный человек вдыхает воздух, содержащий приблизительно 21 % кислорода и 0,03% углекислого газа. В выдыхаемом воздухе содержится 16% кислорода и 3,7-4% углекислого газа. Нарушение оптимального баланса между кислородом и углекислым газом оказывает непосредственное влияние на здоровье и самочувствие человека. ( http://oxy-ufa. ru/poleznaya-informaciya/pro-kislorod/o-znachenii-kisloroda-dlya-cheloveka/)

Недостаток кислорода в организме — это гипоксия. В первую очередь недостаток кислорода ощущает наш мозг. Мозг потребляет порядка 25% от всего поступающего в организм кислорода. Затем сердце: боль в районе сердца и в дальнейшем инфаркт — это следствия гипоксии.  (http://dieta-pohudeniya. ru/defitsit-poleznyih-veshhestv/pochemu-dlya-ukrepleniya-zdorovya-nam-nuzhen-kislorod. html )  4

Фотосинтез - это уникальный физико-химический процесс, осуществляемый на Земле всеми зелеными растениями и некоторыми бактериями и обеспечивающий преобразование электромагнитной энергии солнечных лучей в энергию химических связей различных органических соединений. Основа фотосинтеза — последовательная цепь окислительно-восстановительных реакций, в ходе которых осуществляется перенос электронов от донора — восстановителя (вода, водород) к акцептору — окислителю (СО2, ацетат) с образованием восстановленных соединений (углеводов) и выделением O2, если окисляется вода. (http://biofile. ru/bio/3721.html)

https://yandex. ru/images/search? text=фотосинтез&img_url=https%3A%2F%2Ffs00.infourok. ru%2Fimages%2Fdoc%2F187%2F214124%2Fimg6.jpg&pos=1&rpt=simage

  5

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

На I этапе подбирались водоросли, которые, во-первых, имели бы высокий уровень фотосинтеза и, во-вторых, были устойчивыми. Большинство видов водорослей гибнет в течение месяца, если они не в аквариуме, а просто в сосуде с водой. Поэтому пришлось создавать специальную питательную среду. (Приложение№1)

Вторым этапом был подбор оптимальной степени освещенности. Красная лампа, вопреки нашему ожиданию, не давала существенного увеличения вырабатываемого объема кислорода. В то же время, она намного дороже обычной галогеновой. (Приложение )

Третий этап – расчет оптимального объема рабочей камеры и массы водорослей. (Приложение )

В ходе экспериментальной работы были  разработаны:  конструкция аппарата, материал, из которого он изготовлен. (Приложение )

Кроме того был подобран вид организмов, удовлетворяющий параметрам, необходимым для их длительного использования. Опытным путем подбиралась питательная среда, а также были рассчитаны характеристики осветительного прибора.

РЕЗУЛЬТАТЫ

В результате работы была экспериментально разработана схема «кислородной лампы». Нижняя часть – это рабочая камера, наполненная питательной средой с водорослями. Она имеет двойные стенки, между которыми расположен светоотражающий слой. Верхняя часть имеет два отверстия – боковое для поступления углекислого газа и верхнее для крепления осветительного прибора и выхода кислорода.

Основные характеристики лампы:

Объем рабочей камеры не менее 1960 см3; Масса фотосинтезирующего организма не менее 80 г (в пересчете на сухой остаток);  6 

  3. Световой поток должен быть в пределах 140-180 люмен;

  4. Уровень питательной среды в рабочей камере

не должен превышать 2/3 общего объема рабочей камеры.

Прибор разработан для применения в быту, а также  в помещениях, предназначенных для длительного совместного пребывания людей. Такой прибор может применяться (при небольших доработках) даже на подводных лодках – в качестве абсолютно безопасного источника кислорода. (Приложение )

ВЫВОД

Используя естественные биологические (автотрофные) процессы, можно создать экологически безопасный прибор по восстановлению уровня кислорода в воздухе помещений.

7

ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИСТОЧНИКИ
http://biofile. ru/bio/22340.html https://yandex. ru/images/search? text=Газовый%20состав%20атмосферного%20воздуха&img_url=http%3A%2F%2Fuslide. ru%2Fimages%2F24%2F30298%2F960%2Fimg1.jpg&pos=1&rpt=simage http://oxy-ufa. ru/poleznaya-informaciya/pro-kislorod/o-znachenii-kisloroda-dlya-cheloveka/ http://dieta-pohudeniya. ru/defitsit-poleznyih-veshhestv/pochemu-dlya-ukrepleniya-zdorovya-nam-nuzhen-kislorod. html http://biofile. ru/bio/3721.html https://yandex. ru/images/search? text=фотосинтез&img_url=https%3A%2F%2Ffs00.infourok. ru%2Fimages%2Fdoc%2F187%2F214124%2Fimg6.jpg&pos=1&rpt=simage https://ru. wikipedia. org/wiki/Фотосинтез http://www. f-med. ru/toksikologia/Gipoksia. php http://www. stroitelstvo-new. ru/gigiena-truda/dinamika-potrebleniya-kisloroda. shtml . http://prostoflora. ru/ekologiy/49.html

8

ПРИЛОЖЕНИЯ

№1. Первый этап – подбор водорослей.

9

№2. Второй этап - подбор оптимальной степени освещенности.

10

№3. Третий этап – расчет оптимального объема рабочей камеры и массы водорослей.

11

№4. Схема строения кислородной лампы:

12

№5. Кислородная лампа.

13