Исследовательская работа "Содержание углекислого газа в классном помещении"

Муниципальное бюджетное  общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №2  г. Вяземского  Вяземского муниципального района Хабаровского края

Исследовательская работа

Содержание углекислого газа в классном помещении

Работу выполнила:

 Слободянюк  Альбина,

Учениц 9А класса

Руководитель: Котова Татьяна Гавриловна,

учитель проектно – исследовательской

деятельности

2020 г.

Содержание

1. Введение………………………………………………………………….3

   1.1 Актуальность темы…………………………………………………...4

   1.2.Гипотеза……………………………………………………………….4

   1.3. Цель работы…………………………………………………………..5

   1.4. Методы исследования………………………………………………..5

   1.5. Задачи…………………………………………………………………5

2. Теоритическая часть.

2.1. Влияние углекислого газа на организм……………………………….6

   2. 2. Что такое ацидоз и чем он плох…………………………………….7

3. Практическая часть.

3.1. Определение углекислого газа в воздухе……………………………..8

   3.2. Выводы. ………………………………………………………………12

   3.3. Рекомендации для решения данной проблемы…………………….12

4. Заключение……………………………………………………………….13

5. Используемая литература……………………………………………….13

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.

Актуальность

Современный человек почти 90% времени находится в помещении. Малышей мамы отправляют в детский сад, где группы часто бывают переполнены, школьники  сидят в классах по 25 человек и больше. Учащиеся в конце учебного дня жалуются на головную боль, наблюдается усталость, вялость в поведении.  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?

Гипотеза:

Одной  из причин плохого самочувствия может быть повышение концентрации углекислого газа в классном помещении, где занимаются  учащиеся.

Цель работы: Оценить содержание углекислого газа в воздухе в классном помещении, где занимаются учащиеся и влияние его на самочувствие учащихся.

Предмет изучения: углекислый газ в классном помещении и учащиеся, которые в нём занимаются.

Методы выполнения работы:

- эксперимент;

- физические исследования;

- математические вычисления;

- изучение статистических данных.

Задачи:

1. Изучить понятие углекислого газа и его влияние на самочувствие.

2. Выяснить что такое ацидоз и чем он плох.

3. Измерить содержание углекислого газа в классном помещении при различных условиях;

а) вне помещения здания школы;

б) в классном помещении в начале и конце урока;

в) в классном помещении после проветривания;

г) в рекреации, примыкающей к классному помещению;

д) в классном помещении после 6-го урока;

4. Проанализировать полученные результаты;

5. Выработать рекомендации по снижению углекислого газа в классном помещении.

Углекислый газ и его влияние на самочувствие.

Современные исследования доказывают, что повышенное содержание углекислого газа 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 углекислого газа 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 углекислого газа 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 углекислого газа в воздухе, который попадает в организм, увеличивается парциальное давление углекислого газа 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 углекислого газа 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.

Определения углекислого газа в воздухе.

• m
• V =11,5*6*3=207
• = 1,29*207 = 267,03 кг (нормальная масса воздуха в кабинете )

Для определения углекислого газа в воздухе мы провели эксперимент, для этого в течение недели измеряли температуру и атмосферное давление в кабинете информатики, где окна выходят на восточную сторону и в кабинете находятся 15 компьютеров, которые работают в течение учебного дня, по режиму работы кабинета проходят все 6 уроков.

Выполнили расчёты по формуле: ,

Расчёты

= =372,661 кг (массавоздухав пн. вначалеурока)

2. = =371,273кг (масса воздуха в пн. в конце урока)        

= =374,438кг (масса воздуха в пн. после проветривания)

= =369,904кг (масса воздуха в пн. к концу 6-го урока)

5. = =374,906кг (масса воздуха в пн. в рекреации)

6. = =393,942кг (масса воздуха в пн. на улице)

= =332,111кг (масса воздуха во вт. в начале урока)

= =371,049кг (масса воздуха вовт. в конце урока)

= =371,191кг (масса воздуха во вт. после проветривания)

= =285,458кг (масса воздуха вовт. к концу 6-го урока)

= =373,784кг (масса воздуха вовт. в рекреации)

12. = =392,303кг(масса воздуха вовт. на улице)

= =371,559кг (масса воздуха в ср. в начале урока)

= =370,543кг (масса воздуха вср. в конце урока)

= =371,673кг (масса воздуха вср. после проветривания)

= =370,404кг (масса воздуха вср. к концу 6-го урока)

= =378,610кг (масса воздуха в ср. в рекреации)

= =399,099кг (масса воздуха вср. на улице)

19. = =373,328кг (масса воздуха в чт. в начале урока)

= =370,908кг(масса воздуха в чт. в конце урока)

= =371,306кг(масса воздуха в чт. после проветривания)

= =369,541кг(масса воздуха в чт. к концу 6-го урока)

= =378,254кг(масса воздуха в чт. в рекреации)

= =529,348кг(масса воздуха в чт. на улице)

= =371,191кг(масса воздуха в пт. в начале урока)

= =370,040кг(масса воздуха в пт. в конце урока)

= =371,926кг(масса воздуха в пт. после проветривания)

= =369,904кг(масса воздуха в пт. к концу 6-го урока)

= =375,866кг(масса воздуха в пт. в рекреации)        

= =393,316кг (масса воздуха в пт. на улице)

31.= =374,068кг(масса воздуха в сб. в начале урока)

= =369,178кг(масса воздуха в сб. в конце урока)

= =373,178кг(масса воздуха в сб. после проветривания)

34.= =371,273кг(масса воздуха в сб. к концу 6-го урока)

= =374,376кг(масса воздуха в сб. в рекреации)        

= =395,124кг(масса воздуха в сб. на улице)

Эти расчёты сравнили с нормами углекислого газа, взятые из дополнительных источников.

Нормальная концентрация СО2

Все измерения были внесены в таблицу.

Результаты

Вывод

В результате проведённого исследования, которое длилось неделю, мы выяснили,что предельно-допустимая концентрация Со2 в местах постоянного пребывания людей, а именно в школе составляет 1,5 кг. В результате проведённых измерений, мы выяснили, что в начале урока содержание СО2 соответствует норме, а к концу 1-го и 2-го урока наблюдается незначительное превышение углекислого газа, после проветривания помещения содержание СО2возвращается к предельно допустимой норме, но к концу 6-го урока наблюдается значительное превышение содержания углекислого газа в воздухе, это объясняется тем, что окна кабинета выходят на восточную сторону, в кабинете находятся 13 компьютеров, которые работают в течение всего дня, и дополнительно излучают тепло, по режиму работы кабинета проходят все 6 уроков и часто наполняемость классов составляет 20-25 человек, потому что в этом кабине проходят не только уроки информатики, но и другие предметы. Всё это влияет на повышение температуры и атмосферного давления, в результате повышается содержание СО2в кабинете.

Рекомендации для решения данной проблемы

Длительное проветривание всех помещений (кратковременное проветривание слабоэффективное и практически не уменьшает содержание углекислого газа в воздухе).

С помощью комнатных растений (но поглощение ими избыточной углекислоты из воздуха происходит только на свету).

С помощью специальных приборов. Эти приборы называются абсорберами (поглотителями) углекислого газа (в основе действия абсорбера углекислого газа заложен принцип захвата молекул СО2 специальным веществом).

Длительное проветривание  на больших переменах.

Заключение

Мы узнали об углекислом газе, ацидозе и о их влиянии на организм человека, также мы произвели измерения и вычисления, выяснили что содержание углекислого газа превышает норму, дали рекомендации для решения этой проблемы.

Используемая литература

http://ru.solverbook.com/spravochnik/formuly-po-ximii/formula-uglekislogo-gaza/

https://ru.wikipedia.org/wiki/

http://www.scienceforum.ru/2016/1897/23955