X Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Экологическая оценка атмосферного воздуха и воздуха закрытых помещений

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Альтавил Лильян Раедовна 1

---

1ГБОУ лицей №179

Обуховская А.С. 1

---

1ГБОУ лицей №179

Работа в формате PDF

1.6 MB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Актуальность

Санкт-Петербург является городом с развитой промышленной и транспортной инфраструктурой, а следовательно, с высокой степенью техногенной нагрузки на окружающую среду. В настоящее время общепризнанно, что риск ухудшения здоровья под воздействием экологических факторов отмечается у половины населения. В первую очередь загрязняется атмосферный воздух.

Атмосферный воздух загрязняется пылью, выбросами транспорта, работой ТЭЦ. В результате фотохимических реакций и процессов трансформации органических соединений, в атмосферном воздухе накапливаются органические вещества, в том числе формальдегид. В закрытых помещениях к этому воздуху добавляются пары фенола и аммиака, которые нередко используются застройщиками в бетон, для ускорения сдачи зданий.

По данным литературы, от качества атмосферного воздуха зависит здоровье человека. Если учесть, что человек в среднем совершает от 16 до 20 (в среднем около 18) дыхательных движений в минуту, можно сделать вывод о значимости чистоты воздуха, попадающего в наш организм.

Большую часть времени люди проводят на работе, в школе и т.д, поэтому проводились исследования воздуха закрытых помещений, а также атмосферного воздуха.

Цель работы:

Определить соответствие проб атмосферного воздуха и воздуха закрытых помещений требованиям предельно допустимых концентраций (ПДК), определенных соответствующими гигиеническими нормативами.

Объекты исследований в городе Санкт-Петербурге:

1) Частное общеобразовательное учреждение «Кембриджская международная школа».

2) Общество с ограниченной ответственностью «ЛЕНГВИЧ СКУЛ».

3) ГБУ ДО Центр детского и юношеского музыкально-

хореографического искусства «Эдельвейс»

4) атмосферный воздух в контрольных точках социально-гигиенического мониторинга, которые определены приказом Управления Роспотребнадзора для каждого района города (в частности, контрольная точка Приморского района, расположенная по адресу: Серебристый бульвар 18/3, на базе Филиала №5 ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в городе Санкт-Петербург»)

Предмет исследования:

-атмосферный воздух

-воздух закрытых помещений

Гипотеза:

Предполагаю, что все собранные пробы атмосферного воздуха и воздуха закрытых помещениях будут соответствовать ПДК

Литературный обзор

Вследствие активного развития заводов, расширения химической промышленности, развития транспортной инфраструктуры, увеличения количества автомобилей возникает все больше проблем с атмосферным воздухом, а именно, с его химическим составом. Далеко не всегда производства используют высокотехнические средства для фильтрования выбросов, огромная часть вредных веществ попадает в воздух из окружающих человека предметов: мебели, элементов современного дома и т.д. [1]. Например, фенолы-соединения, у которых гидроксильная группа присоединена непосредственно к ароматическому кольцу бензола [4] - широко используются практически во всех областях промышленности и народного хозяйства. Все возрастающие количества фенолов нужны для производства пластмасс, создания ряда принципиально новых видов полимерных материалов, синтетического каучука, ядохимикатов для сельского хозяйства, поверхностно-активных веществ, получения пластификаторов, стабилизаторов для нефтепродуктов и многих других продуктов. Увеличение потребности в фенолах объясняется как относительной дешевизной и доступностью этого сырья, так и уникальностью свойств многих продуктов переработки фенолов, особой ценностью их для ряда новых отраслей техники. Масштабы потребления фенолов значительны, и в настоящее время мировое производство фенола приближается к двум миллионам тонн в год. Однако последнее десятилетие характеризуется не только абсолютным увеличением производства фенолов, но и расширением ассортимента фенольных продуктов, используемых народным хозяйством. [2]

Аммиак применяется в холодильной технике, в качестве холодильного агента, не вызывает парниковый эффект, он экологически чистый и дешевле фреонов.

Без применения формальдегида не обходится ни одно деревообрабатывающее производство. Формальдегид входит в состав клеевых масс, используемых при формовке ДСП и ДВП, присутствует в лакокрасочных и прочих отделочных материалах, применяемых с целью усилить декоративную привлекательность. Из-за этого источником вредных для человеческого здоровья выделений является не только относительно дешевая мебель из ДСП, но и более статусная, выполненная из МДФ-панелей, а также ламинат низкого качества [3].
Так содержание фенола, формальдегида, аммиака в количестве, превышающем норму (ПДК), негативно отображается на самочувствии человека, его здоровье, а также на живых организмах в целом. ПДК- предельно допустимаяконцентрация. Под ПДК понимается концентрация, не оказывающая в течение всей жизни прямого или косвенного неблагоприятного действия на настоящее или будущие поколения, не снижающая работоспособности человека, не ухудшающая его самочувствия и санитарно-бытовых условий жизни.[6]Так, согласно нормативам и правилам, ПДК фенола в воздухе рабочей зоне не должна превышать 0,01 мг/м3. Уточнение о концентрации в рабочей зоне означает, что элемент будет относительно нейтральным к человеческому организму, если его воздействие не превысит 8 часов 5 дней в неделю. Что касается аммиака, он очень токсичен, имеет резкий запах, ощущаемый при концентрации его в воздухе 0,04 г/м. Предельно допустимая концентрация аммиака в закрытых помещениях 0.2 мг/ м3.

Формальдегид — токсичный газ, раздражает слизистые оболочки глаз и дыхательных путей. Предельно допустимая концентрация в воздухе закрытых помещений не должна превышать 0,05 мг/ м3 [6]

Материалы и методы исследования:

Точки забора проб воздуха:

1)Частное общеобразовательное учреждение «Кембриджская международная школа».

2) Общество с ограниченной ответственностью «ЛЕНГВИЧ СКУЛ».

3) ГБУ ДО Центр детского и юношеского музыкально-

хореографического искусства «Эдельвейс»

4) стационарный пост исследования атмосферного воздуха по адресу: Серебристый бульвар 18/3, на базе Филиала №5 ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в городе Санкт-Петербург»

Приборы для сбора воздуха

Колба Рабочий раствор

для сбора для анализа формальдегида

Колба Рабочий раствор

для сбора фенола для анализа

Рабочий раствор для сбора аммиака:

Раствор состоит из следующих реактивов: Реактив Несслера, Хлористый аммоний, винно-кислого калия-натрия, гидроокиси алюминия

Метод исследования:

Ф отометрический анализ - совокупность методов молекулярно-абсорбционного спектрального анализа, основанных на избирательном поглощении электромагнитного излучения в видимой, ИК и УФ областях молекулами определяемого компонента или его соединения с подходящим реагентом. Основан на сравнении интенсивности двух световых потоков, прошедших через стандартный и исследуемый растворы. [5].

Для этого был использован спектрофотометр ПЭ-5400ви

Для достоверности результатов каждый из показателей собирали трижды

Результаты статистически обработаны и достоверны

Результаты и их обсуждения

1) Частное общеобразовательное учреждение «Кембриджская международная школа». (Точка забора проб 1)

Условия при которых проводился сбор проб:

Спортивный зал, пол – ламинат, потолок - подвесной типа «Армстронг», стены -водоэмульсионная краска, окна - окрашенное дерево, двери - деревянные. Мебель -отсутствует. Отбор проб проводился в центре помещения на высоте 1,5м от пола. Дверь и окна были закрыты. Температура: +21,3 0 С; Влажность: 44 %,.

Таблица 1

Анализ воздуха спортивного зала из точки забора №1

Полученные результаты свидетельствуют, что содержание фенола, аммиака и формальдегида соответствует требованиям ПДК, при этом, фенола - в 2 раза, аммиака – в 20 раз, формальдегида в 5 раз меньше ПДК ( табл.1)

2) Общество с ограниченной ответственностью «ЛЕНГВИЧ СКУЛ». (Точка забора проб 2)

Условия при которых проводился сбор проб:

Кабинет №2, пол – линолеум, потолок - подвесной типа «Армстронг», стены –керамическая плитка, окна – стеклопакет металлопластик, двери - деревянные. Мебель -корпусная. Отбор проб проводился в центре помещения на высоте 1,5м от пола. Дверь и окна во время отбора были закрыты. Температура: +22,7 0 С; Влажность: 24 %,.

Таблица 2

Анализ воздуха в кабинете в точке забора №2

Полученные результаты свидетельствуют, что содержание фенола, аммиака и формальдегида соответствует требованиям ПДК, при этом, фенола - в 1.7раза, аммиака – в 5 раз, формальдегида в 5 раз меньше ПДК (табл.2)

3) ГБУ ДО Центр детского и юношеского музыкально-хореографического искусства «Эдельвейс». (Точка забора 3)

Условия при которых проводился сбор проб:

Спортивный зал, пол – деревянный, потолок и стены окрашены водоэмульсионной краской, окна – стеклопакет металлопластик, двери - деревянные. Мебель – отсутствует. Отбор проб проводился в центре помещения на высоте 1,5м от пола. Дверь и окна были закрыты.

Температура: +25,6 0 С; Влажность:43%

Таблица 3

Анализ воздуха в спортивном зале в точке забора № 3

Полученные результаты свидетельствуют, что содержание фенола, аммиака и формальдегида соответствует требованиям ПДК, при этом, фенола - в 2.5 раза, аммиака – в 1.5 раза, формальдегида в 5 раз меньше ПДК ( табл.2)

4)Анализ атмосферного воздуха на стационарном посту по адресу: Серебристый бульвар 18/3, на базе Филиала №5 ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в городе Санкт-Петербург»

Условия, при которых проводился отбор проб:

Отбор проб осуществлялся в течение суток автоматическим пробоотборным устройством, таким образом, были получены среднесуточные концентрации веществ

Таблица 4

Анализ атмосферного воздуха на стационарном посту

Полученные результаты свидетельствуют, что содержание фенола, аммиака и формальдегида соответствует требованиям ПДК, при этом фенола – в 5 раз, аммиака – в 40 раз, формальдегида в 10 раз меньше ПДК ( табл.2)

Несмотря на то, что содержание формальдегида, фенола, аммиака в исследуемых помещениях и в атмосферном воздухе не превышает ПДК, целью дальнейшего анализа является сравнение данных показателей в разных закрытых помещениях, так как напольные и настенные покрытия у них разные. (табл. 4,5,6; диагр.1,2,3)

В точке забора 1: пол - ламинат, потолок - подвесной типа «Армстронг», стены -водоэмульсионная краска, окна - окрашенное дерево, двери – деревянные, мебель -отсутствует.

В точке забора 2: пол – деревянный, потолок и стены окрашены водоэмульсионной краской, окна – стеклопакет металлопластик, двери - деревянные. Мебель – отсутствует.

В точке забора 3: пол – линолеум, потолок - подвесной типа «Армстронг», стены –керамическая плитка, окна – стеклопакет металлопластик, двери - деревянные. Мебель -корпусная.

Таблица 4

Сравнение показателей содержания фенола в воздухе разных закрытых помещений.

Диагр.1 Сравнение показателей содержания фенола в воздухе разных закрытых помещений.

Наибольшая концентрация фенола в воздухе оказалось в точке забора 2. В точке забора 1 концентрация ниже, чем в точке 2 на 0.001 мг/м³, а в точке забора 3 на 0.002 мг/м³. При этом все показатели не превышают ПДК.

Полученные результаты свидетельствуют о безвредности воздуха рабочих помещений, в противном случае будет наблюдаться нарушения здоровья людей.

Фенол и его производные без труда проникают в организм человека через кожу и желудочно-кишечный тракт, а пары фенола – через легкие. В организме фенол легко образует соединения с другими веществами, присутствующими в организме. Чем выше концентрация фенола в крови, тем сильнее его неблагоприятное влияние на здоровье человека. 

Симптомы отравления фенола:

Нежелательные побочные явления могут развиться даже после медицинских доз фенола, а именно нередко наблюдается легкая головная боль, иногда — головокружение, чувство опьянения или оглушения, чувство ползанья мурашек, увеличенное отделение пота и общее утомление.[7]

Таблица 5

Сравнения показателей аммиака в воздухе

Диагр.2 Сравнение показателей аммиака в воздухе закрытых помещениях.

Наибольшая концентрация аммиака в воздухе оказалось в точке забора 3. В точке забора 1 концентрация ниже на 0.093 мг/м³, а в точке забора 2 на 0.064 мг/м³. При этом все показатели не превышают ПДК.

Аммиак опасен при вдыхании. При остром отравлении аммиаком поражаются глаза и дыхательные пути, при высоких концентрациях возможен смертельный исход. Вызывает сильный кашель, удушье, при высокой концентрации паров — возбуждение, бред. При контакте с кожей — жгучая боль, отек, ожег с пузырями.

Симптомы отравления аммиаком:

1)ощущение неприятного «нашатырного» запаха, слезотечение, насморк или кашель;

2)ускорение дыхания;

3)потливость, избыточное отделение слюны;

4)усиливающийся кашель, доходящий до судорог;рвота, головокружение. [8]

Табл.6

Сравнения показателей формальдегида в воздухе

Диагр.3 Сравнения показателей формальдегида в воздухе из разных объектов.

Наибольшая концентрация формальдегида в воздухе оказалось в точке забора 3. В точке забора 1 и 2 концентрация ниже на 0.01 мг/м³, чем в точке 3. При этом все показатели не превышают ПДК. Можно предположить, что небольшое отличие содержания в воздухе формальдегида от двух других показателей связано с тем, что в точке забора 3 пол покрыт линолеумом, в состав которого, нередко входит формальдегид.

Отравление формальдегидом не редкость, так как в каждой второй квартире уровень формальдегида в воздухе выше допустимой нормы, особенно если она только куплена Пары формальдегида раздражают слизистые оболочки глаз и дыхательных путей.

Симптомы отравления формальдегидом:

1)Резкий кашель

2)давление в груди

3)отдышка, тошнота, рвота

4)двигательное возбуждение[8]

Вывод

Проведенное исследование показало, что все показатели трех химических соединений полностью соответствуют нормам в данных закрытых помещениях, а также в атмосферном воздухе. При этом было замечено, что в точке забора 3 концентрация формальдегида незначительно выше, чем в точке забора 1 и 2, что могло быть вызвано отличием напольных покрытий.

Практическая значимость

Просветительская и профилактическая деятельность

Анализлитературных источников помог узнать о влиянии формальдегида, фенола, аммиака на здоровье человека, первых симптомах отравления при повышенных концентрациях этих веществ, и о том, как сократить токсическое влияние и попадание в организм вышеперечисленных соединений. Чтобы своевременно предотвратить отрицательный эффект, важно при ремонте помещений правильно выбирать строительный материал, мебель, а так же необходимо проводить исследования атмосферного воздуха на присутствие исследуемых веществ, а главное – на превышают ли они предельно допустимой концентрации в воздухе. 

Результаты работы представлены обучающимся лицея, на родительских собраниях.

Список литературы

[1] Безуглая Э.Ю. «Чем дышит промышленный город». – М..: Издательство: Мед,.1991. – 246с

[2] Харлампович Г.Д,., Чуркин Ю.В. «Фенолы»//Москва, «Химия»,1974. – 335с

[3] Обработка экспериментальных данных [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://himya.ru/formaldegid.html

[4]Хаханина Т.И., Осипенкова Н.Г., «Органическая химия». – М.: Издательство Юрайт, 2010. – 396с

[5]Саенко О.Е.. «Аналитическая химия» – Ростов н/Д : Феникс , 2009. – 309с.

[6] Обработка экспериментальных данных [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.gosthelp.ru/text/GN21669598Predelnodopusti.html

[7] Брокгауз Ф.А., Ефрон И.А., «Энциклопедический словарь», 1890-1907 – 458-487с

[8] Косолапова Н.В., Прокопенко Н.А., «Безопасность жизни деятельности. Практикум. Учебное пособие» – М.: Издательство: «Проспект», 2016 – 151с