IV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ В ШКОЛЕ
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Большая часть активной жизни школьника проходит в стенах образовательной организации, здесь мы приобретаем знания и жизненно важный опыт. И очень важно, чтобы среда, в которой мы находимся, была комфортной для пребывания учащихся в школе.
Очень важно, чтобы физиологические параметры способствовали образованию обучающихся без ущерба для их здоровья. Мы обратили внимание, что здоровье учащихся в нашем классе ухудшается, а именно: наблюдается падение зрения, головокружения, повышенная утомляемость, частые простудные заболевания. По данным Института возрастной физиологии РАО, школьная образовательная среда порождает факторы риска нарушений здоровья, с действием которых связано 20-40% негативных влияний, ухудшающих здоровье детей школьного возраста.
Гипотеза: Ухудшение здоровья школьников связано с неблагоприятной экологической средой в образовательной организации.
Цель исследования: определить соответствие экологически важных параметров в нашей школе с СанПиНам, выявить проблемные зоны для информирования администрации школы. Предмет исследования, выбор параметров.
Выбор параметров, использованных для нашего исследования, связан с наиболее важными показателями окружающей среды, нужной для комфортной работы в классе.
Параметры окружающей среды мы решили взять следующие:
Температурно-влажностный режим
Освещение
Шум
Температурно-влажностныйрежим
Температура воздуха существенно влияет на состояние организма человека. При температуре наружного воздуха +30°С и более работоспособность человека значительно падает. Установлено, что у человека существует зависимость комфортных температур окружающей среды от категории тяжести выполняемых работ (легкая, средняя, тяжелая), от периода года и некоторых других параметров микроклимата. Так, для человека, выполняющего легкую работу, комфортная температура летом составляет 23-25°С, зимой — 22-24°С; для человека, занимающегося тяжелым физическим трудом (как, например, уроки физической культуры), — соответственно, 18-20°С, и 16-18°С.
Отклонения температуры окружающей среды от комфортных значений на ±2-5°С считаются допустимыми, поскольку не оказывают влияния на здоровье человека, а лишь уменьшают производительность его деятельности. Дальнейшие отклонения температуры окружающей среды от допустимых значений сопровождаются тяжелыми воздействиями на организм человека и ухудшением его здоровья (нарушение дыхания, сердечной деятельности).
После того, как мы объяснили, почему температурно-влажностный режим важен для здоровья учеников, посмотрим, на каких физических явлениях он основан.
Температура:
«Температура - это физическая величина, которая характеризует степень нагретости тел.»
Чтобы понять, что такое Температура и как ее объяснить, мы обратимся к такому физическому явлению как Диффузия. Нам уже известно, что диффузия при более высокой температуре протекает быстрее. Это означает, что скорость движения молекул и температура как-то связаны между собой. При повышении температуры скорость движения молекул увеличивается, а при понижении — уменьшается. Следовательно, температура тела зависит от скорости движения молекул. Молекулы или атомы, из которых состоят тела, находятся в непрерывном беспорядочном движении. Их количество в окружающем нас объеме очень велико. Из этого можно сделать вывод, что микроскопические частицы сталкиваются друг с другом и со стенками сосуда, если он присутствует. В результате столкновения они изменяют свою скорость, но продолжают движение. Как мы выяснили выше, температура зависит от скорости движения молекул, поэтому мы можем охарактеризовать беспорядочное движение частиц как тепловое движение. В тепловом движении участвуют все молекулы тела, поэтому с изменением характера теплового движения изменяется и состояние тела, его свойства.
Относительная влажность:
В нашем исследовании мы задействовали только Относительную влажность.
«Величина влагоемкости воздуха резко возрастает с увеличением его температуры. Отношение величины абсолютной влажности воздухапри данной температуре к величине его влагоемкости при той же температуре называется относительной влажностью воздуха.»
Это отношение двух величин – количества того водяного пара, которое находится в воздухе определенной температуры, к его количеству в насыщенном состоянии (другими словами фактическое к максимально возможному). Выражается это отношение в процентах. Значение относительной влажности указывает на то, насколько воздух близок к насыщенному состоянию. Относительная влажность воздуха — важный экологический показатель среды. При слишком низкой или слишком высокой влажности наблюдается быстрая утомляемость человека, ухудшение восприятия и памяти. Высыхают слизистые оболочки человека, движущиеся поверхности трескаются, образуя микротрещины, куда напрямую проникают вирусы, бактерии, микробы.
Освещение в помещении
От степени освещенности напрямую зависит не только здоровье глаз и работоспособность человека, но еще и его физическое и психоэмоциональное состояние. Причем в помещениях различного назначения требования по освещенности должны различаться. Также, при расчете освещенности разумно учитывать характеристики рабочего процесса, осуществляемого человеком в таком помещении, его периодичность и длительность.
«Освещение — это получение, распределение и использование световой энергии для обеспечения благоприятных условий видения.»
Освещенность численно равна световому потоку, падающему на единицу поверхности. Величина освещенности выражается в люксах (лк). В нашем исследовании мы брали освещение от искусственных источников света. Искусственные источники света— технические устройства различной конструкции и с различными способами преобразования энергии, основным назначением которых является получение светового излучения. В источниках света используется в основном электроэнергия, но также иногда применяется химическая энергия и другие способы генерации света.
Как мы описали выше, освещенность численно равна световому потоку. Световой поток — мощность лучистой энергии, оцениваемая по производимому ею световому ощущению. Энергия излучения определяется количеством квантов, которые излучаются источником в пространство. Энергию излучения измеряют в Джоулях
Освещенность же измеряется в Люксах. Люкс равен освещенности поверхности площадью 1 м^2 при световом потоке падающего на нее излучения, равному 1 Лм (1 Люмен)
Шум в помещениях
Шум — беспорядочные колебания различной физической природы. Первоначально слово шум относилось исключительно к звуковым колебаниям, однако в современной науке оно было распространено и на другие виды колебаний (радио-, электричество)
С физиологической точки зрения шум — это всякий неблагоприятный воспринимаемый звук. Шум звукового диапазона замедляет реакцию человека на поступающие от технических устройств сигналы, это приводит к снижению внимания и увеличению ошибок при выполнении различных видов работ. Физиологами выявлено, что шум угнетает центральную нервную систему. В школах это особенно распространенная проблема. Часто, особенно в младших классах, уровень шума очень высокий. Особенно это раздражительно для детей с чутким слухом. По моему личному опыту можно сказать, что шум ужасно отвлекает на уроках, действуя на нервную систему. А во время перемены иногда хочется закрыть уши, лишь бы не слышать шум. Уровень шума чаще всего измеряют в Децибелах.
Задачи исследования
-
Определить экологические параметры окружающей среды в школе
Сравнить полученные результаты с СанПиН.
Выявить причину ухудшения здоровья учащихся 8Г класса.
Объект исследования
Объектами для измерения послужили большое количество кабинетов, а для рассчета освещенности на партах для выявления «проблемных» мест мы использовали наш кабинет физики. II Основная часть
Для измерения мы использовали прибор, выделенный для нас школой — Мультиметр. Мультиметр серии «окружающая среда» модели ДТ-8820 служил нам как прибор-измеритель и температуры, и влажности, и шума, и света. Мультиметр ДТ-8820 это цифровой тестер окружающей среды 4 в 1, включает в себя функции измерителя уровня шума, измерителя уровня освещения, измерителя влажности и температуры. Это идеальный многофункциональный тестер окружающей среды для профессионального и домашнего использования.
Порядок работы данного прибора следующий:
Уровень звука:
1. Переведите переключатель режимов работы в положение «dB».
2. Направьте микрофон в горизонтальном положении к источнику звука.
3. С помощью кнопки SELECT выберите тип фильтра и диапазон измерения звука: Lo A, Hi A, Lo C, Hi C, Lo A, Hi A... и т. д.
4. Снимите показания с дисплея.
Освещенность:
Переведите переключатель режимов в положение «Lux».
Расположите фотодатчик в горизонтальном положении на месте измерения освещенности, повернув датчик к источнику света.
С помощью кнопки SELECT выберите диапазон измерения звука: 0,1...20 лк, 0,1...200 лк, 0,1...2000 лк, 0,1...20000 лк.
Снимите показания с дисплея.
Влажность:
Переведите переключатель режимов в положение «%RH».
Снимите показания с дисплея.
Температура:
Переведите переключатель режимов в положение «TEMP».
С помощью кнопки SELECT выберите разрешение и единицы измерения температуры: °С или °F.
Снимите показания с дисплея.
Для измерения температуры с помощью ХА-термопары подключите термопару к гнезду 10.
Поместите конец термопары в область излучения, температуру которого необходимо измерить, или коснитесь его поверхности.
Снимите показания с дисплея.
Спецификация прибора:
-Полярность: автоматическая, (-) - индикация отрицательной полярности.
-Превышение диапазона: "OL" – индикация на дисплее.
-Индикация низкого заряда батареи: "BAT" – отображается на дисплее при падении питания ниже уровня необходимого для работы прибора.
-Автоотключение питания: прибор автоматически отключается через 10 мин. (приблизительно) простоя.
Далее обратимся к нормам СанПиН об относительной влажности - «Относительная влажность должна колебаться в интервале 40-60процентов». Взглянем на еще один график:
Из вышепредставленного графика замечаем, что относительная влажность ВСЕХ наших кабинетов меньше норм почти в два раза.
Переходим к освещенности, нормы по СанПиН:
Классные комнаты, учебные кабинеты — 400-500 Лк
Кабинеты информатики — 400 Лк
Спортивные залы — 200 Лк
Актовые залы, аудитории — 200 Лк
Мастерские по обработке металла и древесины — 300 Лк
Далее, обратимся к графику одномоментного измерения освещенности в кабинетах:
И снова видим из графика, что большинство кабинетов не удовлетворяют нормам, а освещенность в некоторых достигает 140 (!) люксов.
Далее, посмотрим какая ситуация с освещенностью парт в классе физики
Обратимся к шуму и звуковым колебаниям на уроках и переменах: Шум на переменах в коридоре 2 этажа колеблется от 70 до 90 Децибелов. На уроках — от 30 до 60.
Шум на переменах в коридоре 3 этажа колеблется от 60 до 80 Децибелов. На уроках — от 45 до 70.
Шум на переменах в коридоре 4 этажа колеблется от 80 до 90 Децибелов. На уроках — от 15 до 40.
Получаем, что на всех этажах очень шумно во время перемены и относительно спокойно на уроках.
III Заключение
Результаты исследования
Измерение основных экологических параметров среды, таких как: освещенность помещений, температурный режим, уровень относительной влажности воздуха и уровень шума в помещениях и в коридоре не соответствуют нормам СанПиН.
Вывод:
Ухудшение здоровья школьников связано с неблагоприятной экологической средой образовательной организации. Мы считаем, что создание физиологически комфортных условий для реализации учебно-воспитательного процесса, гарантирующих здоровье и комфорт учеников, это важная часть работы школы и педагогов. Нашей школе требуется повышение эффективности деятельности, направленной на формирование комфортной образовательной среды. Требуется донести информацию до руководителей школы.
Список используемой литературы и источников:
-
Паспорт Мультиметра DT-8820
СанПиН
Электронный ресурс Википедия (информация о физических параметрах)