V Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Школьный мел и его влияние на здоровье участников учебного процесса

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Альбеев  С.А. 1Хомчук А.В. 2

---

1МАОУ "Гимназия № 48"

2МАОУ "Гимнсзия № 48"

Звонцова  Е.А. 1Танюшина Ю.Л. 1

---

1МАОУ "Гимназия № 48"

Работа в формате PDF

748.9 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяСвидетельство руководителя

Введение

Всем известен школьный мел и во всем мире не найдется человека, который бы за жизнь не столкнулся с ним. Дети рисуют классики и рисунки на асфальте, а что уж говорить об участниках образовательного процесса! Каждый из нас хорошо представляет себе обычный, ничем не примечательный школьный мелок.

Качество школьного мела это проблема любого учебного заведения. Наша гимназия не является исключением. Мы решили выяснить причину того, отчего школьный мел то сыпется, то оставляет чуть заметный след, а чаще царапает доску. В настоящий момент еще не найдена альтернатива известкового мела (восковый мел не подходит для использования на школьных досках). Сейчас в школах появляются интерактивные, маркерные доски и другие средства обучения. Однако школьный мел как существовал много сотен лет в школах, так и остался до сих пор.

Актуальность работы заключается в том, что мел, используемый участниками образовательного процесса, отличается по качеству и не всегда безопасен для здоровья.

Проблема: выбор качественного школьного мела с позиции безопасности для здоровья.

Объект исследования: школьный мел разных производителей.

Предмет исследования: физико-химические свойства школьного мела.

В ходе нашего исследования оказалось, что наиболее заинтересованными в данной проблеме являются учащиеся школ разных регионом России. К сожалению, серьезных научных трудов по данной теме в сети интернет мы не обнаружили. По этому, изучив состав мела с помощью сайта Википедия [1], мы опирались на химические опыты по определению этих веществ в объектах, описанные в химическом практикуме учебника О.С.Габриеляна для 9 и 10 классов [2,3].

Основная часть

Цель: Изучить физико-химические свойства школьного мела и влияние на здоровье участников учебного процесса.

Задачи:

1. Изучить информацию о происхождении, составе, свойствах мела.

2. Опытным путем исследовать качественный состав различных сортов школьного мела.

3. Провести социологический опрос на выявление действия мела на организм человека.

4. Оценить влияние мела на здоровье человека.

5. Найти ввозную альтернативу использования мела в учебном процессе.

В ходе работы использованы следующие методы исследования: литературный, анкетирование, исследовательский, фотосъемка.

История возникновения мела

По сведениям сайта Википедия, 90 миллионов лет назад в Северной Европе мел накапливался в нижней части великого моря. Простейшие, такие как фораминиферы, жили на морском мусоре, который осыпался вниз из верхних слоев океана. Их частицы были сделаны из кальцита, извлеченные из морской воды. Меловая группа стратиграфического европейского подразделения появилась во время одноименного периода. Из неё образованы Белые скалы в графстве Кент и склоны в другой части пролива Дувра. Именно эти останки и стали основой мела. Однако преимущественно порода состоит из образований водорослей и мелкодисперсных соединений [1].

В России наиболее крупные месторождения качественного мела находятся в Белгородской области. Разведано свыше 29 месторождений мела с утвержденными запасами 1,0 млрд.т. Прогнозные запасы мела практически не ограничены. К наиболее крупным разведанным месторождениям мела относятся Лебединское и Стойленское, где мел добывается как вскрышная порода. Такой способ добычи мела является более экономичным и менее затратным по сравнению с другими спосабами его добычи. Другим крупным месторождением качественного мела является Шебекинское Белгородской области. Балансовые запасы этого месторождения составляют на будущее около 23,5 млн.т., что при производственной мощности завода по переработке мела 350 тыс.т. составляет его обеспеченность около 70 лет. Из других разведанных месторождений с высоким качеством мела являются: Волоконовское, Чернянское, Фироновское, Чураевское [4].

Исследовательская часть

Для исследования использовали образцы круглого и прямоугольного мела. Методики проведения химических опытов описаны в школьных учебниках по химии для 9 и 10 классов О.С.Габриеляна.

Качественный анализ мела. Распознавание карбонат - анионов (СО₃^2-). Согласно методике, описанной в практической работе № 9 «Распознание карбонатов» (Учебник для 9 класса О.С.Габриеляна) выполнили опыт [2].

В результате проведения эксперимента известковая вода помутнела. Следовательно, в состав мела входят карбонат - анионы (СО₃^2-) (Приложение 1).

СаСО₃ + 2HCl → СаCl₂ + СО₂↑ + Н₂О

СО₃^2- + 2Н⁺ → СО₂↑ + Н₂О

СО₂ + Са(ОН)₂ → СаСО₃↓ + Н₂О

Распознавание крахмала.

Согласно методике, описанной в практической работе № 6 «Действие йода на крахмал» (Учебник для 10 класса О.С.Габриелян и др. [3]) выполнили опыт.

Крахмал мы обнаруживали с помощью спиртового раствора йода.

На исследуемые кусочки мела нанесли по 2 – 3 капли раствора йода. Окраска раствора йода изменилась с круглым мелом (цвет синий). С оставшимся образцом - окраска спиртового раствора йода не менялась (Приложение 1). Следовательно, в составе круглого мела обнаружен крахмал.

Определение катионов кальция (Са²⁺).

Небольшие кусочки мела каждого исследуемого образца прокалили в пламени спиртовки (согласно методике, описанной в практической работе № 4 «Качественные реакции на ионы металлов» Учебник для 9 класса О.С.Габриелян и др. [2]). Пламя спиртовки приобрело красно-оранжевую окраску у каждого образца мела (Приложение 1). Следовательно, в меле присутствуют катионы кальция.

Результаты исследований:

Физические показатели мела.

Основными характеристиками мела являются: прочность, пластичность, мягкость. Для их определения мы разными образцами мела писали на доске одну фразу «Влияние мела на здоровье» над черной бумагой и определяли физические показатели (Приложение 1). Результаты опыта занесены в таблицу.

Физическая характеристика мела

Выводы по экспериментальной части:

Исследуемые образцы мела содержат в своём составе катионы кальция.

Образцы мела содержат ионы кальция и карбонат-анион, следовательно, в нём присутствует карбонат кальция (CaCO₃).

Примеси в наших образцах были гипс, крахмал и клей.

Круглый мел состоит из карбоната кальция, сильно пачкает руки, мягко пишет, крошится т.к. в качестве связывающего вещества в нём крахмал.

Прямоугольный мел содержит карбоната кальция, мало крошится и меньше всего пачкает руки, но очень карябает доску, т. к. в качестве связывающего вещества содержит помимо гипса - клей.

Из всех образцов, исследуемых мелков, учителя чаще всего работают с круглым мелом.

Влияние мела на организм

Самые распространенные заболевания у взрослых жителей России (от 18 до 55 лет) связаны с органами дыхания, сообщает Минздрав России. В частности, это пневмония, острый ларингит, трахеит и бронхит. По данным ведомства, в 2016 году было зафиксировано более 20,8 тысяч случаев заболеваний дыхательной системы на 100 тысяч человек. При этом смертность от таких недугов в 2016 году снизилась на 7,3 процента по сравнению с 2015 годом. В первой половине 2017 года такое снижение составило 8,7 процентов по сравнению с аналогичным периодом прошлого года [5].

С первого дня школьной жизни ребенок начинает пользоваться мелом. Школьный мел сопровождает нас до одиннадцатого класса, педагоги пользуются им постоянно. Сегодня к школьному мелу предъявляются очень серьезные требования, поэтому школьный мел должен быть экологически чистым и безопасным продуктом. Пылевые частички мела могут вызывать аллергические реакции. Этот аллерген может вызвать приступ астмы. В настоящий момент еще не найдена альтернатива школьного мела (восковой мел не подходит для использования на школьных досках). Сейчас в школах появляются интерактивные, маркерные доски. Однако школьный мел как существовал много лет в школах, так и остался до сих пор. Наибольшее влияние мел оказывает на здоровье учителей: кожу рук, дыхание, слизистые оболочки. Анкетирование 43 учителей нашей гимназии показало, что 91% респондентов используют мел на каждом уроке, 8% - 1 раз в день и только 2% - редко; у 75% опрошенных проблемы с кожей рук, 19 % проблемы с дыхательной системой и сухостью глаз, 6% не отметили негативного влияния мела на здоровье. Для устранения сухости кожи рук 27% учителей используют защитный крем перед работой с мелом, а 58% увлажняющий после работы, выяснилось, что питательный крем применяют 10 % учителей независимо от работы с мелом, а 5% (2 человека) вообще не применяют крем. Это позволило определить ход дальнейших исследований. Для исследований влияния крема на кожу рук при работе с мелом мы применили метод микроскопирования. С помощью микроскопа Intel Play мы рассмотрели и сделали микрофотографии кожи рук на увеличении в 10 раз. Микрофотографии показали, что поры на коже рук после работы с мелом без применения крема содержат меловые вкрапления. На коже, покрытой увлажняющим кремом, обнаружили небольшое содержание частичек мела. (Приложение 3). При применении до работы защитного крема, на коже образуется пленки, и мел не попадает в поры. Таким образом, можно сделать вывод, что применение защитного крема перед работой с мелом снизит негативное влияние мела на кожу рук.

По мнению респондентов, альтернативой мелу могут стать маркеры и доски к ним или интерактивные доски. К сожалению, большинство школ не в полной мере обеспечены данными устройствами. Изучив ассортимент интернет-магазинов, предлагаем использовать в своей повседневной работе следующие полезные и недорогие гаджеты: держатели для мела или маркеры «Жидкий мел» (Приложение 4), которые сохранят здоровье участников образовательного процесса.

Заключение

Изучив литературные и интернет источники по теме исследовательской работы, можем отметить:

Мел имеет как растительное, так и животное происхождение.

Состоит из известковых водорослей и корненожек.

В результате исследования образцовкускового, круглого и прямоугольного мела, выявили, что по химическим и физическим характеристикам незначительно отличаются друг от друга.

Анализ анкетирования показал, наибольшее влияние мел оказывает на здоровье кожи рук, органов дыхания, слизистых оболочек. Большинство респондентов отмечают сухость кожи рук, как негативное влияние на здоровье.

Исследование влияния различных кремов показало, что применение защитного крема перед работой с мелом снизит негативное влияние мела на кожу рук.

На основании выше изложенного, можно сделать выводы:

Мел бывает растительного и животного происхождения.

Все исследуемые образцы мела содержат карбонат кальция (CaCO₃). Прямоугольный мел содержит карбонат кальция, мало крошится и меньше всего пачкает руки, но очень царапает доску, следовательно является лучшим из исследованных образцов.

Исследования с помощью микрофотографии показали, применение защитного крема перед работой с мелом снижает негативное влияние мела на кожу рук.

Для повседневной работы предлагаем применять следующие полезные и недорогие гаджеты: держатели для мела или маркеры «Жидкий мел», альтернативой мелу – использовать маркерные и интерактивные доски в школах.

Таким образом, проблема (выбор качественного школьного мела с позиции безопасности для здоровья) решается с помощью недорогих гаджетов или использованием маркерных или интерактивных досок.

Считаем, что данная работа очень важна для сохранения здоровья всех участников образовательного процесса.

Приложение 1

Распознавание карбонат – анионов Определение катионов кальция

Распознавание крахмала Физические показатели мела

Приложение 2

Как часто Вы пользуетесь мелом?

2. Влияние мела на здоровье.

Какой крем для рук предпочитаете?

Приложение 3

Б

Без крема Увлажняющий крем Защитный крем

Список литературы

Википедия https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D0%BB

Габриелян О.С.//Химия. 9 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений. М. – Дрофа, 2010

Габриелян О.С., Маскаев Ф.Н., Пономарев С.Ю., Теренин В.И.// Химия. 10 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений. М. – Дрофа, 2010

http://dk-almanah.ru/index.php/talant/item/567

https://lenta.ru/news/2017/08/22/sickness/

2