Воздух-пастбище жизни

VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Воздух-пастбище жизни

Митрофанова М.Н. 1
1ОГБПОУ "Ульяновский медицинский колледж"
Айнулина Р.Ф. 1
1ОГБПОУ"Ульяновский медицинский колледж"
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Воздух – «пастбище жизни».
Гиппократ.

Загрязнение окружающей среды является, пожалуй, проблемой номер один во всем мире. Каждый день мы находимся в помещении около 21 часа в сутки, или 90 % нашего времени. За этот период делаем приблизительно 26 тысяч вдохов-выдохов, потребляя 20 тысяч литров воздуха. Из воздуха человек получает кислород, который является основой его жизнедеятельности.

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. Углекислый газ стимулирует защитные системы нашего организма, помогая справляться с физическими и интеллектуальными нагрузками. Но только в определенных дозах.

На сегодняшний день в образовательных организациях остро стоит проблема сохранения здоровья обучающихся, которое становится важным фактором в оценке степени и качества обученности. Исследования, проведенные в рамках ЕЭС в 2004 году, подтвердили гипотезу о том, что основной причиной увеличения заболеваний является негативное воздействие загрязненного воздуха и повышенного уровня углекислого газа во внутренних помещениях [1].

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, который, в свою очередь, приводит к заболеванию сердечно-сосудистой 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 воспаления глаз, проблем с носоглоткой, негативно влиять на респираторную систему и вызывать общее чувство усталости [4].

Известно, что из воздушной среды микроорганизмы - возбудители различных заболеваний попадают в организм человека и животных и вызывают различные заболевания [3].

Количество ми­кроорганизмов в воздухе является важным санитарным показателем, характеризующим его чистоту. Мы заметили, что с началом учебного года студенты чаще болеют инфекционными заболеваниями. Так как в закрытых учебных помещениях во время учебного процесса скапливается большое количество людей, мы решили посмотреть, не приводит ли скопление людей к уве­личению содержания в воздухе микроорганизмов и концентрации углекислого газа.

Гипотеза Ухудшение санитарно-гигиенических условий учебного кабинета вследствие скопления большого количества людей и отсутствия проветривания приводит к увеличению содержания микроорганизмов и концентрации углекислого газа в воздухе.

Цель: Оценка санитарно-гигиенического состояния воздуха учебных помещений до и после за­нятий методом подсчета колоний микроорганизмов и экспресс - методом определения концентрации углекислого газа.
Объект исследования: атмосферный воздух в учебных кабинетах колледжа. 
Предмет исследования: определение микрофлоры и содержания углекислого газа в воздухе учебных кабинетов. 

Задачи: 

Изучить источники литературы по теме исследования; 

Углубить свои знания о микроорганизмах, о влиянии углекислого газа на общее самочувствие и состояние здоровья человека; 

Разработать анкету для проведения исследования, организовать и провести анкетирование; 

Экспериментально выявить наличие микроорганизмов в воздухе учебных помещений колледжа, проанализировать его качественный состав и определить общее микробное число; 

Экспериментально определить и содержание углекислого газа во время занятий в помещениях колледжа, сравнить с допустимыми значениями; 

Оценить эффективность влажной уборки и проветривания помещений;

Проанализировать, обсудить и описать результаты исследования, оформить письменное и устное сообщения, а также разработать рекомендации согласно полученным результатам исследования;

Методы исследования:информационно-поисковый; экспериментальный; анкетирование; аналитический.

2. Влияние качества воздуха рабочих помещений на здоровье человека

Микрофлора воздушной среды помещений

Воздух является средой, содержащей значительное количество микроорганизмов. С воздухом они могут переноситься на значительные расстояния. В отличие от воды и почвы, где микробы могут жить и размножаться, в воздухе они только сохраняются некоторое время, а затем гибнут под влиянием ряда неблагоприятных факторов: высыхания, действия солнечной радиации, смены температуры, отсутствия питательных веществ и др. Наиболее устойчивые микроорганизмы могут долго сохраняться в воздухе и обнаруживаются там с большим постоянством. К такой постоянной микрофлоре воздуха относятся споры грибов и бактерий, сардины и другие пигментообразующие кокки.

Наибольшее количество микробов содержит воздух промышленных городов, наименьшее — воздух лесов, гор. В воздухе закрытых помещений микробов значительно больше, особенно при скоплении людей. В открытом воздухе количество микроорганизмов зимой меньше, чем летом, а в воздухе закрытых помещений соотношение обратное. [1]

При поражениях полости рта или дыхательных путей в окружающий воздух выделяются патогенные микробы: стафилококки и стрептококки, возбудители дифтерии, коклюша, туберкулеза, различные вирусы, например, кори, гриппа. Вдыхая воздух, содержащий эти микробы, человек может заболеть. Этот путь передачи возбудителей инфекционных заболеваний называется воздушно- капельным. Существует и воздушно-пылевой путь передачи патогенных микробов при попадании их в воздух с пылью.

Как правило, благоприятные условия для воздушно-капельного распространения инфекции создаются в закрытых помещениях, где концентрация патогенных микробов в воздухе может быть значительной. Возможность аэрогенного инфицирования на открытом воздухе возникает редко.

Углекислый газ и его влияние на человека

Биологическую активность этого конечного продукта метаболизма человека, играющего важную роль в гомеостазе организма, каждый из нас неоднократно испытывал на себе. Например, находясь более часа в душном помещении при большом скоплении народа (в кинотеатре, на лекции, рядом с интенсивно курящими), а затем выйдя на свежий прохладный воздух, испытываем как минимум головокружение, а то и резкие головные боли, тошноту и полуобморочное состояние.

Фактические данные о влиянии повышенного содержания углекислого газа на центральную нервную систему положены в основу предельно допустимых концентраций (ПДК) в замкнутых обитаемых помещениях различного назначения. В настоящее время большинство исследователей считает, что длительное обеспечение высокого уровня работоспособности человека в условиях гиперкапнической среды возможно лишь при ПДК в границах 1% и ниже. [1]

А может ли организм человека адаптироваться к гиперкапнии? Частично да, может, но в пределах не более 1—1,5%-ной концентрации. При этом понижается возбудимость дыхательного центра, уменьшается вентиляторная функция, уменьшаются сдвиги системы крови. Но при продолжительном действии на организм гиперкапнической газовой среды наряду с включением компенсаторных реакций происходит переход на новый уровень функционирования многих систем обеспечения жизнедеятельности. Снижается потребление кислорода, понижается теплопродукция, сокращается емкость сосудистого русла, замедляется сердечный ритм. При кажущемся внешнем благополучии снижается реактивность организма к ряду внешних воздействий, особенно требующих быстрой реакции сердечно-сосудистой системы, повышенного кислородного обеспечения.

В организме человека продолжительное время наблюдаются изменения биохимического состава крови, снижение иммунологического статуса, устойчивости к физическим нагрузкам и другим внешним воздействиям.

При высоких концентрациях углекислого газа увеличиваются частота и глубина дыхания. Особенно резко возрастает вентиляция легких при совершаемой в условиях гиперкапнии мышечной работе: в 10—12 раз и более. Это далеко не безразлично для организма человека, возникают сложные, а часто и парадоксальные реакции. При очень больших концентрациях углекислого газа во вдыхаемом воздухе происходит сужение бронхов, а при концентрации выше 15% — спазм голосовой щели. [1]

Изменения состава крови при длительной гиперкапнии заключаются в увеличении числа эритроцитов, лейкоцитов и содержания гемоглобина, увеличении вязкости крови, мобилизации форменных элементов из кровяных депо. В дальнейшем эти механизмы существенно угнетаются. Происходит уменьшение содержания сахара в крови, снижается утилизация глюкозы. Наблюдается уменьшение гликогенных запасов печени, снижение содержания гликогена в мозгу. Снижается содержание кальция в крови, и усиливается деминерализация костей, тормозится белковый обмен и ресинтез макроэргических фосфорных соединений. Особенно значительно уменьшается содержание АТФ в мозговой ткани. Повышение содержания углекислоты во вдыхаемом воздухе сначала вызывает учащение сердцебиения, затем, наоборот, — брадикардию. В связи с увеличением вязкости крови значительно увеличивается и нагрузка на сердце.

Основные изменения происходят, конечно же, в центральной нервной системе, и носят они при гиперкапнии фазный характер: сначала повышение, а затем снижение возбудимости нервных образований. Ухудшение условнорефлекторной деятельности наблюдается при концентрациях, близких 2%, а при содержании углекислого газа в 5—6% происходит значительное снижение амплитуды вызванных потенциалов головного мозга, десинхронизация ритмов спонтанной электроэнцефалограммы с дальнейшим угнетением электрической активности мозга.

Внешне у людей гиперкапния характеризуется появлением ряда субъективных симптомов, а именно головной боли, головокружения, чувства разбитости, раздражительности, нарушений сна. Снижение работоспособности точно коррелирует с повышением процентного содержания углекислого газа в атмосферном воздухе. При приближении этого показателя к 1 % увеличивается время двигательной реакции, уменьшается точность реакции слежения; при 1,5—2% начинает качественно меняться умственная деятельность человека, нарушаются функции дифференцировки, восприятия, оперативной памяти и распределения внимания. При длительной работе в атмосфере, содержащей 3% углекислого газа, начинаются существенные расстройства мышления, памяти, тонкой двигательной координации, резко возрастает число описок и ошибок деятельности, начинаются расстройства слуха и зрения.

При рассмотрении влияния на организм углекислоты в очень высоких концентрациях может сложиться впечатление, что эти вопросы важны только для узких специалистов и редких специальностей. На самом деле это не так. В помещениях с плохой вентиляцией, где много людей и работающей техники, повышенное содержание углекислого газа не исключение, а скорее плохое правило.

Практическая часть

. Экспресс-анализ содержания углекислого газа в воздухе кабинетов колледжа

Для выполнения работы требуется: медицинский шприц на 50-100 мл; химический стакан, вместимостью 50–100 мл; колбы и пробирки, вместимостью 100-200 мл; 0,005% раствор карбоната натрия, для приготовления которого 1 г химически чистого безводного карбоната натрия растворяют в 200 мл кипяченой воды, а затем добавляют 0,5 мл раствора фенолфталеина; - рабочий раствор, 1 мл 0,005% раствор карбоната натрия помещают в мерную колбу на 100 мл, доводят объем кипяченой водой до метки и перемешивают.

При определении двуокиси углерода в шприц набирают 20 мл рабочего раствора карбоната натрия, затем оттягивают поршень и засасывают исследуемый воздух. После этого шприц встряхивают в течение одной минуты. Если раствор остается розовым, то воздух выталкивают из шприца, набирают новую порцию воздуха и опять встряхивают одну минуту. Новые порции воздуха добавляют до обесцвечивания раствора. Если раствор обесцвечивается менее чем за 1 мин, то опыт повторяют с меньшим количеством воздуха. Ход реакции: Na2CO3+H2O+CO2→2NaHCO3.

Экспресс-анализ содержания углекислого газа производился в тех помещениях, которые за день посещает более 100 студентов.

Таблица 1.

Соотношение объема воздуха и концентрации углекислого газа

Объем воздуха, мл.

Концентр. СО2 (%)

Объем воздуха, мл.

Концентр. СО2 (%)

Объем воздуха, мл.

Концентр. СО2 (%)

80

0,32

330

0,116

410

0,084

160

0,208

340

0,112

420

0,080

200

0,182

350

0,108

430

0,076

240

0,156

360

0,104

440

0,070

260

0,144

370

0,100

450

0,066

280

0,136

380

0,096

460

0,060

300

0,128

390

0,092

470

0,056

320

0,120

400

0,088

480

0,052

Результаты оказались таковыми:

Для обесцвечивания рабочего раствора в кабинете на 2 этаже понадобилось 280 мл атмосферного воздуха. Это означает, что приблизительная концентрация углекислого газа равна 0, 136 %, что превышает допустимые значения.

Для положительной реакции в спортивном зале и ряде других кабинетов на 2 и 3 этажах понадобилось всего 80 мл воздуха. Отсюда следует, что концентрация углекислого газа в данных помещениях составляет 0,32 %. Этот показатель превышает норму почти в 3 раза. Мы сделали вывод о том, что углекислый газ в помещениях нашего колледжа во время пар превышает допустимые значения, отсюда головные боли и чрезмерная усталость у студентов в конце учебного дня. Можно предположить, что режим проветривания в кабинетах соблюдается не достаточно хорошо. Во избежание плохого самочувствия рекомендуем проветривать кабинеты в соответствии с графиками, которые располагаются на информационных стендах в каждом кабинете, а студентам выходить на переменах в коридоры, где концентрация углекислого газа в разы меньше.

3.2. Определение микрофлоры воздуха рабочих помещений колледжа

Для микробиологической оценки состояния воздушной среды в рабочих помещениях нашего колледжа мы проводили посев воздуха на универсальные питательные среды – кровяной и мясопептонный Агар. Посев производился во время проведения занятий.

Чаши Петри с мясопептонным Агаром были поставлены экспериментальные кабинеты, а также в спортивном зале во время проведения занятий. Строго через 45 минут чаши закрыли и доставили в микробиологическую лабораторию ГУЗ «Городской поликлиника № 6» г. Ульяновска, где материал был помещен в термостат на 24 часа при температуре 37.5 °С.

На следующий день определили общее микробное число.

Таблица 2. Общее микробное число

Помещение

Общее микробное число

Стафилококк

1

96

48

2

432

144

3

96

48

4

массивно

массивно

Спортзал

1537

672

Общее микробное число (ОМЧ) –  это количественный показатель, отражающий общее содержание аэробных и анаэробных микроорганизмов в определенной среде.

Оптимальное содержание микроорганизмов в воздухе помещений – до 1000. По таблице можно сделать вывод, что в спортзале количество микроорганизмов превышено.

Нашей следующей задачей было выяснение того, влияет ли проветривание, влажная уборка и дезинфекция аромамаслами на численность микроорганизмов. На этот раз чаши с кровяным Агаром были размещены помещениях с большим содержанием микроорганизмов (по результатам предыдущего посева), а также в контрольном кабинете на 1 этаже, который часто проветривается.

Экспозиция – 15 минут. Чаши Петри были отвезены в лабораторию ГУЗ «Городская поликлиника № 6» города Ульяновска, где материал был помещен в термостат на 24 часа при температуре 37.5 °С. Снова было определено общее микробное число.

Таблица 3. Общее микробное число в экспериментальных и контрольных кабинетах

Помещение

Общее микробное число до проветривания

Общее микробное число после проветривания

Спортзал

7688

3360

Экспериментальный кабинет

240

192

Контрольный кабинет

незначительно

незначительно

Из таблицы видно, что количество микроорганизмов в спортивном зале во время пар превышает допустимый показатель в 7 раз! Несомненно, это влияет на работоспособность студентов на занятии – плохие результаты сдачи нормативов, студенты жалуются на «слабую дыхалку». После проветривания микроорганизмов стало меньше, но все-таки показатель не достиг нормы. Это связано с тем, что проветривание в спортзале проводилось не сквозное, которое, как известно, более эффективно, чем обычное.

В экспериментальном кабинете проводилась дезинфекция воздуха аромамаслами. Количество микроорганизмов после обработки уменьшилось, но ненамного.

В ходе нашего исследования была выдвинута гипотеза о том, что загрязненный воздух оседает на различные поверхности, в том числе на столы и парты, которые становятся опасными для здоровья человека. Для подтверждения этой гипотезы были сделаны смывы с парт в различных кабинетах нашего колледжа. Смывы брались в соответствии с правилами сбора микробиологического материала – стерильными тупферами с питательной средой.

Инкубирование производилось в термостате в течение 6 суток при температуре 37.5 °С.

Парты, а значит и любые другие поверхности в помещениях, содержат большое количество микроорганизмов, опасных для здоровья человека. Парты – рассадники бактерий. Гипотеза подтвердилась. Мы хотим выступить с инициативой того, чтобы каждый студент, прежде чем сесть за определенную парту, проверял ее чистоту обычными влажными салфетками.

Итак, необходимо проветривать учебные кабинеты в соответствии с графиком проветривания в течение учебного дня, регулярно проводить влажную уборку помещений, и хорошо, если в окна часто заглядывает солнце, ведь наибольшей бактерицидностью для микроорганизмов отличаются прямые солнечные лучи. Самое большое количество микроорганизмов содержится в воздухе спортивного зала, поэтому нужно не только хорошо проветривать помещение и проводить влажную уборку, но хорошо мыть руки и умываться после каждого занятия физической культурой. В ходе проектной работы мы выяснили, что наиболее эффективным методом улучшения качества воздуха помещений является систематическое его проветривание, дезинфекция ароматическими маслами – менее эффективно.

Анкетирование

На следующем этапе нашего исследования мы решили узнать, как часто студенты нашего колледжа проветривают свои квартиры, проводят влажную уборку, а также выяснить количество студентов, переболевших вирусными инфекциями в сезон эпидемии. Были опрошены студенты 1 и 2 курсов ОГБПОУ УМК.

После анализа анкет, мы получили следующие результаты, которые оформили в виде диаграмм и сделали выводы:

Влажная уборка и проветривание комнаты является обязательным атрибутом у большинства студентов нашего колледжа. В комнатах лишь 7 % респондентов делается это редко или не делается вовсе.

Головные боли и усталость в конце учебного дня чувствует 71 % опрошенных студентов. В процессе анкетирования многие объясняли это тем, что в помещениях порой бывает очень душно.

В сезон эпидемии в нашем колледже вводился карантин у студентов 1 и 2 курса количеством 250 человек. Это подтверждают и результаты анкетирования: 63 % студентов этих курсов переболели заболеваниями, передающимися воздушно-капельным путем.

Заключение

Очень важно то, каким воздухом дышит человек каждый день. За последние два десятилетия в развитых европейских странах количество аллергических и астматических заболеваний удвоилось. 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.

В ходе проведенного исследования мы выяснили, что в воздухе закрытых помещений содержится большое количество микроорганизмов, а при большом скоплении людей увеличивается концентрация углекислого газа, также насколько качество воздуха влияет на самочувствие и здоровье человека. Гипотеза подтвердилась. Мы считаем, что для профилактики заболеваний каждому человеку важно проводить контроль воздуха помещений. С этой целью мы предлагаем проветривать помещения в соответствии с графиками, так как оно является наиболее эффективным методом улучшения качества воздуха помещений, проводить дезинфекцию и влажную уборку помещений, а также протирать столы учебных помещений перед каждым занятием;

По результатам исследования для просветительской профилактической работы нами разработаны санбюллетень, буклеты и социальный видеоролик, которые демонстрировались студентам. Нами обнаружено, что количество учебных помещений, в которых улучшились санитарно-гигиенические условия, увеличились, количество заболевших студентов уменьшилось.

В нашей будущей профессиональной деятельности также очень важно следить за чистотой окружающего воздуха, проветривать помещения в соответствии с графиками, проводить дезинфекцию и влажную уборку помещений в лечебном учреждении.

Воздух - пастбище жизни и величайший властитель всего и во всём.

Список использованной литературы

Правильное проветривание помещений. (Электронный ресурс)

Режим доступа: http://www.svoylekar.ru/raznoe/127-interesnoe-o-zdorove/1903-pravilnoe-provetrivanie-kvartiry

Васильева З.В., Кириллова Г.А. Лабораторные работы по микробиологии, Москва «Просвещение», 1999

Методические рекомендации. Методы бактериологического исследования условно-патогенных микроорганизмов в клинической микробиологии (утв. Минздравом РСФСР 19.12.1991)

Экспресс оценка содержания углекислого газа в воздухе. (Электронный ресурс).

Режим доступа: http://infourok.ru/material.html?mid=108235

Приложения

Приложение 1.Анкета
Приложение 2. Буклет «Чистый воздух – залог крепкого здоровья »
Приложение 3. Санбюллетень «Проветривайте помещение»

Приложение 4. Видеоролик «Воздух – «пастбище» жизни»

Просмотров работы: 27