VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Изучение запыленности жилого помещения

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Гарипов А.А. 1

---

1МБОУ ДО "ЦЕН"

Холгаев Д.В. 1

---

1МБОУ ДО "ЦЕН"

Работа в формате PDF

1.9 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

1.1 Введение

Цель исследования: изучение экологического состояния воздуха в жилом помещении на примере квартиры.

Задачи исследования:

Провести качественную оценку состояния воздуха жилого помещения.

Изучить степень запыленности воздуха в разных точках помещения.

Объекты исследования:

Поверхности помещения и поверхности различных предметов в помещении.

Поверхность листьев комнатных растений.

Предмет исследования:

Запыленность воздуха жилого помещения.

Актуальность исследования: экологически чистая полноценная внешняя среда наряду с другими факторами является важной основой для сохранения и укрепления здоровья и развития людей. Одним из важнейших экологических факторов среды является состояние воздуха. Один из факторов окружающей среды, негативно влияющий на здоровье человека – запыленность.

Искусственная среда оказывает влияние на физическое и психическое состояние человека. Здоровье человека в значительной степени определяется состоянием микроклимата окружающей его обстановки.

2. Основная часть.

2.1 Пыль. Свойства пыли и ее характеристики.

Атмосфера всегда содержит определенное количество примесей (пыли, газов, паров жидкостей), поступающих от естественных и антропогенных источников. Среднегодовая концентрация пыли в воздухе городов держится на уровне 0,04…0,4 мг/м3, причем доля антропогенной пыли составляет до 27%. По относительному количеству вредных веществ в атмосфере больших промышленных городов пыль стоит на 4 месте – 12% (на первом месте угарный газ (СО) – 45%) [1].

Пыль – преимущественно твердые частицы с размерами от нескольких десятков до долей микрометра. Взвешенная в воздухе пыль носит название аэрозоль, а осевшая – аэрогель. В зависимости от происхождения принято различать органические, неорганические и смешанные виды пыли. К органическим относятся растительная (зерновая, древесная, хлопковая, мучная, угольная и др.) и животная (шерстяная, костная, кожевенная) пыль, а также пыль некоторых синтетических веществ – полимеров (пластмасс, резин, смол, красителей и др.). К неорганическим относятся: – минеральная пыль (кварцевая, силикатная, асбестовая, цементная, наждачная и др.); – металлическая пыль (цинковая, железная, медная, свинцовая, марганцевая).

Пыль характеризуется совокупностью свойств, определяющих поведение ее в воздухе, превращение и действие на организм человека. Наибольшее значение имеют состав, растворимость, дисперсность, форма частиц, электрозаряженность, адсорбционные свойства [2].

В зависимости от состава пыль может оказывать следующие виды воздействий на организм: фиброгенное, приводящее к разрастанию соединительной ткани в легких, нарушающее нормальное строение и функции этого органа (асбестовая, сажа); раздражающее действие на слизистые оболочки глаз, кожу и верхние дыхательные пути (пыль стекловолокна, слюды и др.); токсическое (пыль свинца, хрома, бериллия и др.); аллергическое (шерстяная пыль, пыль льна, хлопка, зерна, муки, пыльца амброзии, хлопчатника, чинары, лебеды, полыни и др.); радиационное (пыль урановых и ториевых руд); канцерогенное (асбестовая, сланцевые смолы, радиоактивные вещества)[2].

Во время пребывания людей в закрытых помещениях изменяются физические свойства воздуха: повышаются его температура и влажность, изменяется химический состав. Всё это так же оказывает влияние на здоровье человека [2].

2.2 Состояние атмосферного воздуха в Ямало-Ненецком автономном округе

Одной из причин негативного влияния на здоровье населения является качество атмосферного воздуха. Качество атмосферного воздуха населенных мест Ямало-Ненецкого автономного округа (далее ЯНАО) определяется интенсивностью загрязнения его выбросами вредных веществ от стационарных и передвижных источников, наиболее значимыми и типичными представителями которых являются предприятия по добыче нефти и газа, объекты жилищно-коммунального хозяйства: (котельные, работающие на твердом, жидком или газообразном топливе, а также дизельные электростанции) и автомобильный транспорт. В ЯНАО наиболее загрязненным является воздух городских поселений в связи с тем, что именно в городах сосредоточены ведущие загрязнители: объекты жилищно-коммунального хозяйства (котельные, а также дизельные электростанции) и автомобильный транспорт [12].

2.3 Загрязнение пылью, как негативный экологический фактор

Запыленность воздуха – важнейший экологический фактор, сопровождающий нас повсюду. Пыль — мелкие твёрдые тела органического или минерального происхождения. Пыль — это частички среднего диаметра 0,005 мм и максимального — 0,1 мм. Более крупные частицы переводят материал в разряд песка, который имеет размеры от 0,1 до 1 мм. Под действием влаги пыль обычно превращается в грязь.

Безвредной пыли не существует. Экологическая опасность пыли для человека определяется её природой и концентрацией в воздухе. Краткие сообщения о пылевых болезнях легких впервые встречаются в литературе древних и средних веков. В древнегреческой и римской литературе (VI-IV вв. до н.э.) имеются указания на болезнь горнорабочих серебряных и золотых рудников, сопровождающуюся давлением в груди и тяжелой одышкой. В своих трудах Гиппократ указывал на болезнь горнорабочих, протекающую с тяжелой одышкой, болями в груди, бледностью [8].

В 1565 г. Парацельс опубликовал работу, где подробно описал «чахотку рудокопов». В русской литературе указания на заболевания легких от вдыхания пыли у рудокопов имеются в произведении М. В. Ломоносова «Первые основания металлургии или рудных дел» (1763 г.). Впервые патологоанатомические изменения в легких у каменотесов описал в 1761 г. Дж. Морганьи, обратив внимание на вредные последствия вдыхания пыли. Действие пыли зависит от ее физико-химических свойств: химического состава, концентрации в воздухе, дисперсности (размеров частиц), формы пылинок, их твердости и т.д.

Крупные пылинки, имеющие в поперечнике больше 10 мкм, быстро, в течение нескольких минут, выпадают из воздуха. Они задерживаются в верхних отделах дыхательных путей и оказывают вредное воздействие на них. Обволакиваясь слизью, задержавшиеся пылинки удаляются из верхних дыхательных путей при чихании и кашле. Часть слизи заглатывается, и, если пыль ядовитая, она может проявить свои токсические свойства, всосавшись через слизистую оболочку пищеварительного тракта. Пылинки размером менее 10 мкм могут часами находиться в воздухе, не выпадая. При дыхании через рот или при глубоком дыхании во время выполнения тяжелой физической работы в легкие проникает больше пыли [8].

Крупные твердые пылевые частицы, имеющие в поперечнике более 10 мкм, при наличии острых граней или зазубренных краев (стекло, кварц, железные опилки) могут сильнее травмировать слизистую оболочку дыхательных путей и глаз, чем мягкие пылинки с гладкими, тупыми краями (мел, уголь). Форма более мелких частиц не имеет значения [6].

Химический состав пыли очень разнообразен и во многих случаях именно он определяет характер вредного воздействия пыли.

Влияние пыли на организм многообразно. Даже простая пыль, попадая в глаза, оказывает раздражающее действие. К этому может присоединиться действие микроорганизмов, в результате чего возникают конъюнктивиты. Индифферентная пыль, закупоривая протоки потовых и сальных желез, нарушает потоотделение и играет определенную роль в возникновении фолликулитов, угрей и гнойничковых заболеваний кожи. Пыль, обладающая раздражающим действием, вызывает воспалительные заболевания кожи и образование язв (пыль известковая, фтористого натрия, мышьяковая и др.).

При длительном воздействии индифферентной пыли на слизистые оболочки дыхательных путей развиваются такие заболевания, как ринит, трахеит и бронхит, которые в дальнейшем могут переходить в хронические формы, связанные с нарушением основной функции легких – газообмен и кровообращение. Например, при хроническом бронхите появляется одышка, недостаточность сердечной деятельности, понижается работоспособность.

Фтористая, хромовая, известковая и некоторые другие виды пыли, обладающие раздражающим действием, могут вызывать изъявления слизистой оболочки носа, носовые кровотечения и боли в носу [5].

При наличии в пылевых частицах радиоактивных веществ к перечисленным выше поражающим факторам добавляется фактор воздействия на организм человека радиоактивных излучений.

Кроме вредного влияния на здоровье человека, пыль ускоряет износ трущихся частей оборудования; мелкая токопроводящая пыль, оседая в труднодоступных местах электрооборудования, может нарушить электрическую изоляцию и приводить к короткому замыканию.

3.1 Практическая часть

Способность пыли растворяться в воде или кислотах позволяет определять их химическую природу. Например, силикатная пыль (песок) не растворяется ни воде, ни в растворах кислот, в то время как карбонатная пыль (известняк) растворяется в разбавленной соляной кислоте, но не растворяется воде [3], [10].

В 1см³ воздуха в закрытом помещении может содержаться до 106 пылинок различного размера, природы и степени опасности [3].

Исследование проводилось с помощью метода микроскопии образцов пыли. Пыль собиралась с поверхностей в течении недели.

Оборудование и реактивы: пипетка-капельница, скальпель, стекла покровные, стекла предметные, раствор соляной кислоты (10%), вода дистиллированная, клейкая лента, световой микроскоп.

Ход работы

Мы собрали скальпелем отложения пыли в нескольких местах:

Объект № 1- поверхность пола

Объект № 2 - поверхность стола

Объект № 3 - поверхность подоконника

Объект № 4 - настенные часы

С помощью клейкой ленты «скотч», мы собрали частички пыли с поверхности листьев комнатных растений [4].

Проведена оценка внешнего проявления запыленности.

Проведено изучение пыли в микроскоп.

Определение химического состава пыли.

В ходе работы были получены следующие результаты.

Запыленность при анализе прозрачной клейкой ленты оценивалась по критериям [9], представленным в таблице 1 и 2, рис. 1.

Результаты наблюдения в микроскоп представлены на рис. 2-6

Таблица 1. Оценка запыленности поверхностей и предметов в помещении.

Таблица 2. Оценка запыленности помещения (листья растений)

Для определения химического состава пыли, мы ко всем образцам добавили раствор соляной кислоты (10%), а также сравнили растворимость пыли в дистиллированной воде.

Выводы:

Было определено, что большая часть пыли оседает на поверхности листьев тех растений, которые располагаются на относительно небольшом расстоянии от пола, т.к. поверхность пола является основным источником пылевого загрязнения.

При работе с микроскопом было определено, что из всех объектов с самым сильным пылевым загрязнением является поверхность пола, что подтверждает наше наблюдение листьев растений.

В результате химической реакции с соляной кислотой было показано, что состав пыли из объекта № 1 представляет собой карбонатную пыль т.к. после реакции, в микроскоп наблюдались пузырьки газа.

В реакции с соляной кислотой образцов объектов № 2-4 выделение газа не наблюдалось.

Заключение

Нами было проведено исследование запыленности воздуха в жилом помещении. Были собраны образцы пыли с листков растений и различных поверхностей. В ходе первого опыта, мы определили, что с повышением высоты над уровнем пола уровень загрязнения пылью падает.

Во втором опыте мы определили состав пыли, по литературным данным пыль в основном подразделяется на карбонатную и силикатную. В ходе опыта пыль с образца № 1 (пол) в взаимодействии с соляной кислотой дала реакцию, что подтверждает ее химический состав. Остальные образцы реакцию с соляной кислотой не дали и не растворились в воде, мы предполагаем, что состав этой пыли – силикатный.

Список литературы

1. Белов С.В. Безопасность жизнедеятельности [Текст]: учеб ник для вузов /С.В.Белов, А.В. Ильницкая, А.Ф. Козьяков и др. 7-е изд. стер. – М.: Высшая школа., 2007. – 616 с.: ил.

2. Глебова Е. В. Производственная санитария и гигиена труда [Текст]: учебное пособие для вузов/ Е.В. Глебова - М.: Высшая школа, 2005. – 383с.: ил.

3. Алексеев С.В., Груздева Н.В., Муравьев А.Г., Гущина Э.В. Практикум по экологии: учебное пособие - М.: АО МДС, 1996.

4. Растения – индикаторы / В.Н. Маженский. – М.: ООО «Издательство АСТ»; Донецк: «Сталкер», 2004.

5. «Экологический вестник Северного Кавказа» / под общей редак. Трубилин А.И., Белюченко И.С. – Краснодар: 2012.

6. Я познаю мир: Экология: Дет. энцикл./ Авт.-сост. Чижевский А.Е. – М.: ООО «издательство АСТ»: ООО «Издательство Астрель», 2004.

7. Ашихмина Т.Я. Школьный экологический мониторинг. - «Агар»,2000.

8. Канарев Ф.М. «Охрана труда» - М.: «Академия», 2004.

9. Попова Т.А. Экология в школе. Мониторинг природной среды.  
  Методическое пособие. – М.: творческий центр Сфера, 2005.

10. Скуднова Г. Экология жилища и здоровье человека. - М.: «Пантера», 2001г.

11. Хоружая Т.А. Физиологические основы здорового образа жизни.
  Методическое пособие. –М.: Просвещение, 2005.

12. http://72.rpn.gov.ru/node/5872

Приложение I

Рис. 1. Зависимость пылевого загрязнения от расстояния листьев растения от поверхности пола

Рис. 2. «Поверхность пола»

Рис. 3. «Поверхность стола»

Рис. 4. «Поверхность подоконника»

Рис. 5. «Настенные часы»

Рис. 6. Нанесения образца на предметное стекло

Рис. 7. Нанесение растворов соляной кислоты и дистиллированной воды

Рис. 8. Установка образца на столик микроскопа

Рис. 9. Наблюдение в микроскоп (вывод изображения на экран монитора)