Научная работа: Исследование санитарно-гигиенических норм при помощи цифровой лаборатории Архимед

Исследование санитарно-гигиенических норм при помощи цифровой лаборатории «Архимед»

Введение

Как любое учебное заведение, МБОУ “Лицей” обязано предоставить для своих учащихся самые комфортные условия. На работоспособность влияет очень много внешних факторов, в том числе температура, освещённость помещения, количество кислорода в помещении и т.д. Таким образом, необходимо исследовать, соблюдаются ли санитарные нормы в МБОУ “Лицей” и создаются ли комфортные условия для учебной деятельности учащихся.

Актуальность работы заключается в том, что с помощью простых измерений мы сможем понять, подходят ли условия окружающей среды для нормальной работоспособности обучающихся.

Объектом исследования является измерение факторов окружающей среды в учебном заведении, а также их влияние на работоспособность учащихся и возможность устранения несоответствий санитарным нормам.

Предметом исследования являются факторы окружающей среды: температура, влажность воздуха, количество кислорода в помещении, давление, магнитное поле и освещённость помещений.

Цель работы: исследовать, соответствуют ли факторы окружающей среды в кабинетах школы (химии, информатики и спортзале) санитарно-эпидемиологическим нормам и, если не соответствуют, разработать «рецепт» для исправления этих несоответствий.

Задачи:

1) отследить, как изменяются температура, освещённость, процентное содержание кислорода и влажность воздуха в классных комнатах на протяжении учебной смены;

2) измерить давление воздуха, индукцию магнитного поля и радиационный фон в классах;

3) сравнить полученные данные с санитарно-эпидемиологическими нормами;

4) разработать способ устранения несоответствий.

Методы исследования:

1. Теоретического уровня: изучение проблемы и обобщение результатов.

2. Эмпирического уровня: измерение факторов окружающей среды в учебном заведении.

3. Экспериментально-теоретического уровня: проведение лабораторного опыта и анализ результатов.

Раздел I. Санитарные нормы и их значение в процессе обучения

Исследованиями учёных установлено, что среди факторов, влияющих на успешность обучения детей, большое значение имеет организация учебного процесса и те условия, в которых он осуществляется. Стоит упомянуть тот факт, что воздействие школьной среды на состояние здоровья обучающихся и их работоспособность в последние годы увеличилось и достигает порядка 40%. Работоспособность зависит от факторов: внешних и внутренних. Среди внешних факторов необходимо назвать:

1) воздушно-тепловой режим, который в учебном процессе играет большую роль, так как вентиляция помещения связана с обеспечением учащихся кислородом;

2) освещенность, недостаток которой утомляет зрительный аппарат учащегося;

3) температура воздуха оказывает влияние на процессы теплорегуляции тела школьника [6].

Вышеперечисленные нами факторы прописаны в Санитарно-эпидемиологических требованиях к условиям и организации обучения в общеобразовательных учреждениях [5]. (Данные приведены в таблице 1).

Таблица 1Данные санитарно-эпидемиологических норм

Эти нормы должны соблюдаться во всех школах. Вот мы и проверим, соблюдаются ли они в нашем Лицее или нет. Если нет, то, каким образом можно устранить нарушения, чтобы привести наши данные к норме.

Раздел II. Измерение факторов окружающей среды в школе

В течение 4-5 уроков мы наблюдали изменения в окружающей среде класса по следующим признакам: температура, давление, освещенность, влажность, кислород и магнитное поле. Так как два показателя, а именно - магнитное поле и давление не менялись глобально, то мы решили не останавливать на них внимание. Скажем только, что магнитное поле было в пределах 0.6-0.7 мТл, давление в пределах нормального атмосферного давления(97,98 кПа-99,975кПа, что соответствует 735 мм.рт.ст.-750 мм.рт.ст.).

Все проведенные нами измерения выполнены при помощи специальных датчиков и цифровой лаборатории “Архимед” (приложения 1, 2).

Температура

Первый показатель наших измерений - температура. Рассмотрим понятие температуры. Температура (от лат. temperatura -- надлежащее смешение, нормальное состояние) -- физическая величина, характеризующая термодинамическую систему и количественно выражающая интуитивное понятие о различной степени нагретости тел [1.С.170].

Мы измерили температуру в кабинетах химии и информатики, а также в спортзале. По отклонениям от санитарных норм в этих помещениях немного теплее, чем предполагают санитарные нормы. Отклонения на 2-3 градуса в кабинетах и на 7 градусов в спортзале (таблица 2, диаграмма 1).

Таблица 2.Измерение температуры

Стоит заметить, что исследования проводились зимой, и вследствие этого в помещениях должно быть немного теплее, чем обычно. Но не стоит забывать о комфорте учащихся.

Для соблюдения температурного режима зимой достаточно отрегулировать фрамуги - учитель должен за этим следить.

Диаграмма 1.Данные температуры в помещениях

Освещённость

Второй показатель - освещённость. Рассмотрим понятие освещённости. Освещённость -- световая величина, равная отношению светового потока, падающего на малый участок поверхности, к его площади [1.C.272].

В спортзале на первых двух уроках было темнее, чем предполагают санитарные нормы (отклонения на 120-50 лк). Но на последующих уроках с учетом того, что на улице стало светлее, освещённость увеличилась и стала больше, чем устанавливают санитарные нормы (отклонение на 220 лк).

В кабинете химии на первых двух уроках отклонений от нормы не было. Но затем с учётом того, что на улице стало светлее, показатели превысили норму (отклонение на 40-100 лк). Надо заметить, что кабинет химии достаточно светлый кабинет.

В кабинете информатики показатели освещённости были ниже нормы на протяжении всего дня (отклонения на 10-60 лк). В кабинете информатики действительно пониженная освещенность. Причиной этого являются недостаточное количество ламп, а также тот факт, что окна почти всегда закрыты жалюзями и доступа солнечного света практически нет (таблица 3, диаграмма 2).

Таблица 3.Измерение освещённости

Диаграмма 2.Данные освещённости

Влажность воздуха

Третий показатель влажность воздуха. Рассмотрим понятие влажности. Влажность воздуха -- это величина, характеризующая содержание водяных паров в атмосфере Земли -- одна из наиболее существенных характеристик погоды и климата [2.C.161].

Во всех трёх помещениях (спортзал, кабинеты химии и информатики) отклонения от нормы. Процент влажности меньше, чем указано в санитарных нормах (отклонения на 10-20%). Меньше всего отклонений в спортзале. Скорее всего, это всё из-за слишком сухого зимнего воздуха. В помещениях желательно испарить некоторое количество воды, чтобы повысить влажность (таблица 4, диаграмма 3).

Таблица 4.Влажность воздуха

Диаграмма 3.Данные влажности воздуха в помещениях

При пониженной влажности нам потребуется испаритель.

Попробуем рассчитать, какое количество воды нам необходимо испарить, чтобы привести показатели влажности в норму.

Сделаем это на примере кабинета информатики, так как там самая низкая

влажность (12,7%).

Плотность водяного пара при влажности 12,7%:

Плотность водяного пара при влажности 50%:

Находим массу водяного пара при влажности 13%:

Находим массу водяного пара при влажности 50%:

Находим разницу масс:

Мы получили результат: для того, чтобы привести в порядок уровень влажности в кабинете информатики до 50%, необходимо испарить 1361 грамм воды.

Количество кислорода

Четвёртый показатель - количество кислорода. Рассмотрим понятие кислород. Кислород - химический элемент, газ, входящий в состав воздуха, необходимый для дыхания и горения [3.C.120].

Проведённые нами измерения показали:

1. В спортзале на первом уроке было очень низкое содержание кислорода (13%). Но на следующих 4 уроках количество кислорода было весьма стабильным и соответствовало санитарным нормам (19%).

2. В кабинете химии в ходе эксперимента окна были закрыты и помещение не проветривалось. Количество кислорода существенно понижалось, но всё равно оно было в пределах санитарных норм (17-20%).

3. В кабинете информатики напротив, помещение проветривалось после каждого урока. После первого урока количество кислорода значительно понизилось (на 4%), так как в помещении было большое количество учащихся, а помещение не проветривалось. На следующих уроках количество кислорода продолжало понижаться, но абсолютно незначительно (0,2% за три урока). Также количество кислорода продолжало оставаться в пределах нормы (17%) (таблица 5, диаграмма 4).

Таблица 5.Количество кислорода

Диаграмма 4.Данные количества кислорода в помещениях

Учитывая проведённые измерения, попробуем рассчитать массу кислорода в кабинете информатики:

Находим массу всего воздуха:

Находим массу кислорода:

Итак, мы узнали, что в кабинете информатики на первом уроке находилось 36,5 кг кислорода.

Чтобы привести количество кислорода в норму, можно воспользоваться люстрой Чижевского. В нашем лицее она была собрана учащимся 11 класса, поэтому воспользоваться ею может любой учитель для создания комфортных условий в классном помещении. Люстра Чижевского - это аэроионификатор, повышающий концентрацию отрицательных аэроионов кислорода в воздухе, и был создан советским биофизиком А. Л. Чижевским [4].

Мы решили провести эксперимент, чтобы проверить, как изменится количество кислорода, если мы на некоторое время включим люстру Чижевского. В итоге мы смогли увеличить количество кислорода на 3% за 40 минут (от 17% до 20%). Это доказывает то, что с помощью люстры Чижевского можно привести в порядок количество кислорода, если показатели низкие.

Рисунок 1.График изменения количества кислорода в помещении при использовании люстры Чижевского.

Выводы

1. В ходе нашего исследования мы выяснили, что не все санитарные нормы соблюдаются в нашей школе. Возможно, на это повлияли другие внешние факторы, но не стоит забывать о комфорте учащихся.

2. Для того чтобы привести факторы окружающей среды в норму, нужно соблюдать следующие правила:

1) для поддержания в норме процентного содержания кислорода в классной комнате необходимо как можно чаще проветривать помещения, в том числе и перед началом занятий, также, если количество кислорода ниже нормы, можно воспользоваться люстрой Чижевского для увеличения процентного содержания кислорода в помещении;