Проектная работа учащихся 3 класса " Люминесцентные лампы - польза и вред"

Администрация городского округа «Город Калининград»

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа № 31

Авторы:

Марьин Егор Александрович,

Шатохина Мария Валерьевна

(учащиеся 4 «б» класса МАОУ СОШ № 31

г.Калининграда)

Научный руководитель :

Железнякова Виктория Юрьевна

учитель начальных классов

МАОУ СОШ № 31

г.Калининграда

2018 год

Содержание

1. Введение
2. Тезисы
3. Цель работы
4. Глава 1 : « Постановка проблемы исследования»
5. Глава 2 : « Экскурсия на производство».
6. Глава 3 : « Поиск и работа с источниками информации»
7. Глава 4: « Кто и когда изобрёл люминесцентную лампу?»
8. Заключение
9. Выводы
10. Список использованной литературы и иных источников информации

Введение

Проблемы загрязнения окружающей среды.

В современном мире всё острее встаёт проблема загрязнения окружающей среды. Мы живём в эпоху потребления. Растут потребности человека – растёт производство товаров. По рассказам представителей старшего поколения можно сделать вывод, что предметы домашнего обихода, приспособления для ведения домашнего хозяйства , бытовые приборы изготавливались со значительным запасом прочности. Гарантийный срок производителя на эксплуатацию некоторых товаров составлял даже несколько десятков лет. Была хорошо развита ремонтная сеть, выпускалось значительное количество запасных частей. С развитием науки и химической промышленности в наш обиход вошло огромное количество предметов, изготавливаемых из плохоразлагаемых синтетических материалов. Поначалу о проблеме утилизации и переработки таких материалов мало кто задумывался. Технический прогресс и высокие цены на энергоносители привели к ряду научных открытий, которые позволили заменить обычные и относительно безопасные лампы накаливания  на более мощные и экономные в плане потребления энергии люминесцентные  лампы. Но так ли они безвредны с точки зрения экологии?

Влияние деятельности человека по производству и утилизации отходов высокотехнологичного производства.

Мы решили исследовать тему использования приборов освещения. Посетив производство по утилизации  люминесцентных ламп, мы увидели, что оказывается, их существует множество видов. Проблема оказалась гораздо шире, чем мы предполагали. Помимо рассказа мастера производства нам понадобилось изучение технических источников, различных интернет ресурсов и специальной литературы.

Каждый вид ламп имеет свою область применения, имеет разный  срок работы и нуждается в специальном оборудовании для безопасного уничтожения.

Так возникла цель нашего исследования:

- научиться правильному применению приборов освещения;

-  изучить доступные и понятные для нашего возраста источники информации для сохранения здоровья и охраны окружающей среды.

Исходя из поставленных вопросов, мы наметили следующий план и задачи исследования:

• посетить производство по переработке и утилизации энергосберегающих источников освещения
• изучить доступную для нашего возраста и кругозора литературу и интернет источники
• выяснить виды и назначение люминесцентных ламп
• узнать, как различаются способы утилизации в зависимости от их содержания и вида
• рассказать  сверстникам о правилах использования данных осветительных приборов
• поделиться полученным опытом в области сбережения здоровья и охраны окружающей среды

Глава 1  Постановка проблемы исследования

Сегодня во многих домах, офисах, производственных помещениях  и в уличном освещении используются люминесцентные лампы в качестве дополнительного и основного источника освещения. Это обусловлено следующими факторами:

• экономия энергопотребления до 80 %
• качество и долгий срок службы. Время работы таких светильников в 10-12 раз дольше, чем обычной лампы накаливания.
• высокие параметры такого освещения.

Но помимо таких положительных сторон, в случае использования в быту, имеются и негативные факторы. Такие лампы имеют высокую цену , по сравнению с лампами накаливания. И самый главный негативный момент  - они являются источниками ультрафиолетового излучения. Что в домашних условиях, при длительном воздействии, оказывает вредное влияние на кожу. Что может вызвать у людей с повышенной чувствительностью кожные заболевания , такие как: дерматит, экзема, нейродермит, пигментацию, псориаз и даже раковые заболевания. Стоит оговориться,  что  такие серьёзные последствия могут возникнуть  только при длительном и интенсивном воздействии освещения люминесцентных приборов на организм человека.

Есть ещё побочный аспект работы таких приборов освещения – это стробоскопический эффект, который оказывает очень вредное действие на органы зрения. Дело в том, что люминесцентные лампы мигают. Мы не всегда осознаём этот факт или задумываемся над этим моментом, но… Скорость мигания достигает  50 раз в секунду.  Подобное мерцание очень болезненно отражается на состоянии глаз: усиленное моргание, пересыхание роговицы, резь в глазах и их утомляемость мы относим на высокую зрительную нагрузку. Но чтение книг, просмотр видеофильмов, работа с текстовыми программами лишь частично этому способствуют. Повышенная утомляемость органов зрения напрямую связана  с освещением рабочего места и  длительным воздействием стробоскопического эффекта на хрусталик глаза. Это может вызывать даже искажение в зрительном восприятии объектов. Есть и такое понятие, как отсутствие инерционности, то есть лампочки зажигаются с небольшой задержкой. Мышцы глаза, отвечающие за «настройку» хрусталика глаза под меняющийся критерий свет/темнота , быстро утомляются. Что особенно плохо для детских глаз, которые находятся на стадии развития и формирования зрительных органов. Спустя год нахождения в таких условиях освещения врачи диагностируют снижение остроты зрения , и даже могут понадобиться очки. Особое внимание пользователей ламп стоит обратить  на то, что соблюдая все инструкции по применению люминесцентных ламп, мы можем лишь свести наносимый вред к минимальному значению, но не исключить его.

Ещё один важный момент. Подобные источники освещения в большей или меньшей степени содержат пары ртути.  Они способствуют снижению нагрева стеклянной трубки и передают возбуждение по лампе.  Учёные уже давно пришли к выводу, что ртуть не выводится из организма, а накапливается в нём и приводит  к серьёзным отравлениям. Особенно это опасно для детского организма, где действие паров ртути начинается, практически, мгновенно. Поэтому в случае повреждения такого осветительного прибора следует произвести демеркуризацию ( очищение от ртути) помещения.

Вследствие  того, что такое опасное химическое вещество может не только негативно влиять на здоровье в реальном времени, но и способствовать образованию хронических заболеваний, встаёт серьёзная проблема правильного уничтожения таких приборов освещения. У нас возникла гипотеза, что выбрасывая лампы в мусорный контейнер, люди создают серьёзную опасность для своего существования  и наносят серьёзный ущерб экологии.

Мы отправились на производство, занимающееся утилизацией , то есть переработкой  люминесцентных ламп.

Глава 2  Экскурсия на предприятие « Синтез Лтд»

                   В третьем классе мы провели опрос одноклассников, с целью узнать имеют ли они понятие, что такое люминесцентные лампы и где они используются. Мы подготовили анкету с рядом простых, на первый взгляд, вопросов:

• Какие лампы для освещения ты знаешь?
• Как думаешь, что такое люминесцентная лампа?
•  Использует ли твоя семья эти лампы дома?
•  Есть ли в лампе опасные для здоровья вещества и можно ли её выбрасывать в мусор?
• Предположим, лампа перегорела - куда ты её денешь?
•  Знаешь ли ты что такое утилизация?

                   Проанализировав результаты опроса,  мы убедились, что большинство одноклассников не имеют понятия, что такое люминесцентная ртутьсодержащая лампа и что с ней делать, когда она перегорит.

 Хотим наглядно показать, что такое люминесцентная лампа и где их используют.  Мы съездили на предприятие «Синтез Лтд», которое занимается переработкой ртутьсодержащих ламп, где нам показали, какие бывают лампы.  Некоторые мы увидели впервые. О специальном назначении, форме и особенностях осветительных приборов нам рассказали сотрудники предприятия.

Например, дугоразрядные лампы используют для освещения улиц.

Бактерицидные лампы применяют в больницах, детских садах, школах для уничтожения вредных бактерий в воздухе.

  Есть специальные ультрафиолетовые лампы для промышленных принтеров (для печати больших фотографий и рекламных щитов). Также мы увидели люминесцентные лампы разных размеров для освещения офисов и производственных помещений.

И, конечно, нам показали ртутные лампы, которые используются в каждом доме, они называются компактные люминесцентные лампы с цоколем. Их применяют и для освещения дома, и в аквариумах, и для выращивания комнатных растений.

Спектр применения этих приборов очень широк.  О вреде, наносимом здоровью человека, мы рассказали в Главе 1. Нам стало интересно: если негативные последствия использования так велики и все об этом знают, то почему их используют повсюду, а тем более в детских учреждениях и здравоохранительных организациях?

Известно, что свет оказывает благотворное влияние на организм. Наиболее полезно естественное освещение, но не всегда его возможно применять в домашних  и производственных условиях. Долгие годы дополнительным  источником освещения являлись ( их используют и сейчас) лампы накаливания. Они действуют в диапазоне жёлтого и красного излучения. Но эффективность их невысока. Коэффициент полезного  действия ламп накаливания составляет 6-8 %, остальная часть энергии направлена на нагрев приборов освещения. Люминесцентные лампы экономят до 80% электроэнергии. Кроме того, широкие возможности варьировать оттенки теплого и холодного спектров позволяют добиться максимального создания уюта и комфорта в интерьере жилых и офисных помещений, произвести зонирование рабочих мест и мест отдыха людей, производить оздоровление воздуха и уничтожение вредных микроорганизмов, содержащихся в нём. Не случайно существует ряд рекомендаций по применению и выбору данных осветительных приборов.  Выпускаются даже специальные люминесцентные лампы, заменяющие солнечное освещение в соляриях и квартирах городских жителей имеющих меньше возможностей пребывания в естественных условиях освещения. Таким образом, польза этих осветительных приборов также несомненна: они создают благоприятные условия для работы, экономии энергоресурсов, создают  хорошее настроение, повышают работоспособность и позволяют производить оздоравливающие процедуры. К аналогичным выводам пришли медики, гигиенисты и светотехники в ходе развёрнутой открытой конференции в Мюнхене.

Что же мы узнали в ходе нашей экскурсии на производство? Оказывается, выбрасывая люминесцентные лампы в обычный мусорный контейнер, мы наносим непоправимый вред окружающей среде. К сожалению, выезжая на природу мы и сами наблюдали подобные картины:

Так делать нельзя!

Федеральный закон  «Об энергосбережении» привёл к популяризации данного вида осветительных приборов , но стремительный рост потребления привёл к отставанию развития предприятий по переработке и утилизации люминесцентных дугоразрядных ламп. Количества предприятий явно недостаточно. И если юридические лица и организации обязаны производить утилизацию, то просветительская работа с населением ведётся на невысоком уровне. Лучше всего дело обстоит в Москве и крупных городах, там размещены подобные контейнеры. Указаны адреса управляющих компаний, занимающихся подобным видом деятельности. Существуют сети магазинов по продаже ламп и бытовой техники, где можно сдать и обменять данный вид осветительных приборов. В нашем городе тоже есть такая компания и мы записали её адрес:

Экологический центр "Синтез" Лтд (http://sintezltd.ru/)

Адрес: Калининград, ул. А. Невского, д. 240

Телефоны: (8 4012) 466-285, 466-876, 8 905 248 58 05

Как же происходит утилизация?

Оказывается, люминесцентные лампы относятся к первому классу опасных отходов. Поэтому у организации, которая их уничтожает должно быть специальное разрешение – лицензия. Организация должна иметь особых специалистов, которые умеют обращаться , правильно собирать , перевозить и хранить такие лампы. Лампы в свою очередь делятся на несколько категорий по степени опасности:

• прямые люминесцентные
• дуговые, кольцевые бактерицидные
• энергосберегающие
• люминесцентные ДРЛ
• для солярия

Утилизацию бактерицидных ламп производят специальные службы( эти лампы имеют широкое распространение в учреждениях здравоохранения). Она должна проводиться в строгом соответствии со всеми пунктами закона о переработке и захоронении высокотоксичных отходов. Пока лампа целая – она безопасна для человека и окружающей среды. Но при нарушении целостности оболочки в воздух, воду, землю попадают пары ртути, которые образуют стойкие химические соединения , отравляющие все живые организмы. Мы выяснили, какие этапы имеет безопасная утилизация:

1. Организация места предварительного хранения и складирования ламп с ограничением доступа к ним .
2. Храниться они должны на специальных стеллажах, оберегающих от возможности повреждения.
3. Транспортировка к месту переработки происходит в картонных  коробах или специальных оцинкованных стальных контейнерах, соответствующих по размеру.
4. Запрещены к транспортировке неполные контейнеры.
5. В контейнер укладываются подобранные по размеру и виду лампы.
6. Нельзя транспортировать повреждённые колбы.
7. Вывоз осуществляется только в закрытых фургонах.

Технология уничтожения и переработки ламп включает несколько термических и химических способов.

Это обработка специальными химическими реактивами под воздействием высоких температур (демеркуризация), амальгамирование, высокотемпературный обжиг, вибропневматическая технология. Эти слова и процессы, которые они обозначают, для нас ещё не вполне понятны, поскольку мы ещё не изучали физику и химию.

А ещё мы узнали, что в 2017 году во дворах города стали устанавливать специальные контейнеры для сбора ламп дневного освещения. В этом году было установлено десять таких контейнеров. Занимается данным видом деятельности Региональный союз переработчиков отходов Калининградской области.

Глава 3  Составление словарика терминов.

Побывав на предприятии, мы поняли, что у нас не хватает информации о научном описании нашей работы. Мы услышали много новых слов и понятий, значение которых нам было незнакомо. Поэтому мы отправились в библиотеку и обратились к интернет источникам. Нам стало интересно:

• Кто же изобрёл люминесцентные лампы?
• Когда они получили распространение?
•  Что означают их названия?
• Как правильно использовать лампы , чтобы не наносить вреда здоровью и окружающей среде?

Вот такой словарик мы составили:

Амальгамирование – процесс извлечения руд золота и серебра посредством ртути.

Вибропневматическая технология – разделение отходов при помощи встряхивания и воздействия давления воздуха.

Демеркуризация – обезвреживание отходов путём извлечения ртути.

Дроссель – устройство для запуска лампы, представляющее собой провод, намотанный на ферромагнитный сердечник.

Газоразрядная лампа – источник видимого освещения. Физическая основа – электрический разряд в газах.

Катоды – отрицательный электрод.

Люминесцентная лампа – газоразрядный источник света, В котором электрический разряд создаёт в парах ртути ультрафиолетовое излучение. которое преобразуется в видимый свет при помощи люминофора.

Люминофор         - вещество, способное преобразовывать поглощаемую им энергию в световое излучение.

Ртуть  - метал , при комнатной температуре представляющий собой тяжёлую серебристо-белую жидкость, пары которой чрезвычайно ядовиты.

Стробоскопический эффект – зрительная иллюзия, возникающая, главным образом в кинематографе, очень опасен на производстве ввиду того, что вращающаяся часть станков может казаться неподвижной из-за частоты вращения, что может привести к опасной травме.

Утилизация – обеспечение вторичного использования или переработки отходов.

Глава 4 « Кто и когда создал люминесцентную лампу?»

Разработка и производство люминесцентных ламп связано с именем советского учёного, основателя научной школы физической оптики  академика Сергея Ивановича Вавилова. В двадцатых годах прошлого века под его руководством был разработан люминофор. В 1951 году вместе с коллективом учёных был удостоен Государственной премии за создание люминесцентных ламп. Написал ряд книг о физиологическом воздействии света на человека. Так же огромный вклад внёс  Николай Алексеевич Карякин своей работой с угольными дуговыми  лампами.

Затем с целью удлинения срока службы были разработаны безэлектродные  люминесцентные лампы. А с 1968 года жизнь человечества вошли светодиодные лампы. Сегодня выпускаются уже не только монохромные светодиодные лампы , но  и источники «белого» освещения.

Заключение

В процессе изучения темы исследования мы поняли, что этот материал гораздо объёмнее и глубже, чем мы себе представляли. Большое количество вопросов нам ещё не ясны, поскольку нам ещё многое предстоит узнать о науках, их применении в жизни. На предприятии «Синтез Лтд» мы увидели не все производственные процессы, так как были ограничены во времени. Мы решили продолжить своё исследование. Но по завершении работы мы хотим поделиться своим опытом  и дать рекомендации по использованию люминесцентных ламп.

Выводы

Наша гипотеза подтвердилась: изучая литературу и беседуя со специалистами производства, мы убедились в том, какой вред наносит неправильная утилизация люминесцентных ламп.

Использование этих приборов  несёт несомненную пользу  человеку :

1. Это источник освещения, приближенный к естественному.
2. Экономия электроэнергии до 80%.
3. Использование в медицинских и оздоровительных целях.
4. Использование в детских учреждениях.
5. Долгосрочность службы приборов.
6. Благотворное влияние на физиологию и психологию человека.

Есть ряд побочных эффектов и отрицательных моментов:

1. Отрицательное воздействие на органы зрения при неправильном выборе количества и расположения источников освещения.
2. Возможны аллергические реакции у людей с чувствительной кожей.
3. Опасность при небрежном обращении и нарушении целостности корпуса.
4. Нельзя просто выбросить в мусорный контейнер.

Как же свести все эти риски к минимуму и снизить негативное воздействие на здоровье человека?

• Конечно, для снижения риска отравления парами ртути лучше всего использовать в освещении светодиодные лампы, но не смотря на долговечность и надёжность, они ещё слишком дороги для массового потребления.
• Уменьшить вред воздействия на чувствительную кожу можно путём консультации со специалистом в области освещения, и выполняя рекомендации врача
• Снизить стробоскопический эффект можно при помощи установки двух и более источников света в светильник.
• Не нарушать инструкцию по пользованию солярием.
• Не выбрасывать отработавшие свой срок лампы в мусорный контейнер.
• Распространять информацию об организациях и местах утилизации ртутьсодержащих ламп.

Что делать, если в помещении, где вы находитесь, разбилась ртутьсодержащая лампа?

Мы на основе изученного материала сделали для себя такие выводы:

1. Отключить электроэнергию. ( Выключить свет.)
2. Покинуть помещение.
3. Закрыть дверь.
4. Вызвать службу спасения, указав  характер происшествия.

Нас заинтересовала выбранная нами тема и мы планируем продолжить исследования , связанные непосредственно с утилизацией различных видов ламп. Хотим узнать. каково последующее применение извлечённых из лампы материалов. В будущем мы хотели бы снова привлечь внимание к данной проблеме, так как грамотность населения в данном вопросе находится по-прежнему на невысоком уровне. А нас очень волнует экологическая обстановка и будущее нашей планеты.

Список информационных источников:

1. Атаев А., Рохлин Г. Свет в жизни человека Журнал Иллюминатор 3(5)-2003 http://www.illuminator.ru/
2. ФЗ «Об энергосбережении».. от 23.11.2009 № 261-ФЗ                              
   
3. https://www.newkaliningrad.ru/news/briefs/community/14012024-v-kaliningrade-poyavilis-konteynery-dlya-sbora-rtutnykh-lamp-i-batareek.html
4. http://svet-con.ru/Usage/lum-utilizacia.php
5. https://1posvetu.ru/istochniki-sveta/vred-lyuminestsentnyh-lamp.html
6. http://vtorothodi.ru/utilizaciya/pravila-utilizacii-lamp-drl