Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Удомельская гимназия №3 им. О.Г.Макарова»

Исследовательский проект на тему:

«Влияние рециркулятора на содержание бактерий в воздухе кабинетов школы»

Автор проекта ученик 9б класса МБОУ УГ№3 им.О.Г.Макарова

Научный руководитель проекта Шевякова А. Б.,

учитель биологии

г. Удомля, Тверская область

2025 год

 Содержание:

1. Введение.

Важным объектом места обитания человека, способным оказать существенное влияние на здоровье является – воздушная среда, как в атмосферном воздухе, так и в воздухе закрытых помещений. Воздух является средой, содержащей множество разных микроорганизмов. С воздухом они могут разноситься на большие расстояния. В отличие от воды и почвы, где микроорганизмы могут жить и размножаться, в воздухе они только сохраняются определенное время, а затем гибнут под влиянием определенных факторов: высыхания, действия солнечной лучей, перепады температуры, отсутствие питательной среды.

 Микроорганизмы способны взаимодействовать с организмом человека и вступать в различные взаимоотношения – от симбиоза до паразитизма. Количество микроорганизмов в воздухе колеблется в значительных пределах и зависит от метеорологических условий, расстояния от поверхности земли, от близости населенных пунктов. Самое большое количество микроорганизмов содержит воздух промышленных городов, наименьшее – воздух лесопарков, парков, заповедников. Множество микробов находится в воздухе помещений, где неизбежно массовое нахождение людей (торговые центы, театры, школы, детские сады, больницы.), сопровождающееся поднятием в воздух пыли.

1. Определение проблемы.

Загрязнение воздуха может вызывать респираторные заболевания, включая воспаление дыхательных путей, изменение иммунной ответной реакции легких и повреждение легочной ткани микробиологический анализ воздуха проводят с целью изучения условий воздушной среды и разработки комплекса гигиенических мероприятий, которые направлены на создание оптимальных условий по предупреждению воздушно-капельных инфекций.что немаловажно для школьников, их родителей, а также учителей, находящихся в кабинетах школы во время учебного дня. При этом доказано, что воздух в помещениях в несколько раз грязнее и токсичнее, чем наружный. А нахождение в нем дольше 8-10 часов в день сокращает продолжительностьжизни человека минимум на 10 лет! Еще в середине прошлого века великим французским ученым Луи Пастером, доказано наличие микроорганизмов в воздухе.

1.2. Цель исследования этой работы выяснение влияния рециркулятора на микрофлору воздуха в различных помещениях школы, в течении учебного дня.

1.3. В ходе работы решались следующие задачи:

1. Изучить литературу.

2. Подобрать методики анализа микробной нагрузки воздуха.

3. Собрать пробы воздуха и определить количество микробов в 1 м3.

4. Проанализировать результаты и сделать выводы.

5. Дать рекомендациипо результатам исследования микрофлоры воздуха.

1.4. Гипотеза: работа рециркулятора уменьшает количество микроорганизмов в воздухе помещений школы.

1.5. Практическая значимость исследования.

В воздухе закрытых помещений микробов значительно больше, чем в открытых воздушных бассейнах, особенно зимой, при недостаточном проветривании. Состав микрофлоры и количество микроорганизмов, обнаруживаемых в 1м3воздуха (микробное число воздуха), зависят от санитарно-гигиенического режима, числа находящихся в помещении людей, состояния их здоровья и других условий. Количество микробов в воздухе варьирует в больших диапазонах — от нескольких бактерий до десятков тысяч их в 1 м3. В 1 г пыли может содержаться до 1 млн бактерий. Пылевые частицы служат благоприятной средой для жизнедеятельности различных микроорганизмов. В воздух могут попасть и патогенные микроорганизмы от животных, людей (больных и носителей). Микроорганизмы способны вступать с другими организмами в самые разные взаимоотношения: от симбиоза до паразитизма, поэтому мы проведем исследования содержания микробов в воздухе без рециркулятора и с ним, проанализируем то, как влияет он на микробный состав воздуха в кабинетах школы.

2. Обзор литературы.

2.1 Микробный состав воздуха в помещениях и его влияние на здоровье людей. 

Микробный состав воздуха в помещениях в основном отражает микрофлору находящихся в этих местах людей и животных. Микроорганизмы попадают в воздух с поверхности тела (с чешуйками кожи) и через верхние дыхательные пути при дыхании, разговоре, кашле, чихании. Воздух закрытых помещений содержит сложную по составу смесь из живых и мёртвых микроорганизмов, их фрагментов, токсинов, аллергенов, летучих органических соединений микробного происхождения. 

Некоторые группы микроорганизмов, которые могут присутствовать в воздухе помещений:

• Патогенные микроорганизмы. Возбудители аэрогенных инфекций: дифтерии, кори, коклюша, паротита, скарлатины, туберкулёза, острых респираторных инфекций, новой короновирусной инфекции и других инфекционных болезней. 
• Микроскопические клещи и грибы. Высокая влажность внутри помещений влияет на присутствие и распространение микроскопических клещей и грибов, в том числе плесени. 

Микробный состав воздуха в помещениях влияет на здоровье людей. В воздухе закрытых помещений могут обитать больше сотни видов микроорганизмов, от простейших бактерий и грибов до вредоносных вирусов. 

Наибольшую опасность для человека представляют патогены, которые попадают в воздух через верхние дыхательные пути при разговоре, кашле и чихании. Это стафилококки и стрептококки, возбудители туберкулёза и дифтерии, вирусы ОРВИ, гриппа, коронавируса, кори, ветряной оспы и других заболеваний. 

Уровень микробного загрязнения зависит от плотности заселения, активности движения людей, санитарного состояния помещения, вентиляции, частоты проветривания, способа уборки, степени освещённости и других условий. 

Влияние микробного состава воздуха на здоровье людей заключается в том, что вместе с воздухом микробы переносятся с места на место, попадают на пищевые продукты и предметы обихода

2.2. Нормы количественного и качественного содержания микроорганизмов в воздухе помещений.

Нормы количественного содержания микроорганизмов в воздухе помещений зависят от их назначения. 

Для медицинских помещений I, II и III категорий общее микробное число (КОЕ) не должно превышать 500 единиц в одном куб. метре воздуха. 

Для жилых и офисных помещений строгих критериев не предусмотрено, но есть усреднённые параметры:

• чистым считается воздух, в котором присутствует до 2000 микроорганизмов в 1 куб. м; 
• слабозагрязнённым — 4000–7000; 
• сильнозагрязнённым — выше 7000. 

Эти показатели варьируются в зависимости от сезона года:

• Летом чистый воздух в помещении не должен содержать больше 1500 микроорганизмов, а загрязнённый — 2500. 
• Зимой параметры бактерицидной обсеменённости, следующие: чистый воздух — до 4500, а загрязнённый — до 7000

2.3. Методы очистки воздуха в помещениях.

Методы очистки воздуха в помещении школьных кабинетов:

• С помощью рециркулятора

Рециркуляторы воздуха — это устройства для дезинфекции воздуха в закрытых помещениях от бактериологических и вирусных угроз.

Принцип работы рециркулятора прост: в корпус устройства вентилятором нагнетается воздух из помещения, который проходит через зону воздействия и обеззараживается. Затем через выходное отверстие воздух выпускается наружу очищенным.

Существуют разные виды рециркуляторов, например:

1. Ультрафиолетовые (бактерицидные). Воздух нагнетается внутрь устройства, где обеззараживается безозоновыми ультрафиолетовыми лампами, затем выбрасывается наружу.
2. Комбинированные. Они оборудованы фильтрами и специальными системами очистки в различных сочетаниях.

Очиститель выбирают, отталкиваясь от его производительности, сроков замены фильтров, удобства управления, энергопотребления.

• Влажная уборка в образовательных учреждениях, ее кратность, качество проведения также играет большую роль. Уборку учебных и вспомогательных помещений проводят после окончания уроков, в отсутствие обучающихся, при открытых окнах или фрамугах.

Если общеобразовательная организация работает в две смены, уборку проводят по окончании каждой смены: моют полы, протирают места скопления пыли (подоконники, радиаторы и др.). Для проведения уборки и дезинфекции в общеобразовательной организации используют моющие и дезинфицирующие средства (0,03% раствора ХЛОРМИСЕПТА + 0,5% моющего средства + 5л. воды), разрешенные в установленном порядке к применению в детских учреждениях, соблюдая инструкции по их применению. Дезинфицирующие растворы для мытья полов готовят перед непосредственным применением в туалетных комнатах в отсутствие обучающихся.

• Проветривание. Все помещения должны ежедневно проветриваться. Учебные помещения проветриваются во время перемен, а рекреационные - во время уроков. До начала занятий и после их окончания необходимо осуществлять сквозное проветривание помещений (при наличии 2-х смен обучения – после каждой смены).

4. Методы исследования

Есть седиментационные и аспирационные методы исследования. Седиментационный – наиболее старый метод, широко распространен благодаря простоте и доступности, однако является неточным. Метод предложен Р. Кохом и заключается в способности микроорганизмов под действием силы тяжести и под влиянием движения воздуха (вместе с частицами пыли и капельками аэрозоля) оседать на поверхность питательной среды в открытые чашки Петри. Чашки устанавливаются в точках отбора на горизонтальной поверхности. При определении общей микробной обсемененности чашки с мясопептонным агаром оставляют открытыми на 5 - 10 мин или дольше в зависимости от степени предполагаемого бактериального загрязнения. Для выявления санитарно-показательных микробов применяют среду Гарро или Туржецкого (для обнаружения стрептококков), молочно-солевой или желточно-солевой агар (для определения стафилококков), суслоагар или среду Сабуро (для выявления дрожжей и грибов). При определении санитарно- показательных микроорганизмов чашки оставляют открытыми в течение 40 - 60 мин. По окончании экспозиции все чашки закрывают, помещают в анаэростат или термостат для культивирования в оптимальной для развития выделяемого микроорганизма среде, затем (если этого требуют исследования) на 48 ч оставляют при комнатной температуре для образования пигмента пигментообразующими микроорганизмами.

В практике санитарной службы при аспирационном взятии проб используются аппарат Кротова, пробоотборноеустройство ПУ-1Б, бактериоуловительРечменского, прибор для отбора проб воздуха (ПОВ-1), пробоотборник аэрозольный бактериологический (ПАБ-1), бактериальновирусныйэлектропреципитатор (БВЭП-1), прибор Киктенко, приборы Андерсена, Дьяконова, МБ и др. Для исследования атмосферы могут быть использованы и мембранные фильтры № 4, через которые воздух просасывается с помощью аппарата Зейтца. Большое разнообразие приборов свидетельствует об отсутствии универсального аппарата и о большей или меньшей степени их несовершенства.

Мы использовали пробоотборноеустройство ПУ-1Б. В настоящее время этот прибор широко применяется при исследовании воздуха закрытых помещений и имеется в лабораториях СЭС. Принцип работы ПУ-1Б основан на том, что воздух, просасываемый через отверстия в крышке аппарата, ударяется о поверхность питательной среды, при этом частицы пыли и аэрозоля прилипают к среде, а вместе с ними и микроорганизмы, находящиеся в воздухе. Чашку Петри с тонким слоем среды укрепляют на вращающемся столике аппарата, что обеспечивает равномерное распределение бактерий на ее поверхности. Работает аппарат от электросети. После отбора пробы с определенной экспозицией чашку вынимают, закрывают крышкой и помещают на 48 ч в термостат. Обычно отбор проб проводят со скоростью 200 л/мин в течение 0,5-5 мин. Таким образом, определяется флора в 100-1000 л воздуха. Приемник перед забором пробы воздуха заполняется 3-5 мл улавливающей жидкости (водой, мясопептонным бульоном, изотоническим раствором хлорида натрия).

 При использовании любого из перечисленных приборов получаемые результаты являются приблизительными, однако они дают более правильную оценку обсемененности воздуха в сравнении с седиментационным методом. Поскольку и отбор, и санитарно-микробиологические исследования воздуха не регламентированы ГОСТ, то можно использовать любой прибор для оценки бактериальной загрязненности воздуха. Во многих случаях отбор проб совмещен с этапом посева.

3. Практическая часть.

3.1. Дезинфекция исследуемых учебных кабинетов.

• Ежедневно после занятий проводится влажная уборка кабинетов раствором ХЛОРМИСЕПТА (раствор приготавливается по способу, описанному в разделе 2.3).
• Ежедневно работает рециркулятор Исток (расписание работы рециркулятора: 8.00-8.30, 10.00-10.30, 12.00-12.30).
• Проветривание сквозное проветривание на переменах после первого (9.15-9.25), третьего (11.15-11.35), пятого (13.15-13.25 уроков). Возможно проветривание и в течение уроков в случае необходимости. Обязательно проветриваются кабинеты после занятий.

3.2 Исследование микробного состава воздуха в учебных кабинетах.

Мы использовали в нашей работе аспирационный метод, описанный в разделе 2.3.

Первых блок исследований проводился 13, 14 января в кабинетах 201 и 208.В каждом кабинете проводилось 6 уроков. Измерения проводились два раза: утром и в обеденной время (точное время указано в таблице 1).

13.01 – понедельник – в кабинетах в субботу и воскресенье не было занятий, не было уборки. В 8.00 13.01 включался рециркулятор однократно в течение дня. В 208 кабинет проветривался.

14.01 – в кабинетах включался рециркулятор.

Второй блок исследований проводился 21 января в кабинетах 201 и 202 (эталонный кабинет).

21.01 – в кабинете 201 работал рециркулятор, кабинет однократно проветривался, занятия проводились. Кабинет 202 – занятия не проводились, рециркулятор не включался, кабинет не проветривался. В кабинет на переменах приходил учитель за учебниками, в кабинете было плохое отопление – температура воздуха в кабинете была 15 0 С.

Результаты микробиологического исследования воздуха в школьных кабинетах представлены в таблице 1:

Таблица 1.

Анализ результатов:

13 января в 201 каб. утром обнаружено 1130 колоний бактерий на м3, второе измерение дало 1960 колоний на м3. Виден рост  на 79,4% количества бактерий в отсутствии рециркулятора и проветривания при полной загрузке кабинета.В 208 каб. утром обнаружено 2130 колоний бактерий на м3, второе измерение дало 1120 колоний на м3. Количество бактерий уменьшилось на 47,42% отсутствии рециркулятора и при проветривании в условиях полной загрузки кабинета. Скорее всего количество бактерий в 208 кабинете уменьшилось за счет проветривания.

14 января в 201 каб. утром обнаружено 990 колоний бактерий на м3, второе измерение дало 940 колоний на м3. Количество бактерий незначительно уменьшилось на 5,05% при работе рециркулятора и отсутствии проветривания при полной загрузке кабинета. В 208 каб. утром обнаружено 1720 колоний бактерий на м3, второе измерение дало 1450 колоний на м3. Количество бактерий уменьшилось на 15,7% при работе рециркулятора и при проветривании в условиях полной загрузки кабинета. Получившиеся результаты можно объяснить действием рециркулятора.

21 января в 201 каб. утром обнаружено 660 колоний бактерий на м3, второе измерение дало 940 колоний на м3. Количества бактерий увеличилось на 42,42% при работе рециркулятора и отсутствии проветривания при полной загрузке кабинета. В 202каб. утром обнаружено 130 колоний бактерий на м3, второе измерение дало 630 колоний на м3. Количество бактерий увеличилось на 384,6% в отсутствии рециркулятора и проветривания пустого кабинета. Высокий рост микробной нагрузки в 202 кабинете можно объяснить тем, что учитель, забиравший учебники из кабинета, поднимала пыль, которую не убирал рециркулятор или проветривание.

4. Выводы:

Результаты проведенного исследования в целом подтверждают гипотезу, работа рециркулятора уменьшает количество микроорганизмов в воздухе помещений школы.

При работе рециркулятора выявлено отсутствие роста или незначительный ростколичества бактерий в воздухе кабинета при полной загрузке. Наши исследования показали, что значительную роль играет проветривание, благодаря которому количество бактерий уменьшается и без рециркулятора. Спор плесени выявлено не было.

Учебные кабинеты школы не нормируются по содержанию бактерий в воздухе, по словам заведующей Удомельской санитарно-эпидемологической станции Глущенко Ольги Александровны, уровень микробной загрязненности низкий.

Воздух закрытых помещений действительно содержит бактерии, количество которых возрастает в течение дня под воздействием различных факторов. При нахождении большого количества людей в помещении количество микроорганизмов в воздухе возрастает. Работа рециркулятора способствуют снижению пыли и количества бактерий в воздухе.

Список источников информации

1. Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 24 декабря 2020 г. № 44 "Об утверждении санитарных правил СП 2.1.3678 - 20 "Санитарно-эпидемиологические требования к эксплуатации помещений, зданий, сооружений, оборудования и транспорта, а также условиям деятельности хозяйствующих субъектов, осуществляющих продажу товаров, выполнение работ или оказание услуг"

https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/400063274/

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Удомельская гимназия №3 им. О.Г.Макарова»

Исследовательский проект:

«Исследование чистоты воздуха города Удомля помощью анализа снега»

Автор проекта ученица 10 б класса МБОУ УГ№3 им.О.Г.Макарова

Научный руководитель проекта Шевякова А. Б.,

учитель биологии

г. Удомля, Тверская область

2023-2024 год

Содержание работы

 Введение …………………………………………………….…………..…..3

1. Определение проблемы и актуальность……………………………3
2. Гипотеза………………….………………………….……………….4
3. Цель………………………….……………………………………….4
4. Задачи………………………………………………………………...4

 Обзор литературы…………………………………...………………………5

2.1   О проблеме загрязнения воздуха……………………………….………..5

2.2 О загрязнителях воздуха………………………… …………….…………6

2.3   О проблеме загрязнения воздуха в Удомле……………………………..7

Методика исследований…………………………………………….….……9

3.1   Методы исследования загрязнения воздуха …………………….……..9

3.2   Определение чистоты воздуха по снегу………………………….…….11

3.3   Описание показателей и методов их определения…………………….11

 Заключение и выводы……………………………………………………..16

Список литературы……………………………………………………..…….17

Введение

1. Определение проблемы и актуальность.

Атмосфера является одной из важнейших составных частей целостной природной среды нашей планеты. Нарушение множества сбалансированных связей между частями природного комплекса: атмосферой, гидросферой, литосферой, приводит к глобальным изменениям уже установившегося круговорота веществ. Это ставит под угрозу нормальное функционирование биосферы, само существование живого мира Земли, в том числе человеческой цивилизации.

Наибольшее количество выбросов образуется при выделении выхлопных газов и сжигании различных видов топлива, в состав которых входят макроэлементы и микрокомпоненты. Считается, что часть из них имеет относительно невысокую склонность к накоплению в атмосфере: углекислый газ, угарный газ, соединения серы и оксиды азота (от сжигания горючих ископаемых).  Другие, такие как углеводороды, тяжелые металлы и их соединения, способны к накоплению в атмосфере и других средах. Значительное количество перерабатываемых промышленностью тяжелых металлов рассеивается в атмосфере в составе техногенных пылей. Эти пыли возникают как в процессе переработки, изготовления изделий, так и при их эксплуатации.

 В воздухе городов в виде примесей встречаются также соединения серы, хлора и других веществ. Так, например, летучие органические соединения, оксиды азота и серы вызывают воспаление в организме и являются канцерогенами, то есть провоцируют мутации клеток и увеличивают риск рака.

В связи с этим, легкие человека, постоянно получающие загрязненный воздух не получают необходимой порции кислорода, в результате чего могут прекратить свою жизнедеятельность. Химические соединения, которые попадают в воздух, проникают в организм через вдыхание и на кожу, а также раздражают слизистую оболочку органов дыхания. Также загрязненный воздух губительно действует не только на органы дыхания, но и на глаза. Когда вдыхаются вредные вещества, постепенно они оседают на голосовые связки, что вызывает их раздражение и спазмы. Вредные химические вещества попадают в кровь. (1)

Загрязнение воздуха – серьезная угроза не только здоровью населения, но и окружающей среде. Оно снижает содержание кислорода в наших океанах, ведет к сокращению биоразнообразия и способствует изменению климата. Развитие промышленности уже привело к серьезным нарушениям круговорота веществ (оксидные соединения углерода, серы, азота, озона)

Я живу в г. Удомля и состояние воздуха, которым мы дышим, для меня крайне важно. Удомля – город-спутник Калининская АЭС (КАЭС), крупного производства в городе нет, но многие жители имеют собственные автомобили, которыми активно пользуются. КАЭС, транспорт и другие предприятия, которые вполне возможно могут выбрасывать в атмосферу различные вредные для людей соединения. Поэтому, заинтересовавшись экологическим состоянием окружающей среды мест нашего проживания, мы решили провести исследование, чтобы убедиться в том, что воздух в моем родном городе достаточно чистый.

1.2 Гипотеза

Основными загрязнителями воздуха являются автомобили. КАЭС, хоть и является крупнейшим предприятием города, не загрязняет воздух.

1.3 Цель

Определение чистоты воздуха с помощью органолептического и химического анализа снега.

1.4 Задачи

1. Изучить литературу.
2. Подобрать методики анализа снежного покрова.
3. Собрать пробы снега и провести химический анализ проб.
4. Проанализировать результаты и сделать выводы.

 Обзор литературы.

2.1 О проблеме загрязнения воздуха

В природной среде техногенные вещества и энергия (в виде - отходов) перераспределяются за счет миграции, трансформации и аккумуляции в различных компонентах биосферы. Так, пыление и газовыделение из хранилищ жидких и твердых отходов приводят к загрязнению атмосферы. Атмосферные осадки, вымывая загрязняющие вещества из воздуха, переносят их на подстилающую поверхность и в водоемы. Это в свою очередь способствует вымыванию и выщелачиванию мелкодисперсных и растворимых составляющих пород антропогенного и природного происхождения в поверхностные и грунтовые воды. Взаимный качественно-количественный массообмен существует также между поверхностными и подземными водоемами. (2, с.367)

Рост промышленности, отсутствие высокоэффективной пыле- и газоочистки, с одной стороны, и строительство жилья в зоне действия промышленных предприятий, с другой стороны, сделали загрязнение атмосферного воздуха национальным бедствием. Концентрация пыли в воздухе крупных городов превосходит допустимую норму в 5-10 раз, оксида азота - в 1,5-2 раза, сернистого ангидрида - в 4-8 раз, оксида углерода - в 20 - 30 раз). Главными источниками антропогенного загрязнения атмосферы являются:

1. транспорт, выбросы которого являются причиной преждевременной смерти людей;
2.  промышленные предприятия выбрасывают в атмосферу значительное количество твердых несгоревших частиц (зола, сажа, копоть, пыль) и вредных газов (диоксид и оксид углерода, углеводороды, соединения серы, оксиды азота и пр.);
3. теплоэнергетика, в которой сжигание углеродсодержащих топлив приводит к появлению двуокиси углерода СО2, которая выбрасывается в атмосферу и способствует созданию парникового эффекта;
4.  животноводческие комплексы своими навозами, пометами, парниковыми газами загрязняют атмосферу. Эти загрязнители снижают плодородие почв, ухудшают качество. Загрязнения воздуха трудно избежать независимо от того, насколько богат район, в котором вы живете. Микроскопические загрязнители могут проходить сквозь защитные механизмы нашего организма, проникая глубоко в дыхательную и кровеносную систему и разрушая легкие, сердце и мозг. 

2.2 О загрязнителях воздуха

1.Диоксид серы или сернистый газ, отличается характерным запахом, похожим на запах горящей спички. Вдыхание SO2 даже в небольшой концентрации может привести к воспалению дыхательных путей, вызвать кашель, насморк и хрипоту. Длительное воздействие провоцирует возникновение дефектов речи, чувства нехватки воздуха, отека легких. Также возможно поражение легочной ткани, но оно проявляется только спустя

несколько дней после воздействия. Люди с заболеваниями дыхательной системы, например, астматики, наиболее тяжело переносят влияние SO2.

2.Хлор в виде газа имеет желто-зеленый цвет и острый раздражающий запах. Одни из первых симптомов отравления хлором – покраснение глаз, приступы кашля, боль в груди, повышение температуры тела. Возможно развитие бронхопневмонии, бронхита. Будучи сильным канцерогеном, хлор провоцирует возникновение раковых опухолей и туберкулеза. При высокой концентрации летальный исход может наступить после нескольких вдохов.

3.Загрязнение окружающей среды свинцом происходит из-за промышленной деятельности: цветной металлургии, производства аккумуляторов, консервной промышленности. Класс опасности свинца – первый, а значит, он крайне опасен для организма человека. Отравление свинцом проявляется не моментально. Это коварное вещество остается в организме надолго, накапливаясь в костях и тканях. Свинец нарушает функции сердечно-сосудистой и кровеносной систем, слухового аппарата, а также приводит к снижению интеллектуальных способностей. Первые симптомы схожи с признаками сильного переутомления – вялость, головокружение, плохое настроение и т.д. Если своевременно не обратиться к врачу за помощью, симптомы будут только усугубляться. При длительном воздействии свинца на организм у человека появляются судороги, боль в мышцах, дефекты речи. Тяжелое отравление может привести к параличу, коме и смерти. (6)

4.Медная пыль наносит вред для человека и разных оборудований. В первом случае частицы загрязнителя оседают в легких, вызывая их фиброз, может начаться разрастание соединительной ткани. Острое отравление спровоцирует литейную лихорадку. Что касается оборудования, то пыль, попадая в ответственные механизмы, спровоцирует снижение КПД и может привести к поломке. Медной пыли присвоен класс опасности 2, то есть она считается высокоопасным отходом, способным нанести существенный урон окружающей среде.

2.3 О проблеме загрязнения воздуха в Удомле

Удомля – это крупный промышленный центр, где производится порядка 1% электрической энергии, вырабатываемой в России. Крупнейшее предприятие городского округа - Калининская АЭС.

По структуре занятости населения город относится к монопрофильным населенным пунктам – большая часть населения занята на Калининской АЭС и предприятиях, связанных с ее обслуживанием. Однако в городе действуют также предприятия деревообрабатывающей и пищевой промышленности, производство изделий из пластика и др. (3)

Приоритетным направлением деятельности Калининской АЭС является разумное и рациональное природопользование, оздоровление экологической обстановки и сохранение природы.

Ведется постоянная работа по обеспечению экологического равновесия и устойчивого развития природных систем, основанная на безусловном соблюдении требований природоохранного законодательства РФ.

«– Лаборатория отдела охраны окружающей среды КАЭС занимается производственным контролем нерадиационных факторов воздействия Калининской АЭС на окружающую среду и мониторингом экологической обстановки в районе расположения атомной станции», – сказал Андрей Данилкин (4).

Количество поступающих в окружающую среду в режиме нормальной эксплуатации АЭС радионуклидов жестко регламентируется и отслеживается системой мониторинга. Экологический мониторинг также включает в себя гидрологические и метеорологические наблюдения, контроль здоровья населения, мониторинг  уровня, температуры и химического состава наземных и подземных вод, атмосферного воздуха (3).

Таким образом комплексные исследования загрязнения объектов окружающей среды в ряде населённых пунктов, расположенных в зоне влияния КАЭС не выявили в настоящее время аномальных загрязнений почв, воды, донных отложений радиоактивными и химическими загрязнителями. Поэтому, по нашему мнению, в настоящее время КАЭС не оказывает существенного негативного влияния на окружающую среду в окрестности обследованных населённых пунктов. Однако учитывая большую потенциальную опасность КАЭС и её предполагаемое расширение до трёх блоков, необходимо продолжить проведение мониторинговых исследований загрязнения окружающей среды в зоне влияния станции (5).

Методика исследований

3.1Методы исследования загрязнения воздуха

Для определения концентрации примесей в атмосфере применяются следующие методы анализа атмосферного воздуха:

1. Отбор проб воздух и физико-химический анализ:

• Хроматографический. Наиболее распространенный способ определения сложных примесей. В исследованиях используется специальный прибор – хроматограф. Выделяют метод газовой, жидкостной, ионо-жидкостной и пламене-ионизационной хромографии.
• Спектральный. Основан на свойстве газов поглощать определенную часть электромагнитного излучения. Метод позволяет определить состав, структуру и концентрацию веществ в пробах. Выделяют следующие способы спектрального анализа: колориметрия, ультрафиолетовая и инфракрасная спектроскопия, люминисцентный метод.
• Электрохимический. Используется при периодическом мониторинге за состоянием атмосферы. Выделяют кондуметрический и кулонометрический способы исследования.
• Атомно-абсорбционный спектральный анализ Метод основан на резонансном поглощении света свободными атомами, возникающем при пропускании пучка света через слой атомного пара.
• Люминесцентный анализ — совокупность методов анализа, основанных на наблюдении люминесценции.
• Macс-спектрометрический метод анализа Метод исследования вещества, основанный на определении отношения массы к заряду ионов, образующихся при ионизации представляющих интерес компонентов пробы
• Рентгеноспектральный анализ Инструментальный метод элементного анализа, основанный на изучении спектра рентгеновских лучей, прошедших сквозь образец или испущенных им (8)
• Абсорбционный метод спектрального анализа газов основан на избирательном поглощении веществом части проходящего через них электромагнитного излучения, используется для оценки концентрации угарного газа.
•  Метод ультрафиолетовой флуоресценции используется в приборах для контроля SO2 и H2S. Пламенно-ионизационный метод используется для измерения суммарной концентрации углеводородов различных классов.
• Методами определения углекислого газа в воздухе являются: объемные методы - содержание СО2 определяется при помощи газоанализаторов Холдена, Кудрявцева, Калмыкова; титрометрические методы Субботина-Нагорского и Гесса - титрованным раствором едкого бария поглощается углекислый газ из определенного объема воздуха, и по разности титров раствора бария до и после поглощения углекислого газа определяют его количество. (9)
• Сравнительный метод Прохорова заключается в реакции нейтрализации нашатырного спирта углекислым газом исследуемого воздуха.
• Метод определения сернистого газа в атмосферном воздухе основан на взаимодействии сернистого газа с фуксинформальдегидным реактивом в кислой среде, в результате появляется фиолетовая окраска, по интенсивности которой колориметрически устанавливается содержание сернистого газах (10)

2. Оценку состояния воздушной среды можно сделать, используя как климатический мониторинг, так и мониторинг загрязнения. К основным параметрам метеорологических исследований относятся температура воздуха (максимальная, минимальная, суточная, среднесуточная); характеристика ветра (скорость и направление); влажность воздуха; атмосферные явления (виды облаков, осадки жидкие и твердые); состояние подстилающей поверхности в радиусе до 100 м от места наблюдения (трава зеленая или пожелтевшая; почва сухая пылящая, сухая непылящая, влажная, мокрая; снег и т. д.) (11)
3. Анализ снега. Снег служит индикатором чистоты воздуха и загрязнения окружающей среды, так как накапливает в себе загрязняющие вещества. Изучив пробы снега, взятых в разных местах, можно достаточно точно составить подробную картину о степени его загрязнения, а также выявить причину и источники загрязнений. Снег аккумулирует все вредные вещества, которые попадают на земную поверхность из атмосферы в виде осадков.

Условия школьной лаборатории не позволяют проводить сложный физико-химический анализ, однако у нас есть возможность определить наличие или отсутствие основных анионов, загрязняющих воздух и катионов тяжелый металлов.

2. Определение чистоты воздуха по снегу

Снежный покров обладает рядом свойств, делающих его удобным индикатором атмосферного воздуха, атмосферных осадков, а также последующего загрязнения почвы. Чем ближе источник загрязнения, тем больше в пробе снега будет содержаться тяжелых металлов и пыли. Характеристика снежного покрова проводится по геохимическим показателям. На их основе строятся карты распределения отдельных химических элементов или их ассоциаций. По результату можно наглядно определить районы интенсивного загрязнения и принять меры. (12)

3.3Описание показателей и методов их определения

Сбор проб.

Для определения чистоты воздуха мы отобрали шесть проб снега в разных участках города в зависимости от его степени загрязненности. Проба снега берется 1 м на 1м в 5 см от земли. Сам снег должен быть свежевыпавшим и визуально выглядеть чистым. После снег необходимо растопить

Первую пробу для исследования. АЭС нам предоставили сотрудники. Вторая была взята с остановки около АЭС, где по теории выхлопных газов должно быть больше. Для сравнения третья проба была выбрана с другой остановки, но, как и у второй пробы частота встречаемости автомобилей там не такая большая, как у центральной остановки, у которой была собрана шестая проба. Снег около школы (четвертая проба) отбирался в месте, более изолированном от дорог. Шестая бралась во дворе около дома, рядом с парковкой.

Подготовка проб для анализа.

После завершения сбора проб снег необходимо растопить, взболтать и пропустить через фильтровальную бумагу, которую перед этим необходимо взвесить, чтобы после фильтрования и высыхания бумаги определить массу осадка, образовавшегося на фильтре. Для сравнения результатов пересчитали массу осадков на 500 мл профильтрованной воды.

 В каждой пробе обнаружен твердый осадок. Больше всего твердых примесей оказалось в пробе №1.

Органолептические показатели.

Пробы чистой талой воды из снега в норме должны иметь высокую прозрачность и нормальные для воды свойства — отсутствие запаха и мутности. Для определения прозрачности необходимо перелить пробы воды в стеклянный цилиндр и на белом фоне определять цвет воды.

  Для определения запаха талая вода наливается в коническую колбу, которую после закрывают пробкой и встряхивают. Затем колбу открывают и определяется характер запаха.

Результаты исследования:

Химический анализ.

Определение рН снега. Одной из характеристик загрязнения снега является его кислотность. Кислотность – концентрация ионов водорода в растворе, которую принято выражать условно символом рН. При рН=7 реакция воды – нейтральная, при рН <7 – кислая и при рН >7 – щелочная. Используя универсальную индикаторную бумагу, можно определить кислотность талой воды. для этого вода наливается в пробирку, куда после опускается индикаторная бумага. Затем окраска этой бумаги сравнивается со шкалой универсального индикатора и по нему определяется кислотность талой воды.

Кроме индикаторной бумаги, использовался рН-метр Releon.

Для дальнейшего химического анализа воду необходимо выпарить для повышения концентрации возможных в ней веществ.

1. Обнаружение ионов свинца. К исследуемому раствору воды добавляют раствор йодида калия 10% и наблюдают осадок желтого цвета.

2.  Обнаружение железа(II). К раствору талой воды необходимо добавить гексацианоферрат (III), который с железом (II) образует осадок темно-синего цвета.

3. Обнаружение железа(III). Тиоцианат калия в кислой среде с железом(III) образуют железа, окрашенные в кроваво-красный цвет.

4.Обнаружение меди. Для этого талую воду необходимо выпарить и добавить аммиачный раствор. В ходе опыта должны появиться голубые разводы.

 5. Обнаружение хлоридов. К талой воде необходимо добавить раствор нитрата серебра. В ходе реакции образуется белый осадок за счет осаждения хлоридов.

6. Обнаружение сульфатов. Определение сульфат ионов основано на реакции осаждения их хлоридом бария, в результате чего образуется белый творожистый осадок.

7. Обнаружение сульфидов. К раствору с водой необходимо добавить раствор нитрата серебра. Образуется сульфид серебра – осадок черного цвета.

Для увеличения концентраций загрязняющих снег ионов, талую воды выпаривали в 3 раза.

Анализ после выпаривания фильтрованной воды на 2/3.

Заключение и выводы

Анализ органолептических свойств воды показал, что во всех пробах отсутствует цветность. Сильно гнилостный запах явно ощущается в пробе № 6 (остановка «3 поросёнка», которая находится в центре города).  В пробах №3(остановка у магазина), №4(около гимназии), №6 заметна сильная мутность. Самой загрязненной по этим показателям оказалась проба № 6. Пробы №1(АЭС) №5 (около моего дома) по сравнению с другими пробами относительно хорошие по своим показателям. Согласно справочным данным слабо-кислая рН является нормой для талой воды. рН проб колеблется от слабо-кислой до щелочной среды, что может быть связано с реагентов, которыми посыпают дороги. Качественный анализ показал, что в пробах нет загрязняющих анионов и катионов тяжелых металлов (в рамках чувствительности реакций). Исключение составляет проба №3, в которой были обнаружены хлориды.

 Проанализировав обычный снег можно с уверенностью говорить о чистоте воздуха в моем родном городе. При этом на территории КАЭС самый запыленный воздух, так как выявлено больше всего осадка.

Несмотря на активное использование жителями города Удомля автомобилями, воздух чистый.

Список литературы

1.  Влияние экологии на заболеваемость органов дыхательной системы. Черабаева А.Д., Павлова Т.Ю., Жане С.Р., Абушкевич Т.Н. – https://scienceforum.ru/2013/article/2013004956
2. Экология.  Н.И. Николайкин Н.Е. НИКОЛАЙКИНА О.П. МЕЛЕХОВ - https://www.nntu.ru/frontend/web/ngtu/files/org_structura/library/resurvsy/pervokursnik/its/ekolog/osnovn/1.pdf
3. Атомные города. Эколого-просветительский проект - https://eco.atomgoroda.ru/cities/udomlja 
4. Удомля: чистый город – это просто. Андрей Данилкин - https://www.karavantver.ru/gazeta-11906/
5. Изучение радионуклидного состава радиационных сбросов и выбросов Калининской АЭС, а также их возможного влияния на растительный покров в окрестности отдельных населённых пунктов  http://www.wdcb.ru/mining/obzor/otchet99.htm
6. ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе - https://tion.ru/blog/pdk-vrednyh-veshchestv-v-vozduhe/
7.  Методы контроля. Химические факторы - https://docs.cntd.ru/document/1200034295 
8. Анализ атмосферного воздуха. МОСЭКЭКОЛОГИЯ - https://mosekologiya.ru/analiz-atmosfernogo-vozduha.php
9. Сперанская Е.С. Системный подход при изучении нарушений растительности // Биоиндикация и биомониторинг: Сб. материалов Междунар. шк. семинара. -Курск, 1988. - М., 1991. - https://ecograde.bio.msu.ru/library/books/_pdf_rozenberg/5-1_literature.pdf
10.  Практикум по экологии / Соколова Г.Г., Шарлаева Е.А., Беккер В.Н. - Барнаул: Издательство Алтайского госуниверситета, 2005.- С. 80.
11. Ашихмина, экологический мониторинг. Учебно-методическое пособие. - М.: Агар. 2000. – 385 с.
12. Снег как индикатор загрязнения атмосферного воздуха - https://cyberleninka.ru/article/n/sneg-kak-indikator-zagryazneniya-atmosfernogo-vozduha/viewer