Цели занятия:
- Образовательные: изучение учащимися экологического состояния современного жилища человека, его влияния на здоровье людей.
- Развивающие: формирование умений учащихся проводить эксперименты исследовательского характера, выдвигать гипотезы, предлагать методики выполнения работы, делать выводы и обобщения.
- Воспитательные: формирование экологического мышления учащихся.
Оборудование:
- Таблицы: «Современная квартира».
- Технические средства: компьютер, медиапроектор, диск с компьютерной презентацией по теме «Экология жилища».
- Химические реактивы для выполнения лабораторных опытов:
– образцы линолеума, искусственной кожи,
текстурных обоев,
– образцы деревоволокнистых плит,
деревостружечных плит, натуральной древесины,
– образцы различных сортов мыла и синтетических
моющих средств,
– индикаторная бумага, лакмус, растворы хлорида
железа (III), нитрата серебра, фуксинсернистая
кислота, медная проволока.
ХОД ЗАНЯТИЯ
Учитель: Тема нашего занятия: «Химия и
экологическое здоровье нашей квартиры».
Сегодня мы будем говорить об очень знакомых
окружающих нас вещах и явлениях. Вы увидите, что
даже в очень хорошо и давно известных фактах
можно найти совершенно новые стороны, сделать
для себя маленькие открытия.
Я назвала это занятие исследованием. Мы
рассмотрим причины загрязнения жилища человека,
исследуем отдельные предметы убранства квартиры
на предмет наличия в них опасных веществ.
Мы знаем, что проблемы загрязнения нашей планеты
стоят очень остро, что решаются они нелегко, что в
окружающую среду постоянно поступает множество
вредных для здоровья человека веществ –
экотоксикантов. Многие люди могут задать себе
вопрос: «Нельзя ли защитить себя и своих близких
от опасного воздействия окружающей среды, хотя
бы в своей квартире?»
А как бы Вы ответили на этот вопрос?
Учащиеся: Нет, в квартирах также используется множество химических веществ, вероятно, они также могут оказывать свое отрицательное воздействие на организм человека.
Учитель: Внутренняя среда квартиры,
или жилая среда – результат взаимодействия
многих физических, химических, биологических
факторов. Воздействуя на человека, они оказывают
влияние на его физическое и психическое
здоровье, эмоциональное состояние. Посмотрим на
основные элементы, от которых зависит качество
жилой среды и наше самочувствие. (Приложение
1, слайд № 2)
Мы видим, что на здоровье человека воздействуют
одновременно множество факторов. Обратим особое
внимание на изучение воздушной среды жилища.
(Приложение 1, слайд №
3)
Часто воздух жилища по качеству почти не
отличается от атмосферы рабочей зоны вредных
производств. Оказывается, что в воздухе, которым
мы дышим, обнаруживается 600 – 900 индивидуальных
соединений.
Начнем рассматривать источники загрязнения
воздушной среды квартиры с обычной домовой пыли.
Сообщение учащегося: Частицы домовой
пыли представляют собой разрушенные и
измельченные до мельчайших размеров объекты
материального мира. Любое жилище построено с
использованием кирпича, песка, изделий из бетона,
мела, извести, гипса. Они формируют минеральную
основу пыли и обусловливают попадание в нее
частиц глины, оксидов кремния, силикатов,
карбонатов. Свою лепту в состав пыли вносят и
другие строительные и отделочные материалы:
древесина, полимерные композиции, лаки, краски.
Человек окружен десятками нужных вещей,
облегчающих его жизнь, делающих ее более
комфортной: мебель, одежда, постельные
принадлежности, книги. Все перечисленное
поставляет в пыль частицы. В химическом
отношении это в основном целлюлоза. (Приложение
1, слайд № 4)
В составе пыли обнаруживаются также пыльца
домашних растений, частицы пера подушки, шерсти
кошек и собак, волосы человека.
Сами люди, оказывается, тоже «пылят». Каждый
человек сбрасывает в среднем в течение года до 450
г омертвевшей кожи, становящейся органическим
субстратом для значительного числа живых
организмов: десятков видов клещей, плесневых
грибков, различных микроорганизмов.
Сообщение учащегося: Одна из
характеристик домовой пыли – размер ее
частиц. От их размеров зависит скорость и степень
проникновения в дыхательные органы человека.
Оказавшись в воздухе, крупные частицы пыли
диаметром 10–100 мкм не могут долго находиться во
взвешенном состоянии. Они оседают на оказавшиеся
поблизости поверхности. Вреда от этих частиц
здоровью человека не так много, так как они почти
полностью задерживаются в верхних дыхательных
путях. Пылинки размером 0,1–10 мкм способны
находиться в воздухе длительное время. Они
проникают в глубь легких и оказывают вредное
воздействие на легочную ткань. Опасны для
человека и пылинки размером 0,001– 0,1 мкм,
способные долго витать в воздухе и легко
проникать в альвеолы легких.
Установлено, что домовая пыль, проникая внутрь
легочной ткани, вызывает аллергический ринит и
бронхиальную астму. Наибольшей аллергической
активностью обладают клещи домовой пыли, части
их тел и экскременты.
Сообщение учащегося: Из-за газовой
плиты кухня – самое грязное по качеству воздуха
помещение в доме. Сжигание газа превращает
современную кухню в небольшую химическую
лабораторию. Появление вредных веществ
вызывается окислением некоторых добавок к
бытовому газу. Оксиды серы получаются при
окислении меркаптанов. Оксиды азота образуются
при окислении соединений азота воздуха при
температуре горения газа. Но основная причина
загрязнения воздуха – неполное сгорание газа. В
результате образуются формальдегид, угарный газ,
так называемые полициклические углеводороды,
самым опасным из которых является бензпирен –
канцероген, вызывающий раковые заболевания.
(Приложение 1, слайд №
5)
При работе бытовой газовой плиты вырабатывается
такое количество бензпирена, что его содержание
в воздухе кухни в три раза превышает предельно
допустимую концентрацию, допустимую для
атмосферного воздуха.
Сообщение учащегося: Существенный
фактор, влияющий на качество воздушной среды
жилища – сам человек. В процессе
жизнедеятельности его организм выделяет
множество химических веществ – антропотоксинов.
Ученые обнаружили до 400 антропотоксинов.
(Приложение 1, слайд №
6)
С выдыхаемым воздухом человек выделяет около 150
веществ, с поверхности кожи – более 200, с мочой –
свыше 180 и с фекалиями еще около 200. Следует иметь
в виду, что одно и то же соединение выводится из
организма по разным каналам.
(Приложение 1, слайд №
7)
Состав атропотоксинов зависит от возраста и
состояния здоровья человека. Он отличается у
молодых и пожилых людей, у «диабетиков» и
«сердечников», у мужчин и женщин. Обычно к
антропотоксинам относят и те химические
соединения, которые человек не выделяет, однако в
их появлении в воздухе он, тем не менее, повинен,
часто это происходит в результате
транспортировки токсина с места работы в жилище
на рабочей одежде и обуви. Редко в какой старой
квартире не обнаружится присутствие ядовитой
ртути: миллионы медицинских термометров рано или
поздно разбиваются. Попав в помещение, ртуть
остается там практически навсегда.
Сообщение учащегося: Строительные и
отделочные материалы сами по себе – сложные
химические вещества. После завершения
строительства они надолго остаются поставщиками
вредных ингредиентов в атмосферу помещения.
Установлено, что наибольшей химической
устойчивостью обладают обжиговые строительные
материалы – кирпич, керамические изделия,
стекло. Из безобжиговых строительных материалов
наименьшее количество опасных химических
веществ выделяют бетон и керамзитобетон,
наибольшее – строительные растворы и цементные
блоки.
(Приложение 1, слайд №
8).
При производстве строительных материалов
добавляют гальваношламы, железистые осадки
очистных сооружений, пластифицирующие добавки,
электрофосфорные шламы, отходы глиноземного
производства, мусоросжигательных заводов, золу с
ТЭЦ. Это приводит к появлению в атмосфере
помещений опасных загрязняющих веществ –
экотоксикантов.
К очень «грязным» следует отнести
теплоизоляционные материалы: минеральную вату,
пенопласты, ячеистый бетон, пеностекло,
органические связующие и гидроизоляционные
материалы: рубероид, толь, асфальтобетон и др.
В современном строительстве также широко
используются асбестсодержащие материалы. Асбест
входит в состав более 3х тысяч строительных
изделий. Их применение приводит к тому, что
асбестовые волокна обнаруживаются повсюду в
воздухе жилых и нежилых помещений. Эти волокна
поражают легкие человека. Поэтому во многих
странах использование асбеста в строительном
деле ограничено или запрещено.
Сообщение учащегося: Обязательно
стоит сказать и о содержании радиоактивного газа
радона в квартирах и влияние его на здоровье
людей.
Радон – невидимый, не имеющий вкуса и запаха,
тяжелый газ, способный вызвать лучевую болезнь.
Главный источник радона в воздушной среде жилищ
– грунт под зданием. Скорость просачивания
радона сквозь пол из почвы определяется толщиной
и целостностью межэтажных перекрытий. Наиболее
эффективным средством уменьшения количество
радона в квартирах на нижних этажах является
проветривание подвальных помещений. Выделение
радона из стен уменьшают различными покрытиями
(пластиками, эмалями, обоями). Самое высокое
содержание радона в квартирах обнаружено в
ванных комнатах, т.к. радон обладает свойством
концентрироваться во влажном воздухе.
Радикальным средством, предохраняющим
поступление радона в организм человека с
вдыхаемым воздухом, является интенсивная
вентиляция помещений.
(Приложение 1, слайд №
9)
Сообщение учащегося: В формировании
качества воздуха жилища велика роль мебели. Это
связано с использованием при ее производстве ДВП
– деревоволокнистых плит, ДСП –
деревостружечных плит, эластичного полиуретана
и др. материалов. ДВП и ДСП изготовляются на
основе малоценной древесины и связующих
органических веществ: меламино-, фенол-,
карбамидформальдегидных смол. Новая мебель
«одаряет» своих владельцев такими органическими
соединениями, как формальдегид, ацетельдегид,
гексаналь, бензальдегид, ацетон, ацетофенон,
этилацетат, дибутилфталат, бензол, стирол и т.д.
Следует отметить, что корпусная мебель особенно
много вредных веществ выбрасывает в начале
эксплуатации. За 13 месяцев ДВП избавляется от 30%
своего формальдегида, а избавление от половины
альдегида происходит в течение 2–4-х лет.
(Приложение 1, слайд №
10)
Особое место в этом ряду занимают изделия из
натуральной древесины: выделения из них скорее
облагораживают атмосферу жилища, чем ухудшают
ее.
Сообщение учащегося: Я напомню вам, как
производится ДСП – деревостружечная
плита.
(Приложение 1, слайд №
11)
Известно, что фенол при нагревании вступает в
реакцию поликонденсации с формальдегидом и в
конечном результате образует смолу. Этой смолой
пропитывают опилки, добавляя избыток
формальдегида, и при высокой температуре формуют
плиты. Избыток формальдегида необходим для
затвердения смолы при горячем прессовании, так
как при этом образуется полимер
пространственного строения. Но избыточный
формальдегид, оставаясь в плите, постепенно
улетучивается в атмосферу. Тонкое покрытие
масляной краской не препятствует его выделению.
Газообразный формальдегид вызывает раздражение
дыхательных путей, слизистых оболочек носовой и
ротовой полости, кроме того, формальдегид
является канцерогеном.
Сообщение учащегося: К сожалению, в
воздушную среду жилища попадает и хлористый
винил. Он используется для производства
поливинилхлорида (ПВХ), исключительно
доступного, дешевого и технологичного полимера,
который идет на производство кабельной
продукции, многих видов моющихся обоев,
линолеумов, потолочных и стеновых облицовочных
панелей. При эксплуатации этих изделий
происходит постепенное разрушение полимера с
выделением хлорвинила. Поливинилхлорид является
вторым по распространенности полимером после
полиэтилена, и долгое время считался безвредным.
В настоящее время выявлено, что использование
поливинилхлорида создает несколько проблем –
увеличение раковых заболеваний, а также проблему
утилизации отходов. Дело в том, что
поливинилхлоридные изделия нельзя сжигать.
(Приложение 1, слайд №
12)
Казалось бы, что при сгорании полимера должны
получаться только неорганические вещества.
(Приложение 1, слайд №
13)
Но на самом деле при высоких температурах
происходит деполимеризация с образованием
наиболее токсичных из всех известных
человечеству веществ – диоксинов. Самым опасным
из них является 2,3,7,8-тетрахлордибензо-1,4-диоксин.
(Приложение 1, слайд №
14)
Особенно много диоксинов образуется, когда
сжигают ПВХ вместе с пищевыми отходами, как это
происходит сейчас на свалках. С продуктами
сгорания диоксины попадают в природные воды, а
затем в организмы людей и животных, вызывая
специфические экземы. Диоксины сохраняются в
природе до полного разложения 20–25 лет, а в живых
организмах – 10–12 лет. Таким образом,
поливинилхлорид, винилхлорид и диоксины
представляют собой явную угрозу здоровью
человека в его жилище.
Сообщение учащегося: При стирке белья
мы пользуемся различными синтетическими моющими
средствами. Они имеют громадное преимущество
перед обычным мылом, т.к. не образуют накипи с
кальциевыми и магниевыми солями, содержащиеся в
жесткой воде. Еще одно очень важное преимущество
СМС – их большая универсальность. Благодаря
введению различных добавок они могут проявлять
эмульгирующие, смачивающие или пенообразующие
свойства.
(Приложение 1, слайд №
15)
СМС выпускают в виде порошков, жидкостей и паст.
Все они, кроме непосредственно моющих средств,
содержат поверхностно-активные вещества (ПАВ) и
щелочные добавки (триполифосфаты натрия и калия,
кальцинированная сода, силикат натрия),
смягчающие воду, но при длительной стирке
вызывающие раздражение кожи рук. Общим
недостатком всех СМС является то, что они плохо
удаляются из ткани после стирки. Установлено, что
при ручной стирке хороший эффект достигается при
пятикратном полоскании с сильным отжимом белья
после каждого полоскания. В стиральной машине с
центрифугированием достаточный эффект
достигается после двух-трехкратного полоскания.
Порошковые СМС могут вызвать раздражение
верхних дыхательных путей, особенно при
несоблюдении мер предосторожности. Нельзя
насыпать порошки в воду, держа коробку высоко над
поверхностью воды. Для предотвращения попадания
порошка в зону дыхания следует набирать его из
коробки специальной ложкой, и осторожно
рассыпая, вносить в воду. Стирать рекомендуется в
резиновых перчатках. Ношение плохо
выполосканной одежды может привести к
раздражению кожи и аллергизации организма.
Сообщение учащегося: Говоря, о
загрязнении квартиры, нельзя не сказать
несколько слов и о табачном дыме. Глубоко
невезучими можно назвать жильцов, если в их
квартире живет хотя бы один курящий человек. Вот
какие вещества он оставляет в процессе курения.
(Приложение 1, слайды №
16, 17)
Учитель: Вы изучили достаточно большой объем информации по теме «Экология жилища». Вам предлагается применить имеющиеся знания для исследования степени безопасности отдельных элементов квартиры, выбора предметов гигиены с оптимальными для здоровья человека свойствами.
Учащиеся делятся на группы. Группам учащихся предлагаются следующие задания:
- Выявить степень безопасности отделочных материалов: линолеума, текстурных обоев, искусственной кожи (предлагаются образцы указанных материалов). (Приложение 1, слайд № 18)
- Сравнить степень токсичности материалов: деревоволокнистой плиты, деревостружечной плиты, натурального дерева (сосны) (предлагаются образцы указанных материалов). (Приложение 1, слайд № 19)
- Сравнить моющее действие разных сортов мыла и синтетических моющих средств (предлагаются несколько сортов мыла и СМС). (Приложение 1, слайды № 20, 21)
Учитель: Перед выполнением работы прошу вас сформулировать гипотезу, выбрать методику исследования, затем провести необходимые эксперименты, оформить результаты работы и сделать выводы.
Учащиеся выполняют задания, затем представляют результаты своей работы.
1 группа: Нашей группе было предложено
выявить степень безопасности отделочных
материалов: линолеума, текстурных обоев,
искусственной кожи. Мы предположили, что в данных
материалах может содержаться поливинилхлорид,
решили проверить данную гипотезу способом
разложения (пиролизом) этих материалов и
анализом продуктов реакции, выявили следующее:
Мы сделали вывод, что в выданных нам образцах
отделочных материалов поливинилхлорид имеется в
искусственной коже, линолеуме; в текстурных же
обоях поливинилхлорид не обнаружен. Данные обои
являются экологически чистыми и их
предпочтительнее применять для отделки
квартиры.
(Приложение 1, слайд №
22)
2 группа: Нам было предложено сравнить
степень токсичности мебели из деревоволокнистой
плиты – ДВП, деревостружечной плиты – ДСП и
натурального дерева – сосны. Мы предположили,
что в указанных материалах может содержаться
фенол или формальдегид. Разлагая указанные
образцы древесины при нагревании, и пропуская
продукты разложения последовательно через
фуксинсернистую кислоту (обнаружение
формальдегида), затем через раствор хлорида
железа (III) (обнаружение фенола), мы выявили
следующее:
Наш вывод: и деревостружечная плита, и
деревоволокнистая плита содержат формальдегид,
деревостружечная плита содержит также фенол;
натуральная древесина является экологически
чистой, не содержит ни фенола, ни формальдегида,
она является самым предпочтительным материалом
при приобретении мебели.
(Приложение 1, слайд №
23)
3 группа: Нам было предложено сравнить
моющее действие разных сортов мыла и
синтетических моющих средств. Мы предположили,
что среди указанных гигиенических средств
имеются оптимальные для человеческой кожи, не
раздражающие ее сорта мыла и стиральных порошков
с рН = 5,5, СМС с различной степенью вспенивания для
применения в различных способах стирки.
Мы проверяли химический характер разных сортов
мыла и СМС с помощью универсальной индикаторной
бумаги, а также механически – степень
вспенивания и получили следующие результаты.
Мы пришли к выводу, что оптимальными для
человеческой кожи являются жидкое мыло и мыло Dove,
они не сушат кожу; для стиральной машины лучше
применять стиральные порошки с пометкой
«Автомат», так как они меньше вспениваются; все
стиральные порошки на кожу человека действуют
раздражающе, так как создают при растворении в
воде щелочную реакцию среды.
(Приложение 1, слайды №
24, 25)
Учитель: Я думаю, что сегодня вы
привели убедительные доказательства
экологического загрязнения жилища человека.
Обобщим полученные сведения.
(Приложение 1, слайд №
26)
Каковы же общие способы поддержания и улучшения
экологической обстановки в наших домах?
Учащиеся работают в группах, разрабатывают рекомендации по профилактике загрязнения жилища, обобщают их:
- В воздухе квартиры не должно быть вредных паров и газов, пыли, микроорганизмов. Необходимо постоянно проветривать квартиру, соблюдать температурный режим 18–24о С, поддерживать влажность 30–50% .
- Ежедневно проводить влажную уборку, собирать пыль пылесосом. Но помнить, что пылесос тряпке явно проигрывает, поэтому уборку квартиры пылесосом сочетать всегда с проветриванием.
- Не загромождать помещения лишними вещами.
- Озеленять квартиру, использовать такие растения, как диффенбахия, герань, розмарин, душицу, можжевельник, хлорофитум, мирт.
- Запретить курильщикам курить в квартире.
- Уменьшить количество применяемых средств бытовой химии.
- Приобретать мебель из натуральной древесины.
Учитель благодарит учащихся за работу на занятии, подводит итоги коллективной исследовательской работы.
Литература:
- Я иду на урок химии. Книга для учителя. М.ПС, 1999;
- Скуднова Л.Г. Экология жилища и здоровье человека. Химия ПС 2004 № 12,15,19;
- Дубоневич В.Н. Щелочность мыла. Химия ПС 2005 № 2;
- Сафаров М.Г. Экология жилища. Биология в школе. 2006 № 10;
- Дзятковская Е. Экология жилища. Основы безопасности жизнедеятельности. 2004 № 2;
- Самкова В.А. Экологический практикум. Биология в школе. 2002 № 3;
- Семенова В.В. и др. Домашний гигиенический справочник. С-Пб,1995;
- Страхова В., Малышева Г.И. Такие вредные привычки. Химия ПС. 2005 № 11.