Интегрированный урок (экология + физика + биология) по теме "Экология жилища"

Оформление: мультимедийная система, гигрометр психрометрический, коллекция пыли, таблицы по исследованию шума, влажности воздуха, плакаты по электромагнитному излучению компьютеров, рекомендации учащимся по экологии жилища.

Вступительное слово учителя физики:

Нам часто кажется, что загрязнения окружающей среды подкарауливает нас лишь на улице, и поэтому на экологию наших квартир мы обращаем мало внимания. Но квартира - не только укрытие от  неблагоприятных условий окружающего мира, но и мощный фактор,  воздействующий на человека и в значительной степени определяющий состояние его здоровья. На качество среды в жилище влияют: наружный воздух; продукты неполного сгорания газа; вещества, возникающие в процессе приготовления пищи; вещества, выделяемые мебелью, книгами, одеждой и т.д.; продукты табакокурения; бытовая химия и средства гигиены; комнатные растения; санитарные нормы проживания(количество людей и домашних животных); электромагнитное загрязнение.  Поэтому исследование состояния жилища человека с экологической точки зрения, решение проблемы создания здоровой среды обитания для человека в настоящее время являются очень актуальными.

Учитель биологии:

Цель урока: Рассмотреть жилую квартиру, как незамкнутую экосистему и предложить меры по созданию экологически безопасной для человека среды обитания.

Задачи:

• рассмотреть влияние пыли на здоровье человека;
• определить источники   электромагнитного излучения в квартире;
• изучить характеристики бытовых приборов, определить меры защиты от электромагнитного излучения;
• изучить степень шумового загрязнения, его влияние на здоровье жителей квартиры, определить меры борьбы с ним.

В ходе урока учащиеся заполняют таблицу:

Ход урока

1. Влияние пыли на здоровье человека

Экосистема - совокупность организмов и неорганических компонентов, в которой может поддерживаться круговорот веществ, движимый однонаправленным потоком энергии. Квартиру можно назвать экосистемой, так как она представляет собой совокупность организмов и неорганических компонентов, в ней поддерживаются круговорот веществ и превращения энергии, она существует за счет поступления энергии и ресурсов извне.

Воздух внутри дома практически всегда более пыльный, чем не улице. Ведь при проветривании комнаты, когда потоки уличного воздуха входят через форточку и выходят через вентиляционные решётки или через другую форточку, скорость и направление воздушного потока постоянно меняются. При этом пыль выпадает в осадок, а на улицу выходит очищенный в комнате воздух. Специалисты измерили, что за сутки мы вдыхаем вместе с воздухом в среднем около двух столовых ложек пыли! И чем мельче пыль, тем глубже она проникает в наши лёгкие. Частицы пыли повреждают стенки альвеол, нарушая первый иммунный барьер и открывая путь инфекциям и аллергенам.  Каждый третий житель  России подвержен аллергии, в ближайшем будущем аллергиком будет каждый второй. От бронхиальной астмы на сегодняшний день страдает 12% населения России, тогда как в странах Европы и США эта цифра составляет 5%. По прогнозам, в ближайшие годы процент больных астмой может повыситься в России до 30%.

Изученная под микроскопом, прошедшая химический анализ и биологические исследования, домашняя пыль оказалась намного опаснее уличной. В пробах такой пыли можно обнаружить шерсть домашних животных, цветочную пыльцу, множество текстильных волокон от белья и одежды. Но самый неприятный компонент пыли- это пылевые клещи. Пылевые клещи - это микроскопические паукообразные, живущие в постельном белье, коврах и мягкой мебели. Отшелушившиеся частички тел мёртвых клещей содержат вещества, которые могут служить причиной возникновения астмы или аллергических приступов у людей с повышенной чувствительностью. Следует помнить, что даже у тех, кто не подвержен аллергии на пылевых клещей, при воздействии больших количеств этих микроорганизмов может возникнуть аллергическая реакция. Пылевые клещи присутствуют почти в каждом доме, хотя вы их вряд ли увидите, так как они очень малы. Особенно быстро они размножаются в тёплых и влажных местах. Подсчитано, что в 1 г домашней пыли может обитать до 30 тысяч таких клещей.

Биологический анализ выявил также в образцах пыли опасные для здоровья виды плесневых грибов, их споры и большое разнообразие бактерий.

Кроме того, в пробах домашней пыли присутствуют считающиеся канцерогенными частицы кухонной копоти, а также табачного дыма. Опасна и любая аэрозольная пыль, а её в наших домах предостаточно - от применения бытовых моющих средств, дезодорантов и косметики в аэрозольных баллончиках.
Демонстрация презентации «Пыль». (Приложение 1)

2. Влияние звуков на человека

Человек всегда жил в мире звуков и шума. Звуком называются такие механические колебания внешней среды, которые воспринимаются слуховым аппаратом человека (от 16 до 20000 колебаний в секунду). Колебания большей частоты называют ультразвуком, меньшей – инфразвуком. Шум  громкие звуки, слившиеся в нестройное звучание. Для всех живых организмов, в том числе и человека, звук является одним из воздействий окружающей среды. В природе громкие звуки редки, шум относительно слаб и непродолжителен. Сочетание звуковых раздражителей даёт животным и человеку время, необходимое для оценки их характера и формирования ответной реакции. Звуки и шумы большой мощности поражают слуховой аппарат и нервные центры, могут вызвать болевые ощущения и шок. Так действует шумовое загрязнение. Шумы вызывают функциональные расстройства сердечно - сосудистой системы, оказывают вредное влияние на зрительный и вестибулярный анализаторы, снижает рефлекторную деятельность, что часто становится причиной несчастных случаев и травм.

Так, инфразвуки особое влияние оказывают на психическую сферу человека: снижаются все виды интеллектуальной, ухудшается настроение, иногда появляется ощущение растерянности, тревоги, испуга, страха, а при высокой интенсивности – чувство слабости, как после сильного нервного потрясения. Даже слабые инфразвуки могут оказывать на человека существенное воздействие, в особенности если они носят длительный характер. По мнению учёных, именно инфразвуками, неслышно проникающими сквозь самые толстые стены, вызываются многие нервные болезни жителей крупных городов.

Ультразвуки, занимающие заметное место в гамме производственных шумов, также опасны. Механизмы их действия на живые организмы крайне многообразны. Особенно сильно их отрицательному воздействию подвержены клетки нервной системы. В настоящее время врачи говорят о шумовой болезни, развивающейся в результате воздействия шума; она сопровождается преимущественным поражением слуха и нервной системы. Но в то же время тихий шелест листвы, журчание ручья, птичьи голоса, лёгкий плеск воды и шум прибоя всегда приятны человеку. Они успокаивают его, снимают стрессы.

Уровень шума измеряется в единицах, выражающих степень звукового давления – децибелах. Это давление воспринимается не беспредельно. Уровень шума в 20-30 децибел (дБ) практически безвреден для человека, это естественный шумовой фон. Что же касается громких звуков, то здесь допустимая граница составляет примерно 80 децибел.  Звук в 130 децибел уже вызывает у человека болевое ощущения, а в 150 дБ становится для него непереносимым. Основным источником внешнего шума является городской транспорт, а внутреннего – лифты, бытовые электроприборы, громкая речь и др. Допустимый уровень шума в жилом помещении в дневное время должен быть не более 40 дБ, а в ночное 30 дБ.

Демонстрация презентации «Влияние шума на человека». (Приложение 2)

Физминутка

3. Воздействие электромагнитного излучения на человека

Речь пойдёт о воздействии на людей магнитных полей, которые создаются некоторыми бытовыми электроприборами, а в основном – разнообразным электротехническим оборудованием здания: кабельными линиями, подводящими электричество ко всем квартирам, системами энергоснабжения лифтов. Электромагнитное поле – особая форма материи. Посредством электромагнитного поля осуществляется взаимодействие между заряженными частицами. Оно характеризуется напряженностями (или индукциями) электрического и магнитного полей. Большее значение с экологической и гигиенической точки зрения имеют электромагнитные колебания радиочастотного диапазона. Радиоволны занимают небольшую часть спектра электромагнитных излучений с частотой колебаний от 3 * 10¹¹ Гц до 10^-3 Гц в пределах длин волн от 10^-3 до 5*10³ м. диапазон миллиметровых, сантиметровых и дециметровых волн (300 ГГц… 300 МГц) обычно  объединяют термином «сверхвысокочастотные» (СВЧ), или «микроволны». Станции радиосвязи излучают электромагнитную энергию преимущественно в пределах ультравысоких (УВЧ) и высоких (ВЧ) частот. В зависимости от интенсивности облучения, длины волны, времени облучения, площади облучаемой поверхности, анатомического строения органа или ткани, глубины проникновения излучения, величины поглощенной энергии возможно термическое или нетермическое действие излучения. Глубина проникновения электромагнитного поля зависит от длины волны: миллиметровые волны поглощаются поверхностными слоями кожи, дециметровые – тканями,  лежащими на глубине 8-10 см. Количество поглощенной энергии зависит от частоты излучения: диапазон ВЧ поглощается в среднем 20% падающей энергии, УВЧ – около 25%, СВЧ – 50%. Интенсивность нагрева тканей организма зависит главным образом от возможности хорошего оттока тепла от облучаемых участков. В с связи с этим больше страдают органы, содержащие большое количество жидкости и со слаборазвитой сосудистой сетью. К их числу следует отнести хрусталик, стекловидное тело глаза, паренхиматозные органы (печень, поджелудочная железа), полые органы, содержащие жидкость (мочевой и желчный пузыри, желудок). Термическое действие обычно проявляется при плотности потока энергии (например, СВЧ - поле) около 10 мВт/см и сопровождается повышением температуры облучаемых  тканей вплоть до значений, несовместимых с жизнью. Нетермическое действие  отмечается при электромагнитном излучении менее 10 мВт/ и может вызвать снижение иммунитета, повышение проницаемости клеточных мембран, катаракту, снижение слуха, поражение центральной и вегетативной нервной системы с развитием астено-невротического синдрома (психо – эмоциональная нестабильность). Некоторые страны, понимающие опасность таких излучений, отказываются от приборов, являющихся их источником, и создают более совершенные. Так, в результате исследований населения в Швеции установлено, что у тех, кто живёт в условиях повышенного (более 0,1 мкТл) уровня магнитного поля промышленной частоты, возрастал риск развития лейкемии. В частности, у детей он возрастал в 3,6 раза с повышением уровня магнитного поля от 0,1 мкТл до 0,4 мкТл.

4. Влияние персонального компьютера

Многие пользователи полагают, что главная опасность, которая исходит от монитора персонального компьютера, - это рентгеновское излучение. В действительности уровни рентгеновского, ультрафиолетового и инфракрасного излучений, как правило, не превышают биологически опасный предел. Главную опасность для пользователя представляют электромагнитное излучение монитора в диапазоне частот 20 Гц - 300 МГц и статический электрический заряд на экране. Интенсивность этих полей в зоне размещения пользователя обычно превышает биологически допустимый уровень. Ситуация осложняется и тем, что органы чувств человека не воспринимают электромагнитные поля в рассматриваемом диапазоне частот, и пользователь не может сам контролировать уровень излучения и оценить грозящую ему опасность. Такая ситуация вызывает у человека достаточно сильное стрессовое состояние. Кроме того, электромагнитное излучение распространяется во всех направлениях и оказывает воздействие как на пользователя, так и на окружающих (до 5 метров от монитора). У работающих за монитором от 2 до 8 часов в сутки функциональные нарушения центральной нервной системы происходят в среднем в 4.6 раза чаще, чем в контрольных группах, болезни верхних дыхательных путей – в 1.9 раза чаще, болезни опорно-двигательного аппарата – в 3.1 раза чаще. С увеличением продолжительности работы на компьютере эти соотношения резко возрастают. Также установлено, что частое воздействие электромагнитного излучения приводит к аномальным исходам беременности. Исследования функционального состояния пользователя компьютера, проведенные Центром электромагнитной безопасности, показали,  что даже при кратковременной работе (45 минут) в организме пользователя под влиянием электромагнитного излучения монитора происходят значительные изменения гормонального состояния и специфические изменения биотоков мозга. В России существует стандарт (ГОСТ 27954) на видеомониторы персональных ЭВМ. Требования этого стандарта обязательны для любого монитора, продаваемого в РФ. Основные требования приведены  в таблице:

Также рекомендуется наличие на экранах мониторов антистатического покрытия (antistatic coating), которое препятствует возникновению на поверхности экрана электростатического заряда, притягивающего пыль и неблагоприятно влияющего на здоровье пользователя.

Демонстрация презентации «Влияние электромагнитного излучения на здоровье человека». (Приложение 3)

5. Обсуждение  результатов по работе с таблицей  на уроке

6. Заключительное слово  учителя физики и биологии

Рассмотрев влияние различных абиотических и биотических экологических факторов на состояние экосистемы нашего дома следует отметить : на экосистему частного дома и здоровье членов семьи влияют климатические показатели ( температура, влажность воздуха), бытовая пыль, электромагнитное излучение, шумовое загрязнение. Но влияние вредных экологических факторов в наших домах и квартирах не только нужно, но и можно снижать! При соблюдении весьма не сложных рекомендаций, которые мы сегодня дали, наше жилье станет более здоровым, безопасным и комфортным.

Объект и методы наблюдений и исследований, проводимых учениками.

Объектом исследования явился собственный жилой дом. Были подробно изучены источники поступления энергии, микроклимат в доме, шумовое загрязнение, электромагнитное излучение, их влияние на здоровье членов семьи. Все исследования имели целью выявить благоприятные и неблагоприятные факторы в экосистеме квартиры и устранить или уменьшить влияние негативных воздействий на здоровье нашей семьи.

1. Исследование пыли в жилых помещениях.

Выполнение работы:

1. Собрать пыль с разных поверхностей помещения ( с книг, ковровых дорожек, на балконе и т.п.)
2. Собранные виды пыли разместить по предметным стеклам, пронумеровать.
3. Рассмотреть приготовленные образцы пыли под микроскопом и сфотографировать их.
4. Дать подробное описание исследуемым образцам.
5. Обработать результаты и сделать выводы.

2. Исследование остроты слуха учеников и учителей школы.

Выполнение работы:

1. Установить линейку на расстояние 5 – 1 см и выявить слышимость механических часов.
2. Установить линейку на расстояние 10 -15см и выявить слышимость механических часов.
3. Установить линейку на расстояние 30см   и более,  выявить слышимость механических часов.
4. Обработать результаты и сделать выводы.

3. Результаты исследования электромагнитного излучения в помещениях.

Группой учащихся проведены исследования в домах и обнаружено, что электромагнитные излучения производят следующие приборы: СВЧ-печь, компьютер, телевизоры, холодильники, магнитофоны, сотовые телефоны, электрические водонагреватели, стиральные машины.

Рекомендации: время пользования такими приборами, как фены для сушки волос, электробритвы, микроволновые печи, электрические утюги и т.д. нужно сократить до минимума. Не садиться близко к экрану телевизора или персонального компьютера. Убрать электрический будильник, сотовый телефон от изголовья постели.

4. Исследование влажности воздуха в помещениях школы.

Относительная влажность воздуха была измерена с помощью психрометра. Прибор устанавливался в исследуемых кабинетах на 30 минут и, по истечении времени снимались показания и заносились в таблицу:

По результатам работы были сделаны основные выводы:

1. Не во всех кабинетах влажность воздуха  соответствует нормам.
2. К концу смены (6-7 уроки ) влажность воздуха в кабинетах повышается.
3. Влажность воздуха в столовой значительно повышена.
4. В кабинетах с большим количеством зеленых насаждений влажность воздуха максимально приближена к  норме.
5. Состояние микроклимата школьных помещений оказывает влияние на самочувствие и здоровье учащихся: а) низкая влажность вызывает быстрое испарение и высыхание слизистой оболочки носа, гортани, легких, что приводит к простудным и другим заболеваниям; б) высокая влажность также трудно переносится при высокой температуре, этих условиях затруднен отвод тепла за счет испарения влаги и возможен перегрев тела.