Алексеева Н.И. 30 ноября 2000 10:36:53

**************Ecological Cooperation Project*****************
* monitor@fadr.msu.ru http://fadr.msu.ru/ecocoop/monitor *
*************************************************************

----- Original Message -----
From: Kravchenko M.V.
To: Ecocoop Conference-Monitor
Sent: Wednesday, November 01, 2000 12:38 PM
Subject: Конференция 2000

ОЦЕНКА ЗАПЫЛЕННОСТИ ВОЗДУХА В УЧЕБНЫХ КЛАССАХ ШКОЛЫ

Некрасова Анастасия, ученица 9 класса
- Общеобразовательная средняя школа ? 7 г. Сосновый Бор, Ленинградская
область
Руководитель работы: учитель биологии Алексеенко З.А.

Соблюдение предельно допустимых концентраций (ПДК) атмосферных загрязнений
химическими и биологическими веществами является основой регулирования
качества атмосферного воздуха населенных мест и методом обеспечения
отсутствия прямого или косвенного влияния загрязнений на здоровье населения
и условия его проживания. Гигиенические требования к охране атмосферного
воздуха населенных мест (в частности, по концентрации химических элементов)
регламентируются санитарными правилами и нормами Министерства
здравоохранения Российской Федерации, изложенных в нормативных документах
[1].
Погодные условия в районе города Сосновый Бор характеризуются наличием
большого количества ветровых дней в году [2]. В этих условиях концентрация
химических элементов в атмосфере может существенно превышать допустимые
значения даже без действия различных промышленных источников. Воздействие
вторичных загрязнений атмосферы наиболее сильно сказывается на здоровье
детей как в силу ослабленной иммунной системы, так и более сильной реакции
детского организма на присутствие в атмосфере вредных веществ. Последнее
обстоятельство обусловлено высокой концентрации пылевых частиц на уровне
1,0 - 1,5 метров от поверхности почвы. В этой связи целью настоящей работы
являлась оценка запыленности воздуха учебных классов школы с целью
подготовки материалов для составления экологического паспорта школы.
Естественно, что проведение такой оценки требует наличие весьма сложного
аналитического оборудования. Поэтому в данной работе силами учащихся школы
выполнялись все подготовительные работы по отбору проб воздуха, а собственно
анализ химического состава этих проб был выполнен в НИИ физики
Санкт-Петербургского государственного университета. Поэтому задача настоящей
работы заключалась в том, чтобы:
- осуществить отбор проб воздуха,
- провести в специализированной лаборатории университета анализ элементного
состава отобранных проб,
- обработать и проанализировать полученные результаты.
Для оценки запыленности воздуха в учебных классов школы был выбран метод
сравнительного анализа проб воздуха, полученных одновременно в учебном
кабинете и за стенами школы. Для повышения контраста ожидаемых результатов
этой оценки, учащимся, занимающимися в выбранном для измерений классе,
разрешено было не пользоваться сменной обувью.
В качестве объекта исследований был выбран учебный кабинет ? 29 - кабинет
биологии, расположенный на 1 этаже здания и являющимся типичным для
большинства учебных классов школы. Контрольным объектом исследований являлся
участок пришкольной территории, находящейся на расстоянии 50 м от проезжей
части улицы и расположенный вдоль наружной стены учебного кабинета ? 29.

По санитарным нормам площадь учебного кабинета, рассчитанного для работы 40
учащихся младших классов или 35 учащихся старших классов, должна быть не
менее 55 м2 . В этом случае на каждого учащегося должно приходиться от 1,25
до 1,5 м2 площади класса, без учета места, занятого шкафами. Площадь
кабинета ? 29, в котором занимается не более 35 учащихся старших классов,
составляет 60 м2 при высоте потолков 3 м. С учетом наличия в кабинете 3
шкафов с наглядными учебными пособиями, занимающих в общей сложности
площадь, равную 11 м2, на каждого учащегося приходится по 1,6 м2 , что
соответствует санитарному нормативу.
Выбор измерительной аппаратуры и процедура проведения измерений
соответствовали рекомендациям, изложенным в работе [3]. В соответствии с
этим исследования химического состава воздуха выполнялись методом серийных
измерений проб воздуха, полученных фильтровым заборником с осаждением частиц
на полихлорвиниловую ткань Петряева.
Перед проведением забора воздуха в заборник устанавливался фильтр Петряева с
обозначенным на нем контрольным номером. Затем заборник воздуха подключался
к бытовому пылесосу "Тайфун", обладающим высокой производительностью. Забор
проб воздуха как на открытом воздухе (проба 1), так и в учебном кабинете
(проба 2) проводился на высоте 1,5 метра от земли (пола) в течение 20 минут,
непрерывно. По окончании забора пробы воздуха фильтр, с осажденной на нем
пылью, вынимался из заборника, упаковывался в изолирующий пакет и
отправлялся для последующего анализа в НИИ физики Санкт-Петербургского
университета. Где в лаборатории физики аэрозолей, на рентгеновском
анализаторе МЕКА-1044, пробы подвергались ядерно-физическому
(нейтронно-активационному и рентгено-флуоресцентному) элементному анализу.
Полученные в результате проведенного лабораторного анализа значения
концентраций химических элементов в пробах воздуха, забор которых был
осуществлен
02 декабря 1999 года, представлены в таблице.
Погодные условия во время проведения забора проб характеризовались наличием
низкой облачности и частичного снежного покрова почвы. Скорость порывистого
ветра достигала (2 ё 4) м/с при температуре воздуха (0 ё -1) оС.
В первом столбце таблицы указаны химические элементы, зарегистрированные в
процессе проведения измерений.
Во втором и третьем столбцах - значения концентраций этих элементов в мг /
м3
для 1 и 2 проб воздуха, соответственно.
В четвертом столбце представлены значения инструментальной погрешности,
получаемой при определении концентрации каждого химического элемента.
В пятом и шестом столбцах таблицы приведены, соответственно, значения
предельно допустимой концентрации (ПДК) этих элементов в воздухе и их класс
опасности по данным - "Гигиенические нормативы содержания загрязняющих
веществ в воздухе населенных мест по СанПин 2.1.4.559.- 96" [1].
Из представленных в таблице результатов анализа проб воздуха его элементный
состав может быть охарактеризован следующими показателями:
Элементный состав воздушных проб в учебных классах в точности соответствует
элементному составу проб, полученных на улице.
Зарегистрированная в пробах воздуха концентрация элементов 1 класса
опасности примерно на порядок ниже нормы ПДК и, практически, одинакова для
обоих проб.

Таблица. Концентрация химических элементов в пробах воздуха.

Элемент Концентрация, мкг / м3 ПДК, Класс
Проба 1 Проба 2 Погрешность мкг / м3 опасности

Cr 0,07 0,05 0,07 1,5 1
Ni 0,02 0,06 0,03 0,2 1
Se 0,01 0,013 0,01 0,05 1
Pb 0,1 0,12 0,04 0,3 1

Al 49,0 21,0 5,0 10,0 2
Mn 0,09 0,12 0,05 1,0 2
Fe 0,19 1,57 0,05 4,0 2
Cu 0,23 0,12 0,03 2,0 2

Mg 40,0 22,0 18,0 50,0 3
Si 9,8 16,4 2,0 60,0 3
Ca 0,1 3,02 0,07 12,0 3
Zn 0,13 0,13 0,03 50,0 3
Sr 0,017 0,02 0,013 15,0 3
Zr 0,026 0,076 0,017 10,0 3

Rb 0,011 0,015 0,012 5,0 -
Ti 0,03 0,069 0,013 10,0 -

Количественное содержание в пробах воздуха элементов 2 класса опасности,
таких как марганец (Mn), железо (Fe) и медь (Cu), не достигает уровня ПДК.
Концентрация же алюминия (Al) превышает норм ПДК в несколько раз. При этом,
если в уличной пробе алюминия и меди содержится в два раза больше, чем в
воздушной пробе учебного кабинета, то содержание железа в пробе из учебного
кабинета оказывается почти на порядок выше, чем в уличной пробе.
В обоих пробах воздуха зарегистрированная концентрация элементов 3 группы
опасности значительно ниже норм ПДК. Тем не менее, в пробе учебного кабинета
отмечено превышение в два - три раза содержания кремния (Si), кальция (Ca) и
циркония (Zr) по сравнению с уличной пробой.
В пробах воздуха зарегистрировано наличие рубидия (Rb) и титана (Ti),
которые не отнесены ни к одному из классов опасности и концентрация которых
более чем на два порядка ниже нормы ПДК. Однако концентрация титана в пробе
учебного кабинета оказалась в два раза выше, чем в пробе воздуха, полученной
на улице.
Все элементы, увеличение содержания которых отмечается в воздушной пробе
учебного кабинета, характерны для элементного состава песчаной почвы.
Поэтому негативное изменение воздушной среды учебного кабинета можно
объяснить исключительно "загрязнением" ее частицами почвы, принесенными
учащимися на своей обуви.

Из проведенного анализа результатов измерений элементного состава воздуха в
учебном классе и за пределами школы (на улице) следует, что:
- В пробах воздуха учебного кабинета зарегистрированная концентрация
элементов 1 класса опасности значительно ниже величины норм ПДК.
- В то же время в этих пробах отмечено превышение допустимого уровня
алюминия (элемент 2 класса опасности) более чем в 2 раза. Концентрация
остальных элементов, как 2 так и 3 класса опасности, в пробах воздуха
учебного кабинета существенно ниже допустимых норм.
- В пробах воздуха, взятых на улице, концентрация алюминия превысила
величину ПДК в 5 раз.
- Характерным отличием пробы воздуха учебного кабинета от пробы воздуха
улицы является увеличение содержание в ней железа и титана - более чем на
порядок, а также кремния, кальция и циркония - в 2 - 3 раза. Все эти
элементы, характерные для химического состава почвы, принесены в учебный
кабинет учащимися на своей обуви.

Литература
1. Контроль химических и биологических параметров окружающей среды. Глава
1.2. Нормативы контроля параметров воздуха.: Санкт-Петербург, изд.
"Экометрия", 1998, 851 с.
2. Ленинград. Историко-географический атлас. Глава "Климат. Температура
воздуха, осадки, направление ветра". М. Изд. Гл. упр. геодезии и картографии
при Совмине СССР. 1977 г., С. 53-57.
3. Андреев С.А., Ивлев Л.С., Кудряшов В.И. и др. Аэрозольные исследования в
районе Санкт-Петербурга, включая восточную часть Финского залива. //
Экологические вести. - 1999 - ? 1 - С. 55- 60.

Assesment of dust contents in school classrooms

Anastasia Nekrasova, student of the ninth form
- Secondary school ? 7, Sosnovy Bor, Leningrad region
Master of work: biology teacher Z.A. Alekseenko

Annotation
Hygienic requirements (by chemical element concentration, in particular) are
rated by sanitary rules and norms committed to normative documents by
Ministry of Health of Russian Federation. Increasing chemical element
concentration in atmosphere above permissible values tells more greatly on
children's health, both because of their weakened immunity and stronger
reaction of children's organism to the presence of harmful substances in
atmosphere.
The aim of this work is the assessment of dust contents in school classrooms
to prepare data for making up the ecological school certificate. Carrying
out air chemical analysis demands rather complicated laboratory equipment
and that is why all the preparatory work of taking air samples was made in
the school but the definition of element composition of these samples was
fulfilled in St. Petersburg state university where nuclear-physical analysis
method can be used.
A comparative method of analysis of air samples taken in a classroom and
out-of-doors simultaneously was chosen for the assessment of air dust
contents in a classroom.
A school classroom on the ground flour, typical for most classrooms in
school was chosen as an object of investigation. A test object of
investigation was a part of territory near the school, situated along the
out side wall of this classroom.
From the obtained results it follows: