Проект "Влияние электрической лампочки на экологию и здоровье человека".

Тема: Влияние электрической лампочки на экологию и здоровье человека.

В последнее время в России, да и во всем мире, берется курс на энергосбережение, на развитие инноваций в этой сфере. Президент России Владимир Владимирович Путин подписал указ о проведении в 2017 году «Года экологии».

Такое решение принято «в целях привлечения внимания общества к вопросам экологического развития Российской Федерации, сохранения биологического разнообразия и обеспечения экологической безопасности». Поэтому, тема, выбранная в данной работе, очень актуальна.

Цель: Исследовать влияние осветительных ламп, применяемых в быту на экологическую безопасность квартир для проживания в г. Калининграде.

Задачи:

1. Выявить, используются ли в быту энергосберегающие и диодные лампы потребителями для освещения квартир. Имеют ли прочные знания потребители о лампах, которые используют дома?

2. Проанализировать, какую пользу несут современные источники освещения и какой вред они могут нанести нашему здоровью.

3. Выяснить механизм действия системы централизованного сбора и утилизации ламп в Калининграде.

4. Сравнить материальные затраты на покупку ламп, используемых для освещения бытовых помещений.

5. Предложить дешёвый способ продления срока эксплуатации отработанных энергосберегающих ламп.

С 2014 года в нашей стране вышли из оборота лампы накаливания мощностью 100 Вт и выше. На российском рынке энергосберегающих и диодных ламп присутствуют мировые бренды, продукция которых стоит дорого. Населению сложно будет перестроиться и заменить сразу все лампочки накаливания энергосберегающими или диодными.

Гипотеза – диодная лампа может быть изготовлена в домашних условиях и по себестоимости гораздо дешевле фабричной.

Обзор литературы.

Энергосбережение – это система мер, более эффективно использующих энергию, то есть обеспечивающая такой же высокий уровень транспортных услуг, освещения, отопления, производительности труда, но при меньших энергозатратах [1].

Для реализации пути по модернизации подхода к использованию электроэнергии целесообразно применять энергосберегающие лампы для бытового использования, так как жизненный цикл традиционной лампы накаливания недолговечен. Основная причина прекращения работы – перегорание нити накала. Механизм работы энергосберегающей лампы устроен иначе. Под действием высокого давления в лампе происходит столкновение электронов с атомами ртути, в результате чего образуется невидимое ультрафиолетовое излучение, которое, проходя через покрытое люминофором стенки лампы, преобразуется в видимый свет. Благодаря этому люминесцентные лампы имеют более длительный срок службы. Ещё одно преимущество энергосберегающих ламп объясняется тем, что площадь поверхности люминесцентной лампы больше, чем площадь поверхности спирали накаливания. Благодаря этому свет распределяется мягче, равномернее, чем у лампы накаливания[12].

Энергосберегающие лампы имеют и ряд недостатков. Высокая стоимость по сравнению с традиционными лампами накаливания. Небольшой срок эксплуатации в условиях бытового применения. Заявляемые производителями сроки службы (до 10-15 тысяч часов), не соответствуют действительности в реальных условиях бытового применения - при нестабильном напряжении сети и прерывистом цикле эксплуатации кратковременного включения (включить - выключить).

Энергосберегающие лампы могут нанести и вред для здоровья. Линейный спектр приводит к неправильной цветопередаче и повышенной усталости глаз [11]. Опасные концентрации ртутных паров создаются при разрушении стеклянных баллонов, содержащих нагретую до высокой температуры ртуть. При хронических отравлениях в первую очередь поражается центральная нервная система. В зависимости от типа нервной системы первые признаки могут быть различны: повышенная утомляемость, сонливость, общая слабость, головные боли, головокружения, апатия, а также эмоциональная неустойчивость. Хроническое отравление вызывает предрасположенность к туберкулезу, атеросклеротическим явлениям, поражениям печени и желчного пузыря, гипертонии. Микромеркуриализм - это хроническое отравление возникает при воздействии на человека в течение 5— 10 лет ничтожных концентраций паров ртути[9].

Светодиодное освещение «пошло в массы» не так уж давно, но споры о его достоинствах и недостатках не прекращались с момента создания первого сверхъяркого светодиода и возникновения самой идеи использовать LED-приборы в качестве источников искусственного света [8]. Светодиодная лампа - это энергосберегающая лампа нового поколения, изготовленная на основе полупроводниковых кристаллов – светодиодов. Перечислю причины, почему стоить заменить старые на светодиодные [7] :

1.Загораются сразу, в отличие от энергосберегающих.

2.Отсутствует вредное ультрафиолетовое излучение.

3.Отсутствует инфракрасное излучение, которое может оказывать влияние на матрицы фото и видеоустройств.

4.Практически не излучают тепла, немного нагреваются, это исключает ожоги, особенно если в доме есть дети.

5.Высокая механическая прочность. Пластиковую колбу лампы очень трудно разбить, даже молотком.

6.Максимальная экологичность. Не содержат паров ядовитых веществ. После разбитой люминесцентной лампочки Вам потребуется эвакуироваться из помещения на неделю, для проведения его очистки.

7.Светодиодная легко ремонтируется, за 5 – 10 минут. Обычно заменяют сгоревший источник питания или светодиод.

Расследование, проведенное испанскими учеными из Мадридского университета Комплутенсе выявило, что даже у экологичных и экономичных светодиодных (LED) ламп имеется своя темная сторона. Суть в том, что LED-лампы могут очень негативно влиять на здоровье человека и даже сделать его слепым. Испанские ученые объясняют это тем, что свет, который излучают такие лампы, может существенно повредить сетчатку человеческого глаза. Доктор Селия Санчез-Рамос объясняет это тем, что свет, излучаемый светодиодными лампами, состоит из коротких волн синего и фиолетового цветов видимого спектра очень высокой мощности. И продолжительный, непрерывный взгляд на этот свет может серьезно повредить сетчатку наших глаз, что лишит нас зрения.

Методика исследований.

1. Исследование знаний о современных лампах проводилось 12 января 2016 г.

На первом этапе исследования энергосберегающих технологий было проведено тестирование обучающиеся 8-х классов МАОУ СОШ №30 «Что мы знаем о современных лампах?» Общее число респондентов, участвующих в опросе – 85 человек. Возраст участников – 13-14 лет [приложение 1]. Произведена обработка полученных данных и построены диаграммы знаний об энергосберегающих и диодных лампах в % от общего числа опрошенных и составлена гистограмма популярных ответов [приложение 2].

1. Используя интернет - ресурсы и дополнительную литературу, проанализировали данные и составили сравнительную таблицу о пользе и вреде основных источников света.

[приложение 3].

1. Подготовили данные о пунктах приёма использованных энергосберегающих ламп в г. Калининграде [приложение 4].

4. Ознакомились с ценами на энергосберегающие и диодные лампы в г. Калининграде в «Бауцентре» и в интернет – ресурсах [приложение 6].

5. Подготовили энергосберегающую лампу. От перегоревшей энергосберегающей лампы использовали патрон с припаянными проводами и верхнюю накладку с отверстиями. Внутреннее плато с деталями не нужно. Трудность заключается в аккуратном изъятии стеклянного баллона из корпуса лампы. Узнали информацию в магазине радиодеталей о напряжении и силе тока на светодиодах. Использовали светодиоды с параметрами 3В, 10мА. Рассчитали сопротивление резистора по формуле

R = (U_В — U_СВД) / I_свд.

Где: U_B — напряжение на выходе;

U_СВД — напряжение светодиода;

I_свд— сила тока светодиода.

Приобрели резисторы нужных номиналов (20- 27 кОм). Собрали цепь, согласно предложенной схеме [приложение 5].

Результаты исследований.

1. Результаты теста показали, что в семьях часто экономят энергию, используя различные энергосберегающие приёмы [приложение 1]. 87% от общего числа респондентов используют энергосберегающие лампы. 78% числа участников опроса понимают, с какой целью используются энергосберегающие лампы. 67% знают, как правильно избавиться от перегоревших ламп. Но участники опроса имеют слабые знания об устройстве энергосберегающих ламп и практически ничего не знают об устройстве и утилизации диодных ламп. Недооценивают вред, наносимый перегоревшими энергосберегающими лампами.

2. Проанализировали пользу и вред современных источников освещения.

Польза: Энергосберегающие и диодные лампы экономят до 80 - 85% электроэнергии. Большой срок службы. Практически не нагреваются. Диодные лампы имеют максимальную экологичность. Диодная лампа не содержат паров ядовитых веществ в отличие от энергосберегающих ламп, в составе паров которых содержится ртуть.

Вред: Имеют более высокую стоимость по сравнению с обычными лампами накаливания. Энергосберегающие лампы могут вызвать большие проблемы со здоровьем. Возможны отравления парами ртути. Из-за большого уровня ультрафиолетового излучения у человека могут появиться сыпь, экземы, псориаз, отеки на коже. Постоянное воздействие электромагнитного излучения приводит к снижению иммунитета и может являться катализаторами болезней центральной нервной, иммунной и сердечно-сосудистой систем. Диодная лампа может повредить сетчатку человеческого глаза и даже сделать человека слепым.

1. В Калининграде имеется сеть центров по приёму энергосберегающих ламп у населения города. Диодные лампы утилизации не подлежат.

2. Материальные затраты на покупку диодных ламп, используемых для освещения бытовых помещений не превосходят затраты на энергосберегающие лампы. В основном ценообразование зависит от страны –производителя ламп.

3. Диодную лампу можно создать из отработанной энергосберегающей. Для работы необходимы 2 резистора, 2 светодиода и патрон от перегоревшей энергосберегающей лампы с припаянными проводами и верхнюю накладку с отверстиями. Стоимость резистора 5 рублей, светодиода – 30 рублей в магазине «Радиодетали». Общая стоимость – 70 рублей.

Выводы.

1. Учащиеся и их семьи активно пользуются энергосберегающими технологиями в быту.

2. Использование люминесцентных ламп в освещении школы не только неэффективно, но и небезопасно: если такие лампы разбиваются, дети и учителя рискуют отравиться парами ртути. Светодиодные светильники не содержат и не выделяют ртути и каких-либо других вредных веществ. Светодиодные лампы могут принести пользу, в случае правильного использования в нужных местах (спальня/рабочее место) или вред, если мы смотрим на них долго и перед сном.

3. Диодную лампу можно создать своими руками с минимальными материальными затратами.

Заключение.

Вопросы экологии актуальны в настоящий день. В ХХI веке человек все чаще стал задумываться о том, что станет основой его существования в новой эре. Энергия была и остается главной составляющей жизни человека. Без освоения различных видов энергии человек не способен полноценно существовать. Как известно здоровье человека на 20% зависит от экологии, это больше, чем от уровня развития медицины. При покупке ламп для освещения помещений главное учитывать их влияние на организм человека и покупать только у проверенного, качественного производителя. Необходимо проводить больше времени вне помещений, под естественным источником света.

Список литературы.

1.Ильяшенко М. П., Яценко Е. В., Водолазская Т. И. Большой современный справочник школьника. – ООО ПКФ «БАО», 2004.

2. Небел Б. Наука об окружающей среде. Как устроен мир. – М. «Мир», 2000.

3. Опасность освещения светодиодами, 4 (23) 2012 г журнал "Энергосовет".

4. Потенциальная опасность освещения светодиодами для глаз детей и подростков , 5 (24) 2012 г журнал "Энергосовет".

5. Пришло ли время покупать светодиодные лампочки?, 5 (30) 2013 г журнал "Энергосовет".

6. Энергия и окружающая среда. Учебное пособие для средней школы. – СПб, 2008.

7. http://led-obzor.ru/led-lampyi-otzyivyi-vred

8. http://www.domfront.ru/2014/04/vredny-li-svetodiodnye-lampy/

9. http://vredpolza.ru/tehnika-elektronika/item/2-energosberegaushie-lampi-vred.html

10. http://rugrad.eu/news_release/city_administration/462854/

11. http://www.musor-com.ru/ut/utilizatsiya_svetodiodnyh_lamp.php

12.www.mdm-light.ru

Приложение 1.

Тест «Что мы знаем о современных лампах?»

Приложение 2.

Гистограмма популярных ответов.

Приложение 3.

Приложение 4.

Адреса центров по приёму энергосберегающих ламп у населения города Калининграда.

Специальные контейнеры установлены в магазинах:

- сети «Максимус»:

1) ул. Горького д. 2

2) ул. Театральная д. 21

3) Советский проспект д. 159

4) Ленинский проспект д. 68-74

5) Громовой д. 30

- «Мегаполис»

1) Проспект Мира д. 142

- «Бауцентр»:

1) Дзержинского д. 35

2) Согласия д. 2,

3) Ген. Озерова д. 17Б,

4) Московский проспект д. 182

Приложение 5.

Самая простая схема светодиодной лампы.

Схема содержит минимальное количество деталей: всего 2 светодиода и гасящий резистор. На схеме видно, что светодиоды включены встречно – параллельно. При таком включении каждый из них защищает другой от обратного напряжения, которое у светодиодов невелико, и напряжение сети явно не выдержит. Кроме того, такое двойное включение увеличит частоту мерцания светодиодной лампы до 100 Гц, что будет не заметно на глаз и не будет утомлять зрение. Для ограничения тока через светодиоды на уровне 20 мА резистор R1 должен иметь сопротивление в пределах 10…11 КОм. При этом его мощность должна быть не менее 5 ватт. Для уменьшения нагрева его можно составить из нескольких, лучше всего трех, резисторов мощностью 2 Вт. Сопротивление необходимо подбирать очень точно, иначе светодиод либо сгорит, либо будет тускло светить.

Для подбора резистора пользуются такой формулой –

R = (Uв — Uсвд): I_LED.

Где: U_B — напряжение на выходе;

Uсвд — напряжение светодиода;

I_свд— сила тока светодиода.

Товары и услуги в Калининграде.

Приложение 6.

424 руб. Энергосберегающая лампа. Мини-спираль E14 13 Вт

357 руб. Лампа энергосберегающая 45W E27

178,20 руб. Энергосбер егающая лампа ЭРА F-SP-15-827-E27

315 руб. Лампа с диодами TOMI LED5W JCDR-WW

690 руб. Энергосберегающая светодиодная лампа 15 Вт.

146 руб. Светодиодная лампа Эра Е 27, B35 7 Вт Clear

2 490 руб. Светодиодная энергосберегающая лампа «Игра цветов»

285 руб. Энергосберегающая светодиодная лампа 4 Вт

268 руб. Зеркальная энергосберегающая лампа Gauss LED R63 FROST, 4 W.

http://kaliningrad.tiu.ru/Energosberegayuschie-lampy;8.html?category=150402&no_redirect=1