Ученический проект "Рециркулятор на страже здоровья"

10

Конференции учащихся

Юность. Наука. Культура

Рециркулятор на страже здоровья

Автор:

Валков Алексей Иванович,

ученик 2 б класса

МБОУ СОШ мкр.Вынгапуровский

Руководитель:

Черношей Светлана Валентиновна,

учитель начальных классов

МБОУ СОШ мкр.Вынгапуровский

Консультант:

Мазур Мария Викторовна,

учитель химии

МБОУ СОШ мкр.Вынгапуровский

г. Ноябрьск

2021г.

Оглавление:

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

2. Актуальность …………………………………………………………............3

3. История создания рециркуляторов и облучателей…………………………4

4. Устройство и виды рециркуляторов ………………………………………. 6

5. Описание проведенных исследований ……………………………………. 9

6. Результаты проведённых экспериментов. Выводы……………………….10

7. Список используемых источников информации …………………………12

8. Приложения………………………………………………………….………13

1. Введение

Микробы распространены повсеместно в окружающей среде. Воздух является средой, содержащей значительное количество микроорганизмов. Наибольшее количество микроорганизмов содержит воздух закрытых помещений при большом скоплении людей. Каждый год в осенне-зимний период возникают эпидемии гриппа и других респираторных заболеваний. В 2020 -2021 году весь мир столкнулся с серьезным вирусом COVID-19. Одной из мер, предотвращающих заражения в местах массовых скоплений - обеззараживание воздуха или дезинфекция. Дезинфекция воздуха в жилых помещениях проводится с целью снижения риска инфекционных и вирусных заболеваний, которые передаются воздушно-капельным путем и являются весьма опасными для человека. Главная задача дезинфекции заключается в уменьшении концентрации вредных микроорганизмов в воздухе, вызывающих различные заболевания.

1. Актуальность

В настоящее время, когда использование средств дезинфекции и обеззараживания резко повысилось, появился большой интерес к приборам, которые могут предотвратить возникновение вспышки и эпидемии бактериальных и вирусных заболеваний. Один из таких приборов рецеркулятор. Как устроен этот прибор? Насколько он эффективен в борьбе с вирусами? Как правильно его использовать и нет ли от него вреда организму? На все эти вопросы я решил найти ответы. Но так как сам я еще не умею определять уровень микробного загрязнения помещений, я обратился за помощью к учителю химии Мазур Марии Викторовне.

Цель моего исследования: проверить эффективность рециркулятора в обеззараживании воздуха в классе при различных условиях.

Для достижений цели мне нужно решить следующие задачи:

1. Найти информацию о рециркуляторах.

2. С помощью учителя химии провести замеры микробного загрязнения класса при различных условиях.

3. Проанализировать результаты измерений и сделать выводы.

4. Подготовить памятку по эффективному использованию прибора и раздать заведующим учебными кабинетами школы.

Объект исследования: бактерицидный рециркулятор.

Предмет исследования: эффективность использования рециркулятора как средства защиты от вирусных и бактериальных заболеваний.

Методы исследования: теоретический, эксперимент.

Из источников информации по теме моего исследования я использовал научные статьи в сети интернет. Ответы на поставленные перед собой вопросы я не нашел, поэтому проведение эксперимента стало необходимым условием.

1. История создания рециркуляторов и облучателей

Учёным давно стало известно о том, что не только живой организм является хорошей средой для размножения патогенных микроорганизмов, воздух также является потенциальной средой для жизни вирусов и бактерий.

Современное обеззараживание ультрафиолетом (УФ) применяется как в повседневной жизни человека, так и во всех сферах его деятельности. Такое популярное всемирное развитие практического использования ультрафиолетовых бактерицидных рециркуляторов и облучателей сопровождается рядом важнейших исторических событий.

УФ – лучи были открыты немецким учёным И. Риттером ещё в 1801 году.

Подробным изучением спектра действия данного электромагнитного излучения также занимались английские учёные Доюн и Блаунт, что привело их к доказательству бактерицидного действия УФ излучения в 1877 году. Они добились дезинфекции воды при помощи УФ-лучей. Это послужило исторической точкой отсчёта успешного использования такого физического фактора в медицине.

В 1892 году английский ученый Гарри Маршал Вард доказал, что УФ часть электромагнитного спектра уничтожает болезнетворные бактерии.

Немаловажный вклад внёс и Ричард Кёх, получивший в 1899 году кварцевое стекло из расплавленного горного хрусталя, которое способно отлично пропускать УФ - лучи, как выяснилось им позже. Кёх также проводил исследования в области данного электромагнитного излучения.

В 1903 году датский физиотерапевт Нильс Финсен получает Нобелевскую премию за применение ультрафиолета в лечении волчаночного туберкулеза.

В 1904 году Ричард Кёх создал первую ртутно-кварцевую лампу, служащую мощным источником бактерицидного обеззараживания, искусственным источником ультрафиолета.

У медицины появляется источник излучения, в котором доля ультрафиолетовых лучей намного больше, чем в солнечном свете. Это означало увеличение антибактериального эффекта.

Исследования учёных доказывали, что нормированные УФ дозы благоприятно влияют на организм человека, а также способствуют хорошему росту и развитию комнатных растений, положительно воздействуют и на домашних животных. По сути, невидимая работа лампы сводится к очищению воздуха в помещении от вредных микробов: проникая внутрь ДНК болезнетворного организма и уничтожая его изнутри.

В 20-х годах были проведены первые лабораторные испытания УФ излучения в борьбе с воздушно-капельными инфекциями, показавшие успешный результат.

Уже с 1930 года ультрафиолет начали активно применять в медицине.

А в 1936 году Дерил Харт, ректор университета в США, профессор и глава кафедры хирургии впервые использовал электромагнитное излучение для стерилизации воздуха в хирургическом операционном помещении, при этом значительно снизился уровень послеоперационных инфекций.

В 1937 году область применение УФ обеззараживания была расширена, впервые такая бактерицидная модель была использована в обычной американской школе. Вентиляционная система была снабжена ультрафиолетовым бактерицидным облучателем, что значительно снизило уровень заболеваемости учеников различными воздушно-капельными инфекциями, в том числе и распространённой в то время корью.

В 1941 году провели массовый эксперимент с использованием УФ ламп, в результате которого стало понятно, что УФ излучение помогает предотвратить распространение заболеваний, передающихся воздушно-капельным путём.

Практика кварцевания имела успешное применение до 80-х годов. Однако работа кварцевой лампы вызывала образование озона, токсичного для человека в определённых концентрациях, что приводило к кварцеванию в отсутствии людей в помещении и обязательному проветриванию, это делало применение прибора не совсем удобным.

В 1994 году бюро Научно-производственного объединения им. Семен Алексеевич Лавочкина оформило патент на «Устройство для обеззараживания воздуха помещений» - бактерицидный облучатель закрытого типа, являющийся рециркулятором с безозоновой лампой. Конструкция рециркулятора удерживает УФ излучение, что позволяет человеку без вреда для здоровья находиться в обеззараживающемся помещении.

4. Устройство и виды рециркуляторов

Рециркулятор представляет собой корпус, внутри которого установлена ультрафиолетовая лампа и вентиляторы, прогоняющие воздух через лампу (таким образом, происходит его обеззараживание). Бактерицидный рециркулятор – это профилактический медицинский прибор, который позволяет обеззараживать воздух. Как известно, значительная часть болезнетворных микроорганизмов попадает внутрь организма человека через легкие. Включением прибора можно обеззараживать воздух в помещении, минимизировав вероятность заражения.

Как очевидно из названия, главная задача рециркулятора – это многократное циркулирование воздуха. Принцип работы следующий: воздух из помещения при помощи встроенного вентилятора затягивается в корпус устройства, в котором установлены ультрафиолетовые бактерицидные лампы. Проходя через лампы воздух обеззараживается и вновь попадает в помещение. Этот процесс непрерывен.

Ультрафиолетовые лучи – это электромагнитное излучение естественного или искусственного происхождения, находящееся в диапазоне между видимыми и рентгеновскими лучами.

После многочисленных исследований было доказано положительное влияние УФ-излучения на человеческий организм. Были выявлены следующие полезные свойства: повышение иммунитета, активизация защитных механизмов, улучшение циркуляции крови и вентиляции легких, увеличение секреции некоторых гормонов, расширение сосудов и повышение их проницаемости. Также явление ультрафиолета способно влиять на углеводный и белковый обмен веществ, вследствие чего в организме образуется витамин D, укрепляющий костную и мышечную систему. В медицинских учреждениях УФ-лампы используются для стерилизации хирургических инструментов. Также они широко применяются для дезинфекции воздуха.

Современные облучатели-рециркуляторы эффективно обеззараживают воздух в помещении и, в отличие от кварцевых ламп, не способствуют повышению концентрации озона. Увиолевые лампы пропускают УФ-излучение и при этом задерживают озонообразующую часть спектра, а кожух оберегает сетчатку глаз от ожогов. Поэтому рециркуляторы можно использовать в присутствии людей и животных, что открывает широкие возможности для обеззараживания общественных и жилых помещений.

Ультрафиолет либо убивает микроорганизмы напрямую, либо лишает их возможности к размножению. Наиболее чувствительны к ультрафиолетовому излучению вирусы и бактерии в вегетативной форме (палочки, кокки). Хуже реагируют на УФ-лучи простейшие микроорганизмы, грибы, споровые формы. Средний процент выживания микроорганизмов после облучения – около 0,01% от микробиологической популяции, для некоторых видов (плюс штаммов или генотипов) этот показатель может достигать 10%. Но даже в этом случае облучатель-рециркулятор очищает воздух помещения на 90%. В среднем же этот показатель равен 95-98%.

Классификация облучателей

Все модели бактерицидный рециркуляторов можно условно квалифицировать на два вида:

1. С бактерицидными лампами.

2. Без УФ-излучателей.

Бактерицидные рециркуляторы с УФ-лампами

Из всех видов рециркуляторов воздуха группа с УФ-лампами считается самой многочисленной и разнообразной. Работа такого обеззараживающего устройства происходит в три этапа:

1. Воздух поступает внутрь корпуса путем всасывания внутренними вентиляторами.

2. Проходит УФ-обработку, которая уничтожает вирусы и бактерии.

3. Поступает обратно в комнату, в полностью очищенном виде.

Современные устройства с УФ-лампами не требует специальной изоляции, поскольку такая уже имеется в корпусе оборудования. Поэтому возможно их установка в помещениях, где присутствуют люди.

Несмотря на полезную функцию и безопасность обеззараживающего механизма, рециркуляторы с УФ-лампами имеют ряд особенностей использования:

1. Такие установки не очищают воздух от пыли, грязи, волос и шерсти, газов и прочих загрязнений.

2. Для использования такого вида рециркулятора воздуха требует соблюдения ряда правил: аккуратное обращение и регулярная очистка, без которой эффективность установки значительно снижается.

3. Когда такие механизмы перестают работать, их нельзя просто выкинуть. Рециркуляторы с УФ-лампами требуют специальной утилизации.

Обеззараживающие рециркуляторы без УФ-ламп

Такие виды облучателей рециркуляторов без УФ-ламп работают по иному принципу. Самая распространенная технология обеззараживания, какая используется в таких механизмах – НЕРА фильтрация. Изначально НЕРА фильтрация разрабатывалась для специализированного медицинского оборудования, но позднее она была адаптирована. Благодаря этому, сегодня для массового использования рециркуляторов бывают представлены на рынке модели с НЕРА фильтрацией.

Уничтожение болезнетворных возбудителей в таких рециркуляторах происходит при помощи газа озона. Выработка токсичного вещества происходит в специальном электростатическом блоке. После получения, озон поступает на НЕРА фильтр. Бактерии и вирусы, которые вместе с воздухом поступили в систему фильтрации, обрабатываются озоном, действие которого блокирует их способность к размножению. В результате, из этого вида бактерицидного рециркулятора выходит чистый и обеззараженный воздух. При этом, сам фильтр всегда остается абсолютно стерильным, а следующий за ним угольный фильтр полностью нейтрализует токсичный газ.

Преимуществом таких моделей очистителей воздуха является факт того, что рециркулятор проводит очистку не только от бактерий и вирусов, но и от механических загрязнений.

Преимущества использования оборудования

Вне зависимости от того, какие бывают рециркуляторы, и какой установлен в помещении, предназначение любой такой установки – уничтожение до 99.9% бактерий и вирусов, что препятствует их распространению в закрытых помещениях. Современные модифицированные модели показали высокую эффективность в борьбе с различными инфекциями, в том числе и с новым Sars-Cov-2.

Но на этом преимущество использования рециркуляторов не ограничивается. Среди достоинств обеззараживающих приборов:

1. Абсолютная безопасность для организма.

2. Компактные размеры и эргономичная форма для установки в любых помещениях.

3. Большой выбор моделей для монтажа на стену, на пол, на потолок и других.

Также каждый вид обеззараживающего рециркулятора воздуха характеризуется простотой управления.

5.Описание проведенных исследований

Для проведения экспериментальной части проекта я использовал Чашечный метод Коха. Генрих Герман Роберт Кох - немецкий врач, микробиолог, исследователь —автор современной бактериологии и эпидемиологии. Обнаружил, что бактерии могут вызывать болезни, и предложил универсальный метод проверки этого. За свою работу получил Нобелевскую премию, его метод размножения отдельных колоний бактерий на чашках, который получил название клонирование и сейчас используется в науке. В стерильные чашки Петри наливают расплавленную на водяной бане агаризованную среду, по 20-30 мл в каждую. Чашки оставляют на горизонтальной поверхности, пока не застынет агар. Мною был использован седиментационный метод, он основан на самопроизвольном оседании пылинок и капель вместе с микроорганизмами на поверхность плотной питательной среды в открытых чашках Петри.

Материалы и оборудование: стерильные чашки Пе­три (4 шт.), лупа, термостат.

Приготовление питательной среды: пищевой агар для культивирования микроорга­низмов сухой 7,0 г порошка размешать в 1 л дистиллированной воды, кипятить 2 мин. До полного расплавления агара, фильтровать через ватно-марлевый фильтр, охладили и разлили в стериль­ные чашки Петри слоем 4–6 мм. После застывания сре­ды чашки подсушить при температуре (37 °+) в течение 40–60 минут.

Чашки Петри с агаром я оставлял на 40 минут в классе, потом закрыв чаши оставил их в термостат – это прибор для поддержания постоянной температуры, а затем при комнатной температуре держал еще 48 часов. Для сравнения проверку воздуха провел при:

Существует методика расчета количества бактерий, но я ею не пользовался т.к. многие формулы мне не известны, о степени загрязнённости воздуха я судил по количеству выросших колоний.

1. Результаты работы. Выводы.

По результатам исследования можно сделать следующие выводы:

Как видно по проросшим бактериям, в пробе №4, микроорганизмов в воздухе оказалось меньше, т.к. была проведена влажная уборка с хлором, работал рециркулятор при открытой форточке. В пробе с чесноком проросших бактерий оказалось больше всего, значит, народные средства не помогают в полной мере. Во всех пробах проросшие бактерии есть, значит рециркулятор не борется с бактериями?

Я обратился к медработникам школы, изменилось ли количество заболевших детей нашего класса по сравнению с прошлым годом? Сравнивать решили 2 четверть т.к. в прошлом году мы не были в это время на удаленке. И вот тут рециркулятор доказал свою эффективность. В прошлом году за 2 четверть болели 14 человек, в этом году только 5, в прошлом году болели 50 % класса, а в этом году 17%, значит заболеваемость уменьшилась на 33%. Это главное доказательство эффективности рециркулятора в борьбе с болезнетворными бактериями.

Но не стоит заблуждаться в возможностях прибора. Бактерицидный рециркулятор очищает воздух от бактерий, но вирусы передаются контактным и воздушно-капельным путем. Рециркулятор обеззараживает воздух постепенно, частями, а не сразу по всему помещению. Он не убивает частички вируса, которые могут передавать при близком контакте между людьми. В помещении, где работает бактерицидный рециркулятор, все равно нужно обрабатывать поверхности, которых касаются люди, использовать антисептики и средства индивидуальной защиты, держать дистанцию.

Поэтому мною была создана такая памятка:

Памятка по эффективному использованию рециркулятора в классах

1. Включать рецеркулятор за 10-15 минут до прихода детей в класс.

2. При благоприятных погодных условиях осуществлять проветривание класса по графику.

3. Во время влажной уборки обрабатывать поверхности дезинфицирующим раствором.

4. Ученикам чаще мыть руки или обрабатывать антисептиком.

7.Список использованных информационных ресурсов

1. https://dezinfekc.ru/primenenie/obezzarazhivanie-vozduha

1. https://www.diacheck.ru/blogs/stati-sm-diachek/baktericidnyj-recirkulyator-ot-koronavirusa

1. https://recirkulatoru.ru/blog/detail/polza-i-vred-retsirkulyatora-vozdukha-v-zavisimosti-ot-ikh-tipa-/

1. https://kladzdor.ru/articles/meditsinskaya-tekhnika/Baktericidnye_recirkulyatory._Voprosy_i_otvety/

1. https://optitraderus.ru/articles/baktericzidnyj-reczirkulyator-chistaya-polza-ot-chistogo-vozduha/

Приложение№1

№ 2	№3
№1	№4

Приложение№2

Сравнительный анализ заболеваемости за 2 четверть 2019-2020 уч.г. и 2020-2021уч. г.

2019-2020