Исследование химического состава табачного дыма, изучение влияния его компонентов на живые организмы.Брайло Алексей
Земляне
I Всероссийский интернет-конкурс научно-исследовательских работ
«Земляне»
Исследование химического состава табачного дыма, изучение влияния его
компонентов на живые организмы.
Исследовательская работа
Автор - ученик 11 класса МБОУ «Никитовская Красногвардейского
района Белгородской области Браило Алексей Олегович
Научный руководитель учитель химии и биологии МБОУ
«Никитовская СОШ» Красногвардейского района
Белгородскойобласти
Орлова Ольга Дмитриевна
Белгородская область, апрель 2011г.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение 3
Глава 1. Социологическое исследование и мониторинг «табачной эпидемии»
3
Глава 2. Экспериментальное исследование
7
2.1. Экспериментальное исследование химического состава сигаретного
дыма
2.2. Экспериментальное исследование влияния сигаретного дыма на живые
организмы
Заключение 10
Библиографический список 11
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования
Тема вреда курения, влияния его на растущий организм очень актуальна.
По данным многочисленных социологических опросов, с каждым годом все
больше становится курящих школьников. Вот почему необходимо знакомить
подростков с действием табака на организм человека, формировать у них
негативное отношение к курению как общественному явлению. Курить или
не курить? К сожалению, на этот вопрос многие школьники отвечают
утвердительно, не задумываясь о последствиях принятого решения, а чаще
всего просто-напросто не зная и не догадываясь о них.
Борьба с курением среди детей и подростков – одна из основных задач
оздоровления жизни нашего общества. Поскольку привычки человека
формируются с детства, именно в подростковом возрасте необходимо
выработать установку на отрицательное отношение к этой вредной
привычке, полное неприятие ее в дальнейшей жизни. Поэтому я и решил
разобраться в химическом составе табака и выяснить вредные последствия
курения табака.
Гипотеза: если школьник знает состав табачного дыма, свойства
никотина, последствия курения, то это приведёт к изменению его
отношения к курению.
Объект исследования: сигареты популярных среди учащихся 9-11 классов
школы марок.
Предмет исследования: состав табачного дыма, влияние его основных
компонентов на живые организмы (на примере семян фасоли и клопов -
солдатиков).
Цель исследования: изучение химического состава табачного дыма и
влияние его на живые организмы.
Задачи:
1. Провести ряд экспериментальных исследований состава табака и
табачного дыма, влияния его компонентов на некоторые функции живых
организмов.
Глава 1. Социологическое исследование и мониторинг «табачной эпидемии»
Цель исследования: выявить отношение учащихся 9-11 классов МОУ
Никитовская СОШ к курению, изучить уровень табачной эпидемии среди
учащихся, установить время и причины начала курения, его
интенсивность, выяснить наличие теоретических знаний о вреде курения
для здоровья.
Объект исследования: учащиеся 9-11 классов МОУ Никитовская СОШ
Предмет исследования: условия и факторы, определяющие отношение
учащихся к курению.
Методика исследования
Разработана анкета «Курение и здоровье» (таблица 1) для выявления
уровня табачной эпидемии, возраста начала курения, причин этому
способствующих и наличия теоретических знаний о вреде курения.
Проведено анонимное анкетирование среди учащихся 9-11 классов МОУ
Никитовская СОШ. Результаты анкетирования систематизированы, сделана
их математическая обработка (диаграммы 1-4)
Таблица 1
№ Вопрос Варианты ответов
1 Курите ли Вы? А) да б) нет
2 Сколько сигарет в день Вы выкуриваете? А) до 5 б) до 10 в)
больше 10 ) пачку сигарет в день
3 В каком возрасте Вы стали курить? А) до 7 лет б)8 — 10 в)11 —
12 г)13 — 15 д)16 — 17
4 Отметьте мотивы, по которым, на Ваш взгляд, чаще всего начинают
курить подростки? 1. от нечего делать; 2. модно; 3. за компанию;
любопытство; 4. хочется быть взрослым;
5. для снятия напряжения; 6. поднимает настроение; 7. просто так; 8.
затрудняюсь ответить
5 Знаете ли Вы о составе сигаретного дыма, свойствах никотина,
последствиях курения? а) знаю б) не знаю
6 На какие органы и системы действует курение? А) дыхательную
систему б) сердечно- сосудистую систему в)пищеварительную г)
органы чувств
д) нервную систему е) не знаю
7 Какие меры Вы могли бы предложить для предупреждения курения? а)
запретить продажу сигарет, б) запретить рекламу сигарет, в ) ввести
штрафы за курение в общественных местах, г) ваше предложение
Результаты социологического исследования:
Мониторинг «табачной эпидемии» среди учащихся школы
Диаграмма 1
Вывод: оценив уровень табачной эпидемии среди старшеклассников,
установили, что число курящих в среднем составляет 19% и растет с
увеличением возраста. Среди девятиклассников курят 9% учащихся, к
одиннадцатому классу их число увеличивается до 10%.
Интенсивность курения
учащимися
Диаграмма 2
Вывод: результаты исследования показали, что число учащихся,
выкуривающих 5 и 10 сигарет в день примерно одинаково, а учащихся,
выкуривающих больше пачки сигарет в день в нашей школе нет.
Для сравнения: по заявлению Роспотребнадзора в России в среднем в
день курящие юноши и девушки в возрасте 15-19 лет выкуривают 7 и 12
сигарет соответственно.
Время начала
курения
Диаграмма 3
Вывод: установили зависимость времени начала курения от возраста.
Время начала курения в нашей школе колеблется с возраста от 13 до 15
лет.
Для сравнения: по заявлению Роспотребнадзора в России в возрасте 15-19
лет курят 7% девушек и 40% юношей.
Причины начала курения
Диаграмма 4
1. За компанию 2. От нечего делать 3.
Снятие стресса 4. Из любопытства
5. По принуждению старших
Вывод: исследовали факторы социальной среды, влияющие на
распространение вредных привычек среди учащихся 9-11 классов школы.
Большая часть учащихся приобщается к курению из любопытства, однако,
безделье и стресс тоже могут играть немалую роль в приобретении этой
пагубной привычки.
Таблица 2
Наличие знаний о вреде курения для здоровья
Наличие знаний 9 класс 10 класс 11а.б классы Итого %
Знают 14 16 27 57 87.692
Не знают 5 2 1 8 12.308
Не знают % 26.31 11.11 3.57 40.99
Итого 19 18 28 65 100
Вывод: изучив культуру знаний о вреде курения, выяснили, что большая
часть учащихся знакомы с вредом курения. Анализ анкет выявляет
парадокс: зная о свойствах никотина и последствиях курения, 19%
учащихся курят. Наблюдается зависимость между знаниями о вреде
курения и возрастом учащихся: 26% девятиклассников не знакомы с
вредом, причиняемым курением, однако к одиннадцатому классу их число
снижается до 3.5%.
Глава 2. Экспериментальное исследование
2.1. Экспериментальное исследование химического состава сигаретного
дыма [5,6,10].
Цель исследования: определить химический состав сигаретного дыма и
фильтра, изучить воздействие составных компонентов дыма на живые
организмы.
Опыт 1. Получение растворов веществ, содержащихся в дыме и фильтре
сигарет.
• Получение сигаретного дыма и его растворение.
Собираем прибор (рис. 1)
Груша будет имитировать лёгкие человека. Сжимаем грушу, поджигаем
сигарету и создаём грушей тягу – осторожно её разжимаем. При этом
табачный дым заполняет грушу. В колбу с 20-25 мл дистиллированной воды
выпускаем из груши дым. Забор сигаретного дыма повторяем несколько
раз. После чего её закрываем пробкой и встряхиваем несколько раз для
растворения веществ.
• Извлечение веществ из сигаретного фильтра.
Отрываем фильтр от сигареты после «курения» и помещаем в колбу с
10-20мл дистиллированной водой и встряхиваем несколько раз.
Полученные растворы оставляем для последующих опытов.
Опыт 2. Исследование табачного дыма.
Опыт проводят под тягой! Сигарету, закрепленную в штативе, через
мундштук или остатки от капельницы соединяем резиновым шлангом с одной
из двух стеклянных трубок, вставленных в коническую колбу, наполненную
ватой. Вторая трубка таким же образом соединена с резиновой грушей
(250мл). Груша с колбой имитируют работу легких: воздух, содержащий
табачный дым от зажженной сигареты, проходит через вату.
Результат опыта: Через две минуты сигарета «выкурена», комочек ваты
приобретает желто-коричневое окрашивание и крайне неприятный запах.
Опыт 3. Реакция с КМnО4.
В две пробирки налили по 1 мл раствора табачного дыма и раствора,
полученного при вымачивании сигаретного фильтра. Добавили в пробирки
несколько капель 5%-ного раствора KMnO4 (5г KMnO4 /95 г H2O).
Наблюдали обесцвечивание раствора и выпадение бурого осадка MnO2 из-
за восстановления KMnO4 веществами, содержащимися в табачном дыме:
MnO4- + 2H2O + 3e → MnO2↓ + 4OH- .
Выводы и объяснения наблюдаемых явлений: В табачном дыме содержатся
восстановители, обладающие высокой токсичностью и раздражающим
действием, например, бензальдегид, формальдегид, акролеин и т.д.
(более 400 наименований). Даже при выкуривании одной сигареты с
фильтром комочек ваты приобретает интенсивное желто- коричневое
окрашивание и крайне неприятный запах.
Опыт 4. Определение реакции среды полученных растворов при помощи
универсальной индикаторной бумаги.
В полученные растворы опускаем индикаторную бумагу. Результат: среда
слабо – кислая, рН =4. Вывод: кислоты образуются при взаимодействии
воды с СО2,SO2 и NO2, выделяющимся при тлении табака.
2.2. Экспериментальное исследование влияния сигаретного дыма на живые
организмы [5,7].
2.2.1. Действие никотина на семена фасоли
Выполнение опыта: В три рассадника высаживаем по 5 семян фасоли на
глубину 0,5 см. Поливку проводим в одно и тоже время одинаковым
объёмом воды.
1рассадник – обыкновенная вода
2 рассадник – водой, в которой на 10 минут замачивался сигаретный
фильтр
3 рассадник – водой, в которой замачивалась вата, пропитанная дымом от
сигареты без фильтра.
№ рассадника Время всхожести фасоли
1 Через 5 дней
2 не взошли
3 Не взошли
Результат опыта
По результатам эксперимента мы видим, что семена, которые поливали
никотином от сигарет с фильтром и без фильтра, не взошли.
Вывод: Никотин, содержащийся в воде полива, убивает зародыши семян,
поэтому они не развиваются.
2.2.2. Действие табачного дыма на насекомых (пассивное курение)
[5,7].
Выполнение опыта
Для эксперимента приготовили «курительный аппарат» (резиновая груша,
соединенная со стеклянной трубкой, на конце которой находится
резиновая трубочка, в которую помещается сигарета) (рис.1). В шесть
колб одинаковой вместимостью поместили одинаковую массу еды (хлеба),
одинаковую массу воды (вату, смоченную водой). В каждую колбу
поместили по 5 насекомых. Первую колбу закрыли пробкой, она
контрольная. Во вторую и третью нагнетали дым сигареты без фильтра и с
фильтром. В четвертую поместила вату с никотином. В пятую и шестую
нагнетали дым от сигареты с фильтром и без фильтра и накрыла колбами
такого же объема. Колбы соединили клейкой лентой. Таким образом,
создали насекомым одинаковое пространство обитания, одну и ту же
питательную среду, но разные условия.
№ колбы
1 (контроль.) 11 дней
2 (с фильтром) 6 дней
3 (без фильтра) 3 дня
4 (вата с никотином) 12 часов
5 (дым с фильтром) 11 часов
6 (дым без фильтра) 2 часа
Одни из самых легко приспосабливающихся к условиям обитания и
внешним воздействиям насекомые – в нашем случае клоп - солдатик -
могут находиться в замкнутом пространстве с объемом воздуха 500 мл 11
дней. Если этот воздух вытеснить дымом сигареты без фильтра
продолжительность жизни насекомых снижается до3 дней, а если воздух
вытеснить дымом сигарет с фильтром продолжительность жизни снижается
до 6 дней. Практически жизнь в среде дыма без воздуха не существует.
Вывод: Это свидетельствует о том, что пассивное курение опасно для
организма.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
По результатам эксперимента сделаны выводы:
- табачный дым содержит восстановители, обладающие высокой
токсичностью и раздражающим действием, например, бензальдегид,
формальдегид, акролеин и т.д. (более 400 наименований);
- при тлении табака выделяются СО2, SO2 и NO2, реагирующие с водой
и дающие кислоты;
- табачный дым оказывает пагубное воздействие на растительные и
животные организмы.
Рекомендации
1. В борьбе с курением большое значение имеет пропаганда здорового
образа жизни и специальная, прицельная противотабачная агитация.
Однако слова должны подкрепляться практическим доказательством,
поэтому экспериментальные данные исследовательской работы могут
использоваться для разъяснения вреда курения.
2. Исходя из того, что методика определения химических соединений в
табачном дыме легко воспроизводима, можно провести подобное
исследование и на факультативных занятиях, во внеаудиторной работе,
обсуждая токсичность продуктов сгорании соединений, содержащихся в
табаке.
3. Курение является социальной проблемой общества, как для его
курящей, так и для некурящей части. Для первой – проблемой является
бросить курить, для второй – избежать влияния курящего общества и не
«заразиться» их привычкой, а также сохранить своё здоровье от
продуктов курения, поскольку вещества, входящие в выдыхаемый
курильщиками дым, не намного безопаснее того, если бы человек сам
курил и принимал в себя никотин и многое другое, входящее в зажженную
сигарету.
Исследовательская работа ещё раз заставила задуматься над вопросом: «А
стоит ли курить?». Ответ однозначен: жизнь прекрасна и без сигарет,
но, так как каждый из нас сам несет ответственность за свой образ
жизни и здоровье, выбор должен быть правильным!
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Андреева Т.И., Красовский К.С. Табак и здоровье. - Киев, 2004. -
224 с.
2. А.А.Александров, В.Ю.Александрова “Курение и его профилактика в
школе”. Москва 1996.
3. Зяблова Е. В.// Курить или не курить? Химия в школе, 2002, № 7.
4. Зяблова Е. В.// Губительная сигарета. Химия (ИД «Первое сентября»),
2003, № 14;
5. Лабораторный практикум по биологической химии. – Учебное пособие
для студентов химических и биологических специальностей педвузов.-
Н.Новгород: НГПУ, 2008 г.
6. Смирнов А.Т., Основы медицинских знаний и здорового образа жизни:
Учебник для учащихся 10-11 классов общеобразовательных учреждений./
А.Т.Смирнов, Б.И. Мишин, П.В. Ижевский; Под общ. Ред. А.Т.Смирнова. –
3-е изд. - М.: Просвещение, 2003.- 160 с., 8 л. ил.-ISBN
5-09-012256-3.
7. Субботина Е. И.// Курение и его пагубное воздействие на организм.
Химия (ИД «Первое сентября»), 2004, № 25-26.
8. Федеральный закон «Об ограничении курения табака». От 10 июля 2001
г. №87.
9. Федеральный закон «О внесении изменений в статьи 3 и 6 федерального
закона «Об ограничении курения табака»». От 1 декабря 2004 г. №148
10. www.03-portal. kz. /Узнаем химический состав сигарет и табачного
дыма.