TUDOK KÖRFORGALMI KÖRNYEZETTERHELŐ HATÁSOK. Tudományos Diákkörök IX. Országos Konferenciája KECSKEMÉTI REFORMÁTUS GIMNÁZIUM

Átírás

1 TUDOK Tudományos Diákkörök IX. Országos Konferenciája KÖRFORGALMI KÖRNYEZETTERHELŐ HATÁSOK KECSKEMÉTI REFORMÁTUS GIMNÁZIUM SZERZŐK: BÁRDOS PÉTER ÉS FÖLDESI DALMA VEZETŐ TANÁR: SIKÓ DEZSŐ

2 Összefoglaló A Kecskeméti Református Gimnázium városközponti helyzetéből adódóan számos környezeti terhelő hatásnak van kitéve. Dolgozatunkban ezek közül hárommal foglalkoztunk, melyekre megvalósítható megoldásokat is kerestünk. A közhasznú intézmények forgalmának növekedése mellett jelentősen növekedett a közúti forgalom. A város szerkezeti felépítéséből adódóan a keleti-nyugati és a déliészaki forgalom a gimnázium melletti körúton zajlik. Napi és heti fluktuációk jelennek meg a zaj, légszennyezés mértékében. Ezek a tényezők befolyásolják az oktatás minőségét, iskolánk tanulóinak elvonják figyelmét, rontják koncentrálóképességüket és hosszú távon egészségkárosító hatásaik is lehetnek. A fenti jelenségek alaposabb megismerésével, tanulmányozásával foglalkozik kutatási projektünk első része. Párhuzamosan figyeltük és mértük a zaj- és légszennyezést az épület körúti és udvari oldalán. Megállapítható, hogy az udvari zajszint jóval alacsonyabb a körút zajszintjénél. Két másik kecskeméti gimnázium mely a város legforgalmasabb körútja mentén áll mellett is elvégeztük méréseinket, s hasonló eredményeket kaptunk. A szellőztetés hiányában egyes osztálytermekben magasabb CO2 -koncentráció figyelhető meg, ezt méréseinkkel is igazoltuk. A könyvtári légtér rendkívül ingadozó páratartalma ezektől eltérő jellegű, de hasonlóan súlyos problémát jelent gimnáziumunk számára. Mivel az iskolai tanuszoda és a könyvtár előtere közös, a vízgőzzel telített uszodai légtömeg a könyvtárba jut, ahol hosszú távon a könyvek minőségi romlásához vezethet (pl. penészgombák megjelenése, lapok hullámosodása). Méréseink során figyeltük a könyvtári légtér páratartalmának ingadozását, valamint az előtér és az uszoda légterének páratartalmát. Előzetes feltevéseinknek megfelelően a méréseikből kitűnik, hogy a tanuszoda légtere alacsonyabb páratartalommal rendelkezik, mint az előtér és a könyvtár (az uszodában működő légcserélők miatt). A könyvtárban a relatív páratartalom ingadozó, így ártalmas. Javaslatokat szeretnénk tenni a fenti ártalmak megszüntetésére, hatásainak csökkentésére. Az iskola beépített légcserélőjének használata, a körúti forgalom csökkentése, az épület nyílászáróinak hő- és hangszigetelése, a könyvtárban légcserélő és párátlanító berendezés elhelyezése megoldást jelentene. Igyekszünk felhívni az illetékesek figyelmét a környezetterhelő hatások megszüntetésére, helyes szemlélet kialakítására és igényességére az élhető, tiszta környezet iránt. Emellett iskolatársainkat is megismertetjük kutatásaink eredményeivel, ezzel segítve egy környezettudatos generáció megteremtését. 2

3 Tartalomjegyzék Összefoglaló Bevezetés Mérések Zajterhelés Légszennyezettség Légszennyezettség Páratartalom Cselekvési javaslataink Cselekvési javaslataink Hivatkozások Köszönetnyilvánítás

4 1. Bevezetés Iskolánk, a Kecskeméti Református Gimnázium épülete városunk központjában, a főtér közepén található. Egyik oldalán a sétálóutca húzódik, másik oldaláról azonban a város egyik legforgalmasabb körútja veszi körül. Ez a körülmény számos káros következmény létrejöttéhez vezet elsősorban a diákság szempontjából. A kecskeméti Csányi János körút vezeti le a jellemző reggeli és munkaidő utáni csúcsforgalmat, ezért gyakorlatilag az egész városban itt a legjelentősebb a zajterhelés és légszennyezés a tanítás szempontjából legértékesebb órákban, azaz 7 és 9 óra között délelőttönként, valamint ebédidőben. Mi is a zaj valójában? A helyes definíció így hangzik: Az információelmélet szóhasználatában minden olyan nem kívánatos jelzés, zavarás, amely egy üzenetnek a csatornán való továbbításakor fellép (ide értve nemcsak auditív, hanem vizuális jelenségeket is). A zaj csökkenti a csatornakapacitást, mert az információ elvesztését elkerülendő az üzenetet (vagy egy részét) redundanciával (pl. ismétléssel) kell továbbítani. A zaj hatása alapvetően befolyásolja a kecskeméti körút környékén élők életét is, de talán még számottevőbb a gimnázium tanulóinak egészsége szempontjából. Az átlagon felüli zajszint egyrészt rontja a diákok koncentrációs képességeit, így az órai aktivitásukat, zavarja figyelmüket, nehezíti az órai anyag megértését, s ezáltal akadályozza szellemi fejlődésüket. Másrészt tudományos kutatások és mérések bizonyítják a túlzott zaj ártalmait. A közepes közúti forgalom hangereje mintegy 85 decibel, míg a zajszint egészséges határértéke 5-55 decibel lakott területen. Sokan hiszik, hogy a zaj csak akkor veszélyes, ha rendkívül erős. Azonban sokkal alattomosabb veszélyforrás a tartós, a határértéket nem sokkal átlépő zaj, ilyenkor ugyanis észre sem vesszük a károsodást. Következményei mégis súlyosak és visszafordíthatatlanok: a hallás romlásának oka egyre gyakrabban a zajszennyezés, mely hasonlóan felelős különböző idegrendszeri bántalmak, csökkent koncentrálóképesség, megnövekedett reakcióidő, állandó fáradtság, alvási zavarok, magas vérnyomás és emésztési zavarok kialakulásáért is. Érthető tehát a küzdelem, amit az emberiség már a kezdetek óta (Julius Caesar dekrétuma) vív e kellemetlen és ártalmas tényező ellen. A körúti forgalom egyéb súlyos környezeti problémákat is eredményez. A rengeteg autó, melyeket a közlekedési lámpa éppen gimnáziumunk épülete mellett állít meg, kipufogógázát az iskola felé engedi. Mivel a szellőztetés elengedhetetlen, a tanulók elkerülhetetlenül a szennyezett levegőt lélegzik be nap mint nap. Mi is a levegő valójában? Föld légkörét alkotó gázelegy. Ennek a gázelegynek az összetétele légköri rétegenként változhat. Ezért a levegőt az összetétele alapján nem lehet pontosan definiálni. A 3 db 65 db 9 db 12 db db 16 db 175 db Pszichés Vegetatív Fájdalomküszöb Maradandó halláskárosodás Dobhártyarepedés Hallószervi Halálos 1. A zajszennyezés hatása 4

5 fizikában a portól, ipari v. más eredetű szennyezőanyagoktől mentes levegőt nevezik levegőnek. A levegőt alkotó legfontosabb gázok térfogataránya a következő: nitrogén (N 2 ) 78,84 oxigén (O 2 ) 2,946 argon (Ar),934 szén-dioxid (C 2 ),33 neon (Ne),18 hélium (He), 524 metán (CH 4 ). 2 kripton (Kr),114 hidrogén (H),5 nitrogén-oxid (N 2 O),5 xenon (Xe), 8 A levegő változó összetevői közül a vízgőz az egyik legfontosabb. A levegő összetétele 1 km magasságig alig változik. A földi élet létrejöttében és megtartásában döntő szerepe van a levegő összetételének, tisztaságának. Kecskeméten, iskolánk mellett a levegő tisztasága megkérdőjelezhető. A járművek túlzott mennyiségű szén-monoxidot, nitrogén-dioxidot, kén-dioxidot és ólmot bocsátanak ki. Kutatások kimutatták, hogy ezek a kémiai anyagok több súlyos betegség kialakulásáért felelősek. A levegőszennyezés által sújtott területeken dolgozók és élők körében nagyobb valószínűséggel alakulnak ki asztmás és egyéb krónikus légzőszervi megbetegedések, de akár vérrögök is. Gyakrabban fordulnak elő hurutos megbetegedések; arcüreggyulladás, torokgyulladás, légcső- és hörghurutos tünetek, melyeket baktérium vagy vírus okoz a nyálkahártya legyengülése következtében. 5

6 1. Légszennyezettségi határértékek 28 [µg/m 3 ] Egészségügyi határérték Tájékoztatási küszöbérték Riasztási küszöbérték Az eü. határérték túllépésének évenként tűrhető esetszáma Éves átlag határértéke Nitrogéndioxid (órás átlag) Kén-dioxid (órás átlag) Szálló por (napi átlag) NO SO PM ** 1 *** 35 4 Dolgozatunkkal ezen faktorok kizárásának lényegességére kívánjuk felhívni az olvasó figyelmét, hiszen a zaj és a légszennyezés alapvetően befolyásolja a gimnázium oktatásának színvonalát és hatékonyságát. A harmadik probléma, melyet kutatásainkkal elemeztünk, nem áll összefüggésben a belső körút forgalmával, viszont rendkívül fontos a diákság oktatása szempontjából. Néhány éve gimnáziumunk egy uszodával gazdagodott, mely igen hasznosnak bizonyult. A középiskolások mellett az általános iskola diákjai és felnőttek is szívesen használják. Egy probléma viszont akaratlanul is felvetődött: az uszoda közvetlenül könyvtárunk mellett található, egy előterük van, így a könyvtár ajtajának kinyitásával a medence fokozottan párás légtömege jut a könyvek lapjaira. Mi is az az abszolút légnedvesség? A száraz levegő és a vízgőz keverékében, azaz a nedves levegőben levő vízgőz (légnedvesség) tömege (g-ban), a keverék által elfoglalt egységnyi térfogatra (1m 3 ), vagy egységnyi tömegre (1kg) vonatkoztatva. A telítési légnedvesség értékszintje alatt az ~ jellemezhető a vízgőz parciális nyomásával, vagy a telítési hőmérsékletet kifejező harmatponttal is. Mivel a könyvtárban a hőmérséklet magasabb, a könyvek hidegebbek, felszínükön így lecsapódik a páratartalom. Ennek eredményeként megindul a penészgombák csírázása, a nedvességtartalom változásainak következtében pedig a lapok hullámossá, egyenetlenné válnak, akár el is szakadhatnak, repedhetnek. Ebből látható, hogy bár a könyvek 6-8 % vizet normális körülmények között is tartalmaznak, a túl nagy páratartalom súlyos károsodásokhoz vezethet minőségük szempontjából. 6

7 2. Mérések Az iskolánkat érintő három legfőbb környezetkárosító tényező szennyezésének mértékét, vagyis a zajszintet, a légszennyezettséget és a páratartalmat dolgozatunkban méréseink alapján értékeljük. Ezek elvégzéséhez egy digitális mérőés adatgyűjtő eszközt használtunk (MultiLogPRO), melyre mikrofont, hőmérőt és páratartalom-mérőt csatlakoztattunk. A mérési eredményeket a készülék folyamatosan rögzítette, melyeket számítógépre letöltve táblázat és grafikon formájában tudunk megjeleníteni. Emellett a Kecskeméti Főiskolától kölcsönkért két műszert, a PC-LabCard zajszintmérőt és a Testo 445 adatgyűjtő egységet használtuk, mellyel a CO 2 -szintet tudtuk mérni. Helyszínül az iskola körút melletti elhelyezkedésének megfelelően a jelzőlámpa közelében lévő termeket (saroklabor, egy oldalterem) választottuk, további méréseinket pedig az iskolaudvarban, a tanuszodában és a könyvtárban végeztük. A rögzített adatokból kitűnik, hogy a levegő nedvességtartalma az iskola épülete körül állandó, a hőmérséklet az évszaknak megfelelő ingadozásokat mutatja Zajterhelés A körúti zajterhelés feltevéseinknek megfelelően lényegesen magasabb az ideálisnál. Az oldalterem zajszintje viszonylag állandó, míg a jelzőlámpához közelebb található sarokteremben a mérések ingadoznak attól függően, hogy a lámpa mit mutat. Zöldre váltáskor gyors növekedést tapasztalunk Zajszint (db) Oldaltanterem 2 Idő (h:min) 7:16 8:2 9:24 1:28 11:32 12:36 13:4 14:44 15:48 16:52 17:56 19: 2:4 21:8 22:12 23:16 7

8 Az udvaron mérhető zajterhelés ezzel szemben meglehetősen alacsony, csak az általános iskola óraközi szüneteiben emelkedik kissé. Iskolánk oldalánál és sarkánál a jellemző közepes közúti forgalomnak megfelelő értékeket mértük. A zajszennyezés átlagos értéke 8 és 9 db között ingadozott, ami az egészségügyi kutatások szerint (tartósan) vegetatív problémákat, valamint esetleges halláskárosodást, a koncentrációs képesség romlását okozhatja. Nagyobb baj azonban, hogy a magas zaj megakadályozza az órák alatti szellőztetést. 1 Zajszint (db) Udvar Idő (h:min) 7:34 7:54 8:14 8:34 8:54 9:14 9:34 9:54 1:14 1:34 1:54 11:14 11:34 11:54 12:14 12:34 12:54 13:14 13:34 13:54 14:14 14:34 14:54 15:14 15:34 Zajszint (db) :32 7:54 8:16 8:38 9: 9:22 9:44 1:6 Saroklabor 1:28 1:5 11:12 11:34 11:56 12:18 12:4 13:2 Idő (h:min) 13:24 13:46 14:8 14:3 14:52 15:14 15:36 15:58 16:2 8

9 Méréseinket Kecskemét két hasonlóan forgalmas közút mellett elhelyezkedő iskola, a Katona József Gimnázium és a Piarista Gimnázium mellett is elvégeztük. Előbbi az 52-es főút mellett, utóbbi pedig a belső körút másik szakaszán található. Az átlagos közúti forgalom hivatalos mérések szerint 8-85 db-es, a mi méréseink is hasonló eredményeket mutattak közepes forgalom mellett. Érdekesség, hogy a Katona József Gimnáziumban a tanítási órák idején a magas zajterhelés miatt az ablakokat nem nyithatják ki, mert zavarná a tanítást. A diagramon jól látszik a különbség a közutak mentén és iskolánk udvarán (tanítás alatt) mért értékek között. Tantermek, előadó- és foglalkoztató termek, bölcsődékben, óvodákban és oktatási intézményekben ülés-, és tárgyalótermek, könyvtári olvasótermek, tanári szobák megengedett zajszintjének jogszabályban előírt határértéke 4 db. Zajszint (db) 85 85,1 8,9 79 Piarista Gimn. 38,3 Katona J. Gimn. Ref. Gimn. sarok Ref. Gimn. oldal Ref. Gimn. udvar Piarista Gimn. Katona J. Gimn. Ref. Gimn. sarok Ref. Gimn. oldal Ref. Gimn. udvar 2.2. Légszennyezettség Kecskemét légszennyezettségét összehasonlítottuk Budapest egyik utcájával, s érdekes eredményeket kaptunk. Az adott időszak mérései nem haladták meg a városunkban mérhető szintet, sőt néha alulmúlták azt. Ez valószínűleg városunk földrajzi adottságainak köszönhető. Kecskemét környezetének jellemző eleme a szálló por, hiszen közelében nincs folyó, s Budapest szennyezett légtömegei is éppen erre szállnak. Iskolánk új szárnyának megépítésénél figyelembe vették a lehetséges légszennyezés-növekedést, ezért a tetőtérbe beépített légcserélő berendezéseket terveztek. Egészségkárosító hatása nem csak a közvetlen közúti forgalomba az autók által kibocsátott gázoknak lehet, hiszen az ember szén-dioxidot termel légzésével, ami szintén a légtérbe jut. Mivel iskolánkban a természetes szellőzés sok helyen nem megoldott, s a zajterhelés miatt az ablakokon ritkán szellőztethetünk, a CO 2 - koncentráció jóval magasabb az átlagosnál. (Míg a normál érték egy mező és akár egy tiszta levegőjű város esetén 3-4 ppm, addig mi ennek sokszorosát mértük. 29 februárjában átlagosan 387,41 ppm volt a levegő CO 2 -koncentrációja a világon.) 9

10 Ugyanakkor fontos megemlíteni, hogy a 2-3 ppm körüli érték önmagában nem egészségkárosító hatású, de általánosan megfigyelhető, hogy ahol a CO 2 - koncentráció magasabb, ott több más szennyező részecske is található a levegőben. A magas páratartalom jelenléte pedig sokszorozza a szennyező hatás mértékét. széndioxid-koncentráció (ppm) óra előtt széndioxid-koncentráció (ppm) óra után fizika előadó biológia A fizika előadó lépcsőzetesen emelkedik, a terem hátsó részében a CO2- koncentráció jóval magasabb, mint a terem alján, a rosszul szigetelő ajtó közelében. Látható, hogy a teremben a diffúzió nehézkes, így a fent ülő diákok kevesebb tiszta, szennyezőanyagoktól mentes levegőhöz jutnak. Ugyanakkor a fizika előadóban is nagy különbséget mutattak a szellőztetés előtt és után végzett mérések eredményei, a közútról a szeles időjárás miatt viszonylag tiszta levegő áramlott be. széndioxid-koncentráció (ppm) óra előtt széndioxid-koncentráció (ppm) óra után lent fent 1

11 2.3. Páratartalom Iskolakönyvtárunkban és tanuszodánkban, illetve az ezek között elhelyezkedő előtérben relatív páratartalmat mértünk. Az ábrákból kitűnik, hogy a tanuszoda légtere alacsonyabb páratartalommal rendelkezik, mint az előtér és a könyvtár (az uszodában működő légcserélők miatt). Az előtérben nagyon magas a páratartalom, mivel a dupla bejárati ajtók kellően meggátolják a természetes légcserét. Könyvtárunk légtere magas, de változó páratartalmat mutat. A könyvek számára ideális páratartalom egy állandó, 5 % körüli érték lenne. Mérésünk bizonyítja, hogy a könyvtár légterének páratartalma változik, gyakran ingadozik, ami a könyvekre ártalmas. A relatív páratartalom délelőtt megnő, hiszen a diákok és tanáraik az ajtókat nyitják és csukják, délután, egy szellőztetés következtében viszont nagymértékben lecsökken. A könyvek ezzel szemben állandó hőmérsékletet és páratartalmat igényelnek, a gyakori ingadozások minőségi romláshoz vezethetnek. Relatív páratartalom (%) Tanuszoda páratartalma :26 7:46 8:6 8:26 8:46 9:6 9:26 9:46 1:6 1:26 1:46 11:6 11:26 11:46 12:6 12:26 Idő (h:min) 12:46 11

12 :38 8:8 8:38 9:8 9:38 1:8 1:38 11:8 11:38 12:8 12:38 13:8 13:38 14:8 14:38 15:8 15:38 Relatív páratartalom (%) Könyvtár Idő (h:min) :26 9:26 1:26 11:26 12:26 13:26 14:26 15:26 16:26 17:26 18:26 19:26 2:26 21:26 22:26 23:26 :26 1:26 2:26 3:26 4:26 Relatív páratartalom (%) Előtér Idő (h:min) 12

13 3. Cselekvési javaslataink Iskolánk új szárnyának tervezésekor figyelembe vették a körút forgalmát és egészségügyi hátrányait, így a padlástérben beépített légcserélőket helyeztek el. Ezek működése állandóan tiszta levegőt biztosítana a diákok és tanáraik számára, valamint szükségtelenné tenné az utca felé néző ablakok kinyitását, s ezzel a tantermi zajszintet is jelentősen csökkentené. Azonban a légcserélő üzemeltetése igen költséges, hiszen rendkívül sok elektromos energiát igényel. Emiatt gimnáziumunk vezetősége úgy döntött, hogy szünetelteti a működtetést. Ennek újraindításához iskolánk gazdasági támogatást igényel, melynek biztosítása a városi önkormányzat kötelessége. A zajszint és a légszennyezettség csökkentésének hosszú távú megoldása a körúti forgalom csökkentése lenne. Habár Kecskemét átmenő forgalmának jelentős részét átvette az autópálya, a városon belüli forgalom még mindig nagy mértékű, s többnyire a belvárost érinti. Ennek megoldása lehetne egy elkerülő út megvalósítása, mely lehetővé tenné a város külterületeinek gyorsabb megközelítését a központ érintése nélkül. Jelentős javulást eredményezne a zajszint és a légszennyezettség csökkentésében az épület nyílászáróinak hő- és hangszigetelése, valamint a városon belüli zöldövezet növelése, mivel a növények széles körben ismertek légtisztító képességeikről. A könyvtári páratartalom problémájának megoldására javasoljuk a tanuszodában használt légcserélő és párátlanító berendezés elhelyezését. A készülék állandósítaná a páratartalmat, ezzel a könyvek számára megteremtené az elvárásoknak megfelelő tárolási körülményeket. 13

14 4. Hivatkozások CompLex Jogtár saját mérések 14

15 Köszönetnyilvánítás Ezúttal is szeretnénk megköszönni a szakmai munka előkészítésében, a mérések megvalósításában és értékelésében közreműködők segítségét, valamint a zsűri szakmai értékelését. 15