TUDOK Tudományos Diákkörök IX. Országos Konferenciája KÖRFORGALMI KÖRNYEZETTERHELŐ HATÁSOK KECSKEMÉTI REFORMÁTUS GIMNÁZIUM SZERZŐK: BÁRDOS PÉTER ÉS FÖLDESI DALMA VEZETŐ TANÁR: SIKÓ DEZSŐ
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
Tartalomjegyzék Összefoglaló... 2 1. Bevezetés... 4 2. Mérések... 7 2.1. Zajterhelés... 7 2.2. Légszennyezettség... 9 2.2. Légszennyezettség... 9 2.3. Páratartalom... 11 3. Cselekvési javaslataink... 11 3. Cselekvési javaslataink... 12 4. Hivatkozások... 14 Köszönetnyilvánítás... 15 3
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 12-13 db 16 db 175 db Pszichés Vegetatív Fájdalomküszöb Maradandó halláskárosodás Dobhártyarepedés Hallószervi Halálos 1. A zajszennyezés hatása 4
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
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 2 11 35 4 18 44 SO 2 25 4 5 24 5 PM 1 5 75 ** 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
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. 2.1. 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. 16 14 12 1 8 6 4 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
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 9 8 7 6 5 4 3 2 1 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) 16 14 12 1 8 6 4 2 7:32 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
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 9 8 7 6 5 4 3 2 1 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
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 25 2288 2 15 1 5 572 139 49 1165 1783 116 1572 fizika előadó 134 24 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 15 136 1474 1 5 442 72 lent fent 1
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 6 5 4 3 2 1 7:26 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
1 2 3 4 5 6 7 7:38 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) 1 2 3 4 5 6 7 8:26 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
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
4. Hivatkozások www.met.hu www.kecskemet.hu www.kislexikon.hu www.kvvm.hu/olm www.co2now.org www.health.state.mn.us CompLex Jogtár saját mérések 14
Köszönetnyilvánítás Ezúttal is szeretnénk megköszönni a szakmai munka előkészítésében, a mérések megvalósításában és értékelésében közreműködők segítségét, valamint a zsűri szakmai értékelését. 15