关于利用绿色植物改善教室空气质量并建立生态型教室的建议柴子一剖析Word文档格式.docx
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利用生态原理改善室内空气质量应该是方法的创新。
3．研究教室内空气质量状况与改善问题，发挥绿色植物保健功能，具有一定的环保推广价值。
如对于大型商场、大型办公场所或大量人员集中的其他场所（如会议室、餐厅、酒吧、歌舞厅等），由于室内聚集着很多人，而且空气不流通，使空气中氧气含量相对减少，产生大量二氧化碳，室内人员就会出现不同程度的中毒症状。
因此，本课题研究对这些场所的空气质量改善，也都具有一定的环保推广价值。
三、研究的内容和方法
本次研究活动主要研究内容包括：
第一，研究教室内空气质量状况现状及对师生的健康和学习影响；
第二、寻找绿色植物改进教室空气质量的证据和价值；
第三，室内空气质量改善方案设计；
第四，研究教室内空气质量状况与改善的研究课题成果的科技创新意义和绿色环保推广价值。
主要采用的方法有问卷调查、实地访谈、实验观察（科学探究）、文献检索和网络技术等方法手段，进行课题研究。
本文的主要工作包括：
制订教室内空气质量状况与改善调查问卷和访谈提纲，进行问卷调查和实地采访，分析得出主观调查结果；
通过实验观察和数据分析对教室内空气品质进行评价，通过文献研究，找出改善教室空气质量的绿色环保植物。
通过设计性学习，制订改善教室空气质量的方案。
五、研究的过程
（一）教室内空气质量状况现状调查与对学生学习和身心的影响
根据本课题研究的研究目的和研究内容，我们首先开展的研究活动是对教室内空气质量状况现状调查与对学生学习和身心的影响这一方面的研究。
主要进行了以下几项活动：
1．教室内空气质量状况问卷调查及采访记录分析。
为了了解同学们对教室空气质量状况的认识和感受，我们在调查问卷中设置了关于本课题研究的研究价值、教室空气质量的好坏以及影响教室空气质量的主要原因等方面的调查，在发放并收回的90份调查问卷中，统计结果如下图：
（1）关于教室空气质量状况方面调查看，在平时的教室中，教室空气质量调查结果如下：
从访谈中发现，每当天气酷热教室开空调，或天气寒冷教室关门窗时，有更多的同学认为教室质量空气状况很差，教室的各种味道很浓，很难闻、很难受，只有长时间在教室才慢慢适应下来。
（2）关于影响教室空气质量（特别是天气冷,关闭教室窗门的时候）的主要原因时，在90人的调查问卷中，结果统计如下：
可见，同学们普遍认为影响教室的空气质量的主要原因是二氧化碳含量增加，氧气含量减少。
那么，在教室中，如果我们关紧窗户，一天能产生大致多少的二氧化碳量呢？
教室中空气中的氧气够不够供这么人一天的呼吸呢？
2.教室内一天所产生二氧化碳浓度的计算与实际测定。
（1）一个教室的空气质量和一个班级同学一天所吸收的氧气和排放的二氧化碳量计算。
在网上有这样的报道，美国很流行一种小卡片，卡片上面有一个人一天排放出二氧化碳的指数，通过对照每一项指标，你就能算出，你一天能产生多少的二氧化碳。
由此，我们想到，在一个教室里聚集这么多同学，一天需要多少氧气量和排放二氧化碳量呢？
一个教室有多少空气质量（氧气量）？
针对这个问题，研究小组展开了资料搜索，通过网络查询，我们得到了以下数据：
一个成年人每天一般需要吸进800克的氧气，排出将近1000克的二氧化碳。
如果按一个班级平均50个同学，一天按半天即12小时（包括晚自习）在教室里来计算，那么在教室中所需要的氧气量是50×
400克=20000克，即0.02吨；
所排放的二氧化碳量是50×
500克=25000克，即0.025吨。
根据资料所知，一个教室常规长10米，宽8米，高4米，教室的体积V=320立方米，一间教室内空气的质量大约0.40吨。
在空气中，氧气占了空气质量的21%，二氧化碳在新鲜空气中含量约为0.03％，由此可计算出一间教室中的氧气质量为约0.084吨，二氧化碳质量为0.00012吨，可忽略不计。
现在教室中所固有的二氧化碳质量为0.00012吨，排放的二氧化碳量是0.025吨，一间教室内空气的质量大约0.40吨，由此可计算得一间教室中，二氧化碳所占的量约为0.051%。
根据《室内空气质量标准》，二氧化碳CO2日平均值为0.10%（注：
0.10%=1000ppm）。
通过计算和比较，我们可以发现：
教室内聚集这么多同学，一天所需要的氧气里虽然是够的。
而且空气具有流动性，大自然外界的空气每天不断在和教室中的空气流和交换着，上述计算数据也只是在空气不流动的情况下所得的数据。
但假如到了冬季天气寒冷和夏季天气炎热时，教室门窗紧闭时，教室内的二氧化碳浓度将会远远超出正常标准，从而可能对身处在教室内的同学和教师身心健康产生影响，也会影响学习质量和教学效果。
（2）教室内一天中二氧化碳的变化数据测定。
为了进一步了解教室一天中同学们所产生的二氧化碳浓度的变化,我们在指导老师的帮助下，借来了二氧化碳浓度测试仪，帮助我们测定了教室内空气一天二氧化碳的数据变化（详细数据见附件4）。
根据测定的数据，我们制成了以下统计图（图三）。
CO2测量仪能有效地测量室内空气质量。
仪器中有这样的介绍：
当室内CO2含量过高（大于1000ppm）时，可能导致疲倦、注意力低下及不适等症状。
显然，教室内空气中的二氧化碳浓度远远高出了这一浓度值。
3.资料检索：
教室内二氧化碳含量上升对人的身心和学习可产生的影响。
我们在小学科学教材中，曾经学过二氧化碳的一些性质，也知道它是大气温室效应的主要污染气体。
然后，二氧化碳对我们人体的身心健康有可能产生什么的危害和影响，我们并不清楚。
于是我们展开了“对教室内二氧化碳含量上升对同学成长和学习可能产生的影响”进行了网络搜索。
找到了一些相关的资料。
（1）二氧化碳的物理和化学性质。
二氧化碳CO2，在通常状况下是一种无色、无味的气体能溶于水，是无色气体，高浓度时略带酸味。
工业上，二氧化碳常被加压变成液态储在钢瓶中，放出时，二氧化碳可凝结成为雪状固体，通称干冰。
二氧化碳比空气重。
二氧化碳是一种酸性氧化物，CO2能溶于水并与水反应生成碳酸，使紫色石蕊试液变成红色。
绿色植物的光合作用，把CO2和H2O合成碳水化合物。
（2）二氧化碳对人体可能产生的影响和危害。
二氧化碳无毒，但不能供给动物呼吸，是一种窒息性气体。
室内空气二氧化碳在0.07%以下时属于清洁空气，人体感觉良好。
二氧化碳在新鲜空气中含量约为0.03％（体积）。
人生活在这个空间，不会受到危害。
根据《室内空气质量标准》，二氧化碳CO2日平均值为0.10%（其中0.10%=1000ppm）。
如果室内聚集着很多人，而且空气不流通，使空气中氧气含量相对减少，产生大量二氧化碳，室内人员就会出现不同程度的中毒症状，如当浓度在0.07%—0.1%时属于普通空气，个别敏感者会感觉有不良气味；
在0.1%—0.15%（即1000ppm——1500ppm）时属于临界空气，室内空气的其它症状开始恶化，人体开始感觉不适；
达到0.15%—0.2%时属于清度污染，超过0.2%属于严重污染；
在0.3%—0.4%的人呼吸加深，出现头疼、耳鸣、血压增加等症状当达到0.8%以上时就会引起死亡。
二氧化碳中毒绝大多数为急性中毒，鲜有慢性中毒病例报告。
二氧化碳急性中毒主要表现为昏迷、反射消失、瞳孔放大或缩小、大小便失禁、呕吐等，更严重者还可出现休克及呼吸停止等。
经抢救，较轻的的病员在几小时内逐渐苏醒，但仍可有头痛、无力、头昏等，需二、三天才恢复；
较重的病员大多是没有及时抢救出现场而昏迷者，可昏迷很长时间，出现高热、电解质紊乱、糖尿、肌肉痉挛强直或惊厥等或即刻呼吸停止身亡。
当二氧化碳浓度为1000000ppm时，可引起人的意识模糊，接触者如不移至正常空气中或给氧复苏，将因缺氧而致死亡。
二氧化碳达到窒息浓度时，人不可能有所警觉，往往尚未逃走就已中毒和昏倒。
4.我们得出的结论：
教室内空气质量状况对学生学习和身心产生了影响。
上面教室内一天中二氧化碳的变化数据测定表明，二氧化碳一天的平均最高值在1800ppm左右，比普通空气二氧化碳浓度（1000ppm）高出800ppm。
根据我们对有关教师和专家的访谈，我们得出以下结论：
对长期处在这样教室中的学生和老师来说，教室中空气质量变差，特别是教室中氧气含量的下降和二氧化碳含量的升高，可能头昏、疲倦无力、肩膀酸痛和精神压力，学习的注意力下降和学习情绪等情商方面影响，从而降低了学习效率。
另外还可能导致视觉疲劳等不适症状。
另外，我们在教室里如果感觉憋闷，原因有时不是室内氧气不足，而是负氧离子奇缺，当室内有电视机或电脑等电器设备开启的时候，负氧离子会迅速减少。
（二）不同绿色植物光合作用对教室空气质量改善的影响
我们一生当中，在室内的生活时间远远超过于在外面的时间，室内的空气质量对于我们的身体健康影响至关重要。
如何改善教室内空气质量，提高教室内的氧气含量、降低二氧化碳的含量，是我们进一步思考和研究的问题。
要保持居室空气新鲜洁净，最有效、最经济的办法自然是经常通风换气。
但每当天气火热的夏季顿开空调，天气寒冷的冬季，紧闭门窗成了不可避免的行为。
如何从环保角度来改善教室空气质量是我们重点考虑的方向，于是我们着手研究利用绿色植物来改善教室空气质量并建立生态型的教室的问题。
1.常见植物改善空气质量能力与植物气孔关系的实验与观察。
（1）为了测试不同植物对教室空气改善的能力，我想到了我看过的中学《科学》八年级下册的有关《叶片气孔有多少的实验》（如右图所示），一般的植物叶片都有一定数量的气孔。
气孔是植物气体进出的门户，气孔的多少也是影响光合作用的一个因素,基于这个原理,我们对植物进行了气孔多少的测定。
于是我们在指导老师的帮助下，开展了这方面的研究。
首先我取了三种常见的植物，如绿萝、吊兰、玉树，把三种植物的叶片尽量控制在大小相等，在暗处理24小时后，放在有相同温度（60℃的热水）的水中，再观察叶片在相同时间内水中产生气泡的多少。
实验记录:
观察结果
绿萝
吊兰
玉树
气泡的多少
少
较多
多
实验结论:
通过实验观察，我们也知道了吊兰、玉树等不同植物的气孔数目是不一样的，它们产生的气泡比较多，这说明这几种植物光合作用中吸收二氧化碳气体、放出氧气的能力可能相对较好。
（实验剪影见附件照片）。
（2）为了进一步求证我们上一个实验的结论，我们在指导老师的帮助下，还利用显微镜对植物叶片的气孔作了观察。
本观察实验的目的是想了解植物叶片单位面积（显微镜视野范围内）上气孔的数目。
显微镜下观察叶片气孔数的实验步骤如下：
①擦拭载玻片、盖玻片,②在载玻片的中央滴一滴清水,③在叶片的表皮用刀片划出一个约1cm2的正方形（在使用刀片时注意安全），用镊子撕取叶片下表皮,④将内表皮置于载玻片的清水中，并使之铺开,⑤从一侧开始慢慢盖上盖玻片，不能有气泡产生,⑥在盖玻片一侧滴加一滴碘液,在另一侧用吸水纸吸去盖玻片下的水分,将染液引入其中,使表皮细胞均匀染色⑦显微镜下观察。
结果发现不同的植物叶片，他们的叶片气孔是有多少的。
其中，在面积相同的不同植物叶片上，玉树叶片的气孔数目最多，吊兰其次，而绿萝叶片的气数目孔最少。
在科学课上，老师告诉过我们，植物的叶子气孔是植物进行蒸腾作用和光合作用的重要器官。
叶子上面的叶绿素能够光合作用，产生氧气，叶子上有很多小气孔，那些小气孔是叶片进行呼吸和蒸腾水分的通道，能够帮助叶片呼吸。
通过实验、观察和资料搜索，我们对植物叶片气孔的重要性有了进一步的认识。
气孔是水分和气体进出植物体的门户，如果气孔受堵，就会影响到水分和气体的进出，从而影响到植物的呼吸作用、蒸腾作用以及光合作用等生理功能的进行，植物就会生长不好，甚至死亡。
2.资料搜索：
有效净化室内空气的绿色植物。
通过上网搜索，我发现能有效净化室内空气的植物有以下几种：
序
植物名称
净化室内空气所起的作用
1
洋绣球、秋海棠、文竹
在夜间可吸收二氧化碳、二氧化硫等有害物质。
2
吊兰、金绿萝、芦荟
可吸收空气中的甲醛。
3
铁树、菊花、常青藤
可吸收苯的挥发性气体。
4
龟背竹
有很强的吸收二氧化碳能力。
5
扶桑花
可吸收空气中的苯。
6
月季
能吸收氟化氢、苯、硫化氢、乙苯酚、乙醚等气体。
7
红颧花
能吸收二甲苯、甲苯和存在于化纤、溶剂及油漆中的氨。
8
龙血树（巴西铁类）、雏菊、万年青
可清除来源于复印机、激光打印机和存在于洗涤剂和黏合剂中的三氯乙烯
那么有哪些可以吸收二氧化碳的植物?
通过资料搜索发现：
绿色植物净化室内空气首选是常春藤、吊兰、仙人掌。
有的植物还能将有害化学物质转化为植物养料，如观叶植物冷水花、常春藤、吊兰、喜林等等都能吸收有害气体和抗污染。
有些植物如仙人掌、仙人球、令箭荷花、兰花，在夜间不仅不呼出二氧化碳，反而还会吸收二氧化碳，在净化室内空气时，有制造氧气、杀菌的效果。
其中：
（1）掌类植物其特点是呼吸量小，因为它的叶片本来就是浑身布满的针状的刺，如果用透光的塑料袋罩住几天，仍然生长正常，而且掌类植物夜间也会放氧，不会与人争氧，对人体健康有利。
（2）常春藤：
别名中华常春藤、爬树藤。
这种植物被誉为“敏感的镇静剂”，把长春藤放在房间6个小时，空气中60%的霉菌就会消失。
空气中58%的排泄物渣会被吸收。
常春藤能有效抵制尼古丁中的致癌物质。
通过叶片上的微小气孔，常春藤能吸收有害物质，并将之转化为无害的糖份与氨基酸。
可以去除：
甲醛，尼古丁。
对于那些患有哮喘、过敏症的人或者希望空气更清新的人来说，长春藤就是你获得新鲜空气的绝佳选择。
（3）文竹：
文竹不但可以提高文化修养,而且可以对肝脏有病,精神抑郁,情绪低落者有一定的调节作用。
文竹在夜间除了能吸收二氧化硫、二氧化氮、氯气等有害气体外，能消灭室内细菌和病毒，它还能分泌出杀灭细菌的气体，减少感冒、伤寒、喉头炎等传染病的发生，对人体的健康是大有好处的。
（4）芦荟：
——空气污染的报警器。
芦荟是我们常见的一种植物了，它不仅有很好的药用、养生、美容的功能，而且还可以为室内空气质量提供报警服务——芦荟本身具有很强的吸收甲醛、一氧化碳、二氧化硫的功能，1盆芦荟相当于9台生物清洁器，而当所在空间的污染空气浓度超过它的吸收能力时，它的叶子就会出现黑褐色的斑点，所以，芦荟是一种可以为空气污染报警的植物呢。
（5）吊兰——绿色净化器。
吊兰是我们熟悉的绿色植物，长枝披垂，摇曳生姿，很能让空间变得生机盎然，而且养护简单，浇水即可。
吊兰还有极强的空气净化功能，有绿色净化器的美名，能吸收空气中95％的一氧化碳和85％的甲醛。
吊兰能在新陈代谢中将甲醛转化成糖或氨基酸等物质，也可以分解由复印机，打印机排放出的笨，并且还可以吸收尼古丁，所以，无论是在居室，还是在办公室，都是一大净化空气的好手。
（三）教室内空气质量改善绿化方案设计
从植物的生理上讲，植物白天吸收二氧化碳排出氧气，而夜间则是放出二氧化碳吸收氧气，一般叶子大、生长快的植物排放量是由植物的吸收作用决定的；
有些植物还不适合放置在室内，如松柏类的植物，它所产生的松油气味，对一些老年支气管炎和哮喘病人有一定的刺激；
报春叶片的毛也会造成有些人的过敏；
虎刺梅的刺，碰到皮肤上使人感到发痒……。
那么怎样的植物适合放在教室里？
教室里放置多少植物才能起到改善空气质量的作用？
我们需要放置多少种类植物？
放置植物对教室光照有如何要求呢？
针对这些问题，我们开展了第三阶段的实践与研究。
1．教室环境分析与植物种类、数量的选择。
根据绿色植物净化室内空气质量的研究，有很多植物都能起到净化空气的作用。
如常青藤能“吃”苯，吊兰能“吞食”室内的一氧化碳、甲醛，天南星的苞叶能吸收苯、三氯乙烯。
如果一间10平方米左右的居室中有一种抗污染的植物，就会大大有利于空气净化。
用钢筋水泥预制板盖成的现代化住房内，空气湿度大大低于正常标准，而一种叫莎草的植物喜水，因此应把盆栽莎草置于深水槽中，能将“沙漠”变“绿洲”。
我们认为对教室这个环境而言，对教室植物有一定的要求。
搞清楚教室环境的特殊性，我们才能有针对性选择绿色植物。
（1）教室环境条件分析
从教室空气质量状况看，主要是由于学生聚集多，在教室时间长，所以使得教室内氧气量减少，二氧化碳量增加。
从教室硬环境来看，以外界相比阳光相对不充足，教室内主要的光源是日光灯和自然阳光相结合为主的光照条件。
教室墙壁是用钢筋水泥预制板盖成的现代化住房内，空气湿度大大低于正常标准。
教室内灰尘和粉尘污染也相对比较严重。
和实验相比，又没有用水的管道和设备。
植物的生长需要施肥、浇灌等护养。
（2）教室内植物种类的选择。
根据上述教室的环境分析和空气质量的具体情况，我们通过讨论，认为放在教室里的植物最好是：
从光照条件方面看，最好是中性植物，适合种植在半荫处；
从净化空气角度来讲，最好是能吸收二氧化碳气体能力强，光合作用效率高，能产生负氧离子，能分泌出杀灭细菌和微生物的气体，减少感冒、伤寒、喉头炎等传染病的发生；
从护养角度来讲，只需要有规律施肥和浇水，护养简单，生存能力强，适合本地生长又比较常见的植物；
从植物产生的危害来角度，要警惕对人体有害的植物，不会造成对人体的伤害，如带刺、有钩毛、产生有害物质的植物；
从美化教室空间环境来讲，要选择一些能提高学生文化修养,调节学习情绪，使人心情舒畅，有助于提高学生的视力，不占教室空间，植物形态优美的植物。
根据教室内植物摆放的特点，我们认为以下植物是适合放在教室中并能起到净化和美观教室的作用。
我们的想法如下：
①光照条件为中性植物，适合种植在半荫处。
我们可以选择常春藤、吊兰、文竹、芦荟等。
②有很强的吸收二氧化碳能力的植物，我们可以选择龟背竹、文竹、洋绣球、秋海棠等。
③室内种植具有杀菌功能的植物，我们可以选择吊兰、文竹、盆栽柑橘、香桃木等，它们能使空气中的细菌和微生物会大大减少。
④能吸收有毒的植物有芦荟、吊兰、虎尾兰、一叶兰、龟背竹，它们是天然的清道夫。
⑤养护简单方便，价格低廉，只要保持盆土湿润，有规律的施肥，并对人体无害的可以选择盆栽型的常春藤、吊兰、文竹、芦荟等。
仙人掌由于带刺，所以要选择小型的盆栽较为适宜。
⑥枝叶非常美观，枝繁叶茂时，它还会偶尔微微转动，又不占教室空间的可选择吊兰、文竹、常春藤、龟背竹、芦荟等。
⑦为了因电视机或电脑等电器设备开启而使室内负氧离子迅速减少，造成感觉憋闷，可以在室内种植的花草能产生负氧离子——这些花草就是柏木、侧柏和柳杉。
可见，综合上述多种因素的分析，我们认为，盆栽型的常春藤、吊兰、文竹、芦荟、龟背竹、仙人掌是我们改善教室空气质量、美化教室环境的主要植物。
而且我们认为更好、更大发挥植物的净化空气的效率，建议多种植物合理搭配放置，更好地起到植物的“互补”效应。
常春藤还可以室内无土栽培。
（3）教室内植物数量的选择。
那么教室内摆放多少种植物呢？
我们通过前
面的计算和教室一天内二氧化碳产生量的测定
，已知道了每个教室二氧化碳大致超标了800
ppm。
但由于我们缺少一盆盆栽的植物一天能吸
收多少二氧化碳的具体数据，我们也知道不同植
物光合作用、吸收二氧化碳的能力也不同，所以
我们无法得出具体放置多少植物能较好净化教室
空气质量。
我们讨论设想，可以通过放置不同的植物，并进行放置植物和不放置植物的对照班级的二氧化碳的数据测定，大致可以知道教室内的植物数量。
但这方面我们需要以后再研究。
我们的建议是：
在没有条件的情况下，在教室里尽可能多放一些盆栽型的常春藤、吊兰、文竹、芦荟、龟背竹、仙人掌来改善教室空气质量、美化教室环境，前提是只要不影响学习就可以。
在有条件的情况下，最好是根据植物光合作用的速率来测定教室里需要放置的植物数量。
2.教室内绿化植物安放与美观设计。
教室内的利用空间有限，如何摆放植物既不影响教学，又美化教室并改善教室空气质量，我们经过讨论，想到教室的讲台、角落、墙壁、教室顶部是我们放置植物的最佳空间。
如教室前的角落可以开辟植物角，放置相对高大的龟背竹；
既美观又不影响视线；
在教室墙壁上和教室顶部可以安装三角支架或吊架旋转一些盆栽的吊兰、文竹和芦荟、催人掌等植物，可以随时取下并能和外界的花盆有时替换。
在教室的讲台上，可以放一盆小型的水培的常春藤或文竹。
在教室安放绿色植物时，除了在不影响空间和视力和美观的同时，还要考虑不影响视线。
下图一、二是用来说明表示我们对教室绿化植物安放的设计方案图。
图二：
我们从网上找到的教室放置植物的照片
3.教室内光照分布条件分析与建议。
教室室内空气流通差，常导致植物生长不良，甚至发生叶枯、叶腐、病虫滋生等，故要通过窗户的开启来进行调节。
但我们认为利用绿色植物净化教室空气质量，美化环境的主要是植物的光合作用，这个过程的首要条件是光照，因此教室内的采光情况对植物的生长以及光合作用都有十分重要的相关作用。
（1）教室内光照条件分析及植物摆放建议。
教室内的自然光照：
来源于顶窗、侧窗、屋顶、天井等处，自然光具有植物生长所需的各种光谱成分，无需成本，但是受到纬度、季节及天气状况的影响，室内的受光面也因朝向、玻璃质量等变化不一。
一般屋顶及顶窗采光最佳，植物受干扰少，光强及面积均大，光照分布均匀，植物生长匀称。
而侧窗采光则光强较低
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