АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Физические свойства воздуха и их гигиеническое значение

К основным факторам воздушной среды, влияющим на жизнедеятельность человека, его самочувствие и работоспособность, относятся: физические - солнечная радиация, температура, влажность, скорость движения воздуха, барометрическое давление, электрическое состояние, радиоактивность; химические - содержание кислорода, азота, углекислоты и других составных частей и примесей; механические загрязнители- пыль, дым, а также микроорганизмы.

Перечисленные факторы как в совокупности, так и каждый в отдельности могут оказывать неблагоприятное влияние на организм. Поэтому перед гигиеной стоит задача изучить их положительное и отрицательное влияние и разработать мероприятия как по использованию положительных свойств (солнечные ванны, закаливающие процедуры, климатическое лечение и др.), так и по предупреждению вредного влияния (солнечные ожоги, охлаждение, перегрев и т. д.).

Солнечная радиация - единственный источник энергии, тепла и света на Земле. Солнце оказывает огромное многообразное влияние на процессы, происходящие в органическом и неорганическом мире. Благодаря солнечной радиации происходят нагревание поверхности земного шара, испарение воды, перемещение воздушных масс, изменение погоды. Она является основным фактором, обусловливающим климат местности.

Под солнечной радиацией понимают испускаемый солнцем интегральный поток радиации, который представляет собой элек­тромагнитное излучение. Основную часть солнечного спектра составляют лучи с чрезвычайно малыми длинами волн, которые измеряются в нанометрах (нм). В гигиеническом отношении особый интерес представляет оптическая часть солнечного спектра, которая разделяется на три диапазона: инфракрасные лучи с длиной волн от 2800 до 760 нм, видимая часть спектра - от 760 до 400 нм и ультрафиолетовая часть - от 400 до 280 нм.

При прохождении через воздушную оболочку Земли в результате поглощения, отражения и рассеивания лучистая энергия теряет до 57 % первоначальной мощности. Интенсивность солнечной радиации во многом зависит от высоты стояния Солнца над горизонтом, угла падения лучей, прозрачности атмосферы. При этом в широком диапазоне изменяется и спектральный состав лучистой энергии. Так, если на границе атмосферы ультрафиолетовая часть солнечного спектра составляет 5 %, видимая - 52 % и инфракрасная - 43 %, то, достигая поверхности Земли, эти показатели соответственно равняются 1, 40 и 59 %. Величина солнечной радиации и ее спектральный состав под­вержены значительным колебаниям в течение суток, месяцев и сезонов года. Наибольшая интенсивность солнечной радиации в мае-августе. Солнечная радиация возрастает с увеличением высоты местности над уровнем моря. Так, на высоте 1000 м она составляет около 292,7 • 104 Вт/м2, а на высоте 3000 м достигает 346,6 • 104 Вт/м2. С изменением высоты стояния Солнца над горизонтом меняется соотношение прямой и рассеянной солнечной радиации.

Атмосферный воздух нагревается главным образом от почвы и воды за счет поглощенной ими солнечной энергии. Этим объясняется более низкая температура перед восходом Солнца и максимальная - между 13-15 ч, когда поверхностный слой земли максимально прогревается.

Температура воздуха весьма существенно влияет на микрокли­мат помещений (климат внутренней среды помещений, который определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температуры окружающих поверхностей).

Под воздействием температуры происходят различные физиологические сдвиги во многих системах организма. В зависимости от величины температуры могут наблюдаться явления перегревания или охлаждения. При повышенных температурах (25-35 °С) окислительные процессы в организме несколько снижаются, но в дальнейшем они могут возрастать. Дыхание учащается и становится поверхностным. Легочная вентиляция вначале возрастает, а затем остается без изменений.

Длительное воздействие высокой температуры приводит к значительному нарушению водно-солевого и витаминного обмена. Особенно характерны эти изменения при выполнении физиче­ской работы. Усиленное потоотделение ведет к потере жидко­сти, солей и водорастворимых витаминов.

Например, при тяжелой работе в условиях высокой температуры воздуха может выделяться до 10 л и более пота, а с ним до 30-40 г хлорида натрия. Установлено, что потеря 28-30 г хлорида натрия ведет к понижению желудочной секреции, а больших количеств - к мышечным спазмам и судорогам. При сильном потоотделении потери водорастворимых витаминов (С, группы В) могут достигать 15-25 % суточной потребности.

Высокая температура оказывает неблагоприятное влияние на ЦНС, проявляющееся в ослаблении внимания, замедлении двигательных реакций, ухудшении координации движений.

Длительное воздействие высокой температуры на организм может привести к ряду заболеваний. Наиболее частым осложнением является перегревание (тепловая гипертермия), возникающее при избыточном накоплении тепла в организме.

В результате нарушения водно-солевого баланса при высокой температуре может развиться судорожная болезнь, а при интенсивном прямом облучении головы – солнечный удар.

Под воздействием низких температур снижается температура кожи, особенно открытых участков тела. При этом отмечаются одновременно ухудшение тактильной чувствительности и понижение сократительной способности мышечных волокон. При значительном охлаждении изменяется функциональное состояние ЦНС, что обусловливает ослабление болевой чувствительности, адинамию, сонливость, снижение работоспособности. Понижение температуры отельных участков тела приводит к болевым ощущениям, сигнализирующим об опасности переохлаждения.

Действие температуры на организм определяется не только ее абсолютной величиной, но и амплитудой колебаний. Организм труднее приспосабливается к частым и резким колебаниям температуры. Многое зависит и от того, с какой влажностью и скоростью движения воздуха сочетается этот фактор. Повышенная влажность при низких температурах, увеличивая теплопроводность воздуха, усиливает его охлаждающие свойства. Особенно возрастает отдача тепла с увеличением подвижности воздуха.

Влажность воздуха обусловливается испарением воды с поверхности морей и океанов. Вертикальный и горизонтальный воздухообмен способствует распространению влаги в тропосфере Земли. Относительная влажность подвержена суточным колебаниям, что связано прежде всего с изменением темпера­туры. Чем выше температура воздуха, тем большее количество водяных паров требуется для его полного насыщения. При низких температурах необходимо меньшее количество водяных па­ров для максимального насыщения.

В гигиеническом отношении наиболее важное значение имеют относительная влажность и дефицит насыщения. Эти пока­затели дают представление о степени насыщения воздуха водяными парами и свидетельствуют о возможности отдачи тепла путем испарения. С возрастанием дефицита влажности увеличивается способность воздуха к приему водяных паров. В этих условиях более интенсивно будет протекать отдача тепла в результате потоотделения.

В зависимости от степени влажности воздуха по-разному ощущается действие температуры. Высокая температура воздуха в сочетании с низкой его влажностью переносится человеком значительно легче, чем при высокой влажности. С увеличением влажности воздуха снижается отдача тепла с поверхности тела испарением.

Насыщение воздуха водяными парами в условиях низкой температуры будет способствовать переохлаждению тела. Важно знать, что потоотделение и испарение при температуре тела выше 35 °С являются основными путями отдачи тепла в окружающую среду. Установлено, что при обычных метеорологических условиях наиболее оптимальной относительной влажностью является 40-60 %.

Как известно, воздух практически постоянно находится в движении, что связано с неравномерностью нагрева земной поверхности солнцем. Разница в температуре и давлении обусловливает перемещение воздушных масс. Движение воздуха принято характеризовать направлением и скоростью. Отмечено, что для каждой местности характерна закономерная повторяемость ветров преимущественно одного направления. Для выявления закономерности направлений используют специальную графическую величину - розу ветров, представляющую собой линию румбов, на которых отложены отрезки, соответствующие по длине числу и силе ветров определенного направления, выраженного в процентах по отношению к общему их числу. Знание этой закономерности позволяет правильно осуществлять взаиморасположение и ориентацию жилых зданий, больниц, аптек, санаториев, промышленных предприятий и др.

Скорость движения воздуха определяется числом метров, пройденных им в секунду. Скорость перемещения воздушных масс играет существенную роль в процессах теплообмена организма.

Гигиеническое значение движения воздуха заключается в том, что оно способствует вентиляции жилых, общественных зданий и промышленных поме­щений, а также играет важную роль в удалении и самоочищении поступающих в атмосферу загрязнений (пыль, пары, газы и др.).

Жизнь человека протекает в основном на поверхности Земли на высоте, близкой к уровню моря. При этом организм нахо­дится под постоянным давлением столба воздуха окружающей атмосферы. На уровне моря эта величина равна 101,3 кПа (760 мм рт. ст., или 1 атм). Вследствие того что наружное дав­ление полностью уравновешивается внутренним, наш организм практически не ощущает тяжести атмосферы.

Атмосферное давление подвержено суточным и сезонным колебаниям. Чаще всего эти изменения не превышают 200-300 Па (20-30 мм рт. ст.). Здоровые люди обычно не замечают этих колебаний и они практически не оказывают влияния на их самочувствие. Однако у определенной категории, например лиц пожилого возраста, страдающих ревматизмом, невралгиями, гипертонической болезнью и другими заболеваниями, эти колебания вызывают изменение самочувствия, приводят к нарушению отдельных функций организма.

К физическим факторам воздушной среды относится атмосферное электричество, в понятие которого входят ионизация воздуха, электрическое и магнитное поля земной атмосферы.

Ионизация воздуха - процесс образования в нем электрозаряженных частиц различной физической и химической природы, В воздухе постоянно содержатся положительно и отрицательно заряженные твердые и жидкие аэрозольные частицы, смеси атомарных и молекулярных комплексных газовых ионов.

Ионизация воздуха происходит под влиянием излучений радиоактивных веществ (а- и ft-частицы, у-лучи), содержащихся в поч­ве, воде и в самом воздухе (радон и продукты его распада, торон и др.), УФ-радиации, рентгеновских и космических лучей. Кроме того, ионы образуются при электрических разрядах в атмосфере, при процессах нагревания, распыления, дробления и т. д.

Ионизационное состояние воздуха как в атмосфере, так и в производственных помещениях характеризуется прежде всего концентрацией ионов каждого вида в 1 мл воздуха. При этом ионы, существующие самостоятельно или присоединившиеся к нейтральным молекулам кислорода, озона, азота и его окислов, принято называть легкими ионами (п⁺, п~).

Если ионы присоединяются к частицам дыма, пыли, тумана и др., то образуются ионы более крупных размеров, которые на­зываются тяжелыми, или ионами Ланжевена (N*, ЛГ), Наряду с процессами образования ионов постоянно идет процесс их нейтрализации. Благодаря этому количество ионов в воздухе находится в подвижном равновесии. Для характеристики иони­зации воздуха используется коэффициент униполярности (q), показывающий отношение числа положительных ионов к чис­лу отрицательных.

Непосредственно у земной поверхности концентрация легких положительных аэроионов (п⁺) закономерно выше, чем от­рицательных (д - 1,1-1,3).

Количество ионов в воздухе, соотношение их зарядов могут колебаться в широких пределах. Это зависит от характера почвы и растительности, влажности и движения воздуха, степени его загрязненности, времени года, радиоактивности внешней среды. Например, в воздухе многих курортов и в сельской местности содержание ионов п⁺, п~ может достигать 4000 в 1 мл, в то время как в промышленных городах чаще всего оно составляет от 200 до 400 в 1 мл. Резкое снижение ионов в атмосфере городов обусловлено прежде всего загрязненностью воздуха. На берегу моря во время прибоя, у горных рек, водопадов и фонтанов вследствие ионизации частичек распыленной воды число легких ионов, особенно отрицательно заряженных, увеличивается до 40 000 в 1 мл.

Более интенсивная ионизация воздуха отмечается в производственных помещениях. Так, при работе рентгеновских аппаратов концентрация п⁺ может достигать 386 000, п - 6530 ионов в 1 мл, а при электросварке - 10 000 ионов с коэффициентом униполярности 0,03-0,25.

Степень ионизации воздуха имеет санитарное значение. Поскольку тяжелые ионы чаще всего представлены заряженными аэродисперсиями (дым, пылевые частицы, туманы и др.), по их количеству можно косвенно судить о степени загрязнения воз­духа. Чем сильнее загрязнен воздух, тем больше в нем содержится тяжелых ионов и тем выше коэффициент униполярности.

Установлено, что аэроионы оказывают различное действие на организм. В частности, отрицательные, в большей мере легкие, ионы обладают тонизирующим влиянием, активизируют обменные процессы, повышают деятельность парасимпатических от­делов нервной системы и др. В свою очередь положительные ионы оказывают угнетающее действие на организм, вызывают снижение работоспособности и повышение артериального давления.

Положительное влияние ионизированного воздуха используют в лечебной практике, в производственных и жилых помещениях, на транспорте и т. д. Вместе с тем следует отметить, что биологическое действие ионов изучено еще недостаточно.

Установлено, что между воздухом и земной поверхностью существует электрическое поле, характеризующееся напряженно­стью, измеряемой величиной потенциала (вольт) на единицу длины (метр). Эта величина называется градиентом электрического потенциала. Среднее его значение у поверхности Земли составляет 120 В/м; с высотой величина градиента уменьшается.

Человек в электрическом поле Земли подвергается воздействию разности потенциалов между уровнем головы к подошвами примерно в 200-250 В.

Напряженность электрического поля атмосферы колеблется в широких пределах в зависимости от сезона года, состояния погоды, атмосферного давления, скорости перемещения воздуха, географических и других факторов. Биологическое действие электрического поля атмосферы исследовано еще недостаточно.

Человек и другие живые существа постоянно подвергаются воздействию небольших доз ионизирующего излучения. Источниками естественного радиоактивного фона являются космические лучи и радиоактивные вещества, содержащиеся в воздухе, почве, горных породах и воде.

Естественная радиоактивность воздуха определяется прежде всего содержанием в нем таких газов, как радон, актион и торон - продуктов распада радия, актиния и тория, находящихся в земных породах. Кроме того, в воздухе содержатся углерод-14, ар-гон-41, фтор-18 и ряд других изотопов, образующихся в резуль­тате бомбардировки атомов кислорода, водорода и азота кос­мическими лучами.

Наряду с радиоактивными аэрозолями в атмосферу могут попадать незначительные количества естественных радиоактивных веществ (Ra, К⁴⁰, U и т. д.), что отмечается при разруше­нии земных пород, разложении органических веществ.

Естественная радиоактивность воздушной среды колеблется в пределах 2 • КГ¹⁴+4,4 • 1СГ¹³ Ки/л (7,4 • 10"¹³- 1,6 • 10"¹¹ ГБк). Отмечено, что на суше она несколько выше, чем над водой. При этом человек подвергается как внутреннему облучению за счет вдыхания а-, р- и у-излучающих веществ, так и внешнему воздействию (почва, космические лучи). Общая суммарная доза облучения человека может достигать 175 мбэр/год.

Вместе с естественными радиоактивными элементами в воздушной среде при­сутствуют радиоактивные элементы, которые появились в результате взрывов ядерного оружия и широкого использования радиоактивных веществ в народном хозяйстве.

Дата добавления: 2014-12-11 | Просмотры: 2022 | Нарушение авторских прав