Да. Атмосферный воздух, его физические и химические свойства, гигиеническое и экологическое значение
 Скачать 2.93 Mb.
|
|
ТЕМА 2.1. АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ, ЕГО ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА, ГИГИЕНИЧЕСКОЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ЗНАЧЕНИЕ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА воздух необходим как постоянный источник кислорода, необходимого для окислительных процессов и сохранения жизни; состояние воздушной среды в значительной степени определяет количество и качество солнечной радиации на поверхности Земли; атмосфера является одним из важных факторов климатообразования, ее состояние определяет циркуляцию воздушных масс, способствует формированию облаков и атмосферных осадков; атмосферный воздух является одним из ведущих факторов процессов терморегуляции человека, а также фактором, обусловливающим качество воздуха закрытых помещений; атмосфера служит источником некоторых видов сырья — из воздуха добывают азот, кислород, аргон и гелий. Кроме того, воздух используется в промышленности в различных технологических процессах (горение топлива, выплавка металла, процессы окисления и т.д.). ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОЗДУХА температура (Т) влажность атмосферное давление скорость движения воздуха ионизация и солнечная радиация температура (Т), влажность, атмосферное давление и скорость движения составляют метеорологические факторы воздуха ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВОЗДУХА температура – термометр ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВОЗДУХА влажность - психрометр и гигрометр Психрометр аспирационный МВ-4-2М Психрометр- гигрометр ВИТ-1 ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВОЗДУХА скорость воздуха – анемометр (в атмосфере) и кататермометр – в жилище Анемометр чашечный Анемометр крыльчатый Кататермометр ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВОЗДУХА атмосферное давление – барометр ТЕМПЕРАТУРА ВОЗДУХА Температура воздуха зависит от времени года, климатического пояса, времени суток, интенсивности солнечного свечения и подстилающей поверхности земли. Конве́кция — вид теплопередачи, при котором внутренняя энергия передается струями и потоками. Наиболее благоприятна для самочувствия человека Т– 18-22 о С (для мужчин – 20 о С, для женщин – 22 о С) и амплитуда ее колебаний – 2-4 о С в течение дня. ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА -это количество водяных паров в воздухе. Абсолютная влажность – количество водяных паров в граммах в 1 м3 воздуха при данной температуре. Максимальная влажность – сколько максимально может содержаться в воздухе водяных паров при данной температуре, измеряется в г на м 3 Относительная влажность – это отношение абсолютной влажности к максимальной, измеряется в %. Оптимальные параметры для здоровья относительной влажности - 30- 60%. АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ - ЭТО ДАВЛЕНИЕ АТМОСФЕРНОГО СТОЛБА ВОЗДУХА В РЕЗУЛЬТАТЕ ЗЕМНОГО ПРИТЯЖЕНИЯ. На уровне моря давление постоянно: на 1 см2 – 1,033 кг или 760 мм ртутного столба. При повышении давления: увеличивается парциальное давление кислорода (% его остается тем же) урежается пульс и частота дыхания, уменьшается максимальное АД и повышается минимальное АД, возрастает жизненная емкость легких, понижается кожная чувствительность и слух, появляется ощущение сухости слизистых оболочек (во рту), усиливается перистальтика кишечника и выход газов, кровь и ткани лучше усваивают кислород, из-за чего улучшаются работоспособность и самочувствие. При искусственном повышении давления (у водолазов) увеличивается растворение атмосферного азота, который хорошо растворяется в жирах, нервной ткани и подкожной клетчатке, откуда при декомпрессии медленно выходит. При быстром подъеме водолаза с глубины азот закипает и закупоривает мелкие сосуды мозга, от чего наступает смерть водолаза, что требует медленного извлечения его с глубин. Кессонная болезнь ВЫСОТНАЯ БОЛЕЗНЬ Понижение давления вызывает снижение парциального давления кислорода, а при подъеме в горы и снижение его концентрации. Наступают симптомы «высотной болезни»: сонливость, повышение максимального АД и понижение минимального АД, тяжесть в голове, головные боли, апатия, депрессия; действует выходящий в кровь растворенный азот в виде болей в суставах и зуда. ДВИЖЕНИЕ ВОЗДУХА Определяется скоростью его движения и направлением ветра. Скорость ветра измеряется в м/сек. Хорошее самочувствие сохраняется при перемещении воздуха со скоростью 0,1-0,3 м/сек – это норма для жилых помещений. При повышении скорости воздуха до 0,5 м/сек возникает дискомфорт: резь в глазах, слезотечение, сухость слизистых оболочек, затруднение носового дыхания. Гигиеническое значение движения воздуха - способствует вентиляции жилых кварталов и зданий, самоочищению атмосферы от загрязнения и терморегуляции организма. РОЗА ВЕТРОВ - графическое изображение повторяемости ветра в данной местности по направлению частей света. Розу ветров обязательно учитывают архитекторы при строительстве жилых кварталов и промышленных предприятий: жилые кварталы следует располагать с наветренной стороны по отношению к промышленным предприятиям. ИОНИЗАЦИЯ ВОЗДУХА образуется под влиянием электрических разрядов, радиоактивных элементов, УФ- и космических лучей. в чистом воздухе преобладают легкие отрицательные ионы, в загрязненном – тяжелые положительные. уровень ионизации жилища является показателем чистоты воздуха. гигиеническая роль отрицательных ионов - отрицательно заряжают эритроциты, они лучше поглощают и отдают кислород, лучше идут обменные процессы в тканях, снижается ацидоз – улучшается умственная работа, повышается работоспособность, отступает старость. СОЛНЕЧНАЯ РАДИАЦИЯ Солнечный свет – это поток электромагнитных колебаний, который, проходя через атмосферу Земли, частично поглощается, рассеивается и только 43% достигает почвы. Солнечный свет действует на организм всеми частями своего спектра. Видимая часть оказывает общебиологическое действие на организм, на орган зрения, ЦНС и через нее на все органы. Разные участки видимого света действуют по разному: красные лучи – возбуждают; желтые, зеленые – успокаивают; фиолетовые – угнетают. При недостатке света напрягается и ухудшается зрение (острота и быстрота различения). Большая яркость – слепит и утомляет, а при продолжительном воздействии (снег) вызывает воспаление сетчатки. Невидимая часть света: инфракрасная и ультрафиолетовая - очень биологически активны. Инфракрасная радиация делится на: 1) длинноволновую 2) коротковолновую. Длинноволновая поглощается поверхностным слоем кожи и вызывает прогревание ее, ощущается жжение. Коротковолновая не ощущается и проникает в глубокие слои кожи, вызывая ожоги и общий перегрев организма. На производстве коротковолновая радиация вызывает изменения роговицы глаза вплоть до катаракты УФЛ обладают наибольшей биологической активностью. Весной под их воздействием повышается обмен веществ, иммунитет, работоспособность. Они оказывают противорахитическое действие, т.к. под их влиянием в коже синтезируется витамин Д, улучшающий обмен кальция и кроветворение, стойкость капилляров. Без УФЛ у детей возникает рахит, а у взрослых – остеопороз. Это «световое голодание». УФЛ обладают бактерицидным действием – убивают микробов, что используется в медицине для их уничтожения с помощью УФЛ-ламп. Комплексное действие воздушной среды на организм человека Погода делится на 3 типа: 1) оптимальная: межсуточные колебания Т – до 2оС + скорость движения воздуха до 3 м/сек + изменения атмосферного давления до 4 м/бар; 2) раздражающая: соответственно до 4оС - 9 м/сек - 8 м/бар; 3) острая: более 4оС - 9 м/сек - 8 м/бар. Комфортное состояние- это такие метеорологические параметры воздушной среды, при которых человек чувствует себя хорошо и имеет нормальную работоспособность. В процессе адаптации изменяются обменные процессы: меняется Т тела, изменяется ритм сердечных сокращений, изменяется АД, частота дыхания, самочувствие, работоспособность. Теплопродукция В организме тепло продуцируется: в 70 % - в мышцах (за счет соединения кислорода с глюкозой или с гликогеном); в 15% - в легких (за счет соединения кислорода с продуктами, переработанными в тонком кишечнике из белков, жиров и углеродов пищи; в 10% - в тонком кишечнике (за счет ращепления пищи ферментами) в 5% - в толстом кишечнике (за счет разложения пищи микроорганизмами). Теплопотери 1)15% тепла - на нагревание пищи и воздуха. 2) 85% тепла теряется через кожу, из них 45% теряется излучением, 30% - проведением, 10% - испарением. Потери излучением зависят от разницы Т кожи и окружающих предметов - стен, потолков, полов. Потери проведением происходят при нагревании окружающего воздуха – конвекцией или через соприкасающиеся предметы (сидение на камне) – кондукцией. При испарении 1г пота теряется около 0,5 ккал. При комнатной Т с поверхности кожи испаряется 0,5 л пота в сутки, т.е. почти 300 ккал. Варианты адаптационных процессов: Повышается Т воздуха и стен – человек потеет – резко увеличивается теплоотдача испарением. Потери тепла увеличиваются при уменьшении влажности воздуха и увеличении скорости воздуха. Температура остается постоянной, но увеличивается скорость воздуха (сквозняк) – усиливаются потери тепла на нагрев воздуха (на конвекцию) и испарение. Влажность воздуха ухудшает теплопотери через потоотделение, компенсация наступает за счет снижения Т и увеличения скорости воздуха. Акклиматизация - это адаптация к климатическим условиям В отличие от адаптации - акклиматизация это сложный и длительный физиологический процесс, обусловленный образованием в коре полушарий мозга новых временных связей и нового динамического стереотипа. Примеры акклиматизации В северныхширотах или при переходе в зимний сезон происходит повышение обмена веществ с целью увеличения теплообразования, объема циркулирующей крови, частоты пульса, АД и дыхания, расхода кальция, всех витаминов, особенно вит. С, нарушении синтеза вит. Д и кальция. Примеры акклиматизации У приехавших в Африку (в жаркий климат) или в летний сезон – наоборот, снижаются обменные процессы, Т тела, АД и пульс. Примеры акклиматизации При походе в горы – по мере понижения парциального давления кислорода – увеличивается количество эритроцитов, объем легочной вентиляции и минутный выброс сердца. Облегчение процессов адаптации и акклиматизации состоит в: рациональном организации быта, труда и отдыха, полноценном питании (увеличении потребления белка, вит. С, А, В), закаливании организма. Перегревание Перегревание наступает при высокой Т и высокой влажности. При этом в крови и тканях резко снижается содержание хлоридов из-за потения и наступают судороги, потеря сознания и смерть. Переохлаждение Переохлаждение бывает общее – простуда и местное – отморожение. Переохлаждение наступает при низкой Т, высокой влажности и повышенной скорости воздуха. Во влажном воздухе теплопотери возрастают в 28 раз, по сравнению с сухим. Метеозависимые или метеочувствительные люди – это плохо адаптируемые к изменениям погоды: плохо переносят понижение или повышение температуры, сильный ветер, изменение влажности (при бронхиальной астме, хронических неспецифических заболеваниях легких). Заболевания, обусловленные изменениями погоды, называются метеотропными. К ним относятся: бронхиальная астма, сахарный диабет, сердечно-сосудистые заболевания, ревматизм, нервно- психические заболевания и хронические болезни легких. Воздушная среда – как фактор распространения инфекционных заболеваний Механизм передачи инфекции- аэрогенный. Пути передачи инфекции: Воздушно- капельный Воздушно- пылевой ПРИРОДНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА кислород необходим для окислительных процессов и находится в крови, в основном, в связанном состоянии — в виде оксигемоглобина, который переносится эритроцитами к клеткам организма. выраженное ухудшение самочувствия, снижение работоспособности у людей наблюдаются при очень значительном падении содержания кислорода в воздухе — до 15 — 17 % (при норме — почти 21 %). у здоровых людей кислородное голодание из-за снижения парциального давления кислорода может наблюдаться при полетах (высотная болезнь) и при восхождении на горы (горная болезнь, начинающаяся на высоте около 3 км над уровнем моря). КИСЛОРОД УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ • В атмосферу СО2 выделяется в результате дыхания человека и животных, а также процессов горения, гниения, брожения, при промышленном обжиге известняков и доломитов, возможно его выделение с вулканическими газами. • активное поглощение СО 2 растениями происходит в процессе фотосинтеза. Из воздуха диоксид углерода вымывается осадками. • Диоксид углерода является физиологическим возбудителем дыхательного центра. • В организме он находится в связанном состоянии в виде двууглекислых солей натрия в плазме и эритроцитах крови. При вдыхании больших концентраций диоксида углерода нарушаются окислительно- восстановительные процессы. • Накопление диоксида углерода в крови и тканях ведет к развитию тканевой аноксии. При увеличении содержания диоксида углерода во вдыхаемом воздухе до 3 — 4 % отмечаются симптомы интоксикации, при 8 % возникает тяжелое отравление и наступает смерть. • Предельно-допустимая концентрация (ПДК) диоксида углерода в воздухе лечебных учреждений равна 0,07 %, в воздухе жилых и общественных зданий — 0,1%. АЗОТ Представляет опасность для ныряльщиков, аквалангистов и водолазов При уменьшении парциального давления кислорода и увеличении давления азота – возникает его наркотическое действие: смех, недооценка сложности окружающей обстановки, зрительные и слуховые галлюцинации, нарушение координации. При резком подъеме с глубины азот вскипает и закупоривает сосуды (газовая эмболия), от чего и погибает человек. Если водолаза быстро поместить в барокамеру, то он может выжить, но у него развивается кессонная болезнь – последствия рассасывания пузырьков из сосудов и восстановления повреждений. ХИМИЧЕСКИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ БИОГЕННОГО И АНТРОПОГЕННОГО ХАРАКТЕРА, ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ Химические загрязнение – это внесение в экологическую систему не свойственных ей живых или неживых компонентов. ПО ПРОИСХОЖДЕНИЮ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА БЫВАЮТ: 1. Природные 2.Биогенные 3. Антропогенные ПО СОСТАВУ ХИМИЧЕСКИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА БЫВАЮТ: 1) твердые (пыль), 2) жидкие (пары), 3) газообразные (металлы и их оксиды). ВОЗДУШНАЯ СРЕДА В ГОРОДАХ ЗАГРЯЗНЯЕТСЯ: 1) автотранспортом – с выхлопами выбрасываются углекислый газ, окись углерода (угарный газ), окислы азота, сернистый ангидрид; сажа, аэрозоль свинца и еще 280 вредных соединений. Под влиянием УФЛ солнечного света в жаркий период эти выделения преобразуются в более вредные вещества – фотооксиданты : озон и органические перекиси, которые обладают токсическим и раздражающим действием, снижают видимость, в результате сильного окислительного действия повреждают растительность – листья желтеют и осыпаются, деревья усыхают. 2) ТЭЦ, работающими на мазуте и угле, выделяющими диоксиды серы; 3) металлургическими заводами, выделяющими дым и пыль, в составе которой входят примеси, присущие данному предприятию – железо, алюминий, никель и т.д.; 4) нефтеперерабатывающими заводами, вокруг которых в воздухе много углеводов и сероводорода, вызывающих снижение иммунитета и воспаление легких ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ В СЕЛЬСКОЙ МЕСТНОСТИ преобладают загрязнения биогенного происхождения: в животноводстве (коровники, свинофермы) – при разложении навоза в воздух на расстоянии до 1км поступают аммиак, сероводород и органические пахнущие газы, а от птицеферм, кроме того, в воздух поступают сильно аллергенные частицы перьевого пуха. антропогенное загрязнение от сельскохозяйственных машин (тракторов, транспорта и др.) от местного отопления – домовых печек, когда дым стелется по деревне. ХИМИЧЕСКИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА ВЛИЯЮТ НА БЫТ НАСЕЛЕНИЯ: 1) ухудшение условий жизни людей (комфортности проживания); 2) снижение прозрачности воздуха; 3) уменьшение естественной освещенности 4) повышение туманообразования. ОПАСНОСТЬ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ЧЕРЕЗ АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ НА ЗДОРОВЬЕ ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ ДЕЙСТВИЕМ СЛЕДУЮЩИХ ФАКТОРОВ: 1) разнообразием загрязнений – в промышленности до нескольких сотен тысяч (в папиросе до 1,5 тысячи); причем, объединяясь, многие вещества действуют комбинированно, по совокупности; 2) возможностью массированного воздействия – человек не может остановить дыхания и, вдыхая до 20 тыс. л воздуха в день, даже при неуловимой концентрации за месяц может набрать токсическую дозу; 3) непосредственным доступом загрязнений во внутреннюю среду организма. Легкие имеют поверхность до 100 м2, воздух непосредственно контактирует с кровью, в которой растворяются почти все вещества из воздуха. 4) трудностью защиты от ксенобиотиков (чужеродных для человека веществ), которые не могут быть нейтрализованы ферментами. ВЛИЯНИЕ НА ЗДОРОВЬЕ ХИМИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ВОЗДУХА: Острое отравление возникает на предприятиях при авариях, а также на местности при формировании токсических туманов (смогов), когда в безветрие на протяжении 3-5 суток в черте города накапливаются выбросы по лондонскому(осенью) или лосанжелевскому (летом) типам. Хроническому действию подвергаются рабочие промпредприятий и жители территорий, прилегающих к заводам и автомагистралям. Во всех случаях нарушается иммунитет, обостряются воспалительные заболевания, причина которых редко устанавливается. ПРИНЦИПЫ ЗАЩИТЫ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЙ 1. Законодательные мероприятия включают международные и государственные. Согласно Киотскому соглашению все государства, его подписавшие, обязуются соблюдать квоту по выбросам углекислого газа. Санитарные правила «Гигиенические требования к обеспечению качества атмосферного воздуха населенных мест» 2. На предприятиях проводятся технологические мероприятия: по созданию более безопасных технологий, замене горения на электричество, герметизации процессов, предварительной очистке сырья и т д. 3. санитарно-технические мероприятия – установка очищающих аппаратов: пылеосадочных камер – циклонов (воздух завихряется, пыль выпадает в центре), жалюзийных пылеуловителей, аппаратов фильтрации, тканевых или электростатических фильтров (эффективность – 99,9%), аппаратов мокрой очистки через слой гравия – скруберов (эффективность 90%). 4. Архитектурно-планировочные мероприятия: зонирование территорий - промышленная зона специально отделяется от жилой разрывом не менее 500 м, который называется санитарно-защитной зоной располагается с наветренной стороны по розе ветров застройка жилых кварталов отдельно расположенными домами – рядами или отдельными зданиями или с двух противоположных сторон квартала – для лучшего проветривания. 5. Организационные мероприятия: мониторинг (постоянный автоматический контроль) за загрязнением воздуха, воды и почвы, а также состоянием здоровья проживающего населения. (Федеральный закон «О санитарно-эпидемиологическом благополучии человека») СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ! |