Гигиена воздуха. Гигиена воздуха
 Скачать 0.52 Mb.
|
|
ГИГИЕНА ВОЗДУХА Существование воздушной среды является обязательным условием поддержания жизни на Земном шаре. Воздушная среда необходима для дыхания человека, животных и растений, она является также резервуаром, принимающим газообразные продукты их обмена веществ. Через воздушную среду совершаются процессы теплообмена организма с внешней средой. Воздушная среда позволяет человеку ориентироваться в окружающей обстановке, воспринимать органами чувств различные сигналы, чтобы судить о состоянии окружающей среды. Воздушная среда оказывает существенное влияние на многие энергетические, геологические и гидрологические процессы, происходящие на поверхности Земли. Она служит одним из главных факторов климатообразования, профилактическим и лечебным фактором (закаливание, климатотерапия). Воздух является источником некоторых видов сырья, запасы которого практически неисчерпаемы; из него добывают азот, кислород, аргон и гелий. С гигиенической точки зрения воздушная среда неоднородна. Различают атмосферный воздух, воздух жилых и общественных зданий, воздух промышленных предприятий. Настоящее пособие посвящено изучению атмосферного воздуха и воздуха различных помещений. Воздух промышленных предприятий рассматривается в теме «Гигиена труда». При гигиенической оценке воздуха необходимо учитывать: физические свойства воздуха – барометрическое давление, температуру, влажность, скорость движения, солнечную радиацию, электрическое состояние, радиоактивность; химический состав – содержание естественных составных частей и химических примесей; механические примеси – содержание пыли и дыма; микроорганизмы – число бактерий, их патогенность. В процессе развития человеческого организма между ним и воздушной средой создалось тесное взаимодействие, нарушение которого может неблагоприятно влиять на организм. Значительные изменения физических и химических свойств воздуха могут привести к нарушению здоровья и снижению качества жизни. Перед гигиеной стоят следующие задачи: 1. изучение природных и антропогенных факторов воздушной среды, оказывающих влияние на здоровье человека; 2. изучение закономерностей влияния этих факторов на организм человека; 3. научное обоснование и разработка гигиенических нормативов, правил и мероприятий по устранению или ограничению до безопасных уровней неблагоприятно действующих факторов и по максимальному использованию факторов, положительно влияющих на организм человека. Реализация данных задач позволяет предупредить возникновение предпатологических и патологических состояний и, в конечном итоге, сохранить здоровье человека, что является основным направлением деятельности врача лечебного профиля. Тема 7. ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВОЗДУХА Приборы для определения атмосферного давления Барометр ртутный сифонный представляет собой У-образную трубку, наполненную ртутью, с открытым концом в меньшем колене и с запаянным концом в длинном колене. В этом барометре давление измеряется в миллиметрах по разности между высотой ртутного столба в длинном колене и высотой столба в открытом колене. Барометр ртутный чашечный состоит из вертикальной, наполненной ртутью трубки, верхний конец которой запаян, а нижний опущен в чашечку с ртутью. При увеличении атмосферного давления воздух давит на поверхность ртути в чашечке. Часть ртути входит в трубку и уровень ее повышается. Измерения производятся в миллиметрах ртутного столба. Барометр-анероид состоит из безвоздушной металлической коробки с упругими волнообразными стенками. Колебания атмосферного давления отражаются на объеме и форме коробки, стенки которой прогибаются или выпрямляются. Эти движения посредством пружины и системы рычажков передаются стрелке, движущейся по циферблату. Барограф - самопишущий прибор, применяемый для систематических наблюдений за ходом барометрического давления в течение определенного промежутка времени. Главную часть его составляет ряд анероидных коробок. При изменении давления крышки этих коробок перемещаются, что передается по системе рычажков стрелке с пером, укрепленной около вращающегося барабана. На последний надета разграфленная на миллиметры ртутного столба бумажная лента. При увеличении давления перо стрелки поднимается кверху, при снижении давления - опускается книзу. Приборы для определения температуры воздуха Измерение температуры воздуха проводят с помощью ртутных и спиртовых термометров. Наибольшее распространение получили ртутные термометры. Это объясняется их большой точностью и возможностью применения в широких пределах от -35° до +35°С. Спиртовые термометры менее точны, так как спирт при нагревании выше 0°С расширяется неравномерно, но зато они дают возможность измерить очень низкие температуры. Термометры градуируются в градусах Цельсия. Максимальный термометр (ртутный). Представителем его является медицинский термометр. В приборе при переходе резервуара для ртути в капилляр имеется сужение, и ртуть преодолевает его только при повышении температуры под влиянием силы расширения. При понижении температуры ртуть вниз не падает. Для повторного измерения необходимо вогнать ртуть обратно в резервуар энергичным встряхиванием. Минимальный термометр (спиртовой) имеет в капилляре стеклянную иглу-указатель с утолщениями на конце. Температура измеряется в горизонтальном положении (предварительно игла-указатель опускается до мениска спирта - пленки поверхностного натяжения). При понижении температуры поверхностная пленка увлекает за собой стрелку вниз к резервуару и устанавливает ее в положении, соответствующем минимуму наблюдавшейся температуры. При повышении температуры спирт, расширяясь, проходит мимо стрелки, не сдвигая ее с места, так как сила трения утолщений стрелки достаточна, чтобы удержать ее на месте. Термограф - самопишущий прибор, применяемый для систематических наблюдений за ходом температуры. Воспринимающей частью прибора является биметаллическая пластинка, состоящая из двух спаянных между собой пластинок металла с разными температурными коэффициентами. При колебании температуры изменяется изгиб пластинки, что передается через систему рычажков стрелке с пером, скользящим по особо разграфленной бумаге, надетой на вращающийся барабан. Исследование температурного режима воздуха помещений Измерение проводят в пяти точках: по вертикали - в трех точках: 0,1 – 1 – 1,5 м от пола (колебания температуры не должны превышать 2,5° между крайними точками измерения); по горизонтали - в двух точках: 10-15 см от наружной и внутренней стен помещения на высоте 1,5 м (колебания температуры не должны превышать 2°). Средняя температура воздуха в учебных комнатах, жилых помещениях, больничных палатах должны находиться в пределах 18-20°С, в спортивных залах - 14-16°С, в ротных спальнях казарм, школьных мастерских - 16- 18°С, в операционных - 22°С. Приборы для определения влажности воздуха Психрометр Августа состоит из двух спиртовых термометров. Резервуар одного из них обернут тонкой материей, конец которой опущен в дистиллированную воду. Через 10-15 минут наблюдения снимают показания с сухого и влажного термометров. По разнице показаний по таблице определяют относительную влажность воздуха. Разница будет тем больше, чем суше воздух. Психрометр Ассмана является более усовершенствованным прибором. Ртутные термометры заключены в металлические трубки, через которые равномерно просасывается исследуемый воздух с помощью заводного вентилятора, находящегося в верхней части прибора. Резервуар влажного термометра обернут кусочком батиста, который перед каждым наблюдением смачивают дистиллированной водой. Через 5 минут от начала работы снимают показания термометров и по таблице определяют относительную влажность воздуха. Гигрометр. Принцип работы основан на способности волоса в силу гигроскопичности удлиняться во влажной среде и укорачиваться в сухой. Вымытый и обезжиренный волос укреплен в раме, нижний конец его через блок соединен со стрелкой, скользящей по шкале, на которую нанесены цифры, показывающие относительную влажность. Гигрометры являются менее точными приборами, чем психрометры. Гигрограф - самопишущий прибор, применяемый для систематической записи относительной влажности воздуха. Гигроскопическим телом является пучок волос, закрепленный на раме с обеих сторон. В середине пучок оттянут при помощи крючка. При увеличении или уменьшении длины волос в зависимости от изменения относительной влажности происходит перемещение срединной точки пучка. Это передается через систему рычажков на стрелку с пером, вычерчивающим на ленте вращающегося барабана кривую влажности воздуха. Относительная влажность воздуха в различных помещениях нормируется в пределах 30-70%. Приборы для определения скорости движения воздуха Чашечный анемометр позволяет измерять скорость движения воздуха от 1 до 50 м/сек. Верхняя часть его состоит из крестовины с четырьмя полыми полушариями, обращенными выпуклостью в одну сторону. Нижний конец оси с крестовиной соединен с измерительным устройством (счетчиком оборотов). При наблюдениях становятся лицом к ветру и устанавливают прибор так, чтобы измерительное устройство было обращено к наблюдателю. Записывают показания прибора, т.е. положение стрелок на циферблате, указывающих количество метров, начиная с тысяч (первая малая стрелка), затем сотен (вторая малая стрелка) и единиц (большая стрелка). Дают чашечкам вращаться 1-2 минуты вхолостую, чтобы они приняли постоянную скорость вращения, а затем одновременно включают счетчик анемометра и секундомер. Через 5-10 минут счетчик выключают и записывают новые показания стрелок. Разница в показаниях стрелок между вторым и первым отсчетами покажет число метров, пройденных воздушным потоком за период наблюдения. Для нахождения скорости движения воздуха необходимо разделить найденное число на количество секунд, в течение которых работал анемометр. Пример. До наблюдения: После наблюдения: 1 малая стрелка (1000) - 4 между 4 и 5 2 малая стрелка (100) - 2 между 6 и 7 Большая стрелка - 0 80 Запись - 4200 4680 Разница = 4680 - 4200 = 480 м Скорость движения воздуха = 480 м : 300 сек = 1,6 м/сек. Крыльчатый анемометр отличается большей чувствительностью и пригоден для измерения более слабых потоков воздуха в пределах от 0,5 до 15 м/сек. Воспринимающей частью прибора является колесико с легкими алюминиевыми крыльями, огражденными широким металлическим кольцом. Принцип работы прибора аналогичен предыдущему. Кататермометр - прибор, предназначенный для определения малых скоростей движения воздуха (до 1-2 м/сек). Кататермометр представляет собой спиртовой термометр с цилиндрическим или шаровым резервуаром со шкалой, разделенной на градусы соответственно от 35°до 38°С и от 33° до 40°С. В начале определяется охлаждающая способность воздуха (один из методов учета суммарного действия на организм температуры, влажности и скорости движения воздуха). Кататермометр опускают в горячую воду (около 80°С) и нагревают до тех пор, пока спирт не поднимется до половины верхнего расширения капилляра. После этого прибор вытирают и вешают в месте наблюдения. Затем отмечают по секундомеру время, в течение которого столбик спирта опустится с 38° до 35°С. Величину охлаждения находят по формуле: Н= F / а, где Н – искомая величина охлаждения; F - фактор прибора (постоянная величина, показывающая количество тепла, теряемого с 1 см2 поверхности резервуара кататермометра за время его охлаждения с 38° до 35°С, в мкал/см2); а - время охлаждения прибора в секундах. Установлено, что оптимальное тепловое самочувствие у лиц так называемых сидячих профессий совпадает с величиной охлаждения кататермометра в пределах 5,5 -7,0 мкал/см2 х сек. Для нахождения скорости движения воздуха предварительно определяют выражение Н/Q (Q – разность между средней температурой тела 36,5° и температурой окружающего воздуха). Затем по таблице находят соответствующую этой величине скорость движения воздуха. Скорость движения воздуха в учебных комнатах, жилых помещениях нормируется в пределах 0,2 - 0,4 м/сек, в операционных - 0,15 м/сек. В настоящее время для измерения физических свойств воздуха предлагаются разнообразные приборы. Измеренные ими показатели выводятся в цифровом виде на дисплей. Многие приборы имеют встроенную память, выход на компьютер. Приводим примеры некоторых из них: Комплексные измерители физических свойств воздуха «  Метеометры МЭС» – цифровые комбинированные приборы. Предназначены для измерения атмосферного давления от 80 до 110 КПа (600-825 мм. рт. ст.), температуры (от -10 до +50°С), относительной влажности (от 30 до 98 %), скорости воздушного потока (от 0,1 до 20 м/сек) внутри помещений и в вентиляционных трубопроводах. Могут работать в условиях значительной запыленности и наличия агрессивных газов. ТЕSТО 400 – измерительный прибор с большим выбором зондов. Позволяет измерить температуру, влажность (абсолютную, относительную, точку росы и другие показатели), давление, скорость потока воздуха, концентрацию СО и СО2, скорость вращения, напряжение и силу тока. Диапазоны измерений: температуры (от -200 до +12500С), влажности (от 0 до 100 %), скорости движения воздуха (от 0 до 100 м/сек). ТЕSТО 454 предназначен для измерения температуры воздуха и поверхностей (от –200 до +17600С), влажности (от 0 до 100%), скорости потока воздуха (от 0 до 60 м/с), давления, концентрации СО2, силы тока и напряжения с помощью большого количества зондов. Может использоваться как для оперативных измерений микроклимата, так и для длительного мониторинга. П  риборы для измерения температурыТермометр контактный микропроцессорный ТК-5М предназначен для измерения температуры твердых тел, жидкостей, сыпучих веществ, воздуха и газовых смесей с помощью сменных зондов или подключаемых термопар (диапазон измерений от -20 до +6000С). Фиксирует текущее значение показателя, удерживает максимальное значение. Поверхностный мини-термометр ТЕSТО 0900.519 предназначен для измерения температуры поверхностей (диапазон измерения от –50 до +2500С).  Приборы для измерения температуры и влажности ТЕSТО 615/625 предназначены для измерения температуры (от -10 до +600С) и относительной влажности воздуха (от 0 до 99 %) неагрессивных газовых сред. Обладают функцией удержания текущих, максимальных и минимальных значений за время измерения. ТЕSТО 635 предназначен для измерения температуры (от -60 до +4000С), влажности (от 0 до 100 %), расчета точки росы, измерения температуры поверхностей, сыпучих тел и жидкостей с помощью сменных зондов. Имеет функции удержания текущих, максимальных и минимальных показаний. Термогигрометры ИВА-6 – автоматические цифровые приборы непрерывного действия. Предназначены для измерения относительной влажности (от 0 до 98%) и температуры воздуха в жилых и рабочих помещениях (от -40 до +500С). Приборы для измерения скорости движения воздуха А  немометры НН-30А /31А/32А – универсальные приборы для измерения скорости воздуха (от 0,2 до 40 м/с). Предназначены для контроля воздуха окружающей среды, для наладки систем обогрева, вентиляции, кондиционирования воздуха. Чувствительным элементом служит зонд-крыльчатка. Приборы имеют функции усреднения результатов, индикации минимальных и максимальных значений.Анемометр АПР-2 предназначен для метеорологических исследований на суше и на море, а также для измерения скорости воздушного потока в шахтах и рудниках, в системах вентиляции и кондиционирования (диапазон измерения – от 0,2 до 20 м/сек). В качестве чувствительного элемента используется съемный зонд-крыльчатка. Приборы для измерения температуры и скорости движения воздуха  ТЕSТО 435 имеет широкий спектр применения благодаря возможности подключения сменных зондов (термоанемометрических, крыльчатых, температурных и др.). Позволяет измерять скорость воздушного потока (от 0 до 40 м/сек), расход воздуха, его температуру, температуру поверхностей и сыпучих тел (от -50 до +1400С). Имеет функции удержания текущих, максимальных и минимальных показаний на дисплее, усреднений значений по времени и числу измерений. ТЕSТО 415/425 предназначены для измерений скорости (от 0 до 20 м/сек) и температуры (от -20 до +700С) потока воздуха внутри помещений при контроле и наладке систем вентиляции и кондиционирования. Обладают функцией удержания текущих, максимальных и минимальных значений за время измерения, а также усреднения по времени и измерительным точкам. Определение кратности обмена воздуха Кратность воздухообмена - величина, показывающая сколько раз обменивается воздух в помещении за один час. Кратность воздухообмена определяется по формуле: величина вентиляционного воздуха (м3/час) К= ————————————————— объем помещения (м3) Величину вентиляционного воздуха (количество воздуха, поступающего через вентиляционное отверстие в один час) вычисляют по формуле: S х V х 3600, где S - площадь вентиляционного отверстия, V - скорость движения воздуха в м/сек, 3600 - время в секундах. Нормируемая кратность обмена воздуха в жилых помещениях - 1,5; в учебных комнатах - 3 раза в час. Примеры ситуационных задач. Задача 1. Рассчитайте и оцените охлаждающие свойства и скорость движения воздуха в жилом помещении, если время опускания столбика спирта кататермометра равно 120 сек, фактор прибора – 480 мкал/см2 х сек, температура окружающего воздуха – 23,50С. Задача 2. В районе предполагаемого строительства нефтеперерабатывающего завода определялась частота (повторяемость) ветров. Полученные результаты: С - 40 %, СВ - 10 %, В - 10 %, ЮВ - 5 %, Ю - 5 %, ЮЗ - 15 %, З - 10 %, СЗ - 10 %. Дайте определение розы ветров. Постройте розу ветров. Укажите господствующее направление ветров в данной местности. Где должно быть расположено предприятие по отношению к жилой зоне? Задача 1. Охлаждающая способность воздуха (Н) З   аключение. Охлаждающая способность и скорость движения воздуха меньше нормы (норма – 5,5 – 7 мкал/см2 х сек и 0,2-0,4 м/сек соответственно). Задача 2. Роза ветров – графическое изображение частоты (повторяемости) ветров по румбам, наблюдающееся в данной местности в течение года. Роза ветров строится путем откладывания от центра на линиях главных (С–Ю, З–В) и промежуточных (СЗ – ЮВ и СВ – ЮЗ) румбов в определенном масштабе отрезков, соответствую-щих числу (повторяемости) ветров в данном направлении за период наблюдения. Концы отрезков соединяют прямыми л  иниями. Штиль изображается окружностью в центре розы ветров; радиус окружности должен соответство-вать числу штилей.Заключение. Господствующее направление ветров – северное. Предприятие должно быть расположено с подветренной стороны по отношению к жилой зоне, т.е. южнее. Тема 8. СОЛНЕЧНАЯ РАДИАЦИЯ И ЕЕ ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ. ОЦЕНКА ЕСТЕСТВЕННОГО И ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЙ Измерение энергетической освещенности инфракрасной и ультрафиолетовой областях спектра Энергетическая освещенность – поток излучения, падающий на поверхность, отнесенный к единице ее площади. Измерения величины энергетической освещенности носит не только научный характер в таких областях как физика, астрономия, биология и т.д., но находит широкое применение в метеорологии, в сельском хозяйстве, для контроля условий труда рабочих, в музейной практике для защиты от обесцвечивания и порчи материалов музейных экспонатов, архивных материалов, редких книг. Энергетическая освещенность определяется оптическими приборами. Приборы, работающие в инфракрасной или ультрафиолетовой областях, снабжены светофильтрами, выделяющими определенный участок спектра излучения. Измеренные показатели индуцируются в цифровом виде на экране приборов. Р  адиометр РАТ-2П-Кварц-41 предназначен для измерения энергетической освещенности (тепловой облученности), создаваемой источником некогерентного неионизирующего излучения (спектральный диапазон от 200 до 25000 нм; диапазон энергетической освещенности от 10 до 2 х 104 вт/м2). Радиометр неселективный АРГУС-03 предназначен для измерения энергетической освещенности различных объектов (диапазон измерений от 1 до 2 х 103 вт/м2) в спектральном диапазоне от 200 до 50000 нм. В качестве преобразователя используется термоэлемент, который преобразует поток теплового излучения в электрический сигнал, пропорциональный энергетической освещённости. Радиометры ультрафиолетовые АРГУС-04/05/06 предназначены для измерения энергетической освещенности ультрафиолетового излучения (диапазон измерений от 0,001 до 20 вт/м2) в спектральном диапазоне от 200 до 400 нм. У  Ф-Радиометр ТКА-АВС предназначен для измерения энергетической освещенности (диапазон измерений от 0 до 200 вт/м2) в ультрафиолетовой области спектра в диапазоне от 200 до 400 нм. Раньше для измерения интенсивности лучистой энергии широкое применение находили актинометры, которые показывали величину тепловой радиации в калориях на 1см2 поверхности в течение одной минуты. Гигиеническая оценка естественного освещения Гигиеническая оценка естественного освещения помещений проводится на основании ознакомления с проектами зданий и осмотра их в натуре. Оцениваются: ориентация окон; затемнение соседними зданиями, сооружениями (нормируемое расстояние между фасадами зданий – две с половиной высоты наиболее высокого из них или не менее 25 м; между торцами – не менее 15 м); расстояние от верхнего края окна до потолка (норма – не более 30 см); высота подоконника (норма – не более 90 см); расстояние между окнами (норма – не более полуторной ширины окна); площадь оконных рам и переплетов (норма – не более 25% общей пов-ти окна); затененность окон шторами; качество и чистота стекол; окраска стен, потолка, пола и мебели; наличие высоких цветов на подоконниках. Для гигиенической оценки достаточности естественного освещения помещений определяют геометрические и светотехнические показатели. К геометрическим показателям относятся: световой коэффициент, угол падения и угол отверстия. Световой коэффициент (СК) - это отношение площади остеклённой поверхности окон к площади пола. В учебных комнатах, в операционных он должен быть не менее 1:4 – 1:5, в больничных палатах - 1:5 – 1:6, в жилых помещениях – 1:8 – 1:10. Однако этот показатель не учитывает многих моментов, способных влиять на степень освещенности. Этот недостаток восполняется измерением угла падения и угла отверстия. Угол падения показывает, под каким углом падают лучи света на рабочую поверхность (чем больше угол, тем выше освещённость). Угол падения АВС образуется двумя линиями, одна из которых горизонтальная, проводится от места определения к нижнему краю окна, другая - из этой же точки к верхнему краю окна (рисунок). Для определения угла падения измеряют высоту стола, на котором хотят произвести наблюдение, на стене у окна делают отметку найденной высоты и определяют расстояние от неё по горизонтали до центральной точки рабочего места и по вертикали до верхнего края окна (СА).      А D В  С    стол |