|
Глава 2. ГИГИЕНА ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ Воздух - один из важнейших элементов окружающей среды. Его наличие - необходимое условие поддержания жизни на Земле. Атмосфера Земли является важным климатообразующим фактором, влияет на терморегуляцию человека, участвует в жизнеобеспечении населения, служит источником сырья промышленного производства при добыче из воздуха азота, кислорода, аргона, гелия. Качество воздуха - это совокупность свойств, определяющих существование человека в воздушной среде. К постоянству его состава предъявляют высокие требования. Ближайший к поверхности Земли слой атмосферы - тропосфера. Это место постоянного обитания человека. Верхняя граница тропосферы на экваторе простирается в среднем до высот 15-18 км, на полюсах - до 8-10 км, в средних широтах - до 10-12 км. В этом слое в основном происходят явления, которые мы именуем погодой. Здесь возникают все основные виды облаков, выпадают осадки, формируются воздушные массы и фронты, образуются циклоны и антициклоны. Циклон - область пониженного атмосферного давления, составляющая в диаметре 2,5-3,0 тыс. км. Циклоны характеризуются неустойчивой погодой со значительными перепадами температуры, атмосферного давления, повышенной влажностью и электропроводностью воздуха, осадками и уменьшением градиента потенциала электрического поля Земли. Антициклон - область повышенного барометрического давления диаметром 5-6 тыс. км. Для антициклона характерны периоды с хорошей теплой и даже жаркой погоды, кратковременные ливни, иногда очень сильные, с градом и громом. Зимой они приносят ясную, холодную, свежую или холодную облачную погоду со снегопадами, устойчивым туманом. Тропосфера характеризуется наибольшей плотностью воздуха, наличием вертикальных и горизонтальных конвекционных потоков, вертикального температурного градиента (температура воздуха снижается на 0,65 °С на каждые 100 м высоты), значительными изменениями влажности, относительным постоянством химического состава, неустойчивостью физических свойств воздуха. Конвекция - постоянное турбулентное (беспорядочное, хаотичное) перемешивание воздушных масс в теплое время года в тропосфере и перенос тепла потоками воздуха. Иногда в тропосфере из-за отражения снежным покровом Земли солнечных лучей и охлаждения приземных слоев воздуха могут возникать аномальные явления - так называемые инверсии (от лат. inversio - перестановка). При инверсии наблюдается возрастание температуры воздуха в атмосфере с высотой вместо обычного для тропосферы ее убывания (главным образом при антициклонах). Стратосфера - второй слой атмосферы от поверхности Земли, от тропосферы простирается до высот 50-60 км. Стратосфера характеризуется: - прогрессирующей разряженностью; - низкой влажностью воздуха; - высокой интенсивностью ультрафиолетового излучения; 22 - постепенным повышением температуры воздуха от - 56,5 °С на высоте 25 км до 0,1 °С на высоте 55 км; - наличием большого количества озона. Высокое содержание озона обусловливает ряд оптических явлений (миражи), оказывает существенное влияние на интенсивность и спектральный состав электромагнитных излучений. Озон поглощает губительное для живых организмов коротковолновое ультрафиолетовое излучение. Мезосфера - третий слой атмосферы, который находится на высотах от 60 до 90 км. Отличительной особенностью мезосферы является вторичное понижение температуры от 0,1 до -90 °С. В стратосфере и мезосфере на высоких и средних широтах наблюдается муссонная циркуляция воздуха, т.е. смена воздушных течений определенного направления: зимой преобладают западные ветры, летом - восточные. Именно в мезосфере на высоте 80 км иногда можно наблюдать блестящие серебристые облака, ярко освещенные солнцем, находящимся за горизонтом. Термосфера (ионосфера) - четвертый слой атмосферы, который простирается до 1000 км и характеризуется прогрессивным повторным повышением температуры до 250 °С. Важнейшая физическая особенность этого слоя - повышенная ионизация, т.е. наличие огромного количества электрически заряженных частиц, вызванных солнечным излучением. В термосфере, преимущественно на высоких широтах Земли, наблюдаются полярные сияния. Экзосфера - внешний, пятый, самый высокий слой атмосферы, расположенный на высотах от 1000 до 3000 км. Он характеризуется наличием большого количества протонов высоких энергий (от 20 до 800 МэВ), свободных электронов, образующих 1-, 2и 3-й радиационные пояса Земли. По электрическим параметрам атмосфера делится на две большие зоны: нейросферу и ионосферу. К физическим свойствам воздуха относятся: - температура, влажность, скорость движения (подвижность) воздуха; - атмосферное давление; - солнечная радиация; - электрическое состояние (грозовые разряды, ионизация воздуха, электрическое поле атмосферы); - радиоактивность. Температура воздуха. Одно из условий нормального хода жизненных процессов - температурное постоянство, при нарушении которого возможны значительные, иногда необратимые изменения в человеческом организме. Разумеется, человек не является беззащитным по отношению к неблагоприятным температурным воздействиям, так как он обладает сложным и совершенным механизмом терморегуляции. Однако этот механизм далеко не всегда может справиться с резким и длительным изменением микроклиматических условий, оказывающих влияние на самочувствие и работоспособность человека. Установлено, что средние пределы температурных колебаний нашего организма, при которых сохраняется его работоспособность, сравнительно невелики. При этом тепловой баланс у людей, не выполняющих физическую работу, может некоторое время поддерживаться при температуре воздуха 40 и 30 °С и относительной влажности 30 и 85% соответственно. Различают следующие пути отдачи тепла организмом человека: конвекцию - отдачу тепла с поверхности кожи близлежащим слоям воздуха; кондукцию - отдачу тепла при соприкосновении тела с холодными поверхностями окружающих предметов; излучение - отдачу тепла, соответствующую температуре тела человека; испарение потовой жидкости. При воздействии на организм низких температур воздуха наблюдаются нарушение трофики тканей с дальнейшим развитием невритов, миозитов, понижение резистентности организма за счет рефлекторного фактора, что способствует развитию патологических состояний как инфекционной, так и неинфекционной природы. Местное охлаждение (особенно нижних конечностей) может обусловливать возникновение простудных заболеваний: ангин, острых респираторных вирусных инфекций, пневмоний. Это связано с рефлекторным снижением температуры слизистой оболочки верхних дыхательных путей (носоглотки). Крайняя степень переохлаждения проявляется в форме отморожений различных участков тела и может привести к гибели человека. При длительном воздействии высокой температуры воздуха нарушается водносолевой и витаминный обмен. Особенно характерны эти изменения при выполнении физической работы и усиленном потоотделении, которое ведет к потере жидкости, солей и водорастворимых витаминов. При высокой температуре воздуха изменяется деятельность желудочно-кишечного тракта. Выделение из организма хлор-иона, прием большого количества воды сопровождаются угнетением желудочной секреции и снижением бактерицидности желудочного сока, что создает условия для развития воспалительных процессов в желудочно-кишечном тракте. Установлено, что потеря более 30 г натрия хлорида ведет к мышечным спазмам и судорогам. При сильном потоотделении потери водорастворимых витаминов (С, В1, В2) могут достигать 15-25% суточной потребности. Влияние высокой температуры воздуха отрицательно сказывается и на функциональном состоянии центральной нервной системы, что проявляется в ослаблении внимания, нарушении точности и координации движений, замедлении реакций. Это приводит к снижению качества работы и увеличению производственного травматизма. Длительное воздействие высокой температуры на организм может привести к ряду заболеваний. Наиболее частое осложнение - перегревание (тепловая гипертермия), возникающее при избыточном накоплении тепла в организме. Различают легкую и тяжелую формы перегревания. При легкой форме основным признаком гипертермии является повышение температуры тела до 38 °С и более. У пострадавших наблюдаются гиперемия лица, обильное потоотделение, слабость, головная боль, головокружение, искажение цветового восприятия предметов (окраска в красный, зеленый цвета), тошнота, рвота. В тяжелых случаях перегревание протекает в форме теплового удара. Наблюдаются быстрый подъем температуры до 41 °С и выше, падение артериального давления, потеря сознания, нарушение состава крови, судороги. Дыхание становится частым (до 50-60 в минуту) и поверхностным. При оказании первой помощи необходимо принять меры к охлаждению организма (прохладный душ, ванна и др.). 24 В результате нарушения водно-солевого баланса при высокой температуре может развиться судорожная болезнь, а при интенсивном прямом облучении головы - солнечный удар. Считается, что комфортное тепловое состояние среды и человека наблюдается при температуре воздуха 17-22 °С, предельно допустимое - при верхней границе 25 °С и нижней - 14 °С; предельно-переносимое соответственно при 35 и 10 °С; экстремальное - при 40 и -40...-50 °С. В последнем случае обычная зимняя одежда не может поддерживать теплового равновесия организма. Влажность воздуха. Влажность воздуха обусловливается испарением воды с поверхности морей, океанов, больших рек и озер. 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 натурных исследованиях находят абсолютную, максимальную, относительную влажность, дефицит насыщения, физиологический дефицит влажности и точку росы. Абсолютная влажность выражается парциальным давлением водяных паров в миллиметрах ртутного столба (мм.рт.ст.) или в единицах массы (количества водяных паров) в граммах в кубическом метре воздуха (г/м3 ). Абсолютная влажность дает представление об абсолютном содержании водяных паров в воздухе, но не показывает степени его насыщения. Максимальная влажность - количество влаги при полном насыщении воздуха при данной температуре. Измеряется в миллиметрах ртутного столба (мм.рт.ст.) или в граммах в кубическом метре воздуха (г/м3 ). Относительная влажность - отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах, или, иначе, процент насыщения воздуха водяными парами в момент наблюдения. Дефицит насыщения - разница между максимальной и абсолютной влажностью. Физиологический дефицит влажности - отношение количества фактически содержащихся водяных паров в воздухе к их максимальному количеству, которое может содержаться в воздухе при температуре поверхности тела человека и легких, т.е. соответственно при 34 и 37 °С. Физиологический дефицит влажности показывает, сколько граммов воды может извлечь из организма каждый кубический метр вдыхаемого воздуха. Точка росы - температура, при которой находящиеся в воздухе водяные пары насыщают пространство одного кубического метра воздуха. Наибольшее гигиеническое значение имеют относительная влажность и дефицит насыщения, так как они определяют степень насыщения воздуха водяными парами и позволяют судить об интенсивности и скорости испарения пота с поверхности тела при той или иной температуре. Чем меньше относительная влажность, тем дальше воздух от состояния насыщения и тем быстрее будет происходить испарение воды, а, следовательно, и тем интенсивнее будет теплоотдача путем испарения пота. В гигиенической практике считается, что оптимальная величина относительной влажности находится в пределах 40-60%, приемлемая нижняя - 30%, приемлемая верхняя - 70%, крайняя нижняя - 10-20% и крайняя верхняя - 80-100%. 25 Скорость движения (подвижность) воздуха. Движение воздуха принято характеризовать направлением и скоростью. Отмечено, что для каждой местности характерна определенная 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. Знание этой закономерности позволяет правильно осуществлять расположение на территориях, предназначенных для строительства промышленных предприятий, жилых зданий, объектов общественного назначения. Гигиеническое значение движения воздуха состоит прежде всего в том, что оно способствует вентиляции жилых кварталов и расположенных там зданий, а также приводит к самоочищению атмосферы от поступающих загрязнений. Воздействие подвижности воздуха на человека проявляется в увеличении теплоотдачи с поверхности тела. При низкой температуре окружающей среды усиливается процесс охлаждения организма, при относительно высокой температуре воздуха путем конвекции и испарения увеличивается теплоотдача, что предохраняет организм от перегревания. Атмосферное давление. Подверженная силе земного притяжения атмосфера оказывает давление на поверхность земли и на все объекты, находящиеся на ней. Для практических целей пользуются Международной стандартной атмосферой (МСА) - условным вертикальным распределением температуры, давления и плотности воздуха в атмосфере Земли. Основой для расчета параметров МСА служит барометрическая формула с определенными в стандарте параметрами. На уровне моря при температуре 15 °С эта величина равна 101,3 кПа (760 мм.рт.ст.). Вследствие того, что наружное давление полностью уравновешивается внутренним, организм человека практически не ощущает тяжести атмосферы. На поверхности земли колебания атмосферного давления связаны с погодными условиями и не превышают 0,5-1,3 кПа (4-10 мм.рт.ст.). Однако возможны существенные повышения и понижения атмосферного давления, которые могут привести к неблагоприятным изменениям в организме. Здоровые люди обычно не замечают этих колебаний, и они практически не оказывают влияния на их самочувствие. Однако у определенной категории, например, у лиц пожилого возраста, страдающих ревматизмом, невралгиями, гипертонической болезнью и другими заболеваниями, эти колебания вызывают изменение самочувствия, приводят к нарушению отдельных функций организма. Пониженное атмосферное давление способствует развитию у людей симптомокомплекса, известного под названием высотной (горной) болезни. Эта болезнь может возникать при подъеме на высоту и, как правило, встречается у летчиков и альпинистов в случае отсутствия мер (приборов), предохраняющих от влияния пониженного атмосферного давления. Высотная болезнь возникает в результате понижения парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе, что приводит к кислородному голоданию тканей. По мере падения парциального давления кислорода уменьшается насыщенность кислородом гемоглобина с последующим нарушением снабжения клеток кислородом. Первые симптомы кислородной недостаточности определяются при подъеме на высоту 3000 м без кислородного прибора. 26 Резерв кислорода в организме не превышает 0,9 л и определяется количеством кислорода, растворенного в плазме крови. Этого резерва достаточно лишь на 5-6 мин жизни. К кислородному голоданию наиболее чувствительны мозговые клетки, так как кора головного мозга потребляет в 30 раз больше кислорода на единицу массы, чем все другие ткани. Мозговые клетки гибнут раньше, чем падает тонус грудных мышц, когда еще возможны дыхательные движения. В результате нарушения деятельности центральной нервной системы (ЦНС) появляются усталость, сонливость, тяжесть в голове, головная боль, нарушение координации движений, повышенная возбудимость, сменяемая апатией и депрессией. При более глубокой гипоксии отмечаются нарушения работы сердца: тахикардия, пульсация артерий (сонной, височной и др.), изменения на ЭКГ, моторной и секреторной функций желудочно-кишечного тракта, меняется периферический состав крови. Для повышения устойчивости организма к условиям пониженного атмосферного давления необходима акклиматизация. Специфические методы тренировки с учетом действия отмеченных факторов позволяют повысить репродуктивную способность костного мозга, увеличить содержание эритроцитов и гемоглобина в крови. К мероприятиям по акклиматизации к кислородной недостаточности следует отнести тренировки в барокамерах, пребывание в условиях высокогорья, закаливание и др. Положительное влияние оказывает прием витаминов С, Р, В1, В2, В6, РР, фолиевой кислоты. Повышенное атмосферное давление - основной производственный фактор при строительстве подводных туннелей, метро, при проведении водолазных работ и т.д. Кратковременному (мгновенному) воздействию высокого давления подвергаются лица при разрыве бомб, мин, снарядов, а также при выстрелах и запусках ракет. Чаще всего работа в условиях повышенного атмосферного давления осуществляется в специальных камерах-кессонах или скафандрах. При работе в кессонах различают три периода: компрессии, пребывания в условиях повышенного давления и декомпрессии. Компрессия характеризуется незначительными функциональными нарушениями: шумом в ушах, заложенностью, болевыми ощущениями вследствие механического давления воздуха на барабанную перепонку. Тренированные люди эту стадию переносят легко, без неприятных ощущений. Пребывание в условиях повышенного давления обычно сопровождается легкими функциональными нарушениями: урежением пульса и частоты дыхания, снижением максимального и повышением минимального артериального давления, понижением кожной чувствительности и слуха. В зоне повышенного атмосферного давления происходит насыщение крови и тканей организма газами воздуха (сатурация), главным образом азотом. Оно продолжается до уравнивания парциального давления азота в окружающем воздухе с парциальным давлением азота в тканях. Быстрее всего насыщается кровь, медленнее - жировая ткань. В то же время жировая ткань насыщается азотом в 5 раз больше, чем кровь или другие ткани. Общее количество азота, растворенного в организме при повышенном атмосферном давлении, может достигать 4-6 л, тогда как при нормальном давлении оно составляет 1 л. В период декомпрессии в организме наблюдается обратный процесс - выведение из тканей газов (десатурация). При правильно организованной декомпрессии растворенный |
Скачать 55.94 Kb.