Свойства атмосферного воздуха


МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ

государственное бюджетное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

Московской области

«Коломенский медицинский колледж»

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

Дисциплина: Гигиена и экология человека.

Тема: Атмосферный воздух, его физические и химические свойства, гигиеническое и экологическое значение

Разработка для преподавателей и самоподготовки студентов


Для специальности:

060501.51 «Сестринское дело»

060101.52 «Лечебное дело»

Преподаватель: Е.В. Клопкова

2012г.

Гигиена воздушной среды

Взрослый человек в течение суток вдыхает 15-30 м воздуха. Изменения в физическом и химическом составе воздуха могут губительно отражаться на здоровье человека. Относительное постоянство состава и частота окружающей нас атмосферы сохраняются благодаря природному самоочищению: ветру, способствующему удалению загрязняющих веществ из населенных мест; промывающему действию осадков; химическому действию кислорода и озона и деятельности микроорганизмов, окисляющих органические и другие примеси; растениям и водорослям, поглощающим углекислоту и обогащающим воздух кислородом, и т.д. Однако естественных сил самоочищения не всегда достаточно для сохранения частоты атмосферного воздуха в населенных пунктах. Необходимы мероприятия по санитарной охране атмосферного воздуха от загрязнения.


Поскольку организм человека постоянно находится в соприкосновении с воздушной средой, на него оказывает влияние не только химический состав воздуха, но и метеорологические факторы: температура, влажность и движение воздуха, атмосферное давление, солнечная радиация и др. Совокупность этих факторов обуславливает погоду и климат разных мест.

Количественные характеристики метеорологических факторов меняются в зависимости от условий и исходя из этого по-разному влияют на организм. Температура, влажность, движение воздуха и лучистая энергия оказывают большое влияние на одну из важнейших функций человеческого организма — тепловой обмен. Велико физиологическое значение и солнечной радиации.

Изучение действия отдельных метеорологических факторов, а также определяемых ими погоды и климата на организм человека позволяет разработать рекомендации как для использования положительного влияния этих факторов на здоровье 9 солнечные ванны, закаливающие процедуры, климатическое лечение и т.д.), так и для предупреждения их вредного воздействия, в частности перегрева, солнечных ожогов, охлаждения, отморожений и пр.


Состав воздуха и его гигиеническое значение

Атмосферный воздух представляет собой физическую смесь азота, кислорода, диоксида углерода и инертных газов ( табл. 1 ) . Состав воздуха в пределах нескольких десятков километров над поверхностью земли изменяется мало. Однако с высотой содержание каждого газа в единице объема уменьшается, т.е. парциальное давление (Р) падает.

В чистом воздухе лесов, больших парков, у берегов морей незначительное количество озона, образующегося в результате действия ультрафиолетовой радиации солнца на кислород.

Таблица 1. Состав атмосферного и выдыхаемого человеком воздуха


Газ

Атмосферный воздух, % по объему

Выдыхаемый воздух, % по объему

Кислород

Азот

Диоксид углерода

Инертные газы и примеси

20,95

78,09

0,03

0,93

15,4-16,0

78,26

3,4-4,7

0,93

Рассмотрим гигиеническое значение важнейших составных частей атмосферного воздуха.

Кислород (20, 95 %, Ро 213 гПа) важнейший компонент воздуха.
лебания содержания кислорода в открытой атмосфере незначительны. Если чистый воздух у берегов моря содержит до 20,99 % кислорода, то даже в наиболее загрязненном воздухе промышленных центров его не менее 20,5 %. Подобные колебания не оказывают заметного влияния на организм человека. Физиологические сдвиги наблюдаются в том случае, если содержание кислорода уменьшается до 16-17 % ( Ро 120 гПа) отмечается выраженная кислородная недостаточность, ведущая к резкому снижению работоспособности; при 7-8 % может наступить смерть.

Кислородная недостаточность, вызванная снижением парциального давления кислорода может наблюдаться при полетах на самолете ( высотная болезнь) и восхождении в горы на высоту более 3 км (горная болезнь). Низкая концентрация кислорода может создаваться в воздухе замкнутых и герметически закрытых пространств, например в подводных лодках при авариях, а также в рудниках, шахтах и заброшенных колодцах, где кислород может вытесняться другими газами.

Для предупреждения горной болезни большое значение имеет постепенная акклиматизация ( приспособление) к условиям разреженной атмосферы. При пребывании в горах количество гемоглобина и эритроцитов увеличивается, а окислительные процессы в тканях протекают интенсивнее и соответственно уменьшается потребность организма в кислороде.
о позволяет человеку приспосабливаться к жизни на все больших высотах. Существуют горные селения, расположенные на высоте 3-5 км над уровнем моря (Тибет). Предупредить действие недостатка кислорода можно с помощью индивидуальных кислородных приборов или скафандров, а также компрессией воздуха, подаваемого в кабины самолетов для поддержания Ро на уровне 180- 200 гПа. В систему жизнеобеспечения подводных лодок или космических кораблей входит аппаратура, избирательно поглощающая из воздуха углекислый газ, водяные пары и другие примеси и добавляющая к нему кислород.

Для медиков большой интерес представляет особенность действия повышенных концентраций кислорода. Вдыхание воздуха, обогащенного кислородом до 40-60 % (Ро 430- 640 гПа), применяют при лечении кислородной недостаточности. Если в барокамере повысить давление до 3 атм, то Ро возрастает до 640 гПа. Пребывание человека в подобных условиях улучшает кислородный режим тканей, находящихся в состоянии гипоксии, нормализует их жизнедеятельность. Этот метод лечения называют гипербарической оксигенацией. Его используют в хирургии и неотложной терапии, например при лечении отравлений монооксидом углерода (СО).

Диоксид углерода (СО)- бесцветный газ, без запаха, не раздражает слизистые оболочки и даже при большом содержании в воздухе не обнаруживается человеком, что может способствовать отравлению.


оксид углерода в 1-1,5 раза тяжелее воздуха, поэтому он накапливается в нижней части замкнутых пространств. Концентрация диоксида углерода в воздухе жилых и общественных зданий невелика и сама по себе заметно не влияет на организм человека. Однако накопление СО в воздухе этих помещений выше 0,1-0,15 % свидетельствует о недостаточной вентиляции, т.е: в данном случае концентрация диоксида углерода-коевенный санитарный показатель загрязнения воздуха.

Если содержание СО2, в воздухе достигает 1 % , то в организме человека наблюдается явление нарушения кислотно-щелочного равновесия (ацидоз),но и работоспособность не изменяется. При большей концентрации СО (1,5-3 %) возможно появление признаков отравления ( отдышка, головная боль и др.) и снижение работоспособности. При концентрации СО. 6 % (критический уровень) создается угроза для жизни человека. При 10-12 % СО наступает быстрая потеря сознания и смерть.

Описаны случаи отравления СО2 в замкнутых или герметически закрытых помещениях ( шахты, рудники, подводные лодки), а также в в ограниченных пространствах ( глубокие колодцы, силосные ямы, бродильные чаны на пивоваренных заводах, канализационные колодцы и т.д.), где из-за разложения органических веществ концентрация СО достигала 15-25 % .


Существуют нормы ПДК СО2 в различных помещениях. Так, в космических кораблях, подводных лодках концентрация СО не должна превышать 0,5-1 %, а бомбо- и газоубежищах и им подобных объектах-2 %.

Азот и инертные газы составляют около 79 % атмосферного воздуха. При нормальном давлении они физиологически недеятельны; гигиеническое значение азота заключается в разбавлении кислорода и снижении его токсических свойств. Наблюдаемое при длительном вдыхании чистого воздуха.

Загрязнение атмосферного

воздуха и его гигиеническое значение

Вдали от населенных мест в условиях хорошей природной растительности атмосферный воздух не содержит вредных газообразных примесей.
чти свободен от пыли и микроорганизмов. В населенных местах атмосферный воздух загрязняется выбросами промышленных предприятий, котельных, электростанций, выхлопными газами автотранспорта, а также почвенной пылью, вздымаемой ветром и движением автомашин. Наиболее повсеместное и мощное загрязнение атмосферы городов происходит при сжигании топлива ( уголь, нефтепродукты,торф и др.), при котором в воздух выбрасываются значительные количества золы, сажи, оксида и диоксида углерода, сернистого ангидрида, оксидов азота, ароматических углеводородов . в том числе канцерогенных, свинца, соединения которого добавляют к автомобильному бензину в качестве антидетонатара, и др.

Ветер разносит образующийся при сжигании топлива дым на большие расстояния, вследствие чего вокруг крупных электростанций, металлургических предприятий и ряда других промышленных атмосферный воздух может быть загрязнен в радиусе 10-12 км и более. Предприятия химической, как правило, создают более локальные загрязнения, отличающиеся между собой по интенсивности и токсичности поступающих в воздух химических веществ и соединений (фтор, хлор. Ртуть и другие тяжелые металлы, фенолы и т.д.).

Составной частью дыма, образующегося при сгорании каменного угля, торфа, минеральных масел, является сернистый газ (SO2) (сернистый ангидрид).
рнистый газ в воздухе частично окисляется в сернистый ангидрид(SO3), который взаимодействуя с водяными парами, образует серную кислоту. Сернистый газ даже в малом количестве ( около 0,8 мгм3 ) отрицательно влияет на зеленые насаждения, особенно хвойные, и может вызвать их гибель. В больших концентрациях он придает воздуху неприятный запах, раздражает слизистые оболочки глаз и дыхательных путей и оказывает общетоксическое действие. Сернистый ангидрид в 2 раза тяжелее воздуха, что способствует загрязнению им приземного слоя атмосферы. Максимально допустимая концентрация SO3 в воздухе производственных помещений 1,0 мгм3 Среднесуточная концентрация в населенных пунктах не должна превышать 0,15 мгм3. К числу веществ, способствующих загрязнению атмосферы, относится оксид углерода СО, или угарный газ. Оксид углерода чрезвычайно ядовит. Этот бесцветный газ не обладает запахом и не раздражает слизистые оболочки, что усиливает опасность отравления им, так как человек не обнаруживает присутствие угарного газа в воздухе даже при смертельных концентрациях. Обладая значительно большим, чем кислород, сродством с гемоглобином крови, оксид углерода связывает ( блокирует) его, образуя карбоксигемоглобин ( СОНЬ), из-за чего нарушается доставка кислорода тканям. Из крови часть оксида углерода диффундирует в ткани, нарушая в них деятельность дыхательных ферментов и, следовательно, тканевое дыхание. Особенно чувствительны к кислородной недостаточности клетки головного мозга. В легких случаях отравления наблюдается головная боль, слабость, головокружение, тошнота, рвота, в более тяжелых- потеря сознания, судороги, смерть (таблица 2). В городах на узких улицах с интенсивным движением автотранспорта воздух может сильно загрязняться угарным газом ( до 50-200 мгм).

Таблица 2. Токсическое действие оксида углерода в зависимости от ее концентрации в воздухе.

СО, мг/м

Концентрация СОНЬ в крови, %

Характер токсического действия

20-40

До 5

При хроническом действии нарушается функция коры большого мозга и самочувствие

50-80

До 10

При хроническом действии компенсаторно возрастает содержание эритроцитов и гемоглобина крови; отмечается нарушение обмена веществ

100-200

10-20

Через несколько часов одышка при резких движениях

200-500

30

Через несколько часов головная боль, головокружение, общая слабость, тошнота, рвота

500-1200

40-50

Через 15-20 мин. Резкая одышка, неуверенная походка, спутанное сознание, обморок

1200-1400

70

Через несколько минут потеря сознания, судороги, смерть.

В условиях сельской местности источником оксида углерода являются выхлопные газы тракторов и комбайнеров. Частицы золы и сажи, содержащиеся в дыме. Также способствуют загрязнению атмосферного воздуха. Являясь центрами конденсации водяных паров. Они способствуют увеличению облачности и, следовательно, уменьшению освещенности солнечным светом.

Например, в Лондоне в связи с загрязнением дымом атмосферного воздуха освещенность солнечным светом на 20-50 % меньше, чем в окрестностях города. Следует упомянуть также, что сажа содержит вещества (например, 3,4-бензпирен), обладающие канцерогенными свойствами. Статистика заболеваемости свидетельствует, что в задымленных районах городов повышена общая заболеваемость населения, особенно детей, и чаще встречаются болезни органов дыхания. Загрязненный воздух раздражает слизистые дыхательных путей и вызывает хронические воспаления( бронхиты), способствующие возникновению инфекционных заболеваний ( ангины, пневмонии, туберкулеза). В задымленных районах выше заболеваемость населения раком легких. Углубленные медицинские обследования детского населения таких районов выявили снижение иммунозащитных сил организма, изменения в легких, соответствующие начальным стадиям фиброза (разрастание соединительной ткани), учащение заболеваний верхних дыхательных путей с аллергическим компонентом. В ряде зарубежных городов (Лондон, Лос-Анжелес, Осака и др.) атмосферные выбросы столь значительны, что при неблагоприятной для самоочищения атмосферы погоде (безветрие, температурная инверсия) в приземном слое воздуха образуется токсический туман (смог), вызывающий у людей слезотечение, мучительный кашель, одышку, общую слабость, обострение заболеваний у больных хроническим бронхитом, бронхиальной астмой, с сердечнососудистой патологией.

Для оценки степени загрязнения атмосферного воздуха и необходимости тех или иных мероприятий используют ПДК атмосферных загрязнений, разработанные на основе специальных экспериментальных исследований. Для каждого изученного вещества установлена предельно допустимая среднесуточная концентрация. Наряду с этим указана и максимальная разовая концентрация. Допускаемая в воздухе в течение короткого периода времени. Так, для оксида углерода среднесуточная ПДК составляет 1, а максимальная разовая-3 мг/м3; для сернистого газа-соответственно 0,05 и 0,5; для сажи-0,05 и 0,15; нетоксичной пыли 0,15 и 0,5 мгм3. Среднесуточная ПДК составляет для мышьяка 0,003, ртути 0,0003, свинца (кроме тетраэтилсвинца) 7*10-4, бензопирена 1*10-7 мг м3 воздуха.

Санитарная охрана атмосферного воздуха

В России ведется огромная работа по санитарной охране атмосферного воздуха. Для обеспечения чистоты атмосферного воздуха большое значение имеют следующие мероприятия: планировочные, санитарно- технические, технологические и законодательные.

Большая роль в санитарной охране атмосферного воздуха принадлежит правильной планировке городов и мероприятиям по их благоустройству. Территория городов должна быть разделена на жилые и промышленные районы с достаточной зоной разрыва между ними. Промышленные районы необходимо располагать так, чтобы преобладающие ветры дули по направлению от жилых районов к промышленным. Следует, учитывая защитную роль зеленых насаждений, проводить массовое озеленение зон разрыва между жилыми и промышленными районами.

Для борьбы с почвенной пылью в населенных пунктах осуществляется их благоустройство: нанесение гладкого покрытия (асфальта) на улицах и площадях, озеленение, всех свободных территорий.

Для улавливания золы и пыли на промышленных предприятиях, электростанциях, теплоэлектроцентралях устанавливают специальные очистные сооружения. С этой целью используют, например, циклоны, в которых при вращении воздушного потока пылевые частицы под действием центробежной силы отбрасываются к стенкам и, потеряв скорость, скользят вниз и скапливаются в нижней части сооружения. Циклоны улавливают преимущественно крупные взвешенные частицы. Для последующей задержки мелких взвешенных частиц применяют матерчатые, бумажные фильтры, электрофильтры и др. Для очистки промышленных выбросов от вредных газов используют различные способы, в основе которых лежит, как правило, поглощение этих веществ водой, содовым или другим раствором при пропускании выбросов через специальные сооружения (скрубберы) .Рассеиванию загрязнению способствует использование высоких труб. Однако наиболее эффективным способом сохранения частоты атмосферного воздуха является создание новой промышленной технологии без выбросов в атмосферу (отходы используются для получения строительных материалов, удобрений, тепла и др.) и замена автомобилей электромобилями, жидких нефтепродуктов другими видами горючего, сгорающего без образования вредных примесей.

Гигиеническое значение солнечной радиации.

Источником энергии, тепла и света на земном шаре является солнечная радиация. Она нагревает поверхность земли, вызывает испарение воды, воздушные течения и связанные с ними изменения погоды, является основным фактором, обуславливающим климат местности. В зависимости от длины волны различают инфракрасные, видимые и ультрафиолетовые лучи. В таблице 3 приведены данные, касающиеся биологического действия разных составных частей солнечного спектра. Из данных таблицы видно, что УФЛ области В обладают особенно сильными фотохимическими свойствами и соответственно большой биологической активностью.

Таблица 3. Спектральный состав солнечной радиации, достигающей поверхности земли и ее биологическое действие.

Лучи

Длина волны, нм

Глубина проникновения через кожу, мм

Биологическое действие

Инфракрасные

4000-760

До 200000

Глубокое тепловое; усиливает обмен веществ в коже и действие УФ-излучения

Видимые

760-390

До 10

Глубокое тепловое; ощущение света, слабое фотохимическое

Ультрафиолетовые (УФ)

Длинные

(область А)

390-315

До 1

Фотохимическое: пигментообразование, слабое общестимулирующее и слабое бактерицидное

Средние

(область В)

315-290

До 0,5

Фотохимическое: слабое пигментообразование, выраженное общестимулирующее, синтез витамина Д, бактерицидное

Интенсивность солнечной радиации даже на юге России у поверхности земли не превышает 1,3-1,5 калсм в минуту. Количество солнечной энергии, доходящее до поверхности земли, зависит главным образом от высоты стояния солнца над горизонтом и от степени прозрачности атмосферы. Значительное количество солнечной энергии, особенно ультрафиолетовых лучей, теряется при прохождении через загрязненные слои атмосферного воздуха и в случае неправильной (скучечной) застройки населенных мест.

Оконное стекло — также не пропускает наиболее ценную часть ультрафиолетовых лучей; они проходят лишь через кварцевое и увиолетовое (освобожденное от примесей железа и титана) стекла, из которых изготавливают лампы, являющиеся источником ультрафиолетовых лучей.

Недостаточное облучение организма ультрафиолетовыми лучами вызывает солнечную недостаточность, характеризующуюся нарушением трофических и обменных процессов. При солнечном голодании уменьшается жизненный тонус и снижается сопротивляемость организма к действию различных токсических веществ, ионизирующих излучение, болезнетворных возбудителей, развивается малокровие. Недостаточный синтез у детей витамина Д приводит к рахиту: кости, в которых уменьшается содержание кальция, теряют прочность, делаются гибкими, искривляются. У взрослых при недостаточности витамина Д наблюдается разрежение костей (остеопороз), они становятся ломкими, при переломах медленно срастаются.

Солнечное голодание возможно в Заполярье, а в осенне-зимние месяцы- и южнее, особенно в местах с преобладанием пасмурных и туманных дней. Солнечное голодание может отмечаться у шахтеров, рудокопов и больных, длительно пребывающих в условиях постельного режима.

Для предупреждения солнечного голодания важна разъяснительная работа о пользе отдыха в условиях открытой атмосферы. Для детей, которые особенно чувствительны к солнечному голоданию, очень важны прогулки, игры, физкультура и сон на открытом воздухе. Большое значение имеет соблюдение гигиенических требований при строительстве населенных пунктов и жилищ, а также санитарная охрана атмосферного воздуха от загрязнения. Если перечисленных мероприятий недостаточно, показано профилактическое облучение ультрафиолетовыми лучами при помощи специальных эритемных люминесцентных ламп. Продолжительность каждого сеанса облучения должна быть такой, чтобы человек получил 18-14 биодозы. Биодоза-это то наименьшее наименование УФ- излучения, которое вызывает под отверстиями биодозиметра на поверхности кожи слабо, но ясно очерченное покраснение через 6-8 ч после облучения. Летом в ясную солнечную погоду человек, находящийся в полдень на солнце, может получить биодозу в течение 30 мин, а профилактическую — за 4-7 мин, причем примерно половину УФ- излучения он получит с прямыми солнечными лучами, а половину- с рассеянным излучением при безоблачной погоде. Солнечная радиация является сильным раздражителем, злоупотребление которым может привести к нежелательным последствиям: солнечному ожогу, перегреву организма, обострению хронических заболеваний, например туберкулеза, хронических инфекций. Поэтому солнечные ванны следует принимать в соответствии с выработанными на основании опыта правилами. В тех случаях, когда противопоказано облучение прямыми солнечными лучами ( грудным детям, пожилым людям, при артериосклерозе и некоторых других сердечно — сосудистых заболеваниях, активном туберкулезе и др.), рекомендуется облучение в тени в течение 1-2 ч. За это время рассеянное излучение вполне обеспечивает физиологические потребности организма в УФ- радиации. Помещения, в которых проводятся профилактическое облучение людей с помощью эритемных (предпочтительно) или ртутно — кварцевых ламп называют фотариями. Они оборудуются при поликлиниках, детских учреждениях, здравпунктах шахт и т.п.

Источник: gigabaza.ru

1. Значение воздушной среды для человека.

Воздушная среда (атмосфера) — газообразная оболочка земного шара, необходимое условие поддержания жизни на Земле. Без воздуха немыслимо сколько-нибудь продолжительное сохранение жизненных функций организма.

Воздушная среда позволяет человеку ориентироваться в пространстве, через нее органами чувств воспринимаются зрительные, слуховые сигналы, позволяющие судить о состоянии окружающей среды.

Состояние воздушной среды в значительной степени определяет количество и качество солнечной радиации у поверхности Земли. В атмосфере образуются осадки, которые наряду с ветрами способствуют механическому разрушению горных пород, их выветриванию.

Атмосфера является одним из главных факторов климатообразования, ее циркуляционная деятельность способствует формированию погоды в конкретном географическом регионе. Атмосфера служит источником некоторых видов сырья: из воздуха добывают азот, кислород, аргон и гелий.

Кроме того, воздух используется в промышленности как химический агент в различных технологических процессах (горение топлива, выплавка металла, процессы окисления), как физическая среда для переноса тепла (воздушное отопление, сушка).

Велико значение воздушной среды как разбавителя газообразных продуктов жизнедеятельности животных и человека, отходов производственной и хозяйственной деятельности. Через воздушную среду осуществляются процессы теплообмена, происходит отдача тепла посредством конвекции и потоиспарения, благодаря чему обеспечивается тепловой комфорт человека.

В процессе развития человеческого организма между ним и воздушной средой создается тесное взаимодействие, нарушение которого может привести к неблагоприятным изменениям в организме.

Резкие изменения физических и химических свойств воздушной среды, загрязнение токсичными веществами и патогенными микроорганизмами могут способствовать развитию в организме человека изменений, приводящих к нарушению здоровья и снижению работоспособности.

Постоянство атмосферного воздуха поддерживается многими физическими и химическими процессами, которые уносят загрязненный воздух:

— осадками, выпадающими в виде дождя, уносящего с собой часть загрязнений;

— химическими реакциями, которые происходят с участием кислорода и озона по окислению органических и других примесей;

— растениями, поглощающими углекислый газ и выделяющими кислород и т.д.

Однако возможности самоочищения не безграничны, поэтому большую значимость приобретает санитарная охрана атмосферного воздуха от загрязнения.

Воздушная среда неоднородна по физическим свойствам и вредным примесям, что связано с условиями ее формирования и загрязнения. Различают атмосферный воздух, воздух промышленных помещений, жилых и общественных зданий.

Физические свойства атмосферного воздуха (температура, влажность, подвижность, атмосферное давление, электрическое состояние) нестабильны и связаны с климатическими особенностями географического региона.

Наличие в воздухе газообразных и твердых примесей (пыль и сажа) зависит от характера выбросов в атмосферу, условий разбавления и процессов самоочищения. На концентрацию вредных веществ в атмосфере влияют скорость и направление господствующих ветров, температура, влажность воздуха, осадки, солнечная радиация, химическая трансформация токсичных веществ в воздухе, количество, качество и высота выбросов в атмосферу и т.д.

В жилых и общественных зданиях физические свойства воздуха более стабильны, так как в этих зданиях поддерживается микроклимат благодаря вентиляции и отоплению. Газообразные примеси образуются в результате выделения в воздух продуктов жизнедеятельности людей и токсичных веществ из материалов и предметов обихода, выполненных из полимерных материалов, а также в виде продуктов горения бытового газа.

На промышленных предприятиях свойства воздушной среды зависят от технологического процесса. В некоторых случаях физические свойства воздуха приобретают самостоятельное значение вредного профессионального фактора, а загрязнение воздуха токсичными веществами может привести к профессиональным отравлениям.

Строение земной атмосферы.

Нижней границей атмосферы является поверхность Земли, верхний предел точно не установлен, полагают, что он находится на уровне 1300 км. Атмосфера имеет выраженное слоистое строение и включает в себя тропосферу, стратосферу, мезосферу, ионосферу, экзосферу и магнитосферу.

Тропосфера — это наиболее плотные воздушные слои, прилегающие к земной поверхности. Ее толщина над различными широтами земного шара неодинакова: в средних широтах — 10-12 км над уровнем моря, на полюсах — 1-10, над экватором — 16-18 км. Тропосфера пронизана вертикальными конвекционными потоками воздуха с относительно постоянным химическим составом и неустойчивыми физическими свойствами (колебаниями температуры, влажности, атмосферного давления и т.д.).

Солнце нагревает поверхность почвы, от которой прогреваются нижние слои воздуха. С удалением от поверхности температура воздуха снижается, что в свою очередь приводит к вертикальному перемещению воздушных слоев, конденсации водяного пара, образованию облаков и выпадению осадков. Это снижение составляет в среднем 0,65 °С на каждые 100 м. Данная величина называется вертикальным температурным градиентом атмосферы.

Во влажную безветренную погоду градиент может нарушаться, тогда теплый воздух остается у поверхности Земли, вертикальные конвекционные потоки ослабевают. Токсичные выбросы предприятий накапливаются в приземном воздушном слое и создаются условия образования фотохимического смога.

На состоянии тропосферы отражаются все процессы, происходящие на земной поверхности. В тропосфере постоянно присутствуют пыль, сажа, разнообразные токсичные вещества, газы, микроорганизмы и т.д. Это особенно заметно в крупных промышленных регионах. Дополнительным источником загрязнения приземного воздуха становится интенсивное авиационное сообщение.

Над тропосферой на высоте до 50 км простирается стратосфера, для которой характерны значительная разреженность воздуха, ничтожная влажность, почти полное отсутствие облаков и пыли земного происхождения.

Стратосфера имеет особый температурный режим. В средних широтах температура воздуха стратосферы достигает — 56 °С, на экваторе доходит до — 70-80 °С. Такая температура в стратосфере неизменна до высоты 30 км. Выше начинается подъем температуры воздушных масс, и на высоте 40 км температура воздуха достигает — 40-50 °С. Выше 50 км температура воздуха вновь снижается.

В стратосфере под влиянием космического излучения и коротковолновой солнечной радиации молекулы воздуха, в том числе и кислорода, ионизируются, в результате чего образуются молекулы озона. Примерно 60 % общего количества озона располагается на высоте от 16 до 32 км, его максимальная концентрация наблюдается на уровне 25 км от поверхности Земли.

Над стратосферой на высоте до 80 км простирается мезосфера, на которую приходится лишь 5 % массы всей атмосферы.

Далее следует ионосфера, верхняя граница которой подвержена колебаниям в зависимости от времени суток и года и составляет от 500 до 1000 км. В ионосфере воздух сильно ионизирован. Ионизация и температура воздуха повышаются с высотой.

Слой атмосферы, лежащий выше ионосферы и простирающийся до высоты 3000 км, составляет экзосферу, плотность которой почти не отличается от плотности безвоздушного космического океана.

Еще больше разреженность в магнитосфере, в состав которой входят пояса радиации. По последним данным, магнитосфера располагается на высоте от 2000 до 50000 км, за верхнюю границу земной атмосферы можно принять высоту 50 000 км от поверхности Земли. Это граница газовой оболочки, которая окружает нашу планету.

Гигиеническое значение физических свойств воздуха.

При оценке воздушной среды следует учитывать ее физические свойства (температуру, влажность; подвижность воздуха, барометрическое давление, электрическое состояние); химические свойства (содержание компонентов воздуха и различных газообразных примесей); бактериальный состав; наличие механических примесей в виде пыли, сажи.

Действие воздушной среды на организм комплексное, но каждый из компонентов специфичен прежде всего по действию на организм.

Физические свойства воздуха определяют теплообмен организма с окружающей средой. Теплообмен организма осуществляется благодаря процессам химической и физической терморегуляции.

Химическая терморегуляция обусловлена способностью организма изменять интенсивность обменных процессов. Накопление тепла в организме происходит как в результате окисления веществ, содержащихся в пище, и выработки тепла при мышечной работе, так и от лучистого тепла Солнца, нагретых предметов, теплого воздуха и горячей пищи.

Организм отдает тепло в процессе теплоотдачи, путем конвекции, излучения и испарения пота.

Теплоотдача осуществляется при соприкосновении с холодными поверхностями. Конвекционная отдача тепла происходит при нагревании воздушных масс. Отдача тепла излучением возможна вблизи предметов, имеющих более низкую температуру, чем кожа человека. Организм также отдает тепло при испарении пота. Потеря тепла испарением зависит от количества пота, испаряющегося с поверхности тела. При испарении 1 гр. пота организм теряет 0,6 ккал.

Небольшое количество тепла выводится из организма с выдыхаемым воздухом и физиологическими отправлениями.

Терморегуляционные механизмы функционируют под контролем центральной нервной системы, и в зависимости от ее состояния возможно изменение процессов как теплопродукции, так и теплоотдачи. В состоянии покоя и теплового комфорта теплоотдача путем конвекции составляют 15%, излучения — 55%, испарения — 30 %.

Теплоотдача зависит от разницы температур поверхности тела человека и предметов, а также от теплопроводности этих предметов. Теплопроводность воздуха ничтожна, поэтому отдача тепла через неподвижный воздух исключена.

Интенсивность отдачи тепла конвекцией зависит от площади поверхности тела человека, разности температуры воздушной среды и тела, от скорости движения воздуха.

Усиленные конвекционные токи способствуют быстрому охлаждению организма. При одной и той же температуре воздуха повышенная подвижность воздуха способствует более быстрому охлаждению кожи человека.

В процессах теплообмена организма с окружающей средой большое значение имеет лучистый (радиационный) теплообмен. Согласно физическим законам, всякое тело при температуре выше абсолютного нуля излучает тепло в окружающее пространство. Теплоизлучение зависит только от теплового состояния нагретого предмета и не зависит от температуры окружающей среды.

Лучистое тепло и тепло воздушных масс (конвекционное тепло) вызывают одно и то же субъективное ощущение тепла, но механизм и пути воздействия этих видов тепла на организм различны. Лучистое тепло — проникающее, конвекционное тепло воздействует на поверхность тела человека и, следовательно, глубоко не проникает.

Между человеком и окружающими предметами идет непрерывный обмен лучистым теплом. Если поверхность тела человека излучает столько тепла, сколько принимает от окружающих предметов, то радиационный баланс равен нулю. Если средняя температура окружающих предметов выше температуры кожи человека, то человек получает больше лучистого тепла, чем излучает сам, т.е. радиационный баланс положительный. Отрицательный радиационный баланс создается тогда, когда человек отдает лучеиспусканием больше тепла, чем получает от окружающих предметов.

В случае резкого нарушения радиационного баланса наблюдается перегревание или охлаждение. Например, в горячих цехах возможно перегревание рабочих не только из-за высокой температуры воздуха, но и в результате интенсивного притока лучистого тепла от нагретых поверхностей, раскаленного металла и т.д.

Холодные и сырые стены создают условия для отрицательного радиационного баланса, человек охлаждается, интенсивно излучая тепло в сторону холодных ограждений. При этом, несмотря на благоприятную температуру воздуха, человек часто ощущает тепловой дискомфорт. При сочетании радиационного охлаждения и низкой температуры воздуха наблюдается более быстрое и более глубокое охлаждение организма.

Температура воздуха является постоянно действующим фактором окружающей среды. Человек подвергается действию колебаний температуры воздуха в различных климатических районах, при изменении погодных условий, при нарушении температурного режима в жилых и общественных зданиях.

Влияние неблагоприятной температуры воздуха на организм наиболее выражено в производственных условиях, где возможны очень высокие или очень низкие температуры воздуха, или при работе на открытом воздухе.

При воздействии на организм высокой температуры (выше 35 °С) нарушается в первую очередь отдача тепла конвекцией, в этих условиях организм освобождается от излишнего тепла преимущественно потоиспарением.

На отдачу тепла потоиспарением существенно влияют влажность и подвижность воздуха. Так, при температуре воздуха выше 35 °С и умеренной влажности потеря влаги в результате потоиспарения может достигать 5 — 8 л/сут, в исключительных случаях — 10 л/сут. Вместе с потом из организма выделяются соли, среди которых большую долю составляют хлориды. С потом выделяются и водорастворимые витамины С и группы В.

Потеря солей плазмой крови ведет к повышению вязкости крови, что затрудняет работу сердечно-сосудистой системы. При длительном воздействии высокой температуры воздуха нарушается деятельность органов пищеварения. Выделение из организма хлорид-ионов и большого количества воды ведут к угнетению желудочной секреции и снижению бактерицидности желудочного сока.

Высокая температура воздуха отрицательно сказывается на функциональном состоянии нервной системы, что проявляется ослаблением внимания, нарушением точности и координации движений, замедлением реакций. Это ведет к снижению качества работы и увеличению производственного травматизма.

У рабочих, постоянно подвергающихся воздействию высокой температуры воздуха, снижается иммунобиологическая активность, повышается общая заболеваемость. Резкое перегревание организма вызывает болезненность мышц, сухость во рту, нервно-психическое возбуждение и может привести к тепловому удару. Такие явления чаще всего возникают при тяжелом физическом труде в жарком влажном климате.

В условиях Крайнего Севера или в особых производственных помещениях человек подвергается воздействию низких температур. При очень низких температурах воздуха теплоотдача излучением и конвекцией значительно возрастает, а испарением потом — снижается. В этом случае общие теплопотери превышают теплопродукцию, что приводит к дефициту тепла, понижению температуры кожи и охлаждению организма.

Понижение температуры и ослабление тактильной чувствительности кожи становятся наиболее чувствительной реакцией организма на изменение теплового состояния при охлаждении. Происходит изменение функционального состояния центральной нервной системы, что проявляется в своеобразном наркотическом действии холода, ведущем к ослаблению мышечной деятельности, резкому снижению реакции на болевые раздражения, адинамии и сонливости.

Местное охлаждение, особенно охлаждение ног, способствует развитию простудных заболеваний, что связано с рефлекторным снижением температуры слизистой оболочки носоглотки.

Это явление учитывается при гигиенической оценке температурного режима жилых и общественных зданий посредством регламентации перепадов температуры воздуха по вертикали, которые не должны превышать 2 °С на 1 м высоты.

Известны случаи отморожения нижних конечностей у солдат при температуре воздуха, близкой к нулю, из-за длительного вынужденного положения в окопах, которое приводило к нарушению кровообращения в конечностях («окопная», или «траншейная стопа»).

Ноги быстро охлаждались в результате интенсивной теплоотдачи излучением в сторону холодных и сырых стен окопа. Переохлаждение усугублялось увлажнением одежды, которая становилась более теплопроводной, что приводило к большой потере тепла.

Большое число отморожений и даже смертей от переохлаждения наблюдается при сочетании низкой температуры, высокой влажности и большой подвижности воздуха. Температурой комфорта в жилище является температура +18º С.

Влажность воздуха имеет большое значение, поскольку влияет на теплообмен с окружающей средой. Абсолютная влажность воздуха дает представление об абсолютном содержании водяных паров в граммах в 1 м3 воздуха, но не показывает степень насыщения воздуха парами.

При одной и той же абсолютной влажности насыщение воздуха водяными парами будет различно при разной температуре. Чем ниже температура воздуха, тем меньше водяных паров необходимо для его максимального насыщения, и, наоборот, для максимального насыщения воздуха при высокой температуре абсолютная влажность должна быть выше.

При гигиеническом нормировании учитывают относительную влажность воздуха (в процентах) и дефицит его насыщения, т. е. разность максимальной и абсолютной влажностей воздуха. Эти величины влияют на процессы теплоотдачи человека путем потоиспарения. Чем больше дефицит влажности, тем суше воздух, тем больше водяных паров он может воспринимать, следовательно, тем интенсивнее может быть отдача тепла потоиспарением. Высокая температура переносится легче, если воздух сухой.

При температуре воздуха, близкой к температуре кожи, теплоотдача излучением и конвекцией резко снижена, но возможна теплоотдача через потоиспарение. При сочетании высокой температуры воздуха и высокой (более 90%) относительной влажности воздуха испарение пота практически исключено: пот выделяется, но не испаряется, поверхность кожи не охлаждается, наступает перегревание организма.

При высоких температурах воздуха низкая и умеренная (до 70 %) относительная влажность способствует усиленному потоиспарению, что исключает перегревание. При низких температурах сухой воздух уменьшает теплопотери.

Неблагоприятное влияние сухого воздуха проявляется только при крайней степени его сухости. Чрезмерно сухой воздух при низкой (менее 20 %) относительной влажности иссушает слизистую оболочку носа, глотки и рта. На слизистых образуются трещины, которые легко инфицируются, что способствует развитию воспалительных явлений. Нормируемое значение относительной влажности составляет 40-60%.

Подвижность воздуха влияет на теплоотдачу организма конвекцией и потоиспарением. При высокой температуре воздуха его умеренная подвижность способствует охлаждению кожи. Действие на организм чрезмерно сухого воздуха усугубляется при его большой подвижности. Горячий ветер не только вызывает перегревание, но и ухудшает самочувствие человека, снижает работоспособность.

Мороз в тихую погоду переносится легче, чем при сильном ветре; наоборот, ветер зимой вызывает переохлаждение кожи в результате усиленной отдачи тепла конвекцией и увеличивает опасность обморожений. Повышенная подвижность воздуха рефлекторно влияет на процессы обмена веществ: по мере понижения температуры воздуха и увеличения его подвижности повышается теплопродукция.

Сильный (более 20 м/с) ветер нарушает ритм дыхания, механически препятствует выполнению физической работы и передвижению. Умеренный ветер оказывает бодрящее действие, сильный продолжительный ветер резко угнетает человека. Благоприятная подвижность атмосферного воздуха в летнее время составляет 1 — 5 м/с.

В санитарной практике определяется скорость движения воздуха и направления ветра. Скорость движения ветра выражается в метрах в секунду. Направление и силу ветра используют при строительстве и планировании населенных пунктов. Для этого учитывают все направления ветров в течение года, по этим данным, строят график, получивший название розы ветров. Таким образом, графическое изображение повторяемости ветра на данной местности называют розой ветров.

В атмосферном воздухе наряду с пылью и дымом содержаться и вредные бактерии.Микроорганизмы попадают в воздух при кашле, чихании, разговоре, из почвы. Устойчивость бактериальных аэрозолей в атмосферном воздухе зависит от метеофакторов, а внутри помещения от наличия или отсутствия вентиляции, способа уборки (влажной, сухой).

Микрофлора воздуха представлена общим разнообразием – микрококками, спороносными бактериями, и др., которые, как правило, устойчивы к высыханию, ультрафиолетовому излучению и другим факторам окружающей среды. Через воздух передаются многие воздушно-капельные инфекции: корь, грипп, ОРВИ и другие.

Патогенные микроорганизмы обнаруживаются в воздухе инфекционных больниц и гнойных хирургических отделений, где возможно заражение инфекциями, передающимися воздушно-капельным путем (грипп, коклюш, дифтерия и т.д.).

Для обеззараживания воздуха в ЛПУ применяют бактерицидные лампы. Существует нормирование содержания микроорганизмов в воздухе некоторых помещений – для операционных, аптек и т.д.

Атмосферное давление.

Под влиянием притяжения атмосфера оказывает давление на поверхность земли и предметы, находящиеся на ней.

На уровне моря каждый 1 см. земли испытывает давление вертикального столба воздуха равно 1.033 кги давление ртутного столба высотой 760 мм. (нормальное давление). Колебания атмосферного давления на земной поверхности за сутки по временам года незначительны и не заметны для здоровья человека. Более значительное изменение атмосферного давления человек испытывает при полете на самолетах и при восхождении на горы.

Понижение давления сопровождается уменьшением парциального давления О2, что служит основной причиной появления так называемой высотной болезни. Понижение атмосферного давления вызывает так называемый высотный метеоризм, обусловленный расширением газов в ЖКТ, что влечет за собой ряд функциональных расстройств: высокое стояние диафрагмы, ограничение глубин дыхания, затруднение притока крови к правому предсердию, повышение артериального давления.

Высотный метеоризм усугубляет действие О2 недостаточности, поэтому при полетах на высоте, превышающей 2,5 – 3 км. необходимо применять кислородные приборы.На высоте 8 – 9 км могут появиться боли в мышцах, суставах – развивается высотная декомпрессионная болезнь. Для предупреждения этого полеты осуществляются в скафандрах или в самолетах с герметичными кабинами.

Действию повышенного атмосферного давления подвергаются рабочие кессонов, рудников, водолазы. При погружении в воду каждые 10 метров давление возрастает примерно на 1 атм.

Известно, что при нормальном атмосферном давлении в 100 см3 в крови растворяется около 1,8 см3 азота. С повышением давления количество растворяемого в крови азота увеличивается, следовательно, и в тканях. При переходе от повышенного давления к нормальному, азот вследствие разницы парциального давления переходит из тканей в кровь и выделяется через легкие.

При быстрой декомпрессии (снижение давления) большой разницы между парциальным давлением азота в окружающей среде и парциальным давлением азота, растворившегося в тканях организма, последний выделяется в кровь с бурным образованием пузырьков. Вследствие чего может возникнуть газовая эмболия в разных органах (кессонная болезнь). Сущность профилактики в нормировании профессиональной деятельности рабочего времени и в режиме декомпенсации.

Солнечная радиация.

Солнечной радиации обязана своим существованием вся органическая жизнь на земле. Солнечная радиация — это поток электромагнитных колебаний с различной длиной волны.

В спектральном составе солнечного света, достигающего поверхности земли выделяют:

1. Инфракрасную часть — это лучи с длинной волны от 4000 до 760 Нм. обладают глубоким тепловым действием, усиливают обмен веществ и действие УФ лучей. При длительном воздействии теплового излучения на производстве может развиться профессиональная катаракта (или «катаракта стеклодувов»).

2. Видимую часть — это лучи с длинной волны от 760 до 390 Нм, обладают тепловым действием, слабым фотохимическим действием, общебиологическим действием, что проявляется в специфическом воздействии на функцию зрения, состояние ЦНС и через нее на весь организм человека.

3. Ультрафиолетовая часть — это лучи с длинной волны от 390 до 290 Нм, обладает выраженным фотохимическим действием, пигментообразующее действие, общестимулирующее действие, синтез витамина Д, бактерицидное действие.

Количество солнечной радиации, доходящее до поверхности земли, зависит главным образом от высоты стояния солнца над горизонтом от степени прозрачности атмосферы. При низком стоянии солнца и прохождении радиации через загрязненную атмосферу очень сильно задерживаются ультрафиолетовые лучи. Обычное стекло так же не пропускает ультрафиолетовые лучи.

При недостаточном облучении организма УФ – лучами развивается солнечное голодание. При этом понижается сопротивляемость организма к инфекциям, падает жизненный тонус. Недостаточный синтез витамина Д у детей приводит к рахиту: кости, в которых уменьшено содержание Са, теряют прочность, делаются гибкими, легко искривляются.

У взрослых наблюдается остеопороз (разрушение костей), они становятся ломкими и при переломах медленно срастаются. При недостаточности УФ – лучей нарушается кроветворение и стойкость капилляров. Солнечное голодание характерно для Северных районов страны, а так же для некоторых профессиональных групп – шахтеры, больные длительно находящиеся в постельном режиме.

Поэтому большое значение придает профилактика солнечного голодания. У детей правильный режим дня — прогулки, игры, сон на воздухе. Важным является правильная планировка населенных пунктов, санитарная охрана атмосферы. Если перечисленные мероприятия недостаточно, показано профилактическое облучение ультрафиолетовыми лучами, при помощи специальных ламп.

Биодоза — наименьшее количество УФ – излучения, которое вызывает под отверстиями биодозиметра на поверхности кожи слабо, но ясно очерченное покраснение через 6 – 8 часов после облучения.

Летом в ясную солнечную погоду можно получить биодозу в течение 30 мин., а профилактическую в течение 4 – 7 мин.

Солнечная радиация может привести к: солнечному ожогу и удару, перегрев и сенсибилизации организма, обострению хронических заболеваний. Поэтому прямыми солнечными лучами (грудным детям, пожилым людям, при активном туберкулезе) рекомендуется облучаться в тени в течение 1 – 2 часов, за счет рассееяного излучения.

Помещения для профилактического облучения людей с помощью эритемных или ртутно – кварцевых ламп называют фотариями. Они оборудываются при поликлиниках, ДДУ и здравпунктах шахт.

Источник: studopedia.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.