Физические факторы окружающей среды, характеристика и ее влияние на организм человека
Воздушная среда играет важную роль в дыхании человека, животных и растений.
К физическим факторам воздушной среды относится: солнечная радиация, температура, влажность, скорость движения воздуха, барометрическое давление, электрическое состояние, радиоактивность.
Солнечная радиация – единственный источник энергии, тепла и света на Земле. Она является основным фактором, обуславливающим климат местности. Под солнечной радиацией понимают испускаемый солнцем интегральный поток радиации, который представляет собой электромагнитное излучение. Оптическая часть солнечного спектра разделяется на три диапазона: инфра –красные лучи с длиной волн от 2 ,8 тыс. до 760 нм, видимая часть - 760 до 400 нм и ультрафиолетовая часть - от 400 до 280 нм.
Инфракрасная радиация - составляет большую часть излучения Солнца и по биологической активности делится на длинно – волновую ( 1,5- 2,5 тыс.нм) и коротковолновую (760-1,5 тыс.нм).
Длинноволновые лучи достигают глубоких слоев кожи. Они способны проходить через мозговую оболочку и воздействовать на рецепторы мозга – развитие солнечного удара – возбуждение, судороги, потеря сознания. Под воздействием инфракрасной радиации возможно помутнение хрусталика – катаракта, изменение иммунологической радиоактивности и др.
Ультрафиолетовая радиация оказывает наиболее сильное биологическое действие, особенно лучи с длиной от 315 до 290 нм. Влияние связано с воздействием на структуру белка. Протеолитические процессы в коже обусловлены появление в крови гистамина и гистаминоподобных веществ. Воздействуя на нервную систему, эти продукты рефлекторно влияют на весь организм.
Передозировка УФ – облучения может сопровождаться электроматозным раздражением кожи, недомоганием, головным болями, повышением температуры тела. Воздействие на органы зрения приводит к фотоофтальным гиперэмии, отеку конъюнктивы, блефароспазму, слезотечению, светобоязни.
Имеются данные, подтверждающие способность УФ – радиации при длительном чрезмерном воздействии вызывать злокачественные опухоли, в частности рак кожи.
Свет оказывает психофизиологическое воздействие на организм, играет ведущую роль в процессах восприятия окружающего мира, в образовании суточного ритма, представляющего собой закономерное чередование периодов покоя и мышечный активности, процессов возбуждения и торможения.
Температура воздуха – зависит от географической широты. Нагретые приземные слои воздуха поднимают и постепенно охлаждаются в среднем на о,6 гр.С на 100 м подъема. От экватора к полюсам дневные колебания температуры уменьшаются, годовые увеличиваются. Под воздействием температуры происходит различные физиологические сдвиги во многих системах организма. При повышенных температурах (25 – 35 гр. С) окислительные процессы в организме несколько снижаются, но и становится поверхностным. Легочная вентиляция вначале возрастает, а затем остается без изменений.
Длительное воздействие высокой температуры приводит к нарушению водно – солевого и витаминного баланса. Особенно характерны эти изменения при выполнении физической работы, сопровождающейся потоотделением. С потерей жидкости при тяжелой физической работе в условиях повышенной температуры воздуха может выделяться до 10 л пота, а с ним до 30-40 г
хлорида натрия,15-25 % водорастворимых витаминов. В результате нарушения водно – солевого баланса может развиться судорожная болезнь.
Под воздействием температуры усиливают кровоснабжение кожи и подкожной клетчатки за счет расширения системы капилляров. Частота сердечных сокращений возрастает вследствие раздражения терморецепторов , повышения крови и образования продуктов метаболизма. Артериальное давление, как систолическое, так и в большей диастолическое, при действии высоких температур снижается. Повышается вязкость крови, увеличивается содержание гемоглобина и эритроцитов.
Со стороны центральной нервной системы действие высокой температуры проявляется в ослаблении внимания, замедлении дыхательных реакций, ухудшении координации движений.
Длительное воздействие высокой температуры вызывает стойкую гипертермию организма. При легкой форме гипертермии основным признаком является повышение температуры тела до 38 гр. С и более, наблюдается гиперемия лица, потоотделение, слабость, головная боль, головокружение , искажение цветового восприятия, тошнота, рвота. В тяжелых случаях перегревание протекает в форме теплового удара : подъема температуры до 41 гр.С и выше, падение артериального давления, потеря сознания, судороги, дыхание частое и поверхностное .
Под воздействием низких температур снижается температура кожи, при этом отмечается ухудшение тактильной чувствительности, понижение сократительной способности мышц. Изменяется функциональное состояние центральной нервной системы, проявляющееся ослаблением болевой чувствительности, адинамией, сонливостью. Понижение температуры отдельных участков тела приводит к болевым ощущениям.
Охлаждение организма способствует развитию различных заболеваний: ангин, катаров верхних дыхательных путей, пневмоний, невритов, радикулитов, миозитов и др.
Влажность воздуха обуславливает испарением воды с поверхности морей и океанов. Влажность подвержена вслед за температурой суточным колебаниям.
Высокая температура воздуха с низкой его влажностью переносится человеком легче, чем при высоком легче, чем при высокой влажности. С увеличением влажности воздуха снижается отдача тепла. Насыщение воздуха водяным парами в условиях низкой температуры будет способность переохлаждению тела.
При обычных метеорологических условиях оптимальной относительной влажностью является 40-60%.
Воздушная среда, составляющая земную атмосферу, представляет собой смесь газов. Сухой атмосферный воздух содержит кислорода 20,95%, азота 78,09%, диоксида углерода 0,03%. Кроме того, в атмосферном воздухе содержится аргон, гелий, неон, криптон, водород, ксенон и другие газы. В небольшом количестве в атмосферном воздухе присутствуют озон, оксид азота, йод, метан, водяные пары.
Кислород по биологической роли – самая важная составная часть воздуха. В природе постоянно происходит потребление кислорода при дыхании человека и животных. Расходуется кислород на процессе окисления и горения. Несмотря на значительные расходы кислорода, его содержание в воздухе практически не изменяется, так как в растительном мире и дает постоянно процесс ассимиляции углекислого газа и выделение кислорода. В результате процессов фотосинтеза в атмосферу поступает около 5х10 в 14 степени кислорода в год, что примерно соответствует его потреблению. Под действием солнечных лучей молекулы воды распадаются также с образованием кислорода.
Организм очень чувствителен к недостатку кислорода. Снижение содержание в воздухе до 17% приводит к учащению пульса, дыхания. Содержание в воздухе 7-8 % кислорода несовместимо с жизнью. Увеличение содержание кислорода до 100% при нормальном давлении человеком переносится легко. С повышением давлении до 405, 3 кПа (4 атм.) происходит местные поражения тканей легких и функциональные нарушения центральной нервной системы. Вместе с тем при содержании кислорода до 40-60 % и давлении до 303,94 кПа (3 атм ) в барокамере наблюдается улучшение усвоение кислорода тканями, отмечается нормализация нарушенных функций.
Влажным составным элементом атмосферного воздуха является диоксид кислорода. В атмосферу он выделяется за счет дыхания человека и животных, процессов горения, гниения и брожения. Ассимилируется диоксид углерода растениями в процессе фотосинтеза.
Диоксид углерода играет большую роль в жизнедеятельности животных и человека, являясь физиологическим возбудителем дыхательного центра. При увеличении содержания его во вдыхаемом воздухе до 4 % отмечается головная боль, шум в ушах, сердцебиение, возбужденное состояние, при 8% наступает смерть.
В гигиеническом отношении содержание диоксида углерода является показателем, по которому судят о степени чистоты воздуха в жилых и общественных зданиях. В обычных условиях при естественной вентиляции помещения и инфильтрации наружного воздуха через поры строительных материалов содержание диоксида углерода в воздухе в воздухе жилых помещений не превышает 0,2. Предельно допустимой концентрацией диоксида углерода в воздухе жилых и общественных зданий считается 0,1 %.
Основную массу атмосферы составляет азот. Он принадлежит к индифферентным газам и играет роль разбавителя кислорода. При избыточном давлении (4 атм.) азот может оказать наркотическое действие. Азот атмосферы под влиянием электрических разрядов превращается в окислы азота, которые с осадками поступают в почву, где превращаются в органические соединения. При разложении органических веществ азот восстанавливается и снова поступает в атмосферу. Азот воздуха усваивается сине – зеленым водорослями и некоторыми видами бактерий почвы.
Другие составляющие воздуха - так называемые инертные газы (аргон, неон, гелий, ксенон, криптон и др.) в обычных условиях физиологически индифферентны.