Тропосфера характеризуется наличием довольно значительного количества посторонних примесей (твердые, жидкие и газообразные загрязнения).
Лекция 2
Гигиена атмосферного воздуха.
Атмосферный воздух – это среда, которая окружает человека постоянно, через которую удовлетворяются его первейшие жизненные потребности.
Роль воздуха в возникновении и лечении болезней подчеркивал Гиппократ. Ф.Ф. Эрисман отмечал, что любые изменения физических или химических свойств воздуха легко отражаются на самочувствии человека, нарушая гармоническое равновесие нашего организма, т.е. здоровья.
Экологическая роль воздушной среды для человека заключается в следующем:
Воздух доставляет организму кислород; 2.принимает углекислый газ и газообразные продукты обмена;
Влияет на терморегуляцию;
Через воздух на организм действуют солнечные лучи;
5.воздух – резервуар вредных газов, взвешенных веществ и микробов, действующих на человека.
Воздушная оболочка земного шара, называемая атмосферой, прослеживается до высоты около 1000 км над поверхностью земли. Свойства атмосферы на различных высотах неодинаковы, поэтому она условно разделяется на несколько слоев:
Строение атмосферы:
1. Тропосфера - до 12-14 км.
2. Стратосфера - до 50-60 км.
3.Мезосфера -80 км
4. Ионосфера - до 600 -800 км.
5.Экзосфера - до 1000 км.
Первый слой, наиболее близко прилегающий к поверхности земли, называется тропосферой и простирается до высоты 12-14 км. В отличие от других, более высоко расположенных слоев, он характеризуется следующими свойствами:
В тропосфере постоянно происходят суточные и сезонные колебания температуры.
2. Тропосфера характеризуется постоянным перемещением воздушных потоков, происходящим в разнообразных направлениях: горизонтальном, вертикальном, турбулентном, вихревом.
В тропосфере постоянно присутствует значительное количество водяных паров, обусловливающих образование различного рода конденсатных явлений (облака, туманы, атмосферные осадки).
Тропосфера характеризуется наличием довольно значительного количества посторонних примесей (твердые, жидкие и газообразные загрязнения).
Во всех вышележащих слоях атмосферы температура воздуха всегда постоянна и не меняется в зависимости от времени суток или сезона года. В воздухе этих слоев преобладают горизонтальные перемещения воздушных масс, отсутствуют водяные пары, а поэтому и явления, связанные с ними (облака, туманы). В них практически отсутствуют характерные для тропосферы посторонние примеси, за исключением тех незначительных загрязнений, которые поступают на землю из космоса (космическая пыль), а также загрязнений, которые забрасываются в стратосферу с поверхности земли при некоторых чрезвычайных обстоятельствах (при взрывах ядерного оружия и крупных извержениях вулканов)
Загрязнения, попадающие в стратосферу, имеют ряд особенностей. В силу значительной удаленности от поверхности земли они имеют весьма малый вес, а поэтому скорость оседания их очень незначительна. Горизонтальными потоками воздуха они разносятся на очень большие расстояния и практически распространяются над всей земной поверхностью, что дало основание назвать их "глобальными". Это обстоятельство сыграло существенную роль в процессе заключения соглашения о запрещении испытаний ядерного оружия во внешней среде.
Выше стратосферы расположен слой, называемый мезосферой, который простирается до высоты примерно 80 км.
Над мезосферой до высоты около 600-800 км располагается ионосфера. Кроме тех свойств, которые характерны для стратосферы, этот слой характеризуется значительной степенью ионизации воздуха.
Далее лежат экзосфера и магнитосфера.
Естественно, что для нашей обычной жизни наибольшее значение имеет тропосфера — самый ближний к земле слой атмосферы. С воздухом тропосферы мы наиболее тесно соприкасаемся, и его свойства оказывают на нас самое непосредственное влияние. В настоящее время интенсивно изучаются свойства воздушных масс и других слоев, но непосредственно для человеческого организма они не могут иметь значения, поскольку существование челвека в тех слоях вне аппаратов с искусственными условиями невозможно.
Рассмотрим воздействие на здоровье человека физических факторов воздуха: температуры (Т), влажности, атмосферного давления, скорости движения воздуха, ионизации и солнечной радиации. Необходимо сразу отметить, что физические факторы, в отличие от химических факторов, действуют на организм только комплексно.
Физические свойства атмосферного воздуха – температура (Т), влажность, атмосферное давление и скорость движения составляют метеорологические факторы воздуха.Измерение их физических параметров осуществляется специальными приборами: температура – с помощью термометра, влажности - психрометра и гигрометра, скорости воздуха – анемометра (в атмосфере) и кататермометра – в жилище, атмосферного давления – барометром.
Гигиеническая оценка метеорологических факторов проводится по степени их воздействия на организм, для чего используются интегральные показатели: температурная реакция – изменения Т кожи лба (норма - 33-34оС) и кистей рук (30-31оС), величиной испарения пота (изменение веса), частота пульса, дыхания, АД и субъективными ощущениями человека, например, на температурные изменения - по 5-бальной шкале: холодно, прохладно, хорошо, тепло, жарко; на свет - яркость, блескость.
Температура воздуха зависит от времени года, климатического пояса, времени суток, интенсивности солнечного свечения и подстилающей поверхности земли. Солнечные лучи, проходя через атмосферу, не нагревают ее. Нагрев воздуха происходит от теплоотдачи почвы, поглощающей солнечные лучи. Нагретый воздух подымается вверх, уступая место холодному, – это перемещение называется конвекцией - она способствует перемещению воздушных масс и равномерному прогреву приземных слоев атмосферы. Гигиеническое значение температуры воздуха заключается в ее влиянии на теплообмен организма. Причем, гигиеническое значение имеют не только абсолютные величины температуры воздуха, но и амплитуды ее колебаний. У человека тепло образуется в результате окислительных процессов в клетках и тканях и нормальное существование его возможно при постоянной температуре тела. Благодаря сложному механизму терморегуляции с окружающей средой (у детей до 7-8 лет он несовершенен), организм поддерживает тепловой баланс. Наиболее благоприятна для самочувствия человека Т– 18-22 оС (для мужчин – 20 оС, для женщин – 22оС) и амплитуда ее колебаний – 2-4оС в течение дня.
Влажность воздуха - это количество водяных паров в воздухе. Зависит от климатического пояса, сезона года и близости водных бассейнов: в морском климате влаги больше, чем в континентальном или пустынном. Степень влажности воздуха определяется тремя показателями: абсолютной, максимальной и относительной влажностью.
Абсолютная влажность – количество водяных паров в граммах в 1 м3 воздуха при данной температуре. Максимальная влажность – сколько максимально может содержаться в воздухе водяных паров при данной температуре, измеряется в г на м3. Относительная влажность – это отношение абсолютной влажности к максимальной, измеряется в %. Оптимальные параметры для здоровья относительной влажности - 30-60%. Гигиеническое значение влажности – в ее влиянии на потоотделение человека, которое, воздействуя на температуру тела, сохраняет ее постоянство. С повышением влажности – в тепле человеку становится жарко, на холоде – холодно, зябко.
Атмосферное давление – это давление атмосферного столба воздуха в результате земного притяжения. На уровне моря давление постоянно: на 1 см2 – 1,033 кг или 760 мм ртутного столба. Гигиеническое значение атмосферного давления – в поддержании артериального давления (АД).Повышение или понижение давления отражается на физиологии человека. Для здорового человека эти изменения незаметны, а для больного они чувствительны: об изменениях давления сигнализирует самочувствие. При повышении давленияувеличивается парциальное давление кислорода (% его остается тем же): урежается пульс и частота дыхания, уменьшается максимальное АД и повышается минимальное АД, возрастает жизненная емкость легких, понижается кожная чувствительность и слух, появляется ощущение сухости слизистых оболочек (во рту), усиливается перистальтика кишечника и выход газов; кровь и ткани лучше усваивают кислород, из-за чего улучшаются работоспособность и самочувствие. При искусственном повышении давления (у водолазов) увеличивается растворение атмосферного азота, который хорошо растворяется в жирах, нервной ткани и подкожной клетчатке, откуда при декомпрессии медленно выходит. При быстром подъеме водолаза с глубины азот закипает и закупоривает мелкие сосуды мозга, от чего наступает смерть водолаза, что требует медленного извлечения его с глубин. Но даже при обычных режимах работы водолазам не удается избежать эмболии азотом сосудов – у них болят суставы и часты кровоизлияния.
Понижение давления вызывает снижение парциального давления кислорода, а при подъеме в горы и снижение его концентрации. Наступают симптомы «высотной болезни»: сонливость, повышение максимального АД и понижение минимального АД, тяжесть в голове, головные боли, апатия, депрессия; действует выходящий в кровь растворенный азот в виде болей в суставах и зуда. В городе атмосферное давление ниже, чем за городом или на равнине, и меньше парциальное давление кислорода. Это определяет проявление симптомов «высотной болезни» у переезжающих в город с дачи или с сельской местности: наступает одышка, сердцебиение, головокружение, тошнота, носовое кровотечение.
Движение воздуха - определяется скоростью его движения и направлением ветра. Скорость ветра измеряется в м/сек. Хорошее самочувствие сохраняется при перемещении воздуха со скоростью 0,1-0,3 м/сек – это норма для жилых помещений. Нижняя граница движения воздуха с гигиенической стороны определяется необходимостью сдувать обволакивающий человека перегретый воздух и пар, регулируя температуру тела. При повышении скорости воздуха до 0,5 м/сек возникает дискомфорт: резь в глазах, слезотечение, сухость слизистых оболочек, затруднение носового дыхания. Гигиеническое значение движения воздуха - способствует вентиляции жилых кварталов и зданий, самоочищению атмосферы от загрязнения и терморегуляции организма.
Важное значение имеет направление ветра: дует он в жилой квартал с завода или наоборот. Это учитывается в проектировании населенных мест. Направление ветра определяется страной света откуда он движется, и называется румбом. Графическое изображение повторяемости ветра в данной местности по направлению частей света называется розой ветров. Розу ветров обязательно учитывают архитекторы при строительстве жилых кварталов и промышленных предприятий: жилые кварталы следует располагать с наветренной стороны по отношению к промышленным предприятиям.