Химических веществ, встречающихся в природной воде по их значению для организма человека
Вода – важнейший фактор формирования внутренней среды организма. Вода участвует в процессах ассимиляции и диссимиляции, в процессах резорбции и диффузии, сорбции и десорбции, регулирует характер осмотических отношений в тканях, в клетках. Вода регулирует кислотно-щелочное равновесие, поддерживает рН. Буферные системы активны только в тех условиях, где есть вода.
Вода – это общий показатель активности физиологических систем, фон и среда, в которой протекают все жизненно важные процессы. Неслучайно в организме человека содержание воды приближается к 60 % от всего веса тела. Установлено, что процессы старения связаны с потерей воды клетками.
Велика роль воды и в процессах теплорегуляции организма. Вода – это универсальный растворитель. Она растворяет все физиологически активные вещества.
Источниками воды для системы хозяйственного питьевого водоснабже-ния могут быть поверхностные водные объекты (реки, озёра, водохранилища) и запасы подземных вод (грунтовые, межпластовые напорные и безнапорные грунтовые воды), характеризующиеся непостоянным режимом, который целиком зависит от гидрометеорологических факторов — частоты выпадания и обилия осадков. Вследствие этого имеются значительные колебания по сезонам уровня стояния, дебита, химического и бактериального состава грунтовых вод. Химический состав подземных вод формируется под воздействием химического (выщелачивание, сорбция, ионный обмен, образование осадка) и физико-химического (перенос фильтрующих пород, смещение, поглощение и выделение газов) процессов. В подземных водах найдено около 70 химических элементов. Наибольшее значение для хозяйственно-питьевого водоснабжения имеют фтор, железо, соли жёсткости — сульфаты, карбонаты и бикарбонаты магния и кальция. Характерной особенностью межпластовых вод является отсутствие в них растворённого в воде кислорода.
Постоянство солевого состава воды — важнейший признак санитарной надёжности водоносного горизонта.
Общими свойствами поверхностных водоисточников являются:
1)низкая минерализация;
2)большое количество взвешенных частиц;
3)высокий уровень микробного загрязнения;
4)колебания расхода воды в зависимости от времени года и метеорологических условий;
5)чрезмерное развитие микроскопических водорослей (т. ч. цветение, ухудшающее органолептические свойства воды и придающее ей аллергиче-ское действие);
6)интенсивное техногенное загрязнение в результате сброса промыш-ленных и сельскохозяйственных сточных вод.
Таким образом, вода открытых водоисточников в 100 % случаев нуждается в улучшении качества. Вода подземных источников, особенно грунтовая, часто также не соответствует предъявляемым требованиям.
Для обеспечения населения водой применяется два вида водоснабжения — местное (децентрализованное) и централизованное. Их основное отличие — способ водоразбора. При местном водоснабжении вода разбирается непосредственно из водоисточника (колодца). При централизованном водоснабжении (водопровод) воду забирают из водоисточников механическим путём и по сети труб доставляют под давлением к месту по-требления.
Централизованное водоснабжение, качество воды в котором регламентируется ГОСТом, преобладает в городах и городских посёлках. В сельской местности наиболее распространено децентрализованное водоснабжение с использованием неглубоких индивидуальных колодцев. Качество воды в них регламентируется санитарными нормами.
Химический состав воды
Факторы, определяющие химический состав воды,– химические вещества, которые условно можно разделить на:
1) биоэлементы (йод, фтор, цинк, медь, кобальт);
2) химические элементы, вредные для здоровья (свинец, ртуть, селен, мышьяк, нитраты, уран, СПАВ, ядохимикаты, радиоактивные вещества, канцерогенные вещества);
3) индифферентные или даже полезные химические вещества (кальций, магний, марганец, железо, карбонаты, бикарбонаты, хлориды).
Индифферентные химические вещества в воде
Железо двух– или трехвалентное содержится во всех естественных водоисточниках. Железо – необходимая составная часть животных организмов. Оно используется для построения жизненно важных дыхательных и окислительных ферментов (гемоглобина, каталазы). Взрослый человек получает в сутки десятки милиграммов железа, поэтому количество поступающего с водой железа не имеет существенного физиологического значения. Однако присутствие железа в виде больших концентраций нежелательно по эстетическим и бытовым соображениям. Железо придает воде мутность, желто-бурую окраску, горьковато-металлический привкус, оставляет пятна ржавчины. Большое количество железа в воде способствует развитию железобактерий, при отмирании которых внутри труб накапливается плотный осадок. В подземных водах чаще находят двухвалентное железо. Если воду качают, то, соединяясь на поверхности с кислородом воздуха, железо переходит в трехвалентное, и вода приобретает бурый цвет. Таким образом, содержание железа в питьевой воде лимитируется влиянием на мутность и цветность. Допустимой концентрацией по стандарту является не более 0,3 мг/л, для подземных источников не более 1,0 мг/л.
Марганец в подземных водах содержится в виде бикарбонатов, хорошо растворимых в воде. В присутствии кислорода воздуха превращается в гидроокись марганца и выпадает в осадок, чем усиливает показатель цветности и мутности воды. В практике централизованного водоснабжения необходимость ограничения содержания марганца в питьевой воде связывается с ухудшением органолептических свойств. Нормируется не более 0,1 мг/л.
Алюминий содержится в питьевой воде, подвергшейся обработке – осветлению в процессе коагуляции сернокислым алюминием. Избыточные концентрации алюминия придают воде неприятный, вяжущий привкус. Остаточное содержание алюминия в питьевой воде (не более 0,2 мг на л) не вызывает ухудшения органолептических свойств воды (по мутности и привкусу).
Кальций и его соли обуславливают жесткость воды. Жесткость питьевой воды является существенным критерием, по которому население оценивает качество воды. В жесткой воде овощи и мясо плохо развариваются, так как соли кальция и белки пищевых продуктов образуют нерастворимые соединения, которые плохо усваиваются. Затруднена стирка белья, в нагревательных приборах образуется накипь (нерастворимый осадок). Экспериментальные исследования показали, что при питьевой воде с жесткостью 20 мг. экв/л частота и вес образования камней были значительно больше, чем при употреблении воды с жесткостью 10 мг. экв/л. Влияние воды с жесткостью 7 мг. экв на л на развитие уролитиаза не было обнаружено. Все это позволяет считать обоснованным принятый норматив жесткости в питьевой воде – 7 мг экв на л.
Биоэлементы
Медь в малых концентрациях встречается в природных подземных водах и является истинным биомикроэлементом. Потребность в ней (в основном для кроветворения) взрослого человека невелика – 2—3 г в сутки. Она покрывается в основном суточным пищевым рационом. В больших концентрациях (3—5 мг/л) медь оказывает влияние на вкус (вяжущий). Норматив по этому признаку не более 1 мг/л. в воде.
Цинк в качестве микроэлемента встречается в природных поземных водах. В больших концентрациях он встречается в водоемах, загрязненных промышленными сточными водами. Хронические отравления цинком неизвестны. Соли цинка в больших концентрациях действуют раздражительно на ЖКТ, но значение соединений цинка в воде определяется их влиянием на органолептические свойства. При 30 мг/л вода приобретает молочный цвет, а неприятный металлический вкус исчезает при 3 мг/л, поэтому нормируют содержание цинка в воде не более 3 мг/л.
№16 Гигиенические требования к качеству воды хозяйственно-питьевого назначения. Критерии оценки. Методы улучшения качества
Воды.
Требования к качеству воды можно разделить на три группы:
1)безопасность в эпидемическом отношении;
2)безвредность по химическому составу;
3)благоприятные органолептические свойства.
При оценке органолептических свойств воды определяют прозрачность, цветность, вкус, запах — показатели, которые в первую очередь могут настораживать потребителя.
Оценивая химический состав воды, надо помнить, что некоторые показатели являются природными (жёсткость, фтор, железо, йод), некоторые появляются или в результате загрязнений (сточные воды), или от избыточного применения средств улучшения качества воды (коагулянты, флокулянты).
Особое место занимает группа показателей, являющихся косвенным признаком фекального загрязнения воды, — определённых нестойких органических веществ в воде и продуктов их распада — солей аммония, нитритов и нитратов.
Следует учесть, что относительно невысокие концентрации, в которых эти соединения находятся в воде, сами по себе особого вреда для человека не представляют, но указывают на загрязнение воды органическими веществами животного (иногда растительного) происхождения. В эту группу можно отнести определение солей сернокислых и фосфорнокислых, а также хлоридов, которые служат характерным признаком загрязнения воды мочой и фекалиями.
То есть, оценка качества воды по химическому составу важна с одной стороны, как возможный источник различных заболеваний, вызванных высо-ким содержанием тех или иных химических элементов (йод, фтор, алюминий, хлорорганические углеводороды, хлориды, сульфаты, бор, бром, азот- и хлорсодержащие соединения), с другой стороны, как показатели загрязнения воды экскрементами человека и животных. Инфекционные заболевания, вызываемые поступившими при этом в воду патогенными бактериями, вирусами и простейшими или паразитарными агентами, представляет собой наиболее типичный и распространённый фактор риска для здоровья, связанный с питьевой водой. Инфекционная заболеваемость, связанная с водоснабжением, достигает 500 млн случаев в год. Учитывая этот фактор, можно сделать вывод о том, что вода, предназначенная для питья, приготовления пищи или для личной гигиены не должна содержать организмы, патогенные для людей.
Получение воды, не содержащей патогенных агентов, обеспечивается:
1)выбором незагрязнённых водоисточников;
2)эффективной очисткой и обеззараживанием воды (в случае её загряз-нения фекалиями людей и животных);
3)гарантией того, что подготовленная вода не будет загрязнена в распределительной сети при подаче потребителю.
В качестве бактерии-индикатора фекального загрязнения взята эшерихия коли, которая в большей мере удовлетворяет следующим требованиям:
1)присутствует в больших количествах в фекалиях людей и теплокров-ных животных;
2)быстро обнаруживается с помощью простых методов;
3)не развивается в природной воде;
4)её персистентность в воде и степень удаления при очистке воды аналогичны таким же показателям для патогенов водного происхождения.
Однако, так как энтеровирусы и покоящиеся стадии криптоспоридиум, джардио, амёб и других паразитарных организмов обладают большей устойчивостью по сравнению с бактериями, то отсутствие кишечной палочки не обязательно указывает на отсутствие перечисленных возбудителей.
Таким образом, проблема качества питьевой воды имеет особую актуальность и значимость для жизнеобеспечения и охраны здоровья населения. Загрязнённая вода — причина массовых заболеваний, повышенной смертности, особенно детской, вызывающая рост социальной напряжённости. Результатом изысканий с целью гарантированного обеспечения безопасности и безвредности питьевой воды стал, в частности, выпуск нового издания «Руководство ВОЗ по контролю качества питьевой воды» с существенно расширенным и скорректированным перечнем нормируемых показателей и подготовка Директивы Европейского сообщества по вопросам качества воды, предназначенной для питьевых нужд, с регламентацией широкого круга нормативов, организованных форм и методов контроля. Для достижения установленных норм вода нуждается в очистке.
№17 Заболевания, обусловленные ухудшением качества воды. Методы очистки и обеззараживания питьевой воды.
Из заболеваний, связанных с неблагоприятным химическим составом воды, прежде всего выделяют эндемический зоб. Данное заболевание широко распространено и на территории Российской Федерации. Причинами заболевания являются абсолютная недостаточность йода во внешней среде и социально-гигиенические условия жизни населения. Суточная потребность в йоде составляет 120—125 мкг. В местностях, для которых не характерно данное заболевание, поступление йода в организм происходит из растительной пищи (70 мкг йода), из животной пищи (40 мкг), из воздуха (5 мкг) и из воды (5 мкг). Йоду в питьевой воде принадлежит роль индикатора общего уровня содержания этого элемента во внешней среде. Зоб распространен в сельских районах, где население питается исключительно пищевыми продуктами местного происхождения, и в почве йода мало. Жители Москвы и Питера используют воду тоже с низким содержанием йода (2 мкг), но эпидемий здесь нет, так как население питается привозными продуктами из других областей, что обеспечивает благоприятный баланс йода.
Основными профилактическими мероприятиями в отношении эндемического зоба являются сбалансированное питание, йодирование соли, добавление меди, марганца, кобальта, йода в рацион. Должна также преобладать углеводистая пища и растительные белки, так как они нормализуют функцию щитовидной железы.
Эндемический флюороз – заболевание, появляющееся у коренного населения определенных районов России, Украины и других, ранним симптомом которого является поражение зубов в виде пятнистости эмали. Общепринято, что пятнистость не является следствием местного действия фтора. Фтор, попадая в кровь, оказывает общетаксическое действие, в первую очередь вызывает деструкцию дентина.
Очистка включает в себя следующие процессы:
-хранение;
-осаждение или удаление механических примесей, предварительная фильтрация;
-последующая фильтрация;
-обеззараживание.
Хранение — во время накопления воды в озёрах или водохранилищах микробиологическое качество воды существенно улучшается в результате отстаивания, бактерицидного действия УФ-излучения в поверхностных слоях, истощения питательных веществ для бактерий и деятельности конкурентных антагонистических организмов. При этом снижение содержа-ния бактерий-индикаторов фекального загрязнения, сальмонелл и энтерови-русов составляет около 90 %, являясь наибольшим в летнее время с периодом сохранения в воде около 3–4 недель.
Если вода не проходила названные нормы хранения, производится предварительное обеззараживание. Это уничтожает живые биологические формы и снижает количество фекальных бактерий и патогенных штаммов бактерий, способствуя, кроме того, удалению водорослей во время коагуляции и фильтрации. Недостаток обеззараживания заключается в том, что когда хлор используется в большом количестве, могут образовываться хлорсодержащие органические соединения и биологически разлагаемый органический углерод.
Осаждение или удаление механических примесей.
Фильтрование через мелкопористые фильтры со средним диаметром отверстий 30 мкм является эффективным способом удаления большого количества микроводорослей и зоопланктона, которые могут забивать фильтры или даже проникать через них. Этот процесс оказывает малое влияние на уменьшение количества фекальных бактерий и кишечных патогенов, прежде всего, из-за меньших размеров бактерий по сравнению со стандартной величиной пор фильтров.
Коагуляция, флоккуляция и осаждение.
Коагуляция — процесс укрупнения, агрегации коллоидных и диспергированных примесей воды, происходящий вследствие их взаимного слипания под действием сил молекулярного происхождения. Коагуляция завершается образованием видимых невооружённым глазом агрегатов — хлопьев — крупных коацерватов. Образующиеся хлопья подвергаются осаждению, поглощая и захватывая природные окрашенные вещества, минеральные частицы и вызывая значительное снижение мутности и содержания простейших бактерий и вирусов. Для ускорения процесса коагуляции применяют, так называемые флоккулянты — высоко-молекулярные синтетические соединения анионового и катионового типа.
Цель осаждения — сделать возможным оседание образующихся коацерватов и тем самым снизить концентрацию взвешенных твёрдых веществ, которые должны удаляться фильтрами. Быстрая и медленная фильтрация при правильной загрузке обеспечивает наибольшее улучшение качества воды при любом обычном способе очистки воды. Бактерии удаляются на 98–99 % и более. Содержание Е.coli снижается в 1000 раз, а удаление вирусов ещё больше. Медленная фильтрация через песок также очень эффективна при удалении паразитов (гельминтов и простейших).
Необходимо отметить, что при фильтрации происходит сорбция бактерий и вирусов на поверхности взвешенных частиц и хлопьев и совместное осаждение в отстойнике или порах фильтрующей загрузки. Часть бактерий и вирусов, оставаясь в воде свободными, проникает через очистные сооружения и содержится в фильтрованной воде.
Для создания надёжного и управляемого последнего барьера на пути возможной передачи через воду бактериальных и вирусных болезней применяется её обеззараживание. Для этого широко используются реагентные (хлорирование и озонирование) и безреагентные (УФ-излучения, воздействие гамма-лучами и другие методы).
Во многих странах для обеззараживания широко используется хлорирование. Обеззараживающий эффект оказывает гипохлоридный ион OCl – и недиссоциированная хлорноватистая кислота.
Процесс обеззараживания воды проходит в 2 стадии:
▪ обеззараживающий агент диффундирует внутрь бактериальной клетки;
▪ вступает в реакцию с энзимами клетки.
Скорость процесса зависит от кинетики диффузии обеззараживающего агента внутрь клетки и кинетики отмирания клетки в результате их метаболизма.
Поэтому скорость обеззараживания возрастает:
- с увеличением концентрации обеззараживающего вещества в воде;
- с повышением её температуры;
- с переходом обеззараживающего агента в недиссоциируемую форму, поскольку диффузия молекул через мембрану клетки происходит быстрее, чем гидратированных ионов, образующихся при диссоциации.
Эффективность обеззараживания снижается при наличии в воде органи-ческих веществ, способных к реакциям окисления-восстановления и других возможных восстановителей, а также коллоидных и взвешенных веществ, об-волакивающих бактерии и мешающих контакту с ними обеззараживающего агента.
Интегральным показателем свойств воды, мешающих обеззараживанию, является хлорпоглощаемость, измеряемая количеством хлора, необходимого для окисления имеющихся в воде восстановителей. Она прямо пропорциональна дозе хлора и времени контакта.
На эффективность хлорирования оказывает влияние ряд факторов:
• биологические особенности микроорганизмов;
• бактерицидные свойства препаратов хлора;
• состояние водной среды;
• условия, в которых происходит обеззараживание.
Оптимальная доза активного хлора составляется из его количества, необходимого для удовлетворения хлорпоглощаемости воды, оказания бактерицидного действия и некоторого количества, так называемого, остаточного хлора, присутствующего в обеззараженной воде и свидетельствующего о завершении процесса обеззараживания.
Остаточный хлор, наряду с коли-индексом, служит косвенным показателем безопасности воды в эпидемиологическом отношении. Количество остаточного хлора нормируется СанПиН на разном уровне в зависимости от его состояния: для связанного (хлораминного) хлора — 0,8–1,2 мг/л. Для свободного (хлорноватистая или хлорная кислота — гипохлоридный ион) — 0,3–
0,5 мг/л. В указанном диапазоне концентраций остаточный хлор не изменяет органолептические свойства и в то же время может быть точно определён аналитическими методами. Содержание остаточного хлора нормируется в воде на выходе с водопроводной станции, после резервуаров чистой воды. Хлорированию, как методу обеззараживания воды, присущи некоторые недостатки:
• необходимость соблюдения многочисленных требований по технике безопасности;
• продолжительное время контакта для достижения обеззара-живающего эффекта;
• образование в воде хлорорганических соединений, небезразличных для организма.
Однако уровень содержания побочных продуктов обеззараживания может быть снижен за счёт оптимизации технологии очистки. Удаление органических веществ перед обеззараживанием снижает вероятность образования потенциально опасных побочных продуктов, таких, как: хлорат, хлорит, хлорфенолы, тригалометаны (бромоформ, дибромхлорметан, хлороформ).
Одним из перспективных методов обеззараживания является озонирование. Преимущество озона перед хлором при обеззараживании воды состоит в том, что озон не образует в воде соединений, подобных хлорорганическим, улучшает органолептические свойства воды и обеспечивает бактерицидный эффект при меньшем времени контакта (до 10 мин). Озон более эффективен по отношению к патогенным простейшим, присутствующим в воде (лямблии, дизентерийная амёба). Однако широкое внедрение озонирования в практику обработки воды сдерживается высокой энергоёмкостью процесса получения озона.
№18 Характеристика почвы по химическим и физическим свойствам. Самоочищение почвы.
Почвенный покров – важнейшее природное образование. Его роль в жизни
общества определяется тем, что почва представляет собой источник
продовольствия, обеспечивающий 95-97 % продовольственных ресурсов для населения
планеты.
В наибольшей степени загрязнению почвы подвергается в связи с применением в больших дозах удобрений,
пестицидов на сельскохозяйственных угодьях, внесением вредных веществ с
ирригационными водами, накоплением отходов промышленности, полеводства и
животноводства, антисанитарным состоянием многих населенных пунктов,
выпадением атмосферных загрязнителей, например тяжелых металлов. На
поверхность почв могут выпадать кислые дожди и радиоактивная пыль,
наблюдается загрязнение патогенными организмами. Опасно загрязнение
выхлопными газами автомобилей, содержащими свинец, углеводороды, оксиды
азота и др.
Среди загрязнителей особое место занимают тяжелые металлы (ртуть,
свинец, кадмий, ванадий, хром, цинк, медь, никель, селен и др.), а также
мышьяк — отходы различных производств, в особенности металлургической и
машиностроительной промышленности. Тяжелые металлы попадают в почву при
сжигании топлива, с выхлопными газами автомобилей. Радионуклиды загрязняют
почву в результате аварий на атомных электростанциях, ненадежного
захоронения радиоактивных отходов. Почву могут загрязнять минеральные
удобрения, особенно азотные, если их вносят в избыточных дозах.
Основная часть источников загрязнения имеет локальное действие, меньшая
— региональное (опасность загрязнения составляет несколько сотен
километров) и глобальное (в тех случаях, когда загрязняющие вещества
попадают в почву из воздуха или когда минеральные удобрения используют на
больших площадях). Промышленное загрязнение происходит в основном через
атмосферу, на поверхность почвы оседают аэрозоли, пары, пыль, сажа,
растворимые вещества, принесенные с дождем, снегом. Загрязнители поступают
из дымовых труб, вентиляционных каналов, путем развеивания терриконов,
отвалов, со сточными водами.
Все почвенные загрязнители включаются в пищевые цепи и с продуктами
питания или водой попадают в желудочно-кишечный тракт человека.
№19 Гигиенические требования к микроклимату жилых помещений и общественных зданий. Влияние микроклиматических условий на
Здоровье человека.
Микроклимат – это климат приземного слоя воздуха небольшой территории (опушка леса, поле, площадь города и т.п.). Микроклимат – это искусственно создаваемые климатические условия в закрытых помещениях (например, в жилище) для защиты от неблагоприятных внешних воздействий и создание зоны комфорта.
Оптимальные параметры микроклимата – сочетание значений показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают нормальное тепловое состояние организма при минимальном напряжении механизмов терморегуляции и ощущение комфорта не менее чем у 80% людей, находящихся в помещении.
Допустимые параметры микроклимата – сочетания значений показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать общее и локальное ощущение дискомфорта, ухудшение самочувствия и понижение работоспособности.
Радиационная температура помещения – осредненная по площади температура внутренних поверхностей ограждений помещения и отопительных приборов.
Параметры, характеризующие микроклимат помещений:
-температура воздуха; хол. период/ тепл период(20-22С/22-25) обществ помещ. - 20-22
-скорость движения воздуха – осредненная по объему обслуживаемой зоны скорость движения воздуха.; (0,15 м/с / 0,2) обществ помещ. - 0,2
-относительная влажность воздуха; (45-30% / 60-30%) обществ помещ. - 45-30
-результирующая температура помещения – комплексный показатель радиационной температуры помещения и температуры воздуха помещения.; (19-20С/ 22-24) обществ помещ. - 19-20
Влияние параметров микроклимата на самочувствие человека
Параметры микроклимата оказывают непосредственное влияние на тепловое состояние человека. Например, понижение температуры и повышение скорости движения воздуха, способствует усилению конвективного теплообмена и процесса теплоотдачи при испарении пота, что может привести к переохлаждению организма. Повышение скорости движения воздуха ухудшает самочувствие, так как способствует усилению конвективного теплообмена и процессу теплоотдачи при испарении пота.
При повышении температуры воздуха возникают обратные явления. Переносимость человеком температуры, как и его теплоощущение, в значительной мере зависит от влажности и скорости окружающего воздуха. Чем больше относительная влажность, тем меньше испаряется пота в единицу времени и тем быстрее наступает перегрев тела. Особенно неблагоприятное воздействие на тепловое самочувствие человека оказывает высокая влажность при температурах окружающего воздуха более 30С так как при этом почти вся выделяемая теплота отдается в окружающую среду при испарении пота. При повышении влажности пот не испаряется, а стекает каплями с поверхности кожного покрова. Возникает так называемое проливное течение пота, изнуряющее организм и не обеспечивающее необходимую теплоотдачу.
Недостаточная влажность приводит к интенсивному испарению влаги со слизистых оболочек их пересыхания и растрескивания, а затем и к загрязнению болезнетворными микробами. Поэтому, при длительном пребывании людей в закрытых помещениях, рекомендуется ограничиваться относительной влажностью 30...70%
При обильном потовыделении масса организма человека уменьшается. Считается допустимым для человека снижение его массы на 2...3% путем испарения влаги — обезвоживание организма.
Вместе с потом организм теряет значительное количество минеральных солей. Для восстановления водного баланса работающих в горячих цехах устанавливают пункты подпитки подсоленной газированной водой.
Длительное воздействие высокой температуры особенно с повышенной влажностью может привести к значительному накоплению теплоты в организме и развитию перегревания организма выше допустимого уровня — гипертермии.
Производственные процессы, выполняемые при пониженной температуре, большой подвижности и влажности воздуха, могут быть причиной охлаждения и даже переохлаждения организма — гипотермии.
Параметры микроклимата оказывают существенное влияние на производительность труда. В горячих цехах промышленных предприятий большинство технологических процессов протекают при температурах, значительно превышающих температуру воздуха окружающей среды. Нагретые поверхности излучают в пространство потоки лучистой энергии, которые могут привести к отрицательным последствиям. При температуре до 500°С с нагретой поверхности излучаются тепловые (инфракрасные) лучи, а при более высоких температурах наряду с возрастанием инфракрасного излучения появляются видимые световые и ультрафиолетовые лучи.
Под влиянием теплового облучения в организме происходят биохимические сдвиги, уменьшается кислородная насыщенность крови, понижается венозное давление, замедляется кровоток и как следствие наступает нарушение деятельности сердечно-сосудистой и нервной систем.
По характеру воздействия на организм человека инфракрасные лучи подразделяют на коротковолновые и длинноволновые. Тепловые излучения коротковолнового диапазона глубоко поникают в ткани и разогревают их, вызывая быструю утомляемость, понижение внимания, усиленное потовыделение, а при длительном облучении — тепловой удар.
Длинноволновые лучи глубоко в ткани не проникают и поглощаются в основном в эпидермисе кожи. Они могут вызывать ожоги кожи и глаз (катаракта глаза).
№20 Естественное освещение жилых помещений: гигиеническое значение, критерии и методы оценки. Профилактика нарушений функ-
Ций органа зрения
ЕСТЕСТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ
Помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь, как правило, естественное освещение — освещение помещений светом неба (прямым или отраженным). Естественное освещение подразделяется на боковое, верхнее и комбинированное (верхнее и боковое).
▼Естественное освещение помещений зависит от:
1. Светового климата — совокупность условий естественного освеще-ния в той или иной местности, которые складываются из общих климатических условий, степени прозрачности атмосферы, а также отражающих способностей окружающей среды (альбедо подстилающей поверхности).
2. Инсоляционного режима — продолжительность и интенсивность ос-вещения помещения прямыми солнечными лучами, зависящее от географиче-ской широты места, ориентации зданий по сторонам света, затенения окон деревьями или домами, величины светопроемов и т. д.
Инсоляция является важным оздоравливающим, психо-физиологичес-ким фактором и должна быть использована во всех жилых и общественных зданиях с постоянным пребыванием людей, за исключением отдельных помещений общественных зданий, где инсоляция не допускается по технологическим и медицинским требованиям. К таким помещениям, согласно СанПиН
№ 10-25-94 РБ, относятся:
операционные;
реанимационные залы больниц;
выставочные залы музеев;
химические лаборатории ВУЗов и НИИ;
книгохранилища;
архивы.
Инсоляционный режим оценивается продолжительностью инсоляции в течение суток, процентом инсолируемой площади помещения и количеством радиационного тепла, поступающего через проемы в помещение. Оптимальная эффективность инсоляции достигается ежедневным непрерывным облучением прямыми солнечными лучами помещений в течение 2,5–3-х часов.
▼В зависимости от ориентации окон зданий по сторонам света различают три типа инсоляционного режима: максимальный, умеренный, минимальный.
При западной ориентации создается смешанный инсоляционный режим. По продолжительности он соответствует умеренному, по нагреванию воздуха — максимальному инсоляционному режиму. Поэтому, согласно СНиП 2.08.02–89, ориентация на запад окон палат интенсивной терапии, детских палат (до 3-х лет), комнат для игр в детских отделениях не допускается.
В средних широтах (территория РБ) для больничных палат, комнат
дневного пребывания больных, классов, групповых комнат детских учрежде-ний наилучшей ориентацией, обеспечивающей достаточную освещенность и инсоляцию помещений без перегрева, является южная и юго-восточная (допустимая — ЮЗ, В).
На север, северо-запад, северо-восток ориентируются окна операцион-ных, реанимационных, перевязочных, процедурных кабинетов, родовых залов, кабинетов терапевтической и хирургической стоматологии, что обеспечивает равномерное естественное освещение этих помещений рассеянным светом, исключает перегрев помещений и слепящее действие солнечных лучей, а также возникновение блескости от медицинского инструмента.
Нормирование и оценка естественного освещения помещений
Нормирование и гигиеническая оценка естественного освещения существующих и проектируемых зданий и помещений выполняется, согласно СНиП II-4-79, светотехническими (инструментальными) и геометрическими (расчетными) методами.
Основным светотехническим показателем естественного освещения по-мещений является коэффициент естественной освещенности (КЕО) —отношение естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке задан-ной плоскости внутри помещения светом неба, к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью от-крытого небосвода (исключая прямой солнечный свет), выраженное в процентах:
КЕО = Е1/Е2 • 100 %,
где Е1 — освещенность внутри помещения, лк; Е2 — освещенность вне поме-щения, лк.
Этот коэффициент является интегральным показателем, определяющим уровень естественной освещенности с учетом всех факторов, влияющих на условия распределения естественного света в помещении. Измерение освещенности на рабочей поверхности и под открытым небом производят люксметром (Ю116, Ю117), принцип действия которого основан на преобразовании энергии светового потока в электрический ток. Воспринимающая часть — селеновый фотоэлемент, имеющий светопоглощающие фильтры с коэффициентами 10, 100 и 1000. Фотоэлемент прибора соединен с гальванометром, шкала которого отградуирована в люксах.
▼При работе с люксметром необходимо соблюдать следующие требования (МУ РБ 11.11.12–2002):
• приемная пластина фотоэлемента должна размещаться на рабочей поверхности в плоскости ее расположения (горизонтальной, вертикальной, наклонной);
• на фотоэлемент не должны падать случайные тени или тени от человека и оборудования; если рабочее место затеняется в процессе работы самим работающим или выступающими частями оборудования, то освещенность следует измерять в этих реальных условиях;
• измерительный прибор не должен располагаться вблизи источников сильных магнитных полей; не допускается установка измерителя на металлические поверхности.
Коэффициент естественной освещенности, согласно СНБ 2.04.05–98, нормируется для различных помещений с учетом их назначения, характера и точности выполняемой зрительной работы. Всего предусматривается 8 разрядов точности зрительной работы (в зависимости от наименьшего размера объекта различения, мм) и 4 подразряда в каждом разряде (в зависимости от контраста объекта наблюдения с фоном и характеристикой самого фона — светлый, средний, темный).
При боковом одностороннем освещении нормируется минимальное значение КЕО в точке условной рабочей поверхности (на уровне рабочего места) на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от светового проема.
▼Геометрический метод оценки естественного освещения
1. Световой коэффициент (СК) — отношение остекленной площади окон к площади пола данного помещения (числитель и знаменатель дроби делят на величину числителя). Недостатком этого показателя является то, что он не учитывает конфигурацию и размещение окон, глубину помещения.
2. Коэффициент глубины заложения (заглубления) (КЗ) — отношение расстояния от светонесущей до противоположной стены к расстоянию от по-ла до верхнего края окна. КЗ не должен превышать 2,5, что обеспечивается шириной притолоки (20–30 см) и глубиной помещения (6 м). Однако ни СК, ни КЗ не учитывают затемнение окон противостоящими зданиями, поэтому дополнительно определяют угол падения света и угол отверстия.
3. Угол падения показывает, под каким углом лучи света падают на горизонтальную рабочую поверхность. Угол падения образуется исходящими из точки оценки условий освещения (рабочее место) двумя линиями, одна из которых направлена к окну вдоль горизонтальной рабочей поверхности, другая — к верхнему краю окна. Он должен быть равен не менее 27.
4. Угол отверстия дает представление о величине видимой части небо-свода, освещающего рабочее место. Угол отверстия образуется исходящими из точки измерения двумя линиями, одна из которых направлена к верхнему краю окна, другая — к верхнему краю противостоящего здания. Он должен быть равен не менее 5.
Оценка углов падения и отверстия должна проводиться по отношению к самым удаленным от окна рабочим местам.
№21 Искусственное освещение: гигиеническое значение, методы исследования
ИСКУССТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ
Недостаток естественного освещения должен быть восполнен искусственным, являющимся важнейшим условием и средством расширения активной деятельности человека.
▼Требования, предъявляемые к искусственному освещению:
•достаточная интенсивность и равномерность создаваемого освещения;
•не должно оказывать слепящего действия;
•не должно создавать резких теней;
•должно обеспечивать правильную цветопередачу;
•создаваемый источниками искусственного света спектр должен быть приближен к естественному солнечному спектру;
•свечение источников света должно быть постоянным во времени; они не должны изменять физико-химические свойства воздуха помещений;
•источники света должны быть взрыво- и пожаробезопасны.
Искусственное освещение осуществляется светильниками (осветитель-ными установками) общего и местного освещения. Светильник состоит из ис-точника искусственного освещения (лампы) и осветительной арматуры. В качестве источников искусственного электрического освещения помещений в настоящее время применяются лампы накаливания и люминесцентные лампы.
▼По сравнению с лампами накаливания люминесцентные лампы имеют ряд преимуществ:
1)создают рассеянный свет, не дающий резких теней;
2)характеризуются малой яркостью;
3)не обладают слепящим действием.
Вместе с тем люминесцентные лампы обладают рядом недостатков:
1)нарушение цветопередачи;
2)создание ощущения сумеречности при низкой освещенности;
3)появление монотонного шума во время работы;
4)периодичность светового потока (пульсация) и появление стробоско-пического эффекта — искажение зрительного восприятия направления и скорости движения вращающихся, движущихся или сменяющихся объектов.
Для перераспределения светового потока в нужных целях используется осветительная арматура. Она обеспечивает также защиту глаз от блескости источника света, а источник света от механических повреждений, влаги, взрывоопасных газов и т. д. Кроме того, арматура выполняет эстетическую роль.
Для характеристики искусственного освещения отмечают вид источника света (лампы накаливания, люминесцентные лампы и т. д.), их мощность, систему освещения (общее равномерное, общее локализованное, местное, комбинированное), вид арматуры и в связи с этим направление светового потока и характер света (прямой, рассеянный, отраженный), наличие или отсутствие резких теней и блескости.
Отраженная блескость — характеристика отражения светового потока от рабочей поверхности в направлении глаз работающего, определяющая снижение видимости вследствие чрезмерного увеличения яркости рабочей поверхности и вуалирующего действия, снижающего контраст между объектом и фоном.
В основу гигиенического нормирования искусственного освещения по-ложены такие условия, как назначение помещения, характер и условия работы или другой деятельности людей в данном помещении, наименьшие размеры рассматриваемых деталей, расстояние их от глаза, контраст между объектом и фоном, требуемая скорость различия деталей, условия адаптации глаза, движущие механизмы и другие опасные в отношении травматизма объекты и т. д.
Равномерность освещения в помещении обеспечивает общая система освещения. Достаточная освещенность на рабочем месте может быть достигнута путем использования местной системы освещения (настольные лампы). Наилучшие условия освещения достигаются при комбинированной системе освещения (общее + местное). Использование одного местного освещения без общего в служебных помещениях недопустимо.
Оценка искусственного освещения
Искусственная освещенность может быть измерена непосредственно на рабочих поверхностях с помощью люксметра или определена ориентировочно расчетным методом.
▼Согласно МУ РБ 11.11.12–2002, измерение искусственного освещения с помощью люксметра от светильников (установок) искусственного освещения должно проводиться на рабочих местах в темное время суток, когда отношение естественной освещенности к искусственной составляет не более 0,1. В том числе и при работе в режиме совмещенного освещения (естественное + искусственное). При комбинированном освещении (общее + местное) рабочих мест вначале измеряют суммарную освещенность от светильников общего освещения, затем включают светильники местного освещения и измеряют освещенность от светильников общего и местного освещения.
Для приблизительной оценки искусственной освещенности в дневное время суток вначале определяют освещенность, создаваемую совмещенным освещением (естественным и искусственным), а затем — при выключенном искусственном освещении. Разность между полученными данными составит приближенную величину освещенности, создаваемую искусственным освещением.
▼Расчетный метод «Ватт» определения искусственной освещенности основан на подсчете суммарной мощности всех ламп в помещении и определении удельной мощности ламп (Р; Вт/м2). Эту величину умножают на коэффициент Ет, показывающий какую освещенность (в лк) дает удельная мощность, равная 10 Вт/м2.
Для ламп накаливания освещенность рассчитывается по формуле:
Е = (Р • Ет)/(10 •К),
где Е — рассчитываемая освещенность, лк; Р — удельная мощность, Вт/м2;
Ет — освещенность при удельной мощности 10 Вт/м, зависит от мощности ламп накаливания и характера светового потока; К — коэффициент запаса для жилых и общественных зданий, равен 1,3.
Формула пригодна для ламп одинаковой мощности. Для ламп разной мощности, расчет освещенности производится отдельно для каждой группы ламп. Результаты суммируются.
При использовании люминесцентных ламп — удельной мощности 10 Вт/м2 соответствует 150 лк освещенности (независимо от их мощности и характера светового потока).
▼Расчет необходимого количества светильников для создания заданного уровня искусственной освещенности в помещении можно произвести расчетным путем, пользуясь таблицами удельной мощности (Приложение, табл. 6). Эти таблицы составлены для соответствующих светильников и соответствующих коэффициентов отражения потолка, пола и стен (Рпот, Рпол, Рст).
Величина удельной мощности зависит от высоты подвеса светильника, площади помещения и уровня освещенности, который необходимо создать в данном помещении.
Для определения необходимого количества светильников найденную величину удельной мощности (на пересечении необходимого уровня освещенности и площади помещения с учетом высоты подвеса) нужно умножить на площадь помещения и разделить на мощность всех ламп, входящих в светильник. В светильник ШОД входят две люминесцентные лампы мощностью 40 или 80 Вт.
▼Расчет яркости освещаемой поверхности выполняется по формуле:
L = (Е • К)/пи,
где L — яркость — сила света, исходящая с единицы площади поверхности в определенном направлении (кандела/м2; кд/м2); Е — освещенность, лк; К — коэффициент отражения поверхности (отношение отраженного светового потока к падающему); пи = 3,14.
Значения коэффициента отражения поверхности: белая — 0,8; светло-бежевая — 0,5; светло-желтая — 0,6; зеленая — 0,46; светло-голубая — 0,3; темно-желтая — 0,2; темно-зеленая — 0,1; коричневая — 0,15; черная — 0,1; операционное поле — 0,2; свежевыпавший снег — 0,9; незагоревшая кожа — 0,35.
Уровнем яркости светящейся поверхности определяется ее блескость.
Оптимальная яркость рабочих поверхностей — несколько сот кд/м2. Допустимая яркость источников освещения, постоянно находящихся в поле зрения человека, не более 2000 кд/м2, а яркость источников редко попадающих в поле зрения — не более 5000 кд/м2. Яркость, превышающая 5000 кд/м2, вызывает чувство слепимости.
▼Расчет коэффициента равномерности освещенности (отношение минимальной освещенности к максимальной) производится по формуле:
q = (Е • 100 %)/Еmax,
где q — коэффициент равномерности освещенности, %; Е — освещенность исследуемой рабочей поверхности, лк; Еmax — максимальная освещенность в данном помещении, лк.
При полной равномерности освещения q равен 100 %. Чем меньше значение q, тем не равномернее освещенность помещения. Освещенность самого темного места помещения не должна быть слабее освещенности самого светлого места более чем в 3 раза.
№22 Виды вентиляции и их гигиеническая оценка. Показатели эффективности вентиляции помещений: воздушный куб, объём вентиля-