МОДУЛЬ 2. Гигиеническая оценка параметров микроклимата.
Физическое состояние воздушной среды помещений, известное под названием микроклимата помещений, характеризуется комплексом факторов: температурой, влажностью и подвижностью воздуха, а также температурой поверхностей ограждающих конструкций (стен, окон, нагревательных приборов, источников тепла в производственных помещениях, технического оборудования).
Температура воздуха. Одним из условий для осуществления нормального хода жизненных процессов является принцип температурного постоянства, при нарушении которого возможно развитие тяжелых, иногда необратимых, изменений.
Физиолого-гигиеническое значение температуры воздухазаключается во влиянии ее на тепловой обмен человека. Все жизненные преобразования человека возможны лишь в узком температурном диапазоне. В процессе длительной эволюции в организме человека выработались ответные реакции на тепловое воздействие окружающей среды, результатом которых является поддержание температуры тела на постоянном уровне.
Разумеется, человек не является беззащитным по отношению к неблагоприятным температурным воздействиям, так как он обладает сложным и совершенным механизмом терморегуляции.
Однако этот механизм далеко не всегда может справиться с резким и длительным изменением микроклиматических условий, оказывающих влияние на самочувствие и работоспособность человека.
Установлено, что средние пределы температурных колебаний нашего организма, при которых сохраняется его работоспособность, сравнительно невелики. При этом тепловой баланс у людей, не выполняющих физическую работу, может некоторое время поддерживаться при температуре воздуха 400 С, 300 С и относительной влажности 30%, 85% соответственно.
Различают следующие пути отдачи тепла человеком:
ü конвекция – отдача тепла с поверхности кожи близлежащим слоям воздуха;
ü кондукция – отдача тепла при соприкосновении тела с холодными поверхностями окружающих предметов;
ü излучение – отдача тепла при наличии ограждений и предметов, имеющих более низкую температуру поверхностей, чем температура кожи человека;
ü испарение — это способ рассеяния организмом тепла в окружающую среду за счет его затраты на испарение пота или влаги с поверхности кожи и влаги со слизистых оболочек дыхательных путей («влажная» теплоотдача).
При воздействии на организм низких температур воздуха наблюдается нарушение трофики тканей с дальнейшим развитием невритов, миозитов; понижение резистентности организма, за счет рефлекторного фактора, что способствует развитию патологических состояний как инфекционной, так и неинфекционной природы.
Местное охлаждение (особенно ног) может обуславливать возникновение простудных заболеваний: ангин, ОРВИ, пневмоний. Это связано с рефлекторным снижением температуры слизистой оболочки верхних дыхательных путей (носоглотки).
При длительном воздействии высокой температуры воздуха нарушается водно-солевой и витаминный обмен. Особенно характерны эти изменения при выполнении физической работы. Усиленное потоотделение ведет к потере жидкости, солей и водорастворимых витаминов.
При высокой температуре воздуха изменяется деятельность желудочно-кишечного тракта. Выделение из организма хлор-иона, прием большого количества воды ведут к угнетению желудочной секреции и снижению бактерицидности желудочного сока, что создает благоприятные условия для развития воспалительных процессов в желудочно-кишечном тракте. Установлено, что потеря более 30 г хлорида натрия ведет к мышечным спазмам и судорогам. При сильном потоотделении потери водорастворимых витаминов (С, В1 В2) могут достигать 15-25 % суточной потребности.
Влияние высокой температуры воздуха отрицательно сказывается и на функциональном состоянии центральной нервной системы, что проявляется ослаблением внимания, нарушением точности и координации движений, замедлением реакций. Это способствует снижению качества работы и увеличению производственного травматизма.
Длительное воздействие высокой температуры на организм может привести к ряду заболеваний. Наиболее частым осложнением является перегревание (тепловая гипертермия), возникающее при избыточном накоплении тепла в организме. Различают легкую и тяжелую формы перегревания. При легкой форме основным признаком гипертермии является повышение температуры тела до 38° С и более. У пострадавших наблюдаются гиперемия лица, обильное потоотделение, слабость, головная боль, головокружение, искажение цветового восприятия предметов (окраска в красный, зеленый цвета), тошнота, рвота.
В тяжелых случаях перегревание протекает в форме теплового удара. Наблюдаются быстрый подъем температуры до 41° С и выше, падение артериального давления, потеря сознания, нарушение состава крови, судороги. Дыхание становится частым (до 50-60 в минуту) и поверхностным. При оказании первой помощи необходимо принять меры к охлаждению организма (прохладный душ, ванна и др.).
В результате нарушения водно-солевого баланса при высокой температуре может развиться судорожная болезнь, а при интенсивном прямом облучении головы – солнечный удар.
Считается, что комфортное тепловое состояние среды и человека наблюдается при температуре воздуха 17-220 С, предельно допустимое – при верхней границе 250 С и нижней 140 С; предельно-переносимое, соответственно, при 350 С и 100 С; экстремальное при 400 С и минус 40-500 С. В последнем случае обычная зимняя одежда не может поддерживать теплового равновесия организма.
Относительная влажность воздуха оказывает влияние на процессы теплообмена. Данный параметр подвержен суточным колебаниям, что связано, прежде всего, с изменением температуры.
Чем выше температура воздуха, тем большее количество водяных паров требуется для его полного насыщения. При низких температурах необходимо меньшее количество водяных паров для максимального насыщения.
При низких температурах влажный воздух становится сравнительно хорошим проводником тепла и вызывает ощущение зябкости. Влажная кожа и увлажненные ткани одежды вследствие конденсации влаги из воздуха становятся также более теплопроводными, в результате чего сырой воздух кажется более холодным. Продолжительное и частое пребывание людей в помещениях с повышенной влажностью и низкой температурой воздуха (ниже 10—15°) оказывает хроническое вредное воздействие на организм, выражающееся в понижении сопротивляемости к инфекционным заболеваниям, а также заболеваниям верхних дыхательных путей, суставов, мышц и периферических нервов.
При проведении натурных исследований находят абсолютную, максимальную, относительную влажность, дефицит насыщения и физиологический дефицит влажности, точку росы.
Абсолютная влажность выражается парциальным давлением водяных паров в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.) или в единицах массы (количество водяных паров) в граммах в кубическом метре воздуха (г/м3). Абсолютная влажность дает представление об абсолютном содержании водяных паров в воздухе, но не показывает степени его насыщения.
Максимальная влажность – количество влаги при полном насыщении воздуха при данной температуре (измеряется в миллиметрах ртутного столба или в граммах в кубическом метре воздуха).
Относительная влажность – отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах, или, иначе, процент насыщения воздуха водяными парами в момент наблюдения.
Дефицит насыщения – разница между максимальной и абсолютной влажностью.
Физиологический дефицит влажности – отношение количества фактически содержащихся водяных паров в воздухе к их максимальному количеству, которое может содержаться в воздухе при температуре поверхности тела человека и легких, т. е. соответственно при 340 С и 370 С. Физиологический дефицит влажности показывает, сколько граммов воды может извлечь из организма каждый кубический метр вдыхаемого воздуха.
Точка росы – температура, при которой находящиеся в воздухе водяные пары насыщают пространство 1 кубического метра воздуха.
Наибольшее гигиеническое значение имеют относительная влажность и дефицит насыщения, так как они определяют степень насыщения воздуха водяными парами и позволяют судить об интенсивности и скорости испарения пота с поверхности тела при той или иной температуре. Чем меньше относительная влажность, тем дальше воздух от состояния насыщения и тем быстрее будет происходить испарение воды, следовательно, тем интенсивнее будет теплоотдача путем испарения пота.
В гигиенической практике считается, что оптимальная величина относительной влажности находится в пределах 40-60%, приемлемая нижняя – 30%, приемлемая верхняя – 70%, крайняя нижняя 10-20% и крайняя верхняя 80-100%.
Движение воздуха влияет на тепловой обмен человека, приводит к увеличению теплоотдачи с поверхности тела. В подвижном воздухе, как правило, человек теряет больше тепла.
В условиях низкой температуры окружающего воздуха движение воздуха повышает теплоотдачу путем конвекции, что в конечном итоге может привести к охлаждению организма.
В условиях высоких температур движение воздуха может обеспечивать облегчающий эффект, даже если температура воздуха выше температуры тела, так как усиливает отдачу тепла испарением.