Тема 1.3. Гигиена воздушной среды. Влияние физических свойств, химического состава атмосферного воздуха на организм человека. Санитарно-гигиеническое исследование атмосферного воздуха.
| 1. | Строение и функции атмосферы. |
| 2. | Характеристика физических свойств атмосферного воздуха и их влияние на здоровье человека. |
| 3. | Понятие о теплообмене. |
| 4. | Влияние на теплообмен температуры, влажности и скорости движения воздуха. |
| 5. | Роза ветров и ее гигиеническое значение. |
| 6. | Влияние на организм человека солнечной радиации. |
| 7. | Состав атмосферного воздуха. Загрязнение атмосферного воздуха. |
| 8. | Влияние загрязнений атмосферного воздуха на здоровье населения. |
| 9. | Мероприятия по профилактике загрязнений атмосферного воздуха. |
| 10. | Гигиеническое нормирование, понятие о предельно-допустимых концентрациях (ПДК). |
| 11. | Приборы для санитарно-гигиенического исследования атмосферного воздуха. |
| 12. | Методика санитарно-гигиенического исследования физических свойств воздуха. |
ГИГИЕНАВОЗДУШНОЙСРЕДЫ.ВЛИЯНИЕФИЗИЧЕСКИХСВОЙСТВ,ХИМИЧЕСКОГОСОСТАВААТМОСФЕРНОГОВОЗДУХАНАОРГАНИЗМЧЕЛОВЕКА.САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКОЕИССЛЕДОВАНИЕАТМОСФЕРНОГОВОЗДУХА.
Строениеифункцииатмосферы
Ватмосфереможновыделитьнесколькослоев,различающихсяпотемпературеиплотности
Тропосфера – самыйнижнийслойатмосферы,толщинакоторогонадполюсамисоставляет8-10км,вумеренныхширотах – 10-12км,анадэкватором – 16-18км.
Рис.1.СтроениеатмосферыЗемли
Воздухвтропосференагреваетсяотземнойповерхности,т.е.отсушииводы.Поэтомутемпературавоздухавэтомслоесвысотойпонижаетсявсреднемна0,6°Снакаждые100м.Уверхнейграницытропосферыонадостигает-55°С.Приэтомврайонеэкваторанаверхнейграницетропосферытемпературавоздухасоставляет-70°С,аврайонеСеверногополюса-65°С.
Втропосфересосредоточенооколо80%массыатмосферы,находитсяпочтивесьводянойпар,возникаютгрозы,бури,облакаиосадки,атакжепроисходитвертикальное(конвекция)игоризонтальное(ветер)перемещениевоздуха.
Можносказать,чтопогодавосновномформируетсявтропосфере.
Стратосфера – слойатмосферы,расположенныйнадтропосферойнавысотеот8до50км.Цветнебавэтомслоекажетсяфиолетовым,чтообъясняетсяразреженностьювоздуха,из-закоторойсолнечныелучипочтинерассеиваются.
Встратосфересосредоточено20%массыатмосферы.Воздухвэтомслоеразрежен,практическинетводяногопара,апотомупочтинеобразуютсяоблакаиосадки.Однаковстратосференаблюдаютсяустойчивыевоздушныетечения,скоростькоторыхдостигает300км/ч.
Вэтомслоесосредоточен озон (озоновыйэкран,озоносфера),слой,которыйпоглощаетультрафиолетовыелучи,непропускаяихкЗемлеитемсамымзащищаяживыеорганизмынанашейпланете.Благодаряозонутемпературавоздуханаверхнейграницестратосферынаходитсявпределахот-50до4-55°С.
Междумезосферойистратосферойрасположенапереходнаязона – стратопауза.
Мезосфера – слойатмосферы,расположенныйнавысоте50-80км.Плотностьвоздухаздесьв200разменьше,чемуповерхностиЗемли.Цветнебавмезосферекажетсячерным,втечениеднявиднызвезды.Температуравоздухаснижаетсядо-75(-90)°С.
Навысоте80кмначинается термосфера. Температуравоздухавэтомслоерезкоповышаетсядовысоты250м,апотомстановитсяпостоянной:навысоте150кмонадостигает220-240°С;навысоте500-600кмпревышает1500°С.
Вмезосфереитермосфереподдействиемкосмическихлучеймолекулыгазовраспадаютсяназаряженные(ионизированные)частицыатомов,поэтомуэтачастьатмосферыполучиланазвание ионосфера – слойоченьразреженноговоздуха,расположенныйнавысотеот50до1000км,состоящийвосновномизионизированныхатомовкислорода,молекулокисиазотаисвободныхэлектронов.Дляэтогослояхарактернавысокаянаэлектризован-ность,иотнего,какотзеркала,отражаютсядлинныеисредниерадиоволны.
Вионосферевозникаютполярныесияния – свечениеразреженныхгазовподвлияниемэлектрическизаряженныхлетящихотСолнцачастиц – инаблюдаютсярезкиеколебаниямагнитногополя.
Экзосфера – внешнийслойатмосферы,расположенныйвыше1000км.Этотслойещеназываютсферойрассеивания,таккакчастицыгазовдвижутсяздесьсбольшойскоростьюимогутрассеиватьсявкосмическоепространство.
2.Характеристикафизическихсвойстватмосферноговоздухаиихвлияниеназдоровьечеловека.
Суммарнаямассавоздухаватмосфере–(5,1 –5,3)·1018кг.Изнихмассасухоговоздухасоставляет(5,1352±0,0003)·1018кг,общаямассаводяныхпароввсреднемравна1,27·1016кг.
Атмосфераснабжаетнаснеобходимымдлядыханиякислородом.Однаковследствиепаденияобщегодавленияатмосферыпомереподъеманавысотусоответственноснижаетсяипарциальноедавлениекислорода.
В легких человека постоянносодержитсяоколо3лальвеолярноговоздуха.Парциальное давление кислородавальвеолярномвоздухепринормальноматмосферномдавлениисоставляет110 мм рт. ст.,давлениеуглекислогогаза – 40ммрт.ст.,апаровводы – 47ммрт.ст.Сувеличениемвысотыдавлениекислородападает,асуммарноедавлениепаровводыиуглекислотывлегкихостаетсяпочтипостоянным – около87ммрт.ст.Поступлениекислородавлегкиеполностьюпрекратится,когдадавлениеокружающеговоздухастанетравнымэтойвеличине.
Навысотеоколо19 –20кмдавлениеатмосферыснижаетсядо47ммрт.ст.Поэтомунаданнойвысотеначинаетсякипениеводыимежтканевойжидкостиворганизмечеловека.Внегерметичнойкабинынаэтихвысотахсмертьнаступаетпочтимгновенно.Такимобразом,сточкизренияфизиологиичеловека,«космос»начинаетсяуженавысоте15 –19км.
Плотныеслоивоздуха – тропосфераистратосфера – защищаютнасотпоражающегодействиярадиации.Придостаточномразрежениивоздуха,навысотахболее36км,интенсивноедействиенаорганизмоказываетионизирующая радиация – первичныекосмическиелучи;навысотахболее40кмдействуетопаснаядлячеловекаультрафиолетоваячастьсолнечногоспектра.
Помереподъеманавсе большуювысотунадповерхностьюЗемлипостепенноослабляются,азатемиполностьюисчезаюттакиепривычныедлянасявления,наблюдаемыевнижнихслояхатмосферы,какраспространениезвука,возникновениеаэродинамической подъемной силы исопротивления,передачатепла конвекцией идр.
3.Понятиеотеплообмене.
Однимизнеобходимыхусловийнормальнойжизнедеятельностичеловекаявляетсяобеспечениенормальныхметеорологическихусловийвпомещениях,оказывающихсущественноевлияниенатепловоесамочувствиечеловека.Метеорологическиеусловия,или микроклимат,зависятоттеплофизическихособенностейтехнологическогопроцесса,климата,сезонагода,условийвентиляциииотопления.
Нормальноетепловоесамочувствиеимеетместо,когдатепловыделениечеловекаполностьювоспринимаетсяокружающейсредой.Еслитеплопродукцияорганизманеможетбытьполностьюпереданаокружающейсреде,происходитросттемпературывнутреннихоргановитакоетепловоесамочувствиехарактеризуетсяпонятием жарко. Впротивномслучае– холодно.
Теплообменмеждучеловекомиокружающейсредойосуществляется конвекцией врезультатеомываниятелавоздухом, теплопроводностью,излучением наокружающиепредметыивпроцессе тепломассообмена прииспарениивлаги,выводимойнаповерхностькожипотовымижелезамиипридыхании.
Величинаинаправлениеконвективноготеплообменачеловекасокружающейсредойопределяетсявосновномтемпературойокружающейсреды,атмосфернымдавлением,подвижностьюивлагосодержаниемвоздуха.
Теплопроводностьтканейчеловекамала,поэтомуосновнуюрольвпроцессетранспортированиятеплотыиграетконвективнаяпередачаспотокомкрови.
Лучистыйпотокпритеплообменеизлучениемтембольше,чемнижетемператураокружающихчеловекаповерхностей.
Количествотеплоты,отдаваемойвокружающийвоздухсповерхностителаприиспарениипота,зависитнетолькооттемпературывоздухаиинтенсивностиработы,ноиотскоростиокружающеговоздухаиегоотносительнойвлажности.
Количествотеплоты,выделяемойчеловекомсвыдыхаемымвоздухом,зависитотегофизическойнагрузки,влажности,итемпературывдыхаемоговоздуха.
Т.о.тепловоесамочувствиечеловека,илитепловойбалансвсистемечеловек-средаобитаниязависитоттемпературысреды,подвижностииотносительнойвлажностивоздуха,атмосферногодавления,температурыокружающихпредметовиинтенсивностифизическойнагрузки.
Параметры–температура,скоростьдвижениявоздуха,относительнаявлажностьиатмосферноедавлениеокружающеговоздуха–получилиназваниепараметров микроклимата.
4.Влияниенатеплообментемпературы,влажностиискоростидвижениявоздуха.
Параметрымикроклиматаоказываютнепосредственноевлияниенатепловоесостояниечеловека.Например,понижениетемпературыиповышениескоростидвижениявоздуха,способствуетусилениюконвективноготеплообменаипроцессатеплоотдачиприиспарениипота,чтоможетпривестикпереохлаждениюорганизма.Повышениескоростидвижениявоздухаухудшаетсамочувствие,таккакспособствуетусилениюконвективноготеплообменаипроцессутеплоотдачиприиспарениипота.
Приповышениитемпературывоздухавозникаютобратныеявления.
Переносимостьчеловекомтемпературы,какиеготеплоощущение,взначительноймерезависитотвлажностиискоростиокружающеговоздуха.Чембольшеотносительнаявлажность,темменьшеиспаряетсяпотавединицувремениитембыстреенаступаетперегревтела.Особеннонеблагоприятноевоздействиенатепловоесамочувствиечеловекаоказываетвысокаявлажностьпритемпературахокружающеговоздухаболее30°С,таккакприэтомпочтивсявыделяемаятеплотаотдаетсявокружающуюсредуприиспарениипота.Приповышениивлажностипотнеиспаряется,астекаеткаплямисповерхностикожногопокрова.Возникаеттакназываемоепроливноетечениепота,изнуряющееорганизминеобеспечивающеенеобходимуютеплоотдачу.
Недостаточнаявлажностьприводиткинтенсивномуиспарениювлагисослизистыхоболочекихпересыханияирастрескивания,азатемикзагрязнениюболезнетворнымимикробами.Поэтому,придлительномпребываниилюдейвзакрытыхпомещениях,рекомендуетсяограничиватьсяотносительнойвлажностью30…70%
Приобильномпотовыделениимассаорганизмачеловекауменьшается.Считаетсядопустимымдлячеловекаснижениеегомассына2…3%путемиспарениявлаги– обезвоживаниеорганизма.
Вместеспотоморганизмтеряетзначительноеколичествоминеральныхсолей.Длявосстановленияводногобалансаработающихвгорячихцехахустанавливаютпунктыподпиткиподсоленнойгазированнойводой.
Длительноевоздействиевысокойтемпературыособенносповышеннойвлажностьюможетпривестикзначительномунакоплениютеплотыворганизмеиразвитиюперегреванияорганизмавышедопустимогоуровня– гипертермии.
Производственныепроцессы,выполняемыеприпониженнойтемпературе,большойподвижностиивлажностивоздуха,могутбытьпричинойохлажденияидажепереохлажденияорганизма– гипотермии.
Параметрымикроклиматаоказываютсущественноевлияниенапроизводительностьтруда.
Вгорячихцехахпромышленныхпредприятийбольшинствотехнологическихпроцессовпротекаютпритемпературах,значительнопревышающихтемпературувоздухаокружающейсреды.Нагретыеповерхностиизлучаютвпространствопотокилучистойэнергии,которыемогутпривестикотрицательнымпоследствиям.Притемпературедо500°Сснагретойповерхностиизлучаютсятепловые(инфракрасные)лучи,априболеевысокихтемпературахнарядусвозрастаниеминфракрасногоизлученияпоявляются видимыесветовыеиультрафиолетовыелучи.
Подвлияниемтепловогооблученияворганизмепроисходятбиохимическиесдвиги,уменьшаетсякислороднаянасыщенностькрови,понижаетсявенозноедавление,замедляетсякровотокикакследствиенаступаетнарушениедеятельностисердечно-сосудистойинервнойсистем.
Похарактерувоздействиянаорганизмчеловекаинфракрасныелучиподразделяютнакоротковолновыеидлинноволновые.Тепловыеизлучениякоротковолновогодиапазонаглубокопоникаютвтканииразогреваютих,вызываябыструюутомляемость,понижениевнимания,усиленноепотовыделение,апридлительномоблучении– тепловойудар. Длинноволновыелучиглубоковтканинепроникаютипоглощаютсявосновномвэпидермисекожи.Онимогутвызыватьожогикожииглаз(катарактаглаза).
5.Розаветровиеегигиеническоезначение.
Розаветров – диаграмма,котораяхарактеризуетв метеорологии и климатологии режим ветра в данномместепомноголетнимнаблюдениямивыглядиткакмногоугольник,укоторогодлинылучей,расходящихсяотцентрадиаграммывразныхнаправлениях(румбах горизонта),пропорциональныповторяемостиветровэтихнаправлений(«откуда»дуетветер).
Гигиеническоезначениерозыветровзаключаетсявтом,чтоонадаетвозможностьполучитьнаглядноепредставлениеогосподствующихвданномрайоневетрахивсоответствиисэтимпланироватьстроительствожилыхкварталов,детскихучреждений,больниц,санаториевидр.Рациональноеразмещениеихпоотношениюкпромышленнымпредприятиямпредохраняетэтиобъектыототрицательноговлиянияветров,приносящихссобойразличныеатмосферныезагрязнения(пыль,дым,вредныегазыипр.).
6.Влияниенаорганизмчеловекасолнечнойрадиации.
Солнечнаярадиация – этосовокупностьсолнечнойматериииэнергии,поступающейнаЗемлю
1. Результатомвоздействияинфракрасногоизлученияявляетсятепловойэффект,которыйсопровождаетсярасширениемкровеносныхсосудов,усилениемкровотокаикожногодыхания.Происходитрасслаблениесосудовимышц,обладающееболеутоляющимипротивовоспалительнымэффектом.Мягкоетеплостимулируетобразованиеиусвоениебиологическиактивныхвеществ.
2. Видимоеизлучениеоказываетзначительноефотохимическоедействие,благодарякоторомувокружающихтканяхпроисходятвесьмаважныедляорганизмапроцессы.Именноквантывидимогосветаактивизируютработузрительногоанализатора,ичеловеквидитмирвовсеммногообразиикрасок.Солнечныйсветактивизируетобменныепроцессыворганизме,стимулируетработукорыголовногомозга,улучшаетэмоциональноесостояниечеловека.Именносветсинхронизируетсуточныеисезонныеритмыучеловека,определяявремяснаибодрствования.Ихнарушениеприводиткбессоннице,ухудшениютрудоспособностиидепрессии.
3. Ультрафиолетоваячастьявляетсяжизненноважнымфактором.Ее недостатокприводиткослаблениюиммунитета,обострениюхроническихзаболеванийифункциональнымрасстройствамнервнойсистемы,тормозитвыработкужизненнонеобходимыхвеществ.
Чрезвычайновеликоигигиеническоезначениесолнечнойрадиации.Посколькувидимыйсветявляетсярешающимфакторомвполученииинформацииовнешнеммире,впомещениинеобходимообеспечиватьдостаточныйуровеньосвещенности.ЕгорегламентированиепроизводитсясогласноСНиП,которыедлясолнечнойрадиациисоставляютсясучетомсвето-климатическихособенностейразличныхгеографическихзониучитываютсяприпроектированииистроительстверазличныхобъектов.
7.Составатмосферноговоздуха.Загрязнениеатмосферноговоздуха.
ЧистыйатмосферныйвоздухуповерхностиЗемлипредставляетсобойфизическуюсмесьгазов:78,1%азота,20,93%кислорода,0,03-0,04%диоксидауглеродаидо1%другихинертныхгазов.Основнымипричинамиизменениягазовогосоставатмосферыявляетсяпоступлениеввоздухпримесей,содержаниекоторыхватмосферевомногоразменьшеосновныхгазов(азотаикислорода).Вусловияхсовременногокрупногогородазагрязнениясосредоточенывосновномвприземномслоедо1-2км,авсреднихгородах–вслоетолщинойвсотниметров.Источникизагрязненияатмосферымогутбытьприродными(пыльныебури,извержениявулканов,лесныепожары,выветриваниеврезультатеэрозиипочв)иантропогенными(выбросыпромышленныхпредприятий,транспорта,теплоэлектростанций,сельскоехозяйство).Загрязненияватмосферномвоздухеприсутствуютввидетвердыхвзвешенныхчастиц(аэрозолей),паровигазов.Основныезагрязнителиатмосферноговоздуха:оксидидиоксидуглерода,оксидыазотаисеры,сероводород,сероуглерод,углеводороды,альдегиды,озон,золаисажа,высокотоксичныевещества(свинец,мышьяк,ртуть,кадмий,фенол,формальдегид).Воздушныевыбросыпредприятийбиотехнологиисодержатмикроорганизмыиорганическуюпыль(вт.ч.антибиотики,аминокислоты,белки).
8.Влияниезагрязненийатмосферноговоздуханаздоровьенаселения.
Ионизациямолекулиатомовгазоватмосферыпроисходитподдействиемкосмическихлучей,радионуклидовпочвы,воды,воздуха,коротковолновогоультрафиолетовогоизлученияСолнца.Имеющиезарядпылевыечастицыдольшеудерживаютсяввоздухеив2разаинтенсивнеезадерживаютсявдыхательныхпутях.Концентрацияаэроионовобеихполярностейопределяетсякакколичествоаэроионове/см3воздухаивчистомвоздухедолжнабыть≥400-600е/см3.Оседаянапылинкахимикробныхтелах,содержащихсяввоздухе,легкиеаэроионы(n)становятсятяжелыми(N).Ионизационныйрежимвоздушнойсредыопределяетсясоотношениемчислатяжелыхилегких(N/n),положительныхиотрицательныхаэроионов(n+/n),т.е.коэффициентомуниполярности.Допустимыйуровенькоэффициентауниполярности-0,4-1,0.Егоувеличениесвидетельствуетозагрязнениивоздуха.
Ежесуточнаяпотребностьчеловекаввоздухечрезвычайновеликаисоставляетоколо12м3(15кг).Атмосферныезагрязнениямогутоказыватьостроеихроническоерезорбтивноевоздействиеназдоровьечеловека,рефлекторноеираздражающеедействие,вызыватьотдаленныеэффекты.Рефлекторноеираздражающеевоздействиезагрязненийатмосферноговоздухапроявляетсяразличнымирефлекторнымиреакциями(конъюнктивит,кашель,тошнота,головнаяболь).Остроевоздействиезагрязненияатмосферноговоздухапроявляетсяприаварийныхвыбросахпромышленныхпредприятийилиобразованиитоксическихтумановиявляетсяпровоцирующимфакторомобостренияхроническихсердечно-сосудистых,легочных,аллергических(бронхиальнаяастма)заболеванийиповышенияобщейзаболеваемостиисмертности.Хроническоерезорбтивноевоздействиезагрязненийвоздухагородовявляетсянаиболеечастыминеблагоприятным.Ономожетбытьспецифическим,когдакомпонентзагрязненияявляетсяэтиологическимфакторомнарушенияздоровья.Хроническоенеспецифическоевоздействиезагрязненийатмосферноговоздухавызываетослаблениеиммунозащитныхсвойстворганизмаинарушенияфизическогоразвитиядетей,повышаетуровеньзаболеваемостиинфекционнымиинеинфекционнымиболезнями,способствуетобострениюхроническихбронхитов,эмфиземылегких,дерматитов,конъюнктивитовиострыхреспираторныхзаболеваний.
Присовместномодновременномвзаимозависимомвоздействиихимическихзагрязнителейвоздуханаоднуитужесистемуорганизмаможетиметьместолибо синергизм (усилениеэффектавоздействия,есливоздействиеоднонаправленно)или антагонизм (егоснижениеприразнонаправленномвоздействии);иринезависимомвоздействии- аддитивный эффект.Присовместномдействииразныхфакторовможетпроявитьсяновый коалитивный эффект,неприсущийниодномуизфакторовприихраздельномвоздействии.
9.Мероприятияпопрофилактикезагрязненийатмосферноговоздуха.
поселений,каксистемамероприятий,направленнаянауменьшениетехногенноговоздействиянаатмосферныйвоздух,обеспечивающаясохранениездоровьяиблагоприятнуюсредуобитания,иучитывающаяэкономическиеаспекты,подразделяетсянаследующиемеры:технологические(сокращениевредныхвыбросовватмосферу),санитарно-технические(очисткавыбросов),планировочные(дистанцированиеисточникавыбросовотселитебнойзоны),административные(управлениеперечисленнымивышемерами).Запрещеноразмещение,проектирование,строительствоивводвэксплуатациюобъектов,ввыбросахкоторыхприсутствуютвещества,неимеющиеутвержденныхгигиеническихнормативов(ПДКилиОБУВ)
ВРФсистемаконтроляинаблюдениязаатмосфернымвоздухомосуществляетсяврамкахсоциально-гигиеническогомониторингаФедеральнойслужбойгидрометеорологииимониторингаокружающейсреды(ГОСТ17.2.3.01-86,Федеральныхзаконах«Обохранеатмосферноговоздуха»и«Осанитарно-эпидемиологическомблагополучиинаселения»,СанПиН2.1.6.1032-01).
10.Гигиеническоенормирование,понятиеопредельно-допустимыхконцентрациях(ПДК).
Предельно-допустимаяконцентрация–показательгарантирующийсоблюденияотсутствияпрямогоиликосвенноговлиянияназдоровьенаселенияиусловияегопроживания.Дляотдельныйвеществустанавливается ориентировочный безопасный уровень воздействия загрязняющего атмосферу вещества (ОБУВ) – временныйгигиеническийнормативдлязагрязняющегоатмосферувещества,устанавливаемыйрасчетнымметодомдляцелейпроектированияпромышленныхобъектов
11.Приборыдлясанитарно-гигиеническогоисследованияатмосферноговоздуха.
Метеоскоп
Электрическийаспиратор
12.Методикасанитарно-гигиеническогоисследованияфизическихсвойстввоздуха.
Существуютдваосновныхспособаотборапробвоздухадляисследования:1)седиментационный-основаннамеханическомоседаниимикроорганизмов;2)аспирационный-основаннаактивномпросасываниивоздуха(этотметоддаетвозможностьопределитьнетолькокачественное,ноиколичественноесодержаниебактерий).