Воздух - один из важнейших элементов окружающей среды. Его наличие - необходимое условие поддержания жизни на Земле. Атмосфера Земли является важным климатообразующим фактором, влияет на терморегуляцию человека, участвует в жизнеобеспечении населения, служит источником сырья промышленного производства при добыче из воздуха азота, кислорода, аргона, гелия. Ближайший к поверхности Земли слой атмосферы - тропосфера. Это место постоянного обитания человека. Верхняя граница тропосферы на экваторе простирается в среднем до высот 15 - 18 км, на полюсах - до 8 - 10 км, в средних широтах - до 10 - 12 км. В этом слое в основном происходят явления, которые мы именуем погодой. Здесь возникают все основные виды облаков, выпадают осадки, формируются воздушные массы и фронты, образуются циклоны и антициклоны. Тропосфера характеризуется относительным постоянством химического состава, неустойчивостью физических свойств воздуха. К физическим свойствам воздуха относятся: - температура, - влажность, - скорость движения воздуха; - атмосферное давление; - солнечная радиация; - электрическое состояние атмосферы. Температура воздуха: является постоянно действующим фактором, определяющим тепловое состояние внешней среды и организма человека, т.е. теплообмен. Теплообмен человека состоит из двух процессов: теплопродукции и теплоотдачи. Теплопродукция происходит за счет окисления пищевых веществ и освобождения тепла при мышечных сокращениях, а также от тепла солнца и нагретых предметов, теплого воздуха и горячей пищи. Теплоотдача осуществляется проведением, или конвекцией (за счет разницы температур тела и воздуха), излучением (за счет разницы температур тела и предметов), и испарением (с поверхности кожи, через легкие и дыхательные пути). В состоянии покоя теплопотери конвекцией составляют 15,3 %, излучением - 55,6 %, испарением - 29,1 %. Человек обладает способностью регулировать интенсивность теплопродукции и теплоотдачи, благодаря чему температура его тела остается, как правило, постоянной. Однако при значительных изменениях метеорологических факторов среды состояние теплового равновесия может нарушаться и вызвать в организме патологические сдвиги. Считается, что комфортное тепловое состояние среды и человека наблюдается при температуре воздуха 17° - 22° С, предельно допустимое - 15° С - 25° С. При воздействии на организм низких температур воздуха наблюдается нарушение трофики тканей с дальнейшем развитием невритов, миозитов, понижение резистентности организма за счет рефлекторного фактора, что способствует развитию патологических состояний как инфекционной, так и неинфекционной природы. Местное охлаждение может обуславливать возникновение простудных заболеваний. Это связано с рефлекторным снижением температуры слизистой оболочки верхних дыхательных путей (носоглотки). Крайняя степень переохлаждения проявляется в форме обморожений разных участков тела и может привести к гибели человека. Низкие температуры используются: при оказании первой медицинской помощи (мешки со льдом, холод), в криотерапии, закаливании. При длительном воздействии высокой температуры воздуха нарушается водно-солевой и витаминный обмен. Особенно характерны эти изменения при выполнении физической работы и усиленном потоотделении, которое ведет к потере жидкости, солей и водорастворимых витаминов. При высокой температуре воздуха изменяется деятельность ЖКТ. Выделение из организма хлор-иона. Прием большого количества воды сопровождаются угнетением желудочной секреции и снижением бактерицидности желудочного сока, что создает условия для развития воспалительных процессов в ЖКТ. Установлено, что потеря более 30г натрия хлорида ведет к мышечным спазмам и судорогам. Влияние высокой температуры воздуха отрицательно сказывается и на функциональном состоянии ЦНС, что проявляется в ослаблении внимания, нарушении точности и координации движений, замедлении реакции. Это приводит к снижению качества работы и увеличению производственного травматизма. Длительное воздействие высокой температуры на организм может привести к ряду заболеваний. Наиболее частое осложнение - 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 градусов и более. У пострадавших наблюдается 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. Наблюдается быстрый подъем температуры до 41°С и выше, падение артериального давления, потеря сознания, нарушение состава крови, судороги. Дыхание становится частым (до50 - 60 в минуту) и поверхностным. При оказании первой помощи необходимо принять меры к охлаждению организма (прохладный душ, ванна и др.) В качестве положительного действия высокие температуры используются в физиотерапии, закаливании. Измерение температуры проводится термометрами, термографами. Влажность воздуха - содержание в воздухе водяных паров. В комплексе с температурой и подвижностью воздуха определяет теплообмен организма. Влажность воздуха обуславливается испарением воды с поверхности морей, океанов, больших рек и озер. Вертикальный и горизонтальный воздухообмен способствует распространению влаги в тропосфере Земли. Относительная влажность подвержена суточным колебаниям, что связано, прежде всего, с изменениями температуры, чем выше температура воздуха, тем большее количество водяных паров требуется для его полного насыщения. При исследованиях находят абсолютную, максимальную, относительную влажность, дефицит насыщения влажности и точку росы. Абсолютная влажность дает представление об абсолютном содержании водяных паров в воздухе, но не показывает степени его насыщения, выражается в граммах в кубическом метре воздуха (г/м3). Максимальная влажность - количество водяных паров, необходимое для полного насыщения 1 м3 влагой при данной t0(г/м3). В гигиенической практике, как правило, учитывают относительную влажность воздуха. Относительная влажность - отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах, т.е. процент насыщения воздуха водяными парами в момент наблюдения. Дефицит насыщения - разница между максимальной и абсолютной влажностью. Точка росы - температура, при которой находящиеся в воздухе водяные пары насыщают пространство одного кубического метра воздуха. Наиболее гигиеническое значение имеет относительная влажность. В гигиенической практике считается, что оптимальная величина относительной влажности находится в пределах 30 - 60 %. Высокие температуры легче переносятся при сухом воздухе, а при большой относительной влажности (более 90 %) испарение пота прекращается и может наступить перегревание организма. При умеренной относительной влажности до 70 %, потоиспарение усиливается и перегревание не наступает. При низких температурах сухой воздух снижает теплопотери ввиду плохой теплопроводности. Чрезмерно сухой воздух (с относительной влажностью менее 20 %) высушивает слизистую оболочку верхних дыхательных путей, вызывает трещины, инфицирование и воспаление. Приборы для определения влажности: психрометр, гигрометр, гигрограф. Скорость движения (подвижность) воздуха. Движение воздуха принято характеризовать направлением и скоростью. Направление определяется той стороной света, откуда дует ветер (можно определить флюгером). Отмечено, что для каждой местности характерна определенная повторяемость ветров преимущественно одного направления. Для выявления закономерности направлений используют специальную графическую величину - розу ветров, представляющую собой линию румбов, на которых отложены отрезки, соответствующие по длине числу и силе ветров определенного направления. Знание этой закономерности позволяет правильно осуществлять расположение на территориях, предназначенных для строительства промышленных предприятий, жилых зданий, объектов общественного назначения. Гигиеническое значение движения воздуха состоит, прежде всего в том, что оно способствует вентиляции жилых кварталов и расположенных там зданий. А также приводит к самоочищению атмосферы от поступающих загрязнений. Воздействие подвижности воздуха на человека появляется в увеличении теплоотдачи с поверхности тела. При низкой температуре окружающей среды усиливается процесс охлаждения организма, при относительно высокой температуре воздуха путем конвекции и испарения увеличивается теплоотдача, что предохраняется организм от перегревания. Наиболее благоприятная скорость движения атмосферного воздуха - 1 - 5 м/сек, в помещениях - 0,1 - 0,3 м/сек. Направление и силу ветра учитывают при строительстве и планировке населенных мест. Приборы для измерения скорости движения воздуха: анемометры. Атмосферное давление. Подвергаясь силе земного притяжения, атмосфера оказывает давление на поверхность земли и на все объекты, находящиеся на ней. На уровне моря эта величина равна 760 мм рт. ст. Вследствие того, что наружное давление полностью уравновешивается внутренним, организм человека практически не ощущает тяжести атмосферы. На поверхности земли колебания атмосферного давления связаны с погодными условиями и не превышают 4-10мм рт. ст. Однако возможны существование повышения и понижения атмосферного давления, которого могут привести к неблагоприятным изменениям в организме. Здоровые люди обычно не замечают этих колебаний, и они практически не оказывают влияния на их самочувствие. Однако у определенной категории, например, у лиц пожилого возраста, страдающих ревматизмом, невралгиями, гипертонической болезнью и другими заболеваниями, эти колебания вызывают изменения самочувствия, что приводит к нарушению отдельных функций организма. Пониженное атмосферное давление способствует развитию у людей симптомокомплекса, известного под названием высотной (горной) болезни. Эта болезнь может возникать при подъеме на высоту и, как правило, встречается у летчиков и альпинистов в случае отсутствия мер (приборов), предохраняющих от влияния пониженного атмосферного давления. Высотная болезнь возникает в результате понижения парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе, что приводит к кислородному голоданию тканей (гипоксии). По мере падения парциального давления кислорода уменьшается насыщенность кислородом гемоглобина с последующим нарушением снабжения клеток кислородом. Первые симптомы кислородной недостаточности определяются при подъеме на высоту 3000 м. К кислородному голоданию наиболее чувствительна мозговые клетки, так как кора головного мозга потребляет в 30 раз больше кислорода на единицу массы, чем все другие ткани. Мозговые клетки гибнут раньше, чем падает тонус грудных мышц, когда еще возможны дыхательные движения. В результате нарушения деятельности центральной нервной системы (ЦНС) появляются усталость, сонливость, тяжесть в голове, головная боль, нарушения координации движений, повышенная возбудимость, сменяемая апатией и депрессией. При более глубокой гипоксии отмечаются нарушения работы сердца: тахикардия, пульсация артерий (сонной, височной и др.), изменения на ЭКГ, моторной и секреторной функций ЖКТ, меняется периферический состав крови. Повышенное атмосферное давление - основной производственный фактор при строительстве подводных туннелей, метро, при проведении водолазных работ и т. д. Кратковременному (мгновенному) воздействию высокого давления подвергаются лица при разрыве бомб, мин, снарядов, а также при выстрелах и запусках ракет. Чаще всего работа в условиях повышенного атмосферного давления осуществляется в специальных камерах - кессонах или скафандрах. При работе в кессонах различают три периода: компрессии, пребывания в условиях повышенного давления и декомпрессии. Компрессия характеризуется незначительными функциональными нарушениями: шумом в ушах, заложенностью, болевыми ощущения вследствие механического давления воздуха на барабанную перепонку. Пребывание в условиях повышенного давления обычно сопровождается легкими функциональными нарушениями: урежением пульса и частоты дыхания, снижением максимального и повышением минимального артериального давления, понижением кожной чувствительности и слуха. В зоне повышенного атмосферного давления происходит насыщение крови и тканей организма газами воздуха (сатурация), главным образом азотом. Оно продолжается до уравнивания парциального давления азота в окружающем воздухе с парциальным давлением азота в тканях. Быстрее всего насыщается кровь, медленнее - жировая ткань. В то же время жировая ткань насыщается азотом в 5 раз больше, чем кровь или другие ткани. Общее количество азота, растворенного в организме при повышенном атмосферном давлении, может достигать 4 - 6 л, тогда как при нормальном давлении оно составляет 1 л. (наркотическое действие азота). В период декомпрессии в организме наблюдается обратный процесс - выведение из тканей газов (за 1 мин - 150 мл азота). Однако при быстрой декомпрессии азот не успевает выделяться и остается в крови и тканях в виде пузырьков, причем наибольшее их количество скапливается в нервной ткани и подкожной клетчатке. Отсюда и из других органов азот поступает в кровеносное русло и вызывает газовую эмболию (кессонную болезнь). Опасность газовой эмболии возникает тогда, когда парциальное давление азота в тканях выше парциального давления азота в альвеолярном воздухе более чем в 2 раза. Характерным признаком этого заболевания являются тянущие боли в области суставов и мышц. При эмболии кровеносных сосудов ЦНС наблюдаются головокружение, головная боль, расстройство походки, речи, судороги. В тяжелых случаях возникают парезы конечностей, расстройство мочевыделения, поражаются легкие, сердце, глаза и т.д. для предупреждения возможного развития кессонной болезни важны правильная организация декомпрессии и соблюдение рабочего режима. В медицинской практике используются специальные барокамеры с повышенным барометрическим давлением, способствующие быстрому насыщению тканей больного кислородом, что дает лечебный эффект при некоторых заболеваниях. Для определения атмосферного давления используются такие приборы как: барометр, барограф. Солнечная радиация. Солнечная радиация - важнейший фактор существования жизни на Земле. С физической точки зрения солнечная энергия представляет собой поток электромагнитных излучений с различной длинной волны. В гигиеническом отношении особый интерес представляет оптическая часть солнечного спектра, которая разделяется на три диапазона: инфракрасные лучи с длиной волн от 28000 до 760 нм, видимую часть спектра - от 760 до 400 нм и ультрафиолетовую часть - от 400 до 10 нм. Установлено, что солнечная радиация оказывает мощное биологическое действие: стимулирует физиологические процессы в организме, влияет на обмен веществ, общий тонус, улучшает самочувствие человека, повышает его работоспособность. По биологической активности инфракрасные лучи делятся на коротковолновые - с диапазоном волн от 760 до 1400 нм и длинноволновые - с диапазоном волн от 1400 до 28000 нм. Инфракрасное излучение оказывает на организм тепловое воздействие, которое в значительной мере определяется поглощением лучей кожей. Для лечения некоторых воспалительных заболеваний используют коротковолновое инфракрасное излучение, которое обеспечивает прогревание глубоких тканей без субъективного ощущения жжения кожи. Напротив, длинноволновая инфракрасная радиация поглощается поверхностными слоями кожи. Где сосредоточены терморецепторы, чувство жжения при этом выражено. Наиболее интенсивное неблагоприятное воздействие инфракрасной радиации наблюдается в производственных условиях. У работающих горячих цехов, стеклодувов и производителей других профессий, имеющих контакт с мощными потоками инфракрасной радиации, понижается электрическая чувствительность глаза, увеличивается скрытый период зрительной реакции, ослабляется условно-рефлекторная реакция сосудов. Инфракрасные лучи способны проходить через мозговую оболочку и воздействовать на рецепторы мозга. Вследствие нагрева мозговых оболочек коры больших полушарий возможно развитие солнечного удара. У пострадавших отмечают сильное возбуждение, потерю сознания, судороги и ряд других изменений состояния. Под воздействием инфракрасной радиации возможны поражение органов зрения в виде катаракты, изменения иммунологической реактивности организма и др. Интенсивность видимого спектра солнечной радиации у поверхности Земли зависит от погоды, высоты стояния Солнца над горизонтом, запыленности воздуха и ряда других факторов. Видимый свет оказывает общебиологическое действие. Это проявляется не только в специфическом влиянии на функции зрения, но и в определенном воздействии на функциональное состояние ЦНС и через нее - на все органы и системы. Организм реагирует не только на ту или иную освещенность, но и на весть спектр солнечного света. Оптимальное условие для зрительного аппарата создают волны зеленой и желтой зоны спектра, лучи оранжево- красной части спектра могут вызывать возбуждение и усиливать чувство тепла. Угнетающим действием, усиливающим тормозные процессы в ЦНС, обладают сине-фиолетовые лучи солнечного спектра. Ультрафиолетовая радиация (излучение) составляет 1 % солнечного спектра, обладает общебиологическим и специфическим действием. Общебиологическое действие - ультрафиолетовые лучи, попадая на кожу, оказывают общеоздоровительное и тонизирующее действие, вызывают положительные сдвиги в клеточных и тканевых белках, рефлекторно влияют на весь организм, под их действием образуются биологически активные вещества, стимулирующие многие функции организма, активизируются ферменты и все виды обмена веществ, повышается деятельность щитовидной железы и других эндокринных желез, улучшается иммунитет. Специфическое антирахитическое действие проявляется в синтезе витамина D. При недостаточном облучении ультрафиолетовыми лучами антирахитического спектра страдают фосфорно-кальциевый обмен, нервная система, паренхиматозные органы, система кроветворения, снижаются окислительно-восстановительные процессы, нарушается стойкость капилляров, снижаются работоспособность и сопротивляемость простудным заболеваниям. У детей возникает рахит с определенными клиническими симптомами, у взрослых нарушается фосфорно-кальциевый обмен на почве гиповитаминоза D, что проявляется в плохом срастании костей при переломах, ослаблении связочного аппарата суставов, быстрым разрушением эмали зубов (остеопороз). Ультрафиолетовая радиация антирахитического спектра легко поглащается и рассеивается в запыленном атмосферном воздухе. В связи с этим жители промышленных городов, где атмосферный воздух загрязнен различными выбросами, испытывают «ультрафиолетовое голодание». Недостаточность естественного ультрафиолетового излучения испытывают также жители Крайнего Севера, работающие в темных помещениях, и т.д. Для восполнения естественного солнечного облучения этих контингентов людей дополнительно облучают искусственными источниками ультрафиолетовой радиации либо в специальных фотариях. Бактерицидное действие УФ-радиации используется в медицине при санации воздушной среды операционных, асептических блоках аптек, микробиологических блоках и т.д. Бактерицидные лампы с указанным выше спектром применяются для обеззараживания молока, дрожжей, безалкогольных напитков, лекарств и др. Однако действие ультрафиолетовых лучей на организм не всегда благоприятно. Интенсивное солнечное облучение может приводить к ухудшению здоровья - поражению кожи, глаз, провоцировать развитие опухолей. Погода, климат и их гигиеническое значение Погода - состояние атмосферы над данной территорией в короткий промежуток времени, характеризуется совокупностью метеорологических факторов (температура, влажность, скорость, направление ветра, атмосферное давление). Погода влияет на физиологическое состояние человека и его здоровье. Характер и выраженность метеотропных реакции зависят от состояния организма. Пожилые люди, страдающие сердечно- сосудистыми и костно-мышечными заболеваниями, более чувствительны к неблагоприятным и резким изменениям погоды «метеолабильные, метеозависимые». Под климатом понимают характерный для данной местности многолетний режим погоды. Микроклимат - особенности климата в условиях ограниченной территории. Можно говорить о микроклимате города, помещения и т.д. Акклиматизация - сложный процесс активного приспособления к новым климатическим условиям. Эти процессы необходимо учитывать при переезде в местность с другим климатом независимо от того, будет ли это курортное лечение, экспедиция, либо служба в войсковых частях.