Параметры климата оказывают существенное влияние на самочувствие, состояние здоровья и работоспособность человека. Наилучшие условия — когда выделение теплоты человеком равняется ее отводу от человека, т. е. при наличии теплового баланса. Такие условия называются комфортными, а параметры микроклимата оптимальными.
Влияние климатических условий на самочувствие человека. Отклонение параметров климата (температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха) от комфортных приводит к нарушению теплового баланса. Так, например, понижение температуры окружающего воздуха приводит к повышению разности температур между телом человека и окружающей средой, а следовательно, к увеличению теплоотдачи от организма за счет теплопроводности, конвекции и излучения. Человек начинает испытывать недостаток тепла, ему становится холодно. Слишком сильное понижение температуры может привести к чрезмерному переохлаждению организма. Повышение скорости движения воздуха также увеличивает теплоотдачу от тела человека и может привести к его переохлаждению за счет возрастания отдачи теплоты конвекцией и при испарении пота. При переохлаждении организма уменьшается функциональная деятельность органов человека, скорость биохимических процессов, снижается внимание, затормаживается умственная
деятельность и, в конечном счете, снижается активность и работоспособность человека.
При повышении температуры могут иметь место обратные явления — тепловыделения человека начинают превышать теплоотдачу и может возникать перегрев организма. При этом также ухудшается самочувствие человека и падает его работоспособность. Переносимость человеком повышенной температуры и его ощущения в значительной мере зависят от влажности и скорости движения окружающего воздуха. Чем больше влажность, тем меньше испаряется пота, и, следовательно, уменьшается теплоотдача от организма за счет испарения. При температуре окружающего воздуха свыше 30°С теплоотдача от организма за счет конвекции и излучения незначительна, а при температуре окружающей среды равной температуре тела человека (36,5°С) отсутствует вовсе. При температуре окружающей среды большей температуры тела человека тепловой поток за счет конвекции и излучения наоборот направлен от окружающей среды к телу че- ловека. Поэтому в таких условиях практически вся выделяемая организмом человека теплота отдается окружающей среде при испарении пота. При высокой влажности пот не испаряется, а стекает каплями с поверхности кожного покрова, имеет место так называемое «проливное» течение пота. Высокая температура в сочетании с высокой влажностью оказывает изнуряющее воздействие на организм, т. к. в таких условиях не обеспечивается даже минимально необходимая теплоотдача от организма. Наблюдается интенсивный перегрев организма, человек не способен выполнять не только тяжелую физическую, но даже в течение длительного времени легкую работу. Эффективность всех видов умственного труда также резко снижается.
Не только избыточная влажность, но и недостаточная влажность отрицательно действует на организм человека. При небольшой влажности и особенно при высокой температуре окружающего воздуха из-за интенсивного испарения влаги со слизистых оболочек наблюдается их пересыхание, растрескивание, а затем и загрязнение болезнетворными микроорганизмами. С потом из организма человека выводятся вода и соли, их потеря ведет к сгущению крови и нарушению деятельности сердечно-сосудистой системы. Обезвоживание организма влечет за собой нарушение умственной деятельности, снижение остроты зрения. Сильное обезвоживание (на 15...20 %) может привести к смертельному исходу. При высокой температуре и недостатке воды в организме усиленно расходуются углеводы, жиры, разрушаются белки.
Длительное воздействие высокой температуры, особенно в сочетании с повышенной влажностью воздуха, может привести к перегреванию организма выше допустимого предела — гипертермии — состоянии, при котором температура тела поднимается до 38°С и выше. Следствием гипертермии может являться тепловой удар, при этом наблюдается головная боль, общая слабость, головокружение, тошнота, рвота, пульс и дыхание учащаются, появляется бледность, синюшность, расширяются зрачки, могут появляться судороги и произойти потеря сознания.
Длительное воздействие низкой температуры, особенно в сочетании с повышенной скоростью движения воздуха (ветром), может привести к
переохлаждению организма ниже допустимого предела — гипотермии. При продолжительном действии холода дыхание становится неритмичным, частота и объем вдоха увеличиваются, нарушается обмен веществ. Так, при интенсивном охлаждении скорость углеводных обменных процессов может возрасти в 3 раза в сравнении с уровнем основного обмена. Появляется мышечная дрожь, при которой никакой работы не совершается, а вся энергия превращается в теплоту. Это есть реакция организма, пытающегося увеличить интенсивность тепловыделений в организме и предотвратить снижение температуры внутренних органов. Однако при продолжении воздействия холода могут возникнуть холодовые травмы и даже наступить смерть.
Кроме температуры, влажности и скорости движения воздуха на самочувствие человека оказывает влияние такой климатический параметр, как барометрическое давление воздушной среды. Особенно чувствительны к изменению давления люди с заболеваниями сердечно-сосудистой системы и гипертонией. От давлепия существенным образом зависит дыхание человека, а точнее, поступление кислорода в организм человека. Основным элементом легких является большое число легочных пузырей — альвеол, стенки которых пронизаны сетью очень мелких (капиллярных) кровеносных сосудов. Общая поверхность альвеол взрослого человека достигает 100...150 м2. Кислород поступает в кровь, проникая через стенки альвеол за счет процесса диффузии. Интенсивность проникновения кислорода из альвеол в кровь (диффузии) определяется парциальным давлением кислорода в воздухе. Что такое парциальное давление? Воздух состоит из смеси газов — азота, кислорода, углекислого газа, инертных газов и др. Давление, которое имел бы каждый из газов, составляющих воздух, если бы удалить остальные газы из объема, занимаемого воздухом, называют парциальным. Общее давление воздуха склады- вается из парциальных давлений отдельных составляющих воздух газовых компонент. Поэтому, если из воздуха удалить все газы, кроме кислорода, находящегося в нем, то давление будет равно парциальному давлению кислорода. Наиболее интенсивная диффузия кислорода из альвеол в кровь при парциальном давлении кислорода 100...120 мм рт. ст. (1 мм рт. ст. = 132 Па). При парциальном давлении кислорода ниже этих пределов снижается проникновение кислорода в кровь, что приводит к затруднению дыхания и увеличению нагрузки на сердечно- сосудистую систему человека.
Изменение давления за счет климатических условий невелико, поэтому здоровые люди не наблюдают каких-либо заметных изменений в своем самочувствии. Однако с изменением высоты атмосферное давление, а следовательно, и парциальное давление кислорода меняется весьма существенно. Это особенно заметно при подъеме в горах. Так, на высоте 3 км парциальное давление кислорода равно примерно 70 мм рт. ст., на высоте 4 км — 60 мм рт. ст. При недостаточном парциальном давлении кислорода наступает кислородное голодание — гипоксия. При гипоксии появляется головная боль, головокружение, замедленная реакция, нарушение нормальной работы органов слуха и зрения, нарушение обмена веществ. К таким условиям человек может адаптироваться (приспособиться) за счет постепенной акклиматизации к
длительному пребыванию на различных высотах. Известно расположение населенных пунктов на высоте около 4 км. На больших высотах длительное пребывание затруднено. Здоровые, тренированные люди (например, альпинисты) могут переносить пребывание на больших высотах, однако и для них это экстремальные условия, и их работоспособность при этом снижается. Известны случаи подъема альпинистов (в том числе отечественных) на высочайшую вершину мира Джомолунгму (г. Эверест — 8848 м) без использования кислородных масок.
С гипоксией человек может встретиться не только в горах на больших высотах, но и при полете на самолете при разгерметизации кабины. Как правило, на производстве давление воздушной среды может лишь незначительно отличаться от давления окружающей среды. Однако для ряда профессий давление воздушной среды является исключительно важным не только для самочувствия человека, но и для его жизни — например, летчиков и водолазов.
Контрольные вопросы:
1. От чего зависит выделение теплоты в организме человека
2. Что нужно делать, если вам холодно или жарко
3. За счет, каких механизмов осуществляется обмен теплой между человеком и окружающей средой. Объяснить сущность этих механизмов
4. Как нужно изменить параметры климата для того, чтобы увеличить отдачу тепла от человека окружающей среде (ам жарко) или наоборот ее уменьшить (вам холодно)
5. Что такое относительная влажность
6. Как влияют параметры микроклимата на самочувствие человека
7. Что такое гипоксия, при каких условиях и почему она возникает
8. Что такое комфортные и дискомфортные условия
9. Как влияет барометрическое давление на самочувствие человека