Фізичні фактори повітряного середовища впливають на організм людини комплексно, що підтверджується однаковим тепловим відчуттям при різних поєднаннях температури, вологості, рухливості повітря.
Залежно від харчування, одягу, обсягу виконуваної роботи тепловий стан людини змінюється в широких межах. Об’єктивна оцінка теплового стану людини необхідна для гігієнічного нормування фізичних факторів повітряного середовища. Тепловий стан організму об’єктивно відбивають температура тіла і шкіри, пульс і частота дихання, артеріальний тиск, газообмін, потовиділення і т.д. Серед цих методів істотне значення має вивчення реакції нервової системи на термічні подразники. Крім об’єктивної оцінки змін функцій організму, вивчають суб’єктивні теплові відчуття людини – «найпростіший суб’єктивний сигнал об’єктивних відносин організму до зовнішнього світу» (І.П. Павлов).
Комплексний вплив фізичних властивостей повітряного середовища найбільш виражений в мікрокліматі закритих приміщень (житлові, громадські і промислові приміщення). Формування мікроклімату залежить від діяльності людини, планування і розташування приміщень, властивостей будівельних матеріалів, кліматичних умов даної місцевості, від вентиляції і опалення.
У гігієнічній практиці проводиться оцінка температурного режиму приміщення, тобто вимірюється температура повітря в 9 точках: по вертикалі на рівні 0,2; 1,0; 1,5 м від підлоги, тобто в зоні лінійних розмірів «стандартної людини», і в 3 точках по діагоналі приміщення біля зовнішньої і внутрішньої стіни та у центрі приміщення. Результати дозволяють визначити перепади температури повітря у просторі і оцінити мікроклімат.
Мікроклімат виробничих приміщень значною мірою визначається технологічним процесом, кількістю працюючих, характером вентиляційних пристроїв, типом опалення й ін. У деяких цехах (гарячі, холодні цехи) формується особливий мікроклімат, що може шкідливо впливати на теплообмін, погіршувати самопочуття людей. У цих випадках мікроклімат є професійною шкідливістю. У гарячих цехах варто враховувати як дійсну, так і кліматичну температуру, тобто температуру повітря з урахуванням впливу потоку інфрачервоних променів від нагрітих предметів. Наприклад, у гарячих цехах кліматична температура може становити 50 – 60 °С, а дійсна температура не перевищує 28—35°С. У гігієнічній практиці для вимірювання дійсної температури повітря використовують сухий термометр аспіраційного психрометра, резервуар якого захищений металевим кожухом від інфрачервоних променів.
Вплив на організм атмосферного тиску
Повітря має масу і вагу, гравітаційне поле робить повітряні маси біля поверхні землі найбільш щільними, отже, повітря має найбільший тиск. Із підняттям на висоту щільність і тиск повітря зменшуються. Якщо на рівні моря 1 м3 повітря важить 1293 мг, то на висоті 20 км його вага становить лише 64 мг, тобто при однаковому відсотковому вмісті кисню його вагова концентрація на висоті 20 км приблизно у 20 разів менше, ніж на рівні моря.
На поверхні землі коливання атмосферного тиску пов’язані з погодними умовами і не перевищують 4 – 10 мм рт. ст. Однак можливі істотні підвищення і зниження атмосферного тиску, які здатні привести до несприятливих змін в організмі.
Знижений атмосферний тиск сприяє розвитку у людей симптомокомплексу, відомого під назвою «висотна хвороба». «Висотна хвороба» може виникати при швидкому піднятті на висоту і, як правило, трапляється у льотчиків та альпіністів у разі відсутності заходів, що захищають від впливу зниженого атмосферного тиску. Висотна хвороба виникає у результаті зниження парціального тиску кисню у повітрі, яке вдихується, що призводить до кисневого голодування тканин. Парціальний тиск – це тиск одного із газів газової суміші у певному об’ємі, якби він займав цей об’єм один. Парціальний тиск кисню у атмосферному повітрі становить
= 760 х 20,9/100 158,8 мм рт.ст.
Парціальний тиск водяної пари у альвеолярному повітрі завжди більш менш сталий – 47 мм рт.ст. Концентрація кисню у альвеолах не перевищує 14,5 %, тобто парціальний тиск цього газу дорівнює
= (760 – 47) х 14,5/100 103 мм рт.ст.
Парціальний тиск кисню у венозній крові становить 40 мм рт.ст. Саме різниця у парціальних тисках кисню у альвеолярному повітрі і веозній крові забезпечує газообмін шляхом простої діфузії через альвеолярну мембрану.
Слід також зазначити, що крім кисню у альвеолярноу повітрі завжди присутні приблизно 5 % СО2 (39 мм рт.ст.). Внаслідок цього при піднятті угору парціальний тиск кисню зменшується швидше, ніж атмосферний тиск. Тому на певній висоті (приблизно 15 км), де парціальний тиск кисню буде дорівнювати або меншим сумарного парціального тиску у альвеоалах водяної пари та вуглекислоти, кисню у альвеолярному повітрі не буде зовсім. У реальності кисневе голодування починає відчуватися же на висоті 4 км і вище.
Із зниженням парціального тиску кисню зменшується насиченість киснем гемоглобіну з порушенням постачання кисню клітинам. Резерв кисню в організмі не перевищує 0,9 л і визначається кількістю розчиненого в плазмі крові кисню. Цього резерву досить лише на 5-6 хв життя, після чого стрімко розвиваються явища кисневої недостатності. До кисневого голодування найбільш чутливі мозкові клітини, тому що кора головного мозку споживає кисню у 30 разів більше на одиницю маси, ніж всі інші тканини. Мозкові клітини гинуть раніше, ніж падає тонус грудних м’язів, коли ще можливі дихальні рухи. Перші симптоми кисневої недостатності визначаються при піднятті на висоту 3000 м без кисневого приладу.
У процесі поступової адаптації до зниженого атмосферного тиску в організмі розвиваються компенсаторно-пристосувальні механізми (збільшення числа еритроцитів, підвищення рівня гемоглобіну, зміна окисних процесів в організмі і т.д.), що дозволяють зберегти здоров’я і працездатність, що можна спостерігати у жителів високогірних районів Дагестану, Паміру, Перу, де селища розташовані на висоті 2500- 4500 м над рівнем моря.
Підвищений атмосферний тиск є основним виробничим фактором при будівництві підводних тунелів, метро, при проведенні водолазних робіт і т.д.
Для проведення робіт під водою або під землею в ґрунтах, насичених водою, споруджуються особливі робочі камери – кесони. Кесон заповнюється стисненим повітрям, що витісняє воду з робочого простору. На тиск стовпа в 1 атм. у кесоні підвищується тиск на 1 атм. більше звичайного атмосферного тиску (1 аті.). У виробничих умовах залежно від заглиблення кесона додатковий тиск становить від 0,2 до 4 атм. При роботі в кесонах відзначають 3 періоди: період компресії, тобто період опускання в кесон, коли відбувається поступове збільшення тиску більше звичайного, період роботи в кесоні в умовах підвищеного тиску і період декомпресії, коли відбувається підняття робітників на поверхню землі, тобто вихід із зони підвищеного в зону нормального атмосферного тиску. Період компресії і другий період перебування робітників у кесонах або водолазів під водою (в умовах підвищеного атмосферного тиску), при дотриманні правил безпеки переносяться без яких-небудь виражених неприємних відчуттів. У зоні підвищеного атмосферного тиску відбувається насичення крові і тканин організму газами повітря, головним чином азотом. Це насичення триває до вирівнювання парціального тиску азоту в повітрі з парціальним тиском азоту в тканинах.
Швидше за все насичується кров, повільніше – жирова тканина. У той самий час жирова тканина насичується азотом в 5 разів більше, ніж кров або інші тканини. Загальна кількість азоту, розчиненого в організмі під підвищеним атмосферним тиском, може досягати 4-6 л порівняно з 1 л розчиненого при нормальному тиску.
При швидкому переході із зони підвищеного атмосферного тиску в зону нормального порушуються процеси десатурації азоту із тканин і рідин організму. Швидкість десатурації азоту з різних тканин не однакова, наприклад, слабко васкуляризована жирова тканина повільно віддає азот.
При швидкій декомпресії створюється більша різниця між парціальним тиском азоту в альвеолярному повітрі і парціальним тиском азоту, розчиненого в тканинах організму. Азот не встигає виділитися через легені і залишається в крові та тканинах у вигляді пухирців. Небезпека газової емболії виникає тоді, коли парціальний тиск азоту в тканинах буде вище парціального тиску азоту в альвеолярному повітрі більш ніж у 2 рази. Газова емболія призводить до тяжкого професійного захворювання – кесонної хвороби. Тяжкість і симптоматика кесонної хвороби визначаються локалізацією і масивністю закупорення судин газовими емболами. У результаті повільної десатурації жирової тканини частіше вражаються тканини з більшим вмістом ліпідів – центральна і периферична нервова система, підшкірна жирова клітковина, кістковий мозок, суглоби.
Розроблено різноманітні інженерно-технічні, санітарно-гігієнічні й лікувальні заходи, що попереджають виникнення кесонної хвороби.
Електричний стан повітряного середовища
Електричний стан атмосферного повітря характеризують його іонізація, електричне поле земної атмосфери, грозова електрика, природна радіоактивність.
Під іонізацією повітря розуміють розпад газових молекул й атомів під впливом іонізаторів. До іонізаторів відносять радіоактивне випромінювання ґрунту і повітря, ультрафіолетове і світлове випромінювання сонця, космічні випромінювання, розпилення води (балоелектричний ефект). Число іонів, що утворюються в 1 мол. газу за одиницю часу, називається інтенсивністю іонізації.
У результаті іонізації від нейтрального атома відокремлюється електрон, що приєднується до іншого нейтрального атома, утворюючи негативний іон. Частина атома, що залишилася, стає позитивно зарядженим іоном. До знову утворених іонів приєднуються газові молекули, створюючи більш стійкі іони з позитивним або негативним зарядом. Це так звані легкі аероіони, швидкість їхнього пересування становить 1-2 дм/с, час існування 1-2 хв. Вони швидко рекомбінуються.
Легкі аероіони можуть приєднувати до себе пилові частинки, мікробні тіла, перетворюючись у середні, важкі і надважкі іони. Важкі іони менш рухливі, їх швидкість не перевищує 0,0005 дм/с, вони міцно утримують заряд. Поряд з утворенням іонів в атмосфері відбуваються процеси їхнього знищення у результаті об’єднання іонів протилежного заряду. В атмосфері постійно відбуваються процеси іоноутворення та іонознищення і установлюється певна іонізаційна рівновага. Кількість легких іонів залежить від географічних, геологічних умов, погоди, рівня радіоактивності навколишнього середовища, забруднення атмосферного повітря. Іонізаційний режим повітряного середовища визначається відношенням числа важких іонів до числа легких іонів (N/n) і відношенням кількості позитивних іонів до числа негативних іонів — коефіцієнтом уніполярності (п+/n-).
Більш забруднене повітря має вищий коефіцієнт. Наприклад, в 1 см3 повітря курортних місцевостей утримується 2000—3000 легких іонів, в 1 см3 повітря промислових міст число легких іонів зменшується до 40. Зменшення числа легких іонів свідчить про погіршення стану атмосферного повітря. Легкі іони поглинаються у процесі дихання, адсорбуються шкірою, одягом. З подихом у повітря приміщень виділяється багато важких іонів. Отже, зміна іонізаційного режиму є чутливим показником чистоти повітряного середовища в житлових і громадських приміщеннях. На цей час доведено багатобічну дію аероінів на організм. Фізіологічний механізм дії іонізованого повітря включає електрообмін у легеневій тканині і нейрорефлекторні реакції на подразнення аероіонами рецепторів шкіри і слизових оболонок.
Під дією високих концентрацій негативних легких іонів (до 100000 в 1 см3 повітря) у людей відбуваються сприятливі зміни в газовому і мінеральному обміні, стимулюються обмінні процеси, прискорюється загоєння ран. У цей час штучна негативна іонізація повітря використовується для лікування гіпертонічної хвороби, бронхіальної астми, алергічних реакцій. Позитивні іони пригнічують людину, викликаючи стан сонливості, депресію, знижують працездатність. Легкі іони є показниками санітарного благополуччя повітряного середовища. Є досвід використання штучних іонізаторів повітря для створення сприятливого іонізаційного режиму в житлових і громадських будівлях. Широке використання таких приладів на практиці стримується відсутністю ефективних і простих методів контролю за іонізацією повітря.
Одним із елементів електричного стану повітряного середовища є електричне поле Землі. Атмосфера являє собою позитивний полюс. Напруженість електричного поля атмосфери вимірюється потенціалом у вольтах на 1 м висоти, біля поверхні землі вона становить 130 В/м. Різниця напруги між головою і ногами середньої людини становить близько 250 В. Оскільки земля заряджена негативно, позитивні іони рухаються до земної поверхні, негативні відштовхуються від неї. У такий спосіб в атмосфері утворюється спрямований по вертикалі до землі струм. При градієнті потенціалу 100 В/м сила цього струму становить 2,2 • 10-16 А/см2. Напруженість електричного поля атмосфери різна по сезонах року. У середніх широтах вона вище взимку. Наприклад, узимку напруженість електричного поля становить 260 В/м, улітку – 100 В/м. Погода (дощ, сніг, туман) впливає на величину електричного поля атмосфери; з підвищенням атмосферного тиску, появою туманів електричне поле атмосфери збільшується в 2-5 разів. Особливо сильні зміни електричного поля атмосфери відбуваються під час грози. Нерідко протягом 1-2 год градієнт потенціалу досягає значних величин, причому величина поля може змінювати свій знак, досягаючи значень від -2000 до +1800 В/м.
Біологічна дія електричного поля атмосфери вивчена недостатньо. Є відомості про його вплив на мінеральний обмін між ґрунтом і рослинами. Встановлено, що атмосферна електрика впливає на організм і бере участь у розвитку метеотропних реакцій при різкій зміні погоди
CATEGORIES:
Tags:
No responses yet