Лекция 2-3. Гигиеническое значение воздушной среды (4 часа)

Ключевые понятия:физические и химические свойства воздуха, атмосферное давление, влажность, движение воздуха, механические и химические загрязнители воздуха, санация воздуха, физическая и химическая терморегуляция.

План лекции:

1. Гигиеническая характеристика и диагностика воздушной среды.

2. Гигиеническое значение физических свойств воздуха на организм при занятиях физической культурой и спортом.

3. Методика оценки комплексного влияния метеофакторов на организм человека. Сущность химической и физической терморегуляции.

4. Гигиеническое значение химического состава воздуха и нормы содержания основных компонентов воздушной среды.

5. Влияние загрязнений воздушной среды на организм человека. Методы санации воздуха.

1. Воздух относится к важнейшим факторам окружающей среды, постоянно действующим на организм человека. Влияние воздуха происходит через климатические и погодные факторы. Кроме прямого воздействия на организм, воздух оказывает косвенное влияние, изменяя гигиенические свойства условий в помещениях, одежды, почвы, питания и т. д. Физиологическое значение воздуха заключается в том, что он необходим человеку для дыхания, участвует в окислительно-восстановительных реакциях и теплообмене, является резервуаром для продуктов газообмена, разбавляет до безопасных концентраций загрязнители, является эффективным средством закаливания и оздоровления. К гигиеническим показателям характеризующим воздух относятся: физические свойства воздуха (температура, влажность, атмосферное давление, движение воздуха, ионизация ); химические свойства воздуха (постоянные газовые компоненты и посторонние примеси); механические примеси (пыль, дым, сажа, пыльца растений); бактериальная загрязненность (наличие микроорганизмов). Гигиеническая характеристика воздушной среды дается на основании сопоставления результатов исследований с гигиеническими нормами.

2. Атмосферное или барометрическое давление – это давление столба воздуха на земную поверхность и все предметы (включая живых существ), находящиеся на ней. Атмосферное давление непостоянно и неравномерно и зависит от географической широты, времени года и суток, высоты над уровнем моря. Нормальным атмосферным давлением принято считать давление равное 1 атмосфере или 760 мм рт.ст. Такое давление уравновешивает столб ртути высотой 760 мм при температуре 0⁰C на уровне моря и широте 45 градусов. При этих условиях атмосфера давит на 1 кв.см поверхности земли с силой, равной 1 кг. Колебания атмосферного давления в течение суток могут быть порядка 10-15 мм рт ст. и в течение года – 20-30 мм рт ст. и не отражаться на самочувствии здоровых людей. В экстремальных ситуациях: 1) на высоте более 2000 м над уровнем моря – у здорового человека могут появиться признаки «горной» болезни , 2) при проведении определенного вида работ (водолазные, на подводных лодках или занятиях некоторыми видами спорта: прыжки в воду, парашютный спорт, дайвинг) также у спортсмена могут проявиться признаки кессонной болезни. Температура воздуха – постоянно действующий фактор, зависящий от инфракрасной части солнечного спектра, географической широты местности, высоты местности над уровнем моря, наличия водных объектов и растительности. Влажность воздуха – это содержание в воздухе водяного пара, которое зависит от температуры воздуха и географической широты местности, рельефа местности, наличия водных объектов и растительности, бытовых условий. Влажность бывает абсолютная, максимальная и относительная. С точки зрения гигиены наиболее важными являются показатели относительной влажности, поскольку они дают представление о степени насыщения воздуха водяными парами и позволяют судить об интенсивности и скорости испарения. Движение воздуха – ветер, характеризуется скоростью и направлением. Знания о движении воздуха необходимы для проектирования и строительства жилых зданий и спортивных сооружений различного назначения (трамплины, стадионы, гребные каналы), для занятий определенными видами спорта (легкая атлетика, парусный и парашютный спорт), для прогноза погоды. Температура, влажность и движение воздуха непосредственно связаны и влияют на процессы терморегуляции организма с окружающей средой.

3. «Человек способен переносить значительные колебания температуры за счёт своей исключительно совершенной системы терморегуляции» - И.П.Павлов. В основе системы – способность организма изменять объём, интенсивность и скорость процессов выработки тепла и его отдачу во внешнюю среду. Терморегуляция– это два одновременно протекающих процесса: образование тепла и его отдача. Химическая терморегуляция (образование тепла) включает: изменение интенсивности окислительно-восстановительных реакций, обеспечивающих теплопродукцию, непроизвольное сокращение скелетной мускулатуры, действие горячей пищи. Физическая терморегуляция (отдача тепла) включает: конвекцию, проведение, излучение, испарение. Возможности терморегуляции не безграничны. При длительном пребывании в неблагоприятных условиях может произойти сбой механизмов терморегуляции, что приведет к таким функциональным или патологическим нарушениям как: перегревание, судорожная болезнь, тепловой удар, переохлаждение, замерзание, отморожение.

4. Атмосферный воздух представляет собой смесь газов: кислород -20,94%, азот – 78,1%, углекислый газ – 0,0,03 – 0,04% и инертные газы (аргон, гелий, водород, озон и др.) – около 1%. Необходимо отметить, что содержание основных компонентов воздуха является практически постоянным. Значительные изменения указанных компонентов возможны лишь в экстремальных условиях и ситуациях: 1) в герметично замкнутых помещениях, таких как барокамеры и подводные лодки, а также в шахтах, 2) на открытых пространствах изменения возможны за счет значительных выбросов промышленных и сельскохозяйственных предприятий, автотранспорта и взрывных работах, 3) в жилых и общественных помещениях (в том числе спортивных) – за счет наличия газообразных продуктов жизнедеятельности людей и работы бытовых приборов. Основные компоненты воздуха имеет важное гигиеническое значение. Кислород – необходим для обеспечения окислительных процессов в организме. Резкие физиологические сдвиги наблюдаются при снижении содержания кислорода до 11-13%.При этом отмечается ярко выраженная кислородная недостаточность, резкое ухудшение самочувствия, кашель, жар в груди, сердцебиение, головная боль, повышение артериального давления. Содержание кислорода до 7-8% может привести к летальному исходу. Азот – индифферентный газ, не вступающий в реакции в организме, служит разбавителем для других газов. Количество азота во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе одинаково. В условиях повышенного давления азот может оказывать наркотическое действие. Углекислый газ (двуокись углерода) – образуется при дыхании людей и животных, горении топлива, гниении и разложении органических веществ. Физиологическое значение углекислого газа заключается в том, что он служит возбудителем дыхательного центра. При наихудших гигиенических условиях в помещении его концентрация обычно не превышает 1% из-за проникновения наружного воздуха. Такая концентрация не вызывает отрицательных явлений в организме. Выраженные функциональные изменения появляются при концентрации 2,0-2,5% и резко выраженные признаки – слабость, головная боль, одышка, сердцебиение, повышение артериального давления – при концентрации 3-4%. При содержании 8-10% происходит потеря сознания и смерть. Кроме того, углекислый газ является косвенным показателем загрязнения воздуха помещений продуктами жизнедеятельности людей. Параллельно с увеличением его содержания повышаются температура, относительная влажность, запыленность воздуха, нарушается ионный состав, появляются дурно пахнущие газы – антропогенные токсины. Антропотоксины – летучие, дурно пахнущие газы (альдегиды, кетоны, бензолы) – продукты разложения секретов потовых и сальных желез, запахи изо рта, запахи грязной одежды. Гигиенической нормой содержания углекислого газа в воздухе жилых и общественных помещений является концентрация 0,1%. Инертные газы непосредственного физиологического значения не имеют и служат для разбавления кислорода в воздухе.

5. Воздух может загрязняться газообразными и механическими примесями. К наиболее опасным и распространенным газообразным примесям в воздухе относятся окись углерода или угарный газ, сернистый газ, оксиды азота. Окись углерода – газ без цвета и запаха, образуется при неполном сгорании топлива и поступает в атмосферу с выбросами промышленных предприятий и электростанций и выхлопными газами двигателей автомобилей. В спортивной практике опасность накопления угарного газа возникает при регулировке двигателей гоночных автомобилей и мотоциклов, когда выхлопные газы скапливаются в гараже. Окись углерода – кровяной и общетоксический яд. Попадая при дыхании в легкие и через них в кровь, он вступает в реакцию с гемоглобином, образуя карбоксигемоглобин, неспособный присоединять и переносить кислород. Кроме того, часть окиси углерода из крови попадает в ткани и вызывает нарушения тканевого дыхания. При длительном воздействии небольших доз -20-40 мг/м³ может возникнуть хроническое отравление (ухудшение самочувствия, нарушение функций ЦНС). Острое отравление происходит при концентрации 200-500 мг/м³. При этом возникает головная боль, головокружение, слабость, тошнота, рвота. ПДК для окиси углерода – 1 мг/м³. Сернистый газ поступает в атмосферу главным образом в результате сжигания на электростанциях и промышленных предприятиях каменного угля богатого серой. Токсическое действие сернистого газа выражается в раздражении слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей. При хронических отравлениях могут возникать конъюнктивиты и катары верхних дыхательных путей и бронхов, снижаться иммунитет. Сернистый газ вреден для растений, особенно для хвойных и фруктовых. ПДК для сернистого газа – 0,05 мг/м³. Оксиды азота могут присутствовать в выхлопных газах автомобилей и выбросах химических промышленных предприятий, производящих удобрения. Вредное воздействие оказывают на дыхательную систему, вызывая бронхиты, воспаление и отек легких. ПДК для окиси азота – 3-4 мг/м³.

Присутствующие в воздухе городов оксиды углерода, серы и азота под влиянием ультрафиолетовых лучей могут образовывать новые соединения – фотооксиданты, которые являются опасными канцерогенными веществами. Фотооксиданты входят в состав так называемого смога или «городского тумана» и могут выпадать в виде «кислотных» дождей, загрязняя воду и почву.

Механические примеси в воздухе. В атмосферный воздух эти примеси поступают в виде дыма, копоти, сажи, мелких частиц почвы, цветочной пыльцы, на производстве – в виде отходов обработки металлических деталей, в жилых помещениях – в результате бытовых процессов. Ежегодно в атмосферный воздух поступает около 170 млн. тонн пылевидных частиц искусственного происхождения. Влияние пыли на здоровье человека зависит от степени дисперсии (размера), от формы пылинок, от растворимости в воде, от химического состава (органическая, неорганическая, смешанная). Влияние пыли может быть прямым и косвенным. Прямое действие проявляется в механическом раздражении слизистых оболочек верхних дыхательных путей и глаз, вызывая неприятные субъективные ощущения, а также в возможном нарушении целостности слизистых оболочек и кожных покровов. Пыль может быть причиной заболеваний органов дыхания (пневмокониозы). Пыль, содержащая ядовитые вещества может вызвать отравления не только при вдыхании, но и в результате проникновения её через желудочно-кишечный тракт и кожу. Оседая на поверхности кожи, раздражая её, пыль вызывает кожные заболевания, затрудняет потоотделение вследствие закупорки протоков потовых желез. Пыль может вызывать аллергические заболевания. Оседание пыли на зубах способствует образованию зубного камня. Косвенное (непрямое) действие пыли на здоровье заключается в том, что в запыленном воздухе значительно уменьшаются интенсивность солнечной радиации и ионизации. Пыль способствует образованию облачности и туманов, является переносчиком некоторых микробов (споры сибирской язвы, стрептококков). Высохшие выделения больных туберкулезом людей переносятся с почвой на большие расстояния. Среднесуточные концентрации пыл в воздухе должны быть не более 0,15 мг/м куб воздуха.

Методы санации воздуха. Для борьбы с запыленностью в помещениях, особенно в спортивных залах необходимо принимать меры против заноса пыли с улицы, следует проводить систематическую влажную уборку, включая обработку снарядов и инвентаря, использовать пылесосы. На открытых спортивных сооружениях следует использовать специальные непылящие грунты и покрытия, систематически их поливать, засевать открытые участки почвы травой, иметь зоны зеленых насаждений, препятствующих попаданию пыли на площадки, располагать их с наветренной стороны по отношению к источникам пыли (электростанциям, промышленным предприятиям, магистралям).

Контрольные вопросы для самоподготовки:

1. Назвать основные свойства воздушной среды (физические, химические, биологические, механические примеси).

2. Какие физические свойства воздуха имеют наибольшее значение для здоровья человека?

3. В чём заключается влияние атмосферного давления, температуры, влажности, движения воздух на организм человека?

4. Понятие о терморегуляции. Механизмы выработки тепла и основные пути теплоотдачи (сущность химической и физической терморегуляции).

5. При каких условиях наступает нарушение теплорегуляции при занятиях физкультурой и спортом?

6. Из каких основных химических компонентов состоит воздух и какое влияние они оказывают на организм человека? Нормы их содержания в воздухе.

7. В чем заключается санитарное значение двуокиси углерода как показателя чистоты воздуха помещений? Каково его предельное содержание?

8. Механические примеси в воздухе. Источники пыли, характеристика пыли, прямое и косвенное влияние пыли на организм человека.

9. Мероприятия по санитарной охране воздуха открытых пространств и меры по борьбе с пылью в учебных и спортивных помещениях.