Гигиеническое значение механических примесей в воздухе

Среди

Годичных колец

каждое 11-е шире

нальное состояние живых существ. Так, установлено, что частота альфа-ритма биотоков мозга и магнитного поля Земли совпадают, составляя от 8 до 16 колебаний в секунду. На основании этого предполагают наличие связи «биологических часов» организма с магнитным полем Земли.

Солнечная активность определяет и активность многих биологических процессов. Изучая данные солнечной активности в тридцатые годы XX века и сопоставляя их с активностью возбудителя холеры. А.Л.Чижевский — основатель гелиобиологии, прогнозировал возможность вспышки холеры в 1962 году, что и произошло в Юго-Восточной Азии. Из девяти предсказанных им эпидемий гриппа подтвердились восемь, включая пандемию гриппа в Европе в 1968-1969 годы 11-летняя солнечная активность оказывает влияние на рост растений (рис. 1.3).

Органический мир, включая человека, развивался всегда в условиях циклической динамики внешних факторов окружающей среды: ритмичной смены времени суток, времен года, уровней освещенности, в соответствии с которыми синхронно изменяются биоритмы (суточные колебания температуры тела, покоя и актив

ности организма, обменные процессы, секреторная и гормональная активность и т. д.).

Установлено, что биологические ритмы имеют приспособительное значение идя организма, отражая с пользой для него циклическую динамику окружающей среды. Согласованность режима суток организма, его жизненных функций с внешними циклами способствует жизнедеятельности и работоспособности человека, и, наоборот, неправильная организация труда, меняющая привычный режим жизни, например трехсменная работа на некоторых предприятиях и в учреждениях (больницы, телеграф, типографии и т.д.), их снижает.

Косвенное влияние погоды связано с воздействием апериодических изменений погодной обстановки, которые рассогласовывают привычные дня организма ритмы физиологических функций. В первую очередь речь идет о разбалансировке биологических адаптивных ритмов с продолжительной периодикой.

Цикличность погодных условий в разные времена года (весна, лето, осень, зима) влияет и на сезонные ритмы физиологических процессов (гормональную и секреторную активность, обменные процессы, реактивность организма), которые, скорее всего, обусловлены характером питания (витаминная недостаточность, снижение поступления биологически активных веществ) и режимом жизни. Давно известны заболевания, склонные к сезонным обострениям или более тяжелому течению: язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, некоторые психические заболевания (маниакально-депрессивный психоз), сердечно-сосудистые болезни.

Резкие изменения погоды при смене воздушных масс или ге- лиогеофизических факторов могут отрицательно сказаться на состоянии здоровья некоторых людей, которых называют метеолабильными, метеочувствительными или метеопатами. Их число различно в зависимости от возраста, вида патологии, типа высшей нервной деятельности. Неблагоприятные изменения погоды у этих людей вызывают появление гелиометеотропных реакций, иногда угрожающих жизни. Гелиометеотропная реакция не имеет четкого симптомокомплекса и не является нозологической единицей. Ее характер и проявления зависят от вида патологии, исходного состояния организма, типа психической деятельности, особенностей условий груда и быта.

Большинство метеолабильных людей жалуются на ухудшение обшего самочувствия, нарушение сна, головокружение, чувство гревоги, снижение работоспособности, быструю утомляемость. Отмечаются резкие колебания артериального давления, боли в области сердца, в этих случаях снижается чувствительность к лекарственным препаратам, что может привести к их передозировке. Разнообразные гелиометеотропные реакции обьединяет одновременность их возникновения у многих больных, находящихся в одинаковой метеорологической обстановке. Гелиометеотропные реакции рассматриваются как клинические синдромы дезадаптации, т.е. метеоневрозы дезалаптанионного происхождения.

В настоящее время доказано отрицательное влияние неблагоприятной погоды на течение заболеваний сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной и нервной систем, кожных и глазных болезней, а также рост травматизма, автокатастроф, случаев убийств и суицидов. Особенно настораживает отрицательное влияние неблагоприятной погоды на многочисленную категорию больных с патологией сердечно-сосудистой системы, у которых увеличивается частота острого инфаркта миокарда, гипертензивных кризов, приступов стенокардии, растет смертность.

Погода может влиять неблагоприятно и в случае извращения динамики рассеивания атмосферных загрязнений при наличии феномена температурной инверсии. По мере удаления от поверхности Земли температура воздуха обычно понижается, но при стойком антициклоне из-за вертикальных потоков холодного воздуха moiyt наблюдаться низкие температуры воздуха в приземном слое и более высокие уровни на высоте. В этих условиях создается неблагоприятная ситуация с динамикой распространения атмосферных загрязнений: вредные выбросы автотранспорта и промышленных предприятий в безветренную погоду с температурной инверсией не рассеиваются, как обычно, в атмосфере, а прижимаются к поверхности Земли, образуя ядовитый туман — смог. Смог способствует возникновению у населения заболеваний органов дыхания, кровообращения и росту летальности, что наблюдалось в Бельгии, Великобритании, США, Японии, России и других странах.

В последние годы стала общепринятой классификация погоды, разработанная сотрудниками Центрального института курортологии и физиотерапии. Согласно этой классификации выделяют 7 типов погоды:

I ) устойчивая индифферентная;

2) неустойчивая с переходом индифферентной в спастический тип;

патологических состояний в виде нарушений со стороны здоровья и снижения работоспособности.

Следует различать чистый атмосферный воздух, атмосферный воздух промышленных регионов, воздух помещений жилых и общественных зданий и воздух помещений промышленных предприятий. поскольку эти виды воздуха отличаются друг от друга по составу и свойствам, а значит, и по влиянию на организм человека, поэтому для их оздоровления требуются совершенно рахтичные гигиенические мероприятия.

Воздух имеет физические, химические и механические свойства, которые могут оказывать как благоприятное, так и неблагоприятное воздействие на организм человека.

К физическим свойствам воздуха относят атмосферное давление, температуру, влажность, подвижность, электрическое состояние, солнечную радиацию, радиоактивность и электромагнитные волны. От физических свойств воздуха зависят климат и погода.

Химические свойства обусловлены нормальным газовым составом воздуха и вредными газообразными примесями.

Механические свойства воздуха зависят от содержания в нем примесей твердых частиц в виде пыли. золы, дыма, сажи и присутствия микроорганизмов.

1.1.1. Гигиеническое значение атмосферного давления

Воздух обладает весом и массой, равной пяти квадратильонам тонн (5 х Ю¹⁵), создавая у поверхности Земли под влиянием гравитационного поля атмосферное, или барометрическое, давление. С поднятием на высоту его величина уменьшается, а при опускании глубоко под землю или под воду повышается. И на поверхности Земли атмосферное давление непостоянно, неодинаково и неравномерно, что зависит от географических и метеорологических условий, времени года и суток. На уровне моря, широте 45° при температуре О °С атмоа}>ерное давление составляет 760 мм рт. ст., или 1 атмосферу.

В Москве уровень нормального атмосферного давления находится в пределах 747—748 мм рт. ст.

Кроме этих наиболее употребляемых единиц измерения барометрического давления существуют и другие: миллибары, паскали, торры. При указанных условиях атмосфера давит на 1 см² поверх ности Земли с силой около I кг. Здоровый человек обычно это дан кчше не ощущает благодаря тому, что атмосфера давит на него со всех сторон одинаково и уравновешивается изнутри, так как жидкости и газы в организме имеют одинаковую упругость с наружным воздухом.

Суточные колебания атмосферного давления у поверхности к'мли обычно не превышают 4-5, а годовые — 20—30 мм рт. ст. 1икие незначительные изменения давления здоровыми людьми не ощущаются, вто время как некоторые люди (метеопаты) реагируют ми них: чувствуют боли в пораженных ревматизмом органах, в мес- iiix старых ран и переломов костей; появляются приступы заболе- 1мния у больных сердечными расстройствами; ухудшаются сон, на- ■ Iроение, появляется чувство страха у лии с повышенной нервной inI Судимостью. Поскольку выявить самостоятельное влияние не- г|ыпих колебаний атмосферного давления на организм довольно ipy ino, его рассматривают как фактор, характеризующий состояние погоды в целом, оказывающей суммарное воздействие на ор-

......... Понижение атмосферного давления предшествует пасмур-

HI hi дождливой погоде вследствие притока более теплого воздуха тик юн), а повышение предвещает сухую ясную погоду с сильным Похолоданием зимой (антициклон).

II определенных условиях жизни и трудовой деятельности чело- itcK.i могут наблюдаться значительные отклонения атмосферного linn и-пия как в сторону понижения, так и повышения, что обуслов- ИИЫС1 их существенное влияние на состояние организма.

И шиние пониженного давления. С подъемом на высоту наблю- Ы< н я понижение атмосферного давления. Влияние этого фактора н | n|»iaini3M человек может испытывать при полетах на самолетах, Mm хождении на горы, космических полетах. Основным отрица- ь н.ным фактором в этих условиях является сопутствующее паде- iHiMi .нмосферного давления понижение парниатьного давления НИ' юрода — того давления, которое имел бы газ в газовой смеси, |t in бы он один занимал весь ее объем.

I' истине недостатка кислорода на организм человека представ- ■н I in и габл. 1.1.

Ынные, приведенные в табл. 1.1, свидетельствуют о том, что, Нн'ннын с высоты 2,5—3,0 км, у человека может развиться горная, Ц ш пысотная, болезнь с соответствующими симптомами.

I i t предупреждения их возникновения необходимо исполь- H'li.iii. следующие меры профилактики: тренировки организма в (Цшкимере с пониженным атмосферным давлением, применение

1. спастического типа;

2. неустойчивая спастического типа с элементами гипокси- ческого типа;

3. гипоксическоготипа;

4. неустойчивая гипоксического типа с элементами погоды спастического типа;

5. спастического типа, переходящая в устойчивую индифферентную.

При этом каждому из типов погоды соответствует определенная синоптическая ситуация.

Гигиеническую оценку биогропности типа погоды даюг с учетом степени выраженности междусуточной изменчивости метео- элементов (табл. 1.3).

Данная классификация удобна при медицинском прогнозировании погоды для профилактики гелиометеотропных реакций с помощью закаливания, рациональной одежды и обуви, улучшения условий груда и быта, нормализации микроклимата в общественно-производственных зданиях, применения специфических и неспецифических средств и медикаментов.

Для больных с патологией сердечно-сосудистой системы и головного мозга неблагоприятна погода спастического и гипоксического типов при любой степени междусуточной изменчивости метеоэлементов, а также погода неустойчивого типа при умеренной,

Таблица 1.3

Степень изменчивости метеоэлементов

Степень изменчивости	Характер	Изменения метеоэлементов за сутки
Степень изменчивости	Характер	атмосферное давление, мбар	температура, С	абсолютная влажность, мбар	относительная влажность, %	содержание кислорода, г/м³
I	Очень слабая (индифферентная)	±0,25	±2,5	±2,5	±10	±2,5
II	Слабая	в 2 раза больше, чем при I степени
III	Умеренная	в 4 раза больше, чем при I степени
IV	Выраженная	в 8 раз больше, чем при I степени
V	Резко выраженная	Более чем в 8 раз больше, чем при I степени

выраженной и резко выраженной степенях межлусуточной измен- ч и вости метеоэлементов.

1.1.9. Гигиеническое значение нормальных составных частей воздуха

Чистый атмосферный воздух у поверхности Земли — это механическая смесь различных газов, среди которых в порядке их убывания по объему содержатся азот (78,09%), кислород (20,95 %), аргон (0,93%), диоксид углерода (0,03%) и ряд других газов, суммарное количество которых не превышает I %.

Состав чистого сухого атмосферного воздуха в объемных процентах представлен на рис. I.4.

За сутки в состоянии покоя взрослый человек пропускает через легкие 13—14 м¹ воздуха — значительный объем, увеличивающийся при выполнении физических нагрузок. Это значит, что для организма небезразлично, воздухом какого химического состава он дышит.

Кислород — самый важный для жизнедеятельности газ воздуха. Он расходуется в организме на окислительные процессы, поступая через легкие в кровь, и доставляется тканям и клеткам орг анизма в составе оксигемоглобина. В окружающей природе кислород также необходим как главный компонент биологического окисления органических веществ, находящихся в воде, воздухе и почве, а также для поддержания процессов горения.

Источником кислорода в атмосфере являются зеленые растения, образующие его под действием солнечной радиации в про-

Прочие газы 1%

С0₂

0.03-

0.04%

Рис. 1.4. Химический состав атмосферного воздуха при нормальных условиях

иессе фотосинтеза и выделяющие его в воздух в процессе дыхания. Речь идет о фитопланктоне морей и океанов, а также растениях тропических лесов и вечнозеленой тайги, которые образно называют «легкими планеты». Зеленые растения образуют кислород в очень больших количествах, и вследствие постоянного перемешивания слоев атмосферного воздуха его содержание в атмосферном воздухе повсюду остается практически постоянным — около 21 %. Однако имеются данные о том, что в настоящее время регенерация кислорода из углекислого газа с помощью фотосинтеза уменьшилась на 30% по сравнению с прсдысторическим периодом планеты и ежегодная убыль кислорода составляет свыше 30 млрд тонн.

Низкие концентрации кислорода, существенные для жизнедеятельности организма человека, наблюдаются при подъеме на высоту и при пребывании людей в герметически замкнутых помещениях в случае аварийных ситуаций, когда нарушены технические средства поддержания жизнедеятельности.

Повышенное содержание кислорода отмечается в условиях высокого атмосферного давления (в кессонах). При парциальном давлении свыше 600 мм рт. ст. он ведет себя как токсичное вещество, вызывая отек легких и пневмонию.

В атмосферном воздухе содержится динамический изомер кислорода — трехатомный кислород озон, являющийся сильнейшим окислителем. Он образуется в природных условиях в верхних слоях атмосферы под влиянием коротковолнового ультрафиолетового излучения Солнца, при грозовых разрядах, в процессе испарения воды. Озон играет важнейшую роль в защите биологических объектов планеты от губительного воздействия коротковолнового ультрафиолета с длиной волны менее 0,29 мкм, задерживая его в стратосфере на высоте 20-30 км. Озон обладает своеобразным, приятным запахом свежести и его присутствие можно легко обнаружить в лесу после грозы, в горах, в чистой природной среде, где он считается показателем чистоты воздуха. Однако избыток озона неблагоприятен для жизнедеятельности организма, и, начиная с концентрации 0,1 мг/м\ он действует как раздражающий газ. Присутствие же озона в воздухе крупных промышленных городов, загрязненном выбросами автотранспорта и промышленных объектов, в свете последних научных данных считается неблагоприятным признаком, поскольку в этих условиях он образуется в результате фотохимических реакций при формировании смога. Высокая окислительная способность озона используется при обеззараживании воды.

Диоксид углерода, или углекислый газ, поступает в воздух в процессе дыхания людей, животных, растений (в ночное время), окисления органических веществ при горении, брожении. Постоянство содержания этого газа на уровне 0.03 % в атмосфере обеспечивается его поглощением на свету зелеными растениями, растворением к воде морей и океанов, удалением с атмосферными осадками.

Значительные количества СО, образуются в результате работы промышленных предприятий и автотранспорта, сжигающих огромные количества топлива, вследствие чего в последние годы появились данные о том, что содержание углекислого газа в воздухе крупных современных городов приближается к 0,04%, что вызывает тревогу у экологов по поводу образования «парникового эффекта», о котором более подробно будет сказано дальше.

Диоксид углерода участвует в обменных процессах организма, являясь физиологическим возбудителем дыхательного центра. Вдыхание больших концентраций СО, нарушает окислительно-воссга- повительные процессы, и его накопление в крови и тканях ведет к тканевой аноксии. Длительное пребывание людей в закрытых помещениях (жилых, производственных, общественных) сопровождается выделением в воздух продуктов их жизнедеятельности: углекислоты с выдыхаемым воздухом и летучих органических соединений (аммиак, сероводород, индол, меркаптан) с поверхности кожных покровов, грязной обуви и одежды, называемых антропо- токсинами. Происходит и некоторое снижение содержания в воздухе кислорода. В этих условиях у людей могут появиться жалобы на ухудшение самочувствия, снижение работоспособности, сонливость, головную боль и другие функциональные симптомы.

Чем же объясняется этот симптомокомплекс? Можно предположить, что причина лежит в нехватке кислорода, количество которого, как уже говорилось, несколько снижается но сравнению с ею содержанием в атмосферном воздухе. Однако было установлено, что его снижение в самых неблагоприятных условиях не превышает I %, гак как вследствие негерметичности этих помещений кислород легко проникает из атмосферы в воздух помещений, восстанавливая его содержание. Организм здорового человека не реагирует на такое снижение содержания кислорода. Больные люди уже отмечают снижение кислорода в воздухе, если оно составляет 18%, здоровые — 16%. Жизнь невозможна при концентрации кислорода в воздухе, равной 7-8%. Тем не менее названных концентраций кислорода в негерметичных помещениях никогда не бывает.

но они могут быть в затонувшей подводной лодке, обрушившейся шахте и других герметичных пространствах.

Следовательно, в негерметичных помещениях снижение содержания кислорода не может стать причиной ухудшения самочувствия людей. Тогда не заключается ли эта причина в накоплении избытка углекислоты в воздухе помещений? Известно, что неблагоприятная концентрация СО, для здоровья человека составляет 4-5%, когда появляются головная боль, шум в ушах, сердцебиение и т. д. При содержании в воздухе 8 % углекислоты наступает смерть. Указанные же концентрации характерны только для герметичных помещений с неисправной системой жизнеобеспечения. В обычных закрытых помещениях таких концентраций углекислого газа быть не может вследствие имеющегося постоянного воздухообмена с окружающей средой.

И все же содержание СО, в воздухе закрытых помещений долгое время имело санитарное значение, являясь косвенным показателем чистоты воздуха. Дело в том, что параллельно с накоплением СО,, обычно не выше 0,2%, ухудшаются другие свойства воздуха: повышаются температура и влажность, запыленность, содержание микроорганизмов, число тяжелых ионов, появляются антропотоксины. Вот этот комплекс изменившихся физических свойств воздуха наряду с химическим загрязнением и вызывает ухудшение самочувствия людей. Такому изменению свойств воздуха соответствует содержание углекислоты, равное 0,1%, и поэтому данная концентрация ранее считалась предельно допустимой для воздуха закрытых помещений.

В последние годы было установлено, что для оценки санитарного состояния воздуха закрытых помещений требуется определение содержания некоторых токсичных химических веществ (фенол, аммиак, формальдегид и др.), выделяющихся в воздух из полимерных строительных материалов, широко применяемых для внутренней отделки помещений.

Азот и инертные газы. Азот по количественному содержанию является наиболее существенной частью атмосферного воздуха, составляя 78,1 % и разбавляя другие газы, в первую очередь кислород. Азот физиологически индифферентен, не поддерживает процессы дыхания и горения, содержание его в атмосфере постоянное, одинаково его количество во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе. В условиях повышенного атмосферного давления азот может оказать наркотическое действие, а также известна его роль в патогенезе кессонной болезни.

Известен круговорот азота в природе, осуществляемый с помощью определенных видов почвенной микрофлоры, растений и животных, а также электрических разрядов в атмосфере, _в результате чего азот связывается биологическими объектами, ^ затем вновь поступает в атмосферу.

К инертным газам воздуха относятся аргон, крип-гон, неон, гелий и ксенон, которые непосредственного физиологц_ческого значения не имеют.

1.1.10. Гигиеническое значение вредных газообразных примесей

Химический состав атмосферного воздуха может меняться вследствие естественных процессов и в результате антропогенного (искусственного) загрязнения атмосферы.

Естественные загрязнения атмосферы обусловливают процессы, сопровождающиеся выделением газов, образовавшихся при горении лесов, извержениях вулканов, биохимических реакциях разложения органических веществ и атмосферную пыль и т.д., которая образуется при выветривании горных пород, эрозии почв, лесных, степных и торфяных пожарах. Эта пыль образует в атмосфере ядра конденсации, необходимые для выпадения осадков _в ,_}Иде дождя и снега. Естественное загрязнение рассматривается как фактор ее регуляторной функции атмосферы.

Антропогенное загрязнение атмосферного воздухц связано с хозяйственной деятельностью человека.

Искусственное загрязнение -Атмосферы оказывает ц_а живые организмы прямое и косвенное влияние. Прямое влияние на организм человека обусловлено ольфакторным и резорбтивным действиями загрязнителей. Косвенное связано с задержкой или рассеиванием загрязненной пылью атмосферой видимых и ультрафиолетовых лучей, вследствие чего снижается освещенность в помещениях и облучение организма полезными ультрафиолетовыми лучами, в результате чего у детей может развиваться близорукость _и нарушаться минеральный обмен, приводящий к рахиту.

Приоритетными загрязнителями атмосферного воздуха являются оксиды углерода, серы и азота, канцерогенные углеводороды и прочие вещества.

Оксид углерода (СО) является продуктом неполного сгорания топлива, поступающим в атмосферный воздух с выбросами промышленных предприятий и выхлопными газами автотранспорта.

Обыкновенный дым содержит около 3% оксида углерода, а выхлопы (газы при нормальном режиме работы двигателя) — 7,7%.

В воздухе жилых помещений оксид углерода может появляться при печном отоплении в случае преждевременного закрытия дымовой трубы и в газифицированных помещениях при неисправных горелках и в результате утечки газа из сети. Табачный дым содержит около 0,5— 1,0 % оксида углерода.

В производственных условиях оксид углерода может образовываться и накапливаться в рабочих помещениях в результате технологических процессов.

Оксид углерода является токсичным веществом. Проникая через легкие в кровь, он образует прочное химическое соединение с гемоглобином — карбоксигемоглобин, блокируя процессы транспорта кислорода к тканям, в результате чего в организме наступает кислородное голодание — аноксемия острого или хронического характера в зависимости от концентрации. Чаще встречаются хронические отравления при концентрациях 20-30 мг/м', выражающиеся головной болью, снижением памяти, расстройством сна, повышенной утомляемостью и др.

Диоксид серы (SO,) поступает в атмосферу при сжигании топлива, богатого серой, например каменного угля и сернистых сортов нефти на тепловых электростанциях, нефтеперерабатывающих заводах, в котельных и других промышленных предприятиях.

Сернист ый газ обладает резким запахом и оказывает раздражающее действие на слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей. При хроническом отравлении наблюдаются конъюнктивиты, бронхиты и прочие поражения.

Этот газ оказывает вредное влияние на растительность, особенно на хвойные породы деревьев, а также на металлические поверхности, вызывая их коррозию, так как диоксид серы окисляется в гриоксил серы, который с влагой воздуха образует аэрозоль серной кислоты.

Оксиды азота (NO, NO_?, N,0,), или нитрогазы. содержатся в выхлопных газах автотранспорта и в выбросах промышленных предприятий, производящих азотную кислоту, азотные удобрения, взрывчатые вещества и др. Наиболее вредным веществом является диоксид азота, который обладает раздражающим действием на слизистые оболочки верхних дыхательных путей. Попадая в организм человека, он взаимодействует с гемоглобином крови, вызывая образование метгемоглобина и аноксемические расстройства.

Длительное вдыхание малых концентраций оксидов азота вызывает появление бронхитов, анемию, ухудшение течения сердечных заболеваний.

Разложение диоксида азота в атмосферном воздухе под влиянием ультрафиолетовых лучей на оксид азота и атомарный кислород приводит к образованию свободных радикалов озона. Оксиды азота и углеводороды соединяются с кислородом и образуют оксиданты, среди которых имеются очень токсичные вещества, участвующие в образовании фотохимического смога вместе с оксидами азота.

Канцерогенные углеводороды — это полициклические ароматические углеводороды, самым опасным из которых является 3-4-бенз(а)пирен, поступающие в атмосферу с выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания, выбросами предприятий нефге- и коксохимической промышленности и других предприятий, использующих в качестве топлива нефть и каменный уголь. 3-4-бенз(а)пирен содержится также в табачном дыме. Давно уста- ноачена зависимость между уровнем загрязнения атмосферного воздуха канцерогенами и частотой возникновения случаев заболеваний раком легкого. Согласно официальным данным, если в 1940 году рак бронхолегочной системы занимал 12-е место среди всех форм рака, то в 1960 году — 5-е, а в 1980 году — уже 2-е. Известно также, что заболеваемость раком легких выше у жителей городов с интенсивным автомобильным движением, чем у сельских жителей.

Прочие вредные примеси. В результате сжигания топлива в воздух поступают также летучая зола, сажа, газообразные продукты сжигания. В состав летучей золы входят кремний, кальций, магний, алюминий, железо, калий, титан, сера и многие радионуклиды.

Предприятия черной и цветной металлургии загрязняют атмосферу пылью меди, оксидами железа, свинца, разнообразными микроэлементами.

Выхлопные газы автотранспорта, кроме оксида углерода и оксидов азога, канцерогенов, выделяют озон, свинец и сажу, причем на их долю приходится более 70% всей суммы загрязнителей воздуха городов.

С выбросами предприятий химической промышленности и нефтеперерабатывающих предприятий в воздух поступают хлор, сероуглерод, сероводород, меркаптан.

Все вредные химические примеси оказывают неблагоприятное влияние на здоровье населения и санитарные условия жизни в городах.

4 \ in мои и JKO-HX ни человека

Гигиеническое значение механических примесей в воздухе

Твердые вещества, взвешенные в атмосферном воздухе, представляют собой пыль естественного и искусственного происхождения. Различают следующие виды естественной пыли: космическая, вулканическая, морская, лесных пожаров и наземная, имеющая наибольшее гигиеническое значение. Она состоит из почвенной пыли и пыли растительной. Почвенная пыль населенных мест, расположенных в пустынных и полупустынных местностях, на 70-80% состоит из минеральных соединений с высоким содержанием свобод"⁰" Двуокиси кремния, но опасность возникновения силикоза от нее невелика.

К растительной пыли относятся пыльца цветуШИ* Растений, споры грибов и бактерий.

Пыль искусственного происхождения поступает в воздух при сжигании твердого топлива (угля) в виде золы, недожога и сажи. Зола представляет собой негорючие примеси к углю, недожог — несгорев- шие частицы угля, сажа - продукт неполного сгорания У™я, являющийся наиболее патогенным компонентом, так как соДСР^жит канцерогенные вещества (бенз(а)пирен, метилхолантрен, анграиен).

Пыль может оказывать на человека косвенное и прямое неблагоприятное воздействие. Косвенное влияние пыли, какуЖ^ отмечалось, заключается в уменьшении интенсивности солнечной радиации, содействии образованию облачности и туманов, что ведет к снижению естественной освещенности помещений и как следствие — к близорукости и рахита у детей, остеопороза у взрослых, способствует выживанию патогенных микробов в окружающей среде.

Прямое же действие пыли: раздражающее, механическое, канцерогенное, токсическое, эпидемиологическое, фиброгенное, ка- риесогенное, лучевое, аллергенное— чаше может наблюдаться в неблагоприятных производственных условиях.

1.2. Экологические проблемы воздушной среды

Последствиями загрязнения атмосферы являются кислотные дожди, парниковый эффект, озоновые дыры, смоги.

Кислотные дожди. При сжигании таких видов топлива, как каменный уголь, мазут, горючие сланцы, всегда образуются диоксиды серы и азота.

Выбросы, особо богатые диоксидом серы, дают высокосернис- Iые угли и мазут. Оксиды азота образуются в случае соединения азота и кислорода воздуха при высоких температурах в двигателях внутреннего сгорания и котельных установках. Диоксиды серы и азота, соединяясь в атмосфере с парами волы, превращаются в слабые растворы серной и азотной кислот.

Рост дымовых труб в высоту (до 250-300 и даже 400 м) привел не к уменьшению выбросов в атмосферу, а к их рассеиванию на огромные территории и расстояния, включая соседние государства. Например, Скандинавские страны имеют только 25-30% всех кислотных дождей собственного производства, а остальные они получают от ближних и дальних соседей.

Дождевая вода, образующаяся при конденсации водяного пара, должна иметь нейтральную реакцию (рН 7,0). Но даже в самом чистом воздухе, как мы уже знаем, всегда присутствует диоксид углерода, а дождевая вода, растворяя его. слегка подкисляется. Вобрав же кислоты, образующиеся из диоксидов серы и азота, дождь становится заметно кислым (рН 6,0-4,0).

Кислотные дожди — экологическое бедствие, так как их реальными и потенциальными жертвами становятся водоемы, леса, их обитатели, а также строения, в том числе памятники культуры.

В реках и озерах под влиянием кислотных дождей гибнут представители гидрофлоры и гидрофауны. Дело в том, что в процессе эволюции живые организмы приспособились к физико-химиче- ским условиям и могут существовать только в определенном интервале рН водной среды. Когда этот показатель снижается до 6,5-6,0, погибают моллюски, ракообразные, икра земноводных. При рН 6,0—5,0 гибнут планктонные организмы и насекомые, сиговые рыбы, форель, хариус, лосось, плотва, окунь, щука.

Земля и растения тоже страдают от кислотных дождей: снижается продуктивность почв, меняется нормальный состав почвенной микрофлоры, гибнуг леса, уменьшается урожайность культурных растений.

Кислотные дожди губят не только живую природу, они разрушают тысячелетние памятники архитектуры, вызывают коррозию металлов. Экономический ущерб от кислотных осадков во всех странах ЕЭС составляет 13 млрд долларов в год.

В нашей стране наиболее тревожная ситуация с кислотными дождями сложилась в Центральном и Центрально-Черноземном районах. Кемеровской области. Алтайском крае и в районе Норильска. Самым благополучным районом признана Якутия (Республика Саха).

Кислотные дожди выпадают в США, Канаде, Японии, европейских странах.

Необходимо спасать природу планеты от закисления, для чего требуется резко снизить выбросы оксида серы (в первую очередь) и оксидов азота, используя все имеющиеся в настоящее время у человечества меры.

Парниковый эффект. Накопление углекислого газа в верхних слоях атмосферы, неуклонно происходящее в последние десятилетия, будет препятствовать нормальному теплообмену между Землей и Космосом, задерживая тепло Земли, образующееся в результате хозяйственной деятельности человека, от извержения вулканов и геотермальных вод. Парниковым газом считают и метан, потому что он, как и углекислый газ, подобно стеклу парника, не выпускает солнечное тепло. Известно, что доля углекислого газа антропогенного происхождения в настоящее время увеличилась в атмосфере на 20—40%.

Парниковый эффект выражается в повышении температуры воздуха, изменении погоды и климата в виде глобального потепления. При современных антропогенных нагрузках каждые Ю лет температура будет повышаться на 0,5 °С, что повысит уровень Мирового океана из-за таяния снегов и льдов на 1—1,2 м за указанные периоды времени. Имеются расчеты о том, что подъем уровня Мирового океана на 6 м приведет к затоплению 1/6 суши планеты. В наибольшей степени это угрожает прибрежным районам и островным государствам (Голландия, Великобритания, Япония и др.). Повышение средней глобальной температуры на 1,5-4,5 °С приведет к перераспределению осадков на Земле, увеличится количество опусгыненных земель, так как почвенная влага будет испаряться сильнее, растает вечная мерзлота.

Доля стран в выбросе парниковых газов неодинакова: США — 22%; Россия и Китай — но 11 %, Германия и Япония — по 5%. Это значит, что высокоразвитые страны больше всего способствуют развитию парникового эффекта, а страдает население всей Земли.

Человечество опасается глобального потепления, и многие страны уже подписали так называемый Киотский протокол, принятый в декабре 1997 года, ограничивающий нарашивание мощностей промышленных предприятий. К 2004 году его ратифицировала уже 161 страна, в том числе и Россия (2004 г.). США его до сих пор так и не подписали.

Предлагаются следующие пути предотвращения дальнейшего развития парникового эффекта:

• введение экологического налога (богатые страны должны платить больше, но этот путь, как показала практика, очень трудно реализовать);

• посадка тропических лесов в Бразилии, где они нещадно вырубаются (известно, что зеленые растения являются мощными потребителями углекислоты);

• разработка различных технологий по утилизации углекислоты из атмосферы (такие новые технологии уже имеются в нашей стране).

Озоновые дыры. С загрязнением атмосферы также связано ухудшение состояния ее озонового слоя, основная функция которого состоит в охране человека и природной среды Земли от воздействия жесткого космического излучения. Известно, что каждый потерянный процент озона в масштабе планеты вызывает I50 тыс. случаев слепоты из-за катаракты, на 2,6% увеличивается количество раковых заболеваний кожи, подавляется иммунная система организма.

В середине прошлого века появились сообщения ученых о так называемых озоновых дырах, которые сначала были обнаружены над Антарктидой. Была выдвинута гипотеза о том. что виновниками этого явления служат озоноразрушаюшие вещества (ОРВ), синтезированные человеком и несвойственные природе химические соединения — хлорфторуглероды (ХФУ). Они негорючи, неядовиты, несложны в производстве и широко применяются в качестве:

• растворителей (пропелленгов) в аэрозольных баллончиках и в производстве пестицидов (тетрахлорметан, метил хлороформ);

• охлаждающих жидкостей в холодильниках и кондиционерах (фреоны);

• иенопластов при изготовлении полистиреновых стаканчиков и форм (под фасованные готовые продукты и полуфабрикаты);

• средств пожаротушения (талоны).

Оказалось, что, инертные у поверхности Земли, эти вещества преображаются под действием ультрафиолетового излучения, выбивающего из их молекул хлор или бром, которые, сталкиваясь с молекулой озона, выбивают из него один атом кислорода, и трехатомный озон превращается в обычный кислород. Этот процесс повторяется многократно, вследствие чего разрушаются десятки тысяч молекул озона. Активно разрушают озон оксиды азота и тяжелых металлов (меди, железа, марганца), а также реактивная высотная авиация, космические летательные аппараты, ядерные взрывы.

Истончение озонового слоя зарегистрировано над Европой и Россией, особенно над Сибирью.

Японцы опубликовали список из 25 стран — основных виновников разрушения озонового слоя Земли, в числе которых первые гри места занимают США, Япония и Великобритания (на их долю приходится 60% выбросов ОРВ). Россия тоже значится в этом списке (20%).

Для сохранения озонового слоя Земли предложено:

• запретить произволе! воОРВ (постепенно, вдва этапа к 2030 г.);

• выпускать новые виды холодильников без фреона (на базе полупроводников с использованием эффекта Пельте). Этот французский ученый установил, что при пропускании электрического тока через полупроводники на одной обкладке кристалла возникает тепло, а на другой — холод. Такие холодильники уже испытаны, они надежны, долговечны и экологически чисты;

• заменять пропелленты в аэрозольных баллончиках на азот;

• очистить от фреонов атмосферу с помощью микроволновых разрядов и образования плазмы. Это селективно очистит атмосферу от фреонов, не затрагивая другие компоненты, не повышая температуру и не вызывая образования других соединений. Физики считают, что это можно сделать за один год, имея в качестве энергетического источника один блок АЭС мощностью в 10 ГВт. Практическое внедрение этой идеи пока не разработано;

• искусственно получать озон в стратосфере с помощью спутников с лазерами, которые раскачают кислород, а дальше с помощью Солнца процесс пойдет естественным путем.

И это далеко не все пуги помощи и сохранения озонового слоя. Как говорится, игра стоит свеч, поскольку истончение озонового слоя пагубно отражается не только на человеке, но и на окружающей среде, вызывая ее деградацию, снижение урожайности сельскохозяйственных культур, продуктивности Мирового океана и т. д.

Смоги. Влияние атмосферных загрязнений на состояние здоровья населения подтверждается многочисленными статистическими данными, полученными при возникновении так называемых токсичных туманов (смогов). Их образованию способствуют густой туман, высокая влажность и атмосферное давление, безветрие и температурная инверсия (т. е. температура верхних слоев воздуха превышает температуру приземных слоев, что также ухудшает перемешивание слоев воздуха с помощью естественных конвекционных токов). В этих условиях происходит накопление сернистого газа и аэрозоля серной кислоты в токсичных концентрациях, вследствие чего в такой неблагоприятной ситуации в несколько раз увеличивается смертность населения, особенно детей и пожилых людей. Разновидностью токсичного смога является фотохимический смог, формирующийся в виде желтоватой пелены в сухую, солнечную безветренную погоду в атмосфере, загрязненной выхлопными газами автотранспорта.

1.3. Санитарная охрана атмосферного воздуха

Загрязненный атмосферный воздух обладает способностью естественно самоочищаться различными способами: разбавлением, осаждением, химическими реакциями, вымыванием атмосферными осадками и поглощением зелеными насаждениями. Снижение концентраций загрязнителей воздуха путем разбавления происходит при ветреной погоде прямо пропорционально квадрату расстояния. Быстрее оседают из воздуха тяжелые твердые частицы воды и пыли. Атмосферные осадки в виде дождя и снега удаляют из воздуха как твердые, так и газообразные виды загрязнителей. Зеленые насаждения не только механически задерживают пыль, но и способны поглощать некоторые газообразные примеси.

Поскольку процессы самоочищения идут сравнительно медленно и при современных темпах загрязнений не могут обеспечить достаточную эффективность очистки воздушной среды, требуются специальные меры санитарной охраны чистоты атмосферного воздуха. Эти меры разделяются на: законодательные, планировочные, технологические и санитарно-технические.

Статья 20 Федерального закона ФЗ-52 «О санитарно-эпидемио- логическом благополучии населения» (I999) гласит: «Атмосферный воздух в городских и сельских поселениях, на территориях промышленных организаций, а также воздух в рабочих зонах производственных помещений, жилых и других помещениях не должен оказывать вредное воздействие на человека». Дальнейшие положения этого закона конкретно развиваются в таких документах, как Санитарные правила и нормы: Сан ПиН 2.2.1/2.2.1.2361-08 «Изменения №1 к Сан ПиН 2.2.1./2.2.1.1200-03 "Санитарно-зашитныс зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов. Новая продукция" и Сан ПиН 21.6.575-96 "Гигиенические требования к охране атмосферного воздуха населенных мест"».

В атмосферном воздухе содержание вредных химических веществ лимитируется и оно не должно превышать их предельно- допустимых концентраций (ПДК).

Предельно допустимая концентрация атмосферных загрязнений — это концентрация, не оказывающая в течение всей жизни прямого или косвенного неблагоприятного действия на настоящее и будущие поколения, не снижающая работоспособности человека, не ухудшающая его самочувствия и санитарно-бытовые условия жизни; измеряется в мг/м\

В атмосферном воздухе устанавливаются два вида ПДК: максимальная разовая для веществ, обладающих резким запахом, и общетоксическая среднесуточная, что связано с чрезвычайной динамичностью среды и резким колебанием концентраций химических веществ в атмосферном воздухе.

Планировочные мероприятия включают зонирование территории населенных пунктов с учетом розы ветров, их благоустройство для борьбы с пылью (озеленение, обводнение, замощение и асфальтирование улиц), соблюдение санитарно-защитных зон, укрупнение отопительных систем и перевод их на газовое топливо.

К технологическим мероприятиям огносится замена топлива на безопасное для окружающей среды (газификация и электрификация).

Вопросы санитарной охраны атмосферного воздуха населенных мест регламентируются статьей 20 Федерального закона ФЗ-52 «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» (1999).

Санитарно-защитная зона (СЗЗ) — территория между границами промплощадки, складов, предприятий сельского хозяйства с учетом перспективы их расширения и селитебной (жилой) застройки. Она предназначена для:

♦ обеспечения требуемых гигиенических норм содержания в приземном слое атмосферы загрязняющих веществ, уменьшения отрицательного влияния предприятий, транспорта, линий электропередачи на окружающее население, факторов физического воздействия — шума, вибрации, инфразвука, электромагнитных волн и статического электричества;

• создания архитектурно-эстетического барьера между промышленной и жилой зонами при соответствующем ее благоустройстве;

• организации дополнительных озелененных территорий в целях усиления ассимиляции и фильтрации загрязнителей атмосферного воздуха, а также повышения активности процесса диффузии воздушных масс и местного благоприятного влияния на климат.

Размеры СЗЗ зависят от класса предприятий (l-5-й классы):

• 1-й —1000 м;

• 2-й - 500 м;

• 3-й - 300 м;

• 4-й-100 м;

• 5-й —50 м.

Примером промышленных предприятий 1-го класса являются производство удобрений, хлора, фтора, сажи, каучука, целлюлозы и т. д. К 5-му классу относят производство готовых лекарственных форм, бумаги из макулагуры, фабрики химической чистки одежды, бензозаправочные станции, производство глиняных изделий и др.

Таблица 1.1

Высота, км	Атмосферное давление, мм рт. ст.	Парциальное давление, мм рт. ст.	Соответствует содержанию в воздухе на уровне моря, %	Физиологическое действие на человека
0	760	159	20,95	«Индифферентная зона», физиологические сдвиги отсутствуют
1	674	141	18,00	«Индифферентная зона», физиологические сдвиги отсутствуют
2	596	125	16,50	Имеются физиологические сдвиги: учащается пульс, учащается и углубляется дыхание, ухудшается зрение и др., но организм человека при легкой физической работе может приспособиться — «зона полной работоспособности»
3	526	110	14,50
4	462	98	12,90	«Зона неполной работоспособности»: при мышечной работе резко учащается пульс, появляются одышка, слабость, расстройство координации движений и функции органов чувств, эйфория, сменяющаяся усталостью и сонливостью
5	405	85	11,10
6	354	74	9,7	«Зона неработоспособности»: кислородное голодание не позволяет выполнять значительную физическую и умственную работу, угроза потери сознания
7	310	65	8.5
8	267	56	7,4	С этой высоты начинается «смертельная зона» для большинства людей

кислородных приборов при подъеме на высоту свыше 3 км (у летчиков— с 2,5 км), герметизация кабин самолетов и космических кораблей.

Физиологическое действие на человека недостатка кислорода на разных высотах

Влияние повышенного давления. Поскольку с повышенным давлением атмосферного воздуха человек чаше всего встречается в определенных производственных условиях, влияние этого фактора будет детально рассмотрено в главе 6.

1.1.2. Гигиеническое значение температуры воздуха

Атмосферный воздух пропускает солнечные лучи, часть которых, достигая поверхности Земли, отражается (альбедо), а другая поглощается почвой, превращаясь в тепловую энергию, и воздух нагревается от теплового излучения Земли. Поэтому минимальная температура воздуха наблюдается перед восходом Солнца, а максимальная — между 13 и 15 часами, когда почва прогрега сильнее всего. По мере удаления от поверхности почвы температура воздуха понижается в среднем на 0,6 °С на каждые НЮ м подъема. Распределение тепла на планете зависит и от ее шарообразной формы. По направлению от экватора к полюсам лучи Солнца падают под более острым углом, и Земля прогревается меньше. Поэтому максимальные температуры наблюдаются в районе экватора (55 °С), а минимальные — в Антарктиде (—80 °С).

Близость территорий к морям, аккумулирующим тепло, обусловливая их более мягкий климат, делает суточные и сезонные колебания температуры менее значительными, вследствие чего по мере удаления от побережья морей и океанов колебания температуры возрастают.

Физиологические механизмы терморегуляции. Человек относится к гомойотермным животным, способным поддерживать относительное постоянство температуры своего тела при изменениях температуры окружающей среды. Это происходит благодаря тому, что организм человека обладает сложным процессом терморегуляции, состоящим из химической (теплопродукция) и физической (теплоотдача) терморегуляции, позволяющим ему приспосабливаться к различным температурным условиям и кратковременно переносить без ущерба для здоровья значительные колебания температуры окружающей среды.

Химическая терморегуляция, т.е. выработка тепла организмом, осуществляется за счет химических процессов окисления пищевых веществ (белки, жиры, углеводы). В условиях высокой температуры воздуха уровень окислительных процессов в организме снижается и теплообразование уменьшается, при низкой же температуре происходит обратное.

Физическая терморегуляция, т.е. отдача тепла организмом, обеспечивает увеличение или снижение теплоотдачи организмом с поверхности кожи при непосредственном участии воздуха следующими основными путями:

• радиацией, или изучением, тепла в сторону более холодных поверхностей и предметов (стены, мебель, и т.п.);

• конвекцией путем послойного нагревания прилегающего к телу воздуха;

• перспирацией, или испарением, путем потоотделения;

• кондукцией, или проведением, при непосредственном соприкосновении с холодными поверхностями предметов.

В состоянии покоя и теплового комфорта теплопотери человека составляют: путем радиации - 45 %, конвекции — 30 % и перспирации — 25%.

Сущность физической терморегуляции:

• при высокой температуре воздуха кожные сосуды расширяются, повышается температура кожи, усиливается потоотделение, отдача тепла увеличивается, и организм не перегревается;

• при низкой температуре воздуха кожные сосуды сужаются, кровь перемещается к внутренним органам, кожа охлаждается, разница между температурой кожи и воздуха снижается и теплоотдача уменьшается, вследствие чего человек не переохлаждается.

Однако возможности терморегуляторных механизмов не безграничны и при очень низких и очень высоких температурах воздуха организм может не сохранить постоянство температуры тела и наступает его переохлаждение или перегревание.

Влияние пониженных температур на организм человека. Пониженной считается температура воздуха ниже +15 °С. При падении температуры воздуха ниже опгимапьных величин, особенно в сочетании с ветром и высокой влажностью воздуха, потери тепла организмом существенно возрастают. До некоторого предела (в зависимости от тренированности организма) это неблагоприятное воздействие среды успешно компенсируется за счет механизмов терморегуляции. Тем не менее при значительном усилении охлаждающей способности окружающей среды тепловой баланс нарушается: теплопотери превышают теплопродукцию и наступает охлаждение организма.

В первую очередь охлаждаются поверхностные ткани — «оболочка» (кожа, жировая клетчатка, мышцы) при сохранении нормальной температуры паренхиматозных органов. Это охлаждение может быть значительным (болевые ощущения появляются лишь при понижении температуры кожи до 20-15 °С), что, в общем, не опасно и даже способствует уменьшению потерь тепла. При дальнейшем охлаждении снижается температура всего тела, что сопровождается рядом негативных явлений. Снижение температуры глубоких тканей — «ядра» — до 33—32 "С является опасным для жизни.

Влияние низких температур также отражается на состоянии иммунной системы организма, что проявляется снижением сопро- швляемости организма инфекционному началу. Вирулентными становятся даже микроорганизмы, являющиеся сапрофитами и постоянно обитающие на слизистых оболочках и кожных покровах. Вследствие этого могут возникнуть простудные заболевания (катары верхних дыхательных путей, бронхопневмонии, плеврит, нефрит, ревматизм), гнойничковые заболевания кожи и активизироваться очаги дремлющей инфекции. Переохлаждение способствует и развитию специфических инфекционных заболеваний (грипп, пневмония, туберкулез) при наличии соответствующего возбудителя. Поэтому особенно следует избегать переохлаждения в период массовых инфекционных заболеваний (эпидемий).

При локальном охлаждении отдельных участков тела могут разниться ознобления кожи и заболевания опорно-двигательной (артриты, миозиты, тендовагиниты, бурситы) и периферической нервной системы в виде невритов, плекситов, радикулита. Страдает н двигательная функция, что приводит к нарушению координации движений, снижению сократительной способности мышц, работоспособности и росту производственного травматизма.

Запредельная степеньохлаждения приводит к различной степени отморожений отдельных участков тела, вплоть до омертвения тканей или общему замерзанию организма со смертельным исходом.

Профилактика переохлаждения складывается из комплекса мероприятий, направленных на поддержание постоянства температурного гомеостаза организма:

• закаливание организма к воздействию низких температур;

• рациональная одежда и обувь;

• оптимальный микроклимат в помещениях;

• мышечная (двигательная) активность;

• рациональное питание и питьевой режим (употребление горячего чая).

Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 770; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!