Гигиеническое значение солнечной радиации
РАЗДЕЛ 2. ГИГИЕНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.
Тема 2.1 Атмосферный воздух: биологическое и гигиеническое значение, свойства. Экологические проблемы воздушной среды.
(4 часа)
- Экологическое и гигиеническое значение воздуха.
- Физические свойства воздуха – температура, влажность, подвижность воздуха, атмосферное давление, электрическое состояние, их гигиеническое значение. Характеристика солнечной радиации.
- Химический состав атмосферного воздуха и его гигиеническое значение – постоянные составные части воздуха, газообразные примеси, микроорганизмы, механические примеси. Источники загрязнения. Механизмы образования смога. Влияние загрязнения атмосферного воздуха на здоровье и санитарные условия жизни населения.
4. Принципы защиты воздушной среды. Мероприятия по профилактике загрязнений атмосферного воздуха. Представление о технологических, санитарно-технических мероприятиях. Меры планировочного характера для защиты населения от воздействия источников загрязнения воздушной среды. Роль зеленых насаждений. Значение благоустройства. Понятие о ПДК.
Экологическое и гигиеническое значение воздуха
Атмосферный воздух – это среда, которая окружает человека постоянно, через которую удовлетворяются его первейшие жизненные потребности. Роль воздуха в возникновении и лечении болезней подчеркивал Гиппократ. Ф.Ф. Эрисман отмечал, что любые изменения физических или химических свойств воздуха легко отражаются на самочувствии человека, нарушая гармоническое равновесие нашего организма, т.е. здоровья.
|
|
|
Экологическая роль воздушной среды заключается в следующем:
· Воздушная среда позволяет человеку ориентироваться в пространстве, через нее органами чувств воспринимаются зрительные, слуховые сигналы, позволяющие судить о состоянии окружающей среды.
· состояние воздушной среды в значительной степени определяет количество и качество солнечной радиации у поверхности Земли.
· воздух – резервуар вредных газов, взвешенных веществ и микробов, действующих на человека.
· атмосфера является одним из главных факторов климатообразования, циркуляционная деятельность которой способствует формированию погоды в конкретном регионе.
· воздух доставляет организму кислород, необходимый для процессов окисления;
· принимает углекислый газ и газообразные продукты обмена;
· влияет на терморегуляцию;
С гигиенической точки зрения воздушая среда неоднородна. Различают атмосферный воздух, воздух промышленных помещений, воздух жилых и общественных зданий. Это объясняется разнообразием физических свойств и вредными примесями, связанными с условиями формирования и загрязнения воздушной среды конкретной категории.
|
|
|
Атмосфера Земли, ее структура и свойства
Атмосфера – газообразная оболочка Земли. У земной поверхности она состоит в основном из азота (78,08%), кислорода (20,95%), аргона (0,93%), водяного пара (0,2-2,6%), углекислого газа (0,03%). По распределению температуры с высотой атмосферу делят на следующие слои:
1. Тропосфера – нижняя (до высоты 12-14 км), преобладающая по массе часть атмосферы, в которой температура понижается с высотой. В тропосфере постоянно происходят суточные и сезонные колебания температуры. Происходит постоянное перемещение воздушных масс в различных направлениях. Здесь сосредоточена основная масса водяных паров, формируются облака, туманы, атмосферные осадки. Постоянно присутствуют пыль, сажа, газы, микроорганизмы, токсические вещества.
2. Стратосфера – слой атмосферы между тропосферой и мезосферой (от 8-16 до 45-55 км). Отличается низкой влажностью, на границе с нижним слоем имеет температуру около -60оС. В верхнем слое температура возрастает до +100оС. Под влиянием космического излучения и коротковолновой солнечной радиации молекулы кислорода ионизируются, образуется озон. Около 60% озона расположено в слое от 16 до 32 км. Важнейшими особенностями являются воздушные течения (преимущественно горизонтальные) и разреженность воздуха. В связи с этим частицы, загрязняющие стратосферу, длительно не оседают и распространяются на огромные расстояния над поверхностью Земли.
|
|
|
3. Мезосфера - простирается до 80 км выше стратосферы, содержит в себе 5% атмосферы.
4. Выше стратосферы расположен слой, называемый ионосферой, который простирается до высоты около 600 км. Кроме тех свойств, которые характерны для стратосферы, этот слой характеризуется значительной степенью ионизации воздуха.
5. Экзосфера (от 800 до 1300 км и более). Плотность не отличается от плотности безвоздушного космического пространства.
Физические свойства воздуха
Физические свойства атмосферного воздуха – температура (Т), влажность, атмосферное давление и скорость движения составляют метеорологические факторы воздуха. Измерение их физических параметров осуществляется специальными приборами: температура – с помощью термометра, влажности - психрометра и гигрометра, скорости воздуха – анемометра (в атмосфере) и кататермометра – в жилище, атмосферного давления – барометром. Гигиеническая оценка метеорологических факторов проводится по степени их воздействия на организм, для чего используются интегральные показатели: температурная реакция – изменения Т кожи лба (норма - 33-34оС) и кистей рук (30-31оС), величиной испарения пота (изменение веса), частота пульса, дыхания, АД и субъективными ощущениями человека, например, на температурные изменения - по 5-бальной шкале: холодно, прохладно, хорошо, тепло, жарко; на свет - яркость, блескость.
|
|
|
Температура воздуха зависит от времени года, климатического пояса, времени суток, интенсивности солнечного свечения и подстилающей поверхности земли. Солнечные лучи, проходя через атмосферу, не нагревают ее. Нагрев воздуха происходит от теплоотдачи почвы, поглощающей солнечные лучи. Нагретый воздух поднимается вверх, уступая место холодному, – это перемещение называется конвекцией - она способствует перемещению воздушных масс и равномерному прогреву приземных слоев атмосферы. Гигиеническое значение температуры воздуха заключается в ее влиянии на теплообмен организма. Причем, гигиеническое значение имеют не только абсолютные величины температуры воздуха, но и амплитуды ее колебаний.
У человека тепло образуется в результате окислительных процессов в клетках и тканях и нормальное существование его возможно при постоянной температуре тела. Благодаря сложному механизму терморегуляции с окружающей средой (у детей до 7-8 лет он несовершенен), организм поддерживает тепловой баланс. Наиболее благоприятна для самочувствия человека Т– 18-22 оС и амплитуда ее колебаний – 2-4оС в течение дня. Одним из важнейших условий для нормальной жизнедеятельности человеческого организма является сохранение постоянства температуры тела. При обычных условиях человек в среднем теряет в сутки около 2400-2700 ккал. Около 90% этого тепла отдается во внешнюю среду через кожные покровы, остальные 10-15 % расходуются на нагревание пищи, питья и вдыхаемого воздуха, а также на испарение с поверхности слизистых оболочек дыхательных путей и т. д. Следовательно, наиболее важным путем теплоотдачи является поверхность тела. С поверхности тела тепло отдается в виде излучения (инфракрасная радиация), проведения (путем непосредственного контакта с окружающими предметами и прилегающим к поверхности тела слоем воздуха) и испарения (в виде пота или других жидкостей).
При воздействии на организм низких температур значительно возрастают потери тепла радиацией и конвекцией. В этом случае общие теплопотери превышают теплопродукцию, что приводит к дефициту тепла, понижению температуры кожи и охлаждению организма. Наблюдается нарушение питания тканей с дальнейшим развитием невритов, миозитов, понижение резистентности организма за счет рефлекторного фактора, что способствует развитию патологических состояний как инфекционной, так и неинфекционной природы. Понижение температуры тела и ослабление тактильной чувствительности кожи становятся наиболее чувствительной реакцией организма при охлаждении. При этом происходит изменение функционального состояния ЦНС, что проявляется в ослаблении мышечной деятельности, резкому снижению реакции на болевые раздражители, адинамии и сонливости. Местное охлаждение (особенно нижних конечностей) может обусловливать развитие простудных заболеваний: ангин, острых респираторных вирусных заболеваний, пневмоний. Это связано с рефлекторным снижением температуры слизистой оболочки верхних дыхательных путей. Крайняя степень переохлаждения проявляется в форме отморожений различных участков тела.
При длительном воздействии высокой температуры воздуха (выше 35оС) нарушается в первую очередь отдача тепла конвекционным путем. Нагретые поверхности уменьшают или прекращают радиационную отдачу тепла, организм освобождается от избыточного тепла преимущественно испарением пота. В данных условиях 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 (С и группы В). Потеря солей с плазмой ведет к повышению вязкости крови, что затрудняет работу сердечно-сосудистой системы.
При высокой температуре изменяется деятельность ЖКТ. Выделение из организма ионов хлора, прием большого количества воды сопровождается угнетением желудочной секреции и снижением бактерицидности желудочного сока, что создает условия для развития воспалительных процессов в ЖКТ. Потеря более 30 г хлорида натрия ведет к мышечным спазмам и судорогам. Влияние высокой температуры отрицательно сказывается на функциональном состоянии ЦНС, что проявляется в ослаблении внимания, нарушении координации движений, замедлении реакций. Это приводит к снижению качества работы и увеличению производственного травматизма. Длительное воздействие высокой температуры приводит к ряду заболеваний. Наиболее частое осложнение – перегревание (тепловая гипертермия). Различают легкую и тяжелую форму заболевания. При легкой форме наблюдается повышение температуры тела до 38оС и более, гиперемия лица, обильное потоотделение, слабость, головокружение, головная боль, тошнота, рвота. В тяжелой форме перегревание происходит в форме теплового удара. Наблюдается быстрый подъем температуры тела до 41оС и выше, падение АД, потеря сознания, нарушение состава крови, судороги, частое и поверхностное дыхание.
В результате нарушения водно-солевого баланса при высокой температуре может развиться судорожная болезнь, а при интенсивном прямом облучении головы — солнечный удар.
Влажность воздуха - это количество водяных паров в воздухе. Зависит от климатического пояса, сезона года и близости водных бассейнов: в морском климате влаги больше, чем в континентальном или пустынном. Степень влажности воздуха определяется тремя показателями: абсолютной, максимальной и относительной влажностью. Абсолютная влажность выражается парциальным давлением в мм рт ст или в единицах массы (количества водяных паров) в граммах в кубическом метре. Максимальная влажность – количество влаги при полном насыщении воздуха при данной температуре (мм рт ст или г в м3). Относительная влажность – это отношение абсолютной влажности к максимальной, измеряется в %. Дефицит насыщения – разница максимальной и абсолютной влажностью.
Наибольшее гигиеническое значение имеют относительная влажность и дефицит насыщения, так как они определяют степень насыщения воздуха водяными парами и позволяют судить об интенсивности и скорости испарения пота с поверхности тела при той или иной температуре. Чем меньше относительная влажность, тем дальше воздух от состояния насыщения и тем быстрее будет происходить испарение воды, а, следовательно, и тем интенсивнее будет теплоотдача путем испарения пота. Поэтому высокая температура переносится легче, если воздух сухой. При температуре воздуха, близкой к температуре кожи, теплоотдача излучением и конвекцией резко снижена, но возможна теплоотдача через испарение. При сочетании высокой температуры и высокой влажности испарение пота практически исключено, пот выделяется, но не испаряется, поверхность кожи не охлаждается. При низких температурах сухой воздух уменьшает теплопотери вследствие плохой теплопроводности.
При низкой влажности воздуха (10-15%) в помещении происходит интенсивное обезвоживание организма. При этом субъективно ощущается жажда, сухость слизистых оболочек дыхательных путей.
В гигиенической практике считается, что оптимальная величина относительной влажности находится в пределах 40—60%, приемлемая нижняя — 30%, приемлемая верхняя — 70%, крайняя нижняя — 10—20% и крайняя верхняя — 80—100%.
Атмосферное давление – это давление атмосферного столба воздуха в результате земного притяжения. На уровне моря давление постоянно: на 1 см2 – 1,033 кг или 760 мм ртутного столба. Следовательно, на всю поверхность тела человека, имеющего площадь 1,6-1,8 м2, воздух оказывает давление около 16-18 тонн. Обычно мы этого не ощущаем, поскольку под таким же давлением газы растворены в жидкостях и тканях организма и изнутри уравновешивают внешнее давление на поверхность тела человека. Гигиеническое значение атмосферного давления – в поддержании артериального давления (АД). Повышение или понижение давления отражается на физиологии человека. Для здорового человека эти изменения незаметны, а для больного они чувствительны: об изменениях давления сигнализирует самочувствие.
При повышении давления увеличивается парциальное давление кислорода (% его остается тем же): урежается пульс и частота дыхания, уменьшается максимальное АД и повышается минимальное АД, возрастает жизненная емкость легких, понижается кожная чувствительность и слух, появляется ощущение сухости слизистых оболочек (во рту), усиливается перистальтика кишечника; кровь и ткани лучше усваивают кислород, из-за чего улучшаются работоспособность и самочувствие (у здоровых людей). Повышенное атмосферное давление – основной производственный фактор при строительстве подводных туннелей, метро, при проведении водолазных работ. Чаще всего работа выполняется в специальных камерах-кессонах или скафандрах. При работе в кессонах различают три периода: компрессии, пребывания в условиях повышенного давления и декомпрессии. Компрессия характеризуется незначительными нарушениями: шумом в ушах, заложенностью, болевыми ощущениями вследствие механического давления воздуха на барабанную перепонку. Пребывание в условиях повышенного давления сопровождается нарушением пульса и частоты дыхания, снижением максимального и повышением минимального АД, понижением кожной чувствительности и слуха. В зоне повышенного атмосферного давления происходит насыщение крови и тканей организма газами воздуха, главным образом азотом. В период декомпрессии наблюдается обратный процесс – выведение из тканей газов. При правильно организованной декомпрессии растворенный азот выделяется через легкие в виде газа. При быстрой декомпрессии азот не успевает выделяться и остается в крови и тканях в виде пузырьков, 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). Характерные признаки: тянущие боли в суставах и мышцах, головокружение, головная боль, расстройство походки, речи, судороги; в тяжелых случаях – парезы конечностей, расстройство мочевыделения, поражаются легкие, сердце, глаза.
Понижение давления вызывает снижение парциального давления кислорода, а при подъеме в горы и снижение его концентрации. Это приводит к кислородному голоданию тканей. По мере падения парциального давления уменьшается насыщенность кислородом гемоглобина с последующим нарушением снабжения клеток кислородом. Резерв кислорода в организме не превышает 0,9 л и определяется количеством кислорода, растворенного в плазме крови. Этого резерва хватает на 5-6 мин жизни. К кислородному голоданию особенно чувствительны клетки головного мозга, т.к. кора головного мозга потребляет в 30 раз больше кислорода, чем другие ткани. Наступают симптомы «высотной декомпрессионной болезни» (наблюдается при подъеме на высоту). Высотная болезнь (высотная гипоксия) — болезненное состояние, связанное с кислородным голоданием вследствие понижения парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе, которое возникает высоко в горах, а также при полётах на летательных аппаратах, не оснащённых герметичной кабиной, в которой поддерживается давление воздуха близкое или немного ниже нормальному атмосферному давлению (например, парапланах, дельтапланах, воздушных шарах с негерметичной гондолой, самолетах), начиная примерно с 2000 метров и выше над уровнем океанов. Симптомы: сонливость, апатия, резкое изменение артериального давления.
Разновидностью высотной болезни является горная болезнь, в возникновении которой наряду с недостатком кислорода играют также роль такие усугубляющие факторы, как физическое утомление, охлаждение, обезвоживание организма, ультрафиолетовая радиация, тяжёлые погодные условия (например, частые ливни), резкие перепады температур в течение дня (от +30 °C днём до −20 °C ночью) и т. д. Но основным патологическим фактором горной болезни является гипоксия. Симптомы горной болезни: вялость, одышка, головокружение, сонливость, учащенный пульс и дыхание, жажда, в более поздних стадиях – загрудинные боли, кашель, удушье, аритмия, повышенное артериальное давление, отек головного мозга, отек легких.
Для повышения устойчивости организма к условиям пониженного атмосферного давления необходима акклиматизация: тренировки в барокамерах, пребывание в условиях высокогорья, закаливание, прием витаминов С, Р, B1, В2, В6, РР, фолиевой кислоты.
Движение воздуха - определяется скоростью его движения и направлением ветра. Скорость ветра измеряется в м/сек. Хорошее самочувствие сохраняется при перемещении воздуха со скоростью 0,1-0,3 м/сек – это норма для жилых помещений. Воздействие подвижности воздуха на человека проявляется в увеличении теплоотдачи с поверхности тела. При низкой температуре окружающей среды усиливается процесс охлаждения организма, при относительно высокой температуре воздуха путем конвекции и испарения усиливается теплоотдача, что предохраняет организм от перегревания. Нижняя граница движения воздуха с гигиенической стороны определяется необходимостью сдувать обволакивающий человека перегретый воздух и пар, регулируя температуру тела. При повышении скорости воздуха до 0,5 м/сек возникает дискомфорт: резь в глазах, слезотечение, сухость слизистых оболочек, затруднение носового дыхания. Гигиеническое значение движения воздуха - способствует вентиляции жилых кварталов и зданий, самоочищению атмосферы от загрязнения и терморегуляции организма. Важное значение имеет направление ветра: дует он в жилой квартал с завода или наоборот. Это учитывается в проектировании населенных мест.
Направление ветра определяется стороной света, откуда он движется, и называется румбом. Графическое изображение повторяемости ветра в данной местности по направлению частей света называется розой ветров. Розу ветров обязательно учитывают архитекторы при строительстве жилых кварталов и промышленных предприятий: жилые кварталы следует располагать с наветренной стороны по отношению к промышленным предприятиям.
Гигиеническое значение солнечной радиации
Спектральный состав излучения солнца колеблется в диапазоне от длинных до ультракоротких волн. В гигиеническом отношении особый интерес представляют оптическая часть солнечного спектра, которая разделяется на три диапазона: инфракрасные лучи (длина волн от 28000 до 760 нм), видимая часть спектра (760-400 нм) и ультрафиолетовую часть (400-10 нм).
Инфракрасное излучение
Инфракрасное (тепловое) излучение составляет большую часть солнечного электромагнитного спектра. Поверхности Земли достигает инфракрасное излучение с длиной волны 760 – 3000 нм, более длинное задерживается атмосферой. Инфракрасное излучение, встречая на своем пути атомы и молекулы веществ, усиливает колебательные движения, вызывая тепловой эффект. Оно проникает сквозь атмосферу, толщу воды и почвы, сквозь оконное стекло и одежду.
· Энергия ИК излучения обусловливает движение воздуха и воздушных масс, систему ветров, теплых и холодных течений, разнообразие климатических условий и погодных условий, опосредованно влияет на здоровье и самочувствие человека, жизнедеятельность растений и животных.
· Наиболее коротковолновое излучение (760 – 1000 нм) проникает сквозь ткани, в том числе и кости черепа на глубину 4 – 5 см. Излучение с большей длиной волны действует поверхностно, оно поглощается поверхностными слоями кожи, где сосредоточены терморецепторы, чувство жжения при этом выражено. При локальном действии на ткани оно ускоряет биохимические реакции, рост клеток и регенерацию тканей, усиливает кровоток. Действие ИК излучения проявляется в основном глубинным или поверхностным прогреванием тканей, вплоть до теплового удара.
· Активные продукты распада, образующиеся под влиянием ИК излучения на кожу и нервные импульсы от кожи распространяют местное действие на весь организм. Такое влияние (нервное и гуморальное) нормализует тонус нервной системы, снимает напряжение, ослабляет тонус сосудов и мышц, обладает болеутоляющим и противовоспалительным действием. Благодаря этому оно используется в лечебной практике (физиотерапия).
Видимое излучение
Видимое, или световое, излучение Солнца имеет длину волны 400 – 760 нм. Видимое излучение создает гамму цветов.
· Видимое излучение обусловливает фотосинтез растений, фототаксис и биолюминесценцию, специфически влияет на орган зрения, являясь адекватным раздражителем, т.е. вызывая ощущение света. Свет дает 80% информации о внешнем мире.
· Видимое излучение увеличивает возбудимость коры головного мозга, усиливает секрецию гипофиза и обмен веществ, имеет сигнальное и условнорефлекторное значение.
· Свет оказывает благоприятное воздействие на организм, стимулирует жизнедеятельность, усиливает обмен веществ, улучшает самочувствие, настроение, повышает работоспособность.
Ультрафиолетовое излучение
Спектр ультрафиолетового излучения подразделяется на три спектра, различные по своей биологической активности:
1. Область А – ультрафиолетовое излучение с длиной волны 400 – 320 нм (эритемно-загарное действие),
2. Область В – 320 – 280 нм (антирахитическое и слабо бактерицидное действие),
3. Осласть С – 280 – 210 нм (повреждает биологическую ткань, поглощается в верхних слоях атмосферы и не достигает поверхности Земли).
Вследствие рассеивания и поглощения земной атмосферой при незагрязненном воздухе до поверхности Земли доходит УФ излучение с длиной волны 290 – 400 нм.
· D-витаминообразующее действие. Холекальциферол (витамин D3) синтезируется в коже человека под влиянием УФ излучения. Витамин участвует в фосфорно-кальциевом обмене, регулирует процесс отложения фосфора и кальция в костях. При гипо- авитаминозе в организме возникают патологические изменения: нарушение свертываемости крови, слабость мышц, повышенная ломкость костей, быстрое разрушение эмали зубов.
· Общестимулирующее действие. Этот вид воздействия начинается с эритемы (кожа краснеет, горячая при прикосновении, опухает). Если доза УФ облучения велика, возникает тяжелый вид эритемы – солнечный ожог. Эритемный эффект имеет УФ излучение с длиной волны 250 – 320 нм. Общестимулирующее влияние УФ излучения заключается в его влиянии на обмен белков. В ответ на УФ излучения в организме увеличивается содержание азота, повышается уровень альбуминов и гамма-глобулинов, нормализуется белковый состав крови и кроветворение. В результате увеличивается секреция ряда гормонов, возрастает неспецифическая устойчивость организма к инфекциям, невосприимчивость организма к токсическим и канцерогенным веществам, ионизирующему излучению. Малые дозы УФ излучения активизируют процессы возбуждения в коре головного мозга, повышают умственную работоспособность, мышечный тонус. Эритемные дозы УФ излучения активизируют образование соединительной ткани, ускоряют эпителизацию кожи, что используют при лечении ран и язв.
· Пигментообразующее действие проявляется образованием пигмента меланина в клетках нижнего слоя эпидермиса. Меланин – основной пигмент человека, который придает окраску волосам, ресницам, радужке, определяет цвет кожи.
Абиогенное влияние:
· Бактерицидное действие. Спектр поглощения излучения нуклеиновыми кислотами коррелирует со спектром летального и мутагенного действия УФ излучения. В результате нарушения обмена нуклеиновых кислот и коагуляции белков бактерии теряют способность к воспроизведению и погибают. Для использования бактерицидного эффекта УФ излучения имеются специальные лампы, дающие лучи бактерицидного спектра, как правило, с меньшей длиной волны, чем в естественном солнечном спектре. Таким образом проводится санация воздушной среды в операционных, микробиологических боксах, помещения для приготовления стерильных лекарств, сред.
· Канцерогенное действие. Длительное воздействие УФ излучения Солнца в дозах, значительно превышающих пороговую дозу эритемной облученности (в 40 и более раз) вызывает ожоги, дерматит, развитие ожогов, язв, доброкачественных и злокачественных опухолей.
Кроме того, интенсивное солнечное излучение приводит к поражению глаз – фотоофтальмия с гиперемией конъюнктивы, слезотечением.
Дата добавления: 2020-11-27; просмотров: 530; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!