Физические свойства воздуха и их значение для организма

Гигиена воздушной среды (2)

Физические свойства воздуха определяют теплообмен организма с окружающей средой.

Теплообмен организма осуществляется бла­годаря процессам химической и физической терморегуляции.

Химическая терморегуляция обусловлена способностью орга­низма изменять интенсивность обменных процессов.

Накопление тепла в организме происходит:

- в результате окисления веществ, содержащихся в пище,

- выработки тепла при мышечной работе,

- от лучистого тепла Солнца,

- нагретых предметов,

- теплого воздуха и горячей пищи.

Организм отдает тепло в процессе: проведения, конвекции, из­лучения и испарения.

- Проведение осуществляется при сопри­косновении с холодными поверхностями.

- Конвекционная отдача тепла происходит при нагревании воздушных масс.

- Отдача тепла излучением возможна вблизи предметов, имеющих более низкую температуру, чем кожа человека.

- Организм также отдает тепло при испарении пота. Небольшое количество тепла выводится из орга­низма с выдыхаемым воздухом.

Терморегуляционные механизмы функционируют под конт­ролем центральной нервной системы, и в зависимости от ее со­стояния возможно изменение процессов как теплопродукции, так и теплоотдачи.

В состоянии покоя и теплового комфорта теплопо­тери составляют

- путем конвекции 15,3 %,

- излучения - 55,6 %,

- испарения - 29,1 %.

Физические свойства воздуха определяют­ся его:

- температурой

- барометрическим давлением,

- подвижностью,

- влаж­ностью,

- и электрическим состоянием.

I. Температура воздуха

Температура воздуха является постоянно действующим факто­ром окружающей среды.

Человек подвергается действию колеба­ний температуры воздуха

- в различных климатических районах,

- при изменении погодных условий,

- при нарушении температур­ного режима в жилых и общественных зданиях.

Влияние неблагоприятной температуры воздуха на организм наиболее выражено в производственных условиях, где возможны очень высокие или очень низкие температуры воздуха, или при работе на открытом воздухе.

При воздействии на организм высокой температуры (выше 35 ОС) нарушается в первую очередь отдача тепла конвекцией, в этих условиях организм освобождается от излишнего тепла пре­имущественно потоиспарением.

На отдачу тепла потоиспарением существенно влияют влаж­ность и подвижность воздуха.

Так,

- при температуре воздуха выше 35 ос и умеренной влажности потеря влаги в результате потоис­парения может достигать 5 - 8 л/сут, в исключительных случаях ­l0 л/сут.

Вместе с потом из организма выделяются

- соли, среди которых большую долю составляют хлориды.

- водорастворимые витамины С и группы В.

Потеря солейплазмой крови ведет к повышению вязкости крови, что затруд­няет работу сердечно-сосудистой системы.

При длительном воз­действии высокой температуры воздуха нарушается деятельность органов пищеварения.

Высокая температура воздуха отрицательно сказывается на функциональном состоянии нервной системы, это проявляется –

- ослаблением внимания,

- нарушением точности и координации движений,

- замедлением реакций.

Это ведет к снижению качества ра­боты и увеличению производственного травматизма.

У рабочих, постоянно подвергающихся воздействию высокой температуры воздуха повышается общая заболеваемость.

Резкое перегревание организ­ма вызывает:

- болезненность мышц,

- сухость во рту,

- нервно-психи­ческое возбуждение

- и может привести к тепловому удару.

Такие явления чаще всего возникают при тяжелом физическом труде в жарком влажном климате.

Длительное воздействие высокой температуры приводит к гипертермии.

При легкой форме гипертермии основным признаком является

- повышение температуры тела до 38* С,

- наблюдаются гиперемия лица,

- потоотделение, слабость, головокружение,

- тошнота, рвота.

В тяжелых случаях перегревание протекает в форме теплового удара:

- подъем температуры тела до 41*С,

- падение артериального давления,

- потеря сознания,

- судороги,

- дыхание частое и поверхностное.

В условиях Крайнего Севера или в особых производственных помещениях человек подвергается воздействию низких темпера­тур.

При очень низких температурах воздуха теплоотдача

- излуче­нием и конвекцией значительно возрастает,

- а потоиспарением ­снижается.

Реакцией орга­низма на изменение теплового состояния при охлаждении, является понижение температуры и ослабление тактильной чувствитель­ности кожи.

Про­исходит изменение функционального состояния центральной нерв­ной системы, что проявляется в:

- ослаблении мышечной деятельности,

- резкому снижению реакции на болевые раздражения,

- адинамии

- и сонливости.

Местное охлаждение, особенно охлаждение ног, способствует развитию простудных заболеваний, что связано с рефлекторным снижением температуры слизистой оболочки носоглотки.

Это яв­ление учитывается при гигиенической оценке температурного режима жилых и общественных зданий, перепадов температуры воздуха по вертикали, которые не должны превышать 2,5 *Сна 1 м высоты.

Известны случаи отморо­жения нижних конечностей у солдат при температуре воздуха, близ­кой к нулю, из-за длительного вынужденного положения в око­пах, которое приводило к нарушению кровообращения в конечно­стях («окопная», или «траншейная стопа»):

Ноги быстро охлажда­лись в результате интенсивной теплоотдачи излучением в сторону холодных и сырых стен окопа. Переохлаждение усугублялось увлаж­нением одежды, которая становилась более теплопроводной, что приводило к большой потере тепла.

Большое число отморожений и даже смертей от переохлаждения наблюдается при сочетании низ­кой температуры, высокой влажности и большой подвижности воздуха.

II. Барометрическое давление.

На поверхности Земли коле­бания атмосферного давления связаны с погодными услови­ями и в течение суток не превышают 4-5 мм рт. ст.

Существуют особые условия жизни и трудовой деятельности человека, при которых отмечаются значительные колебания атмосферного давления как в сторону понижения или повышения.

· Пониженное атмосферное давление

Воздействие на организм пониженного атмосферного давления наблюдается у представителей профессий:

- летчиков в высотных полетах,

- у альпинистов и туристов при подъемах на высоту,

- у лиц, работающих в высокогорных местностях.

У людей, работающих в условиях пониженного атмосферного давления может развиться высотная или горная болезнь.

Симптоматика

Развитие высотной (горной) болезни может быть быстрым или постепенным.

Сначала появляются симптомы поражения цент­ральной нервной системы и органов чувств, затем сердеч­но-сосудистой и дыхательной системы.

У человека это проявляется эйфорией, сменой настроения, снижается острота зрения, падает слух, возникают носовые кровотечения.

Ø Высотная болезнь летчиков отличается острым течением и более тяжелыми проявлениями.

Ø Горная болезнь развивается медленно - че­рез несколько часов или суток после подъема на высоту.

· Повышенное атмосферное давление

Повышенное атмосферное давление является основным производственным фактором:

- у водолазов,

- у рабочих при строительстве подводных туннелей,

- метро.

В период пребы­вания в условиях повышенного давления наблюдаются некоторые изменения физиологических показателей и ощу­щений.

Опасность для развития кессонной болезни возникает при подъеме на поверхность с нормальным атмосферным давлением - по­вышается риск появления газовых эмболов и массивная закупорка ими сосудов.

Изменения физиологических показателей:

- урежение пульса и частоты дыхания,

- глуховатый тембр голоса,

- понижение кожной чувствительно­сти и слуха,

- ощущение сухости слизистых оболочек,

- уси­ление перистальтики кишечника, легкое сжатие живота вследствие сжатия газов в кишечнике.

Опасность для развития кессонной болезни возникает при быстром подъеме на поверхность с нормальным атмосферным давлением.

При быстрой декомпенсации, азот не успевает выделится и остается в крови в виде пузырьков (газовая эмболия или кессонная болезнь.)

Симптомы:

- головокружение

- гол. боль

- расстройство походки, речи

- судороги

В тяжелых случаях расстройства мочевыделения, поражения легких, сердца, глаз и летальный исход.

III. Подвижность воздуха.

Разница в температуре и давлении обусловливает перемещение воздушных масс.

Движение воздуха характеризуется направлением и скоростью.

- направление определяется стороной света, откуда дует ветер,

- скорость - расстояни­ем, проходимым массой воздуха в единицу времени (м/с).

Преобладающее направление ветра необходимо учитывать при планировке населенных мест, размещении на их территории жилых зданий, больниц, детских учреждений.

Для каждой местности характерна закономерная повторяемость ветров преимущественно од­ного направления. Для выяснения господствующего для данного места направления ветра строится роза ветров.

Роза ветров - графическое изображение числа повторяе­мости ветров по румбам (направлениям), наблюдающихся в данной местности в течение года.

Ø Сильный ветер резко увеличивает теплоотдачу путем конвекции и испарения пота.

Ø В жаркие дни ветер оказывает благоприятное влияние на организм, так как предохраняет его от перегревания.

Ø При низких температурах и высокой влаж­ности движение воздуха способствует переохлаждению.

Гигиеническое значение движения воздуха заключается в том, что оно способствует вентиляции помещений, а также играет важную роль в удалении и самоочищении поступа­ющих в атмосферу загрязнений.

Движение воздуха факто­р, который в комплексе с температурой и влажностью, воздуха действует на тепловой обмен человека.

IV. Влажность воздуха.

Влажность воздуха имеет большое значение, поскольку влияет на теплообмен с окружающей средой.

Абсолютная влажность воз­духа дает представление об абсолютном содержании водяных па­ров в граммах в 1 м³ воздуха.

При одной и той же абсолютной влажности насыщение воздуха водяными парами будет различнопри разной температуре:

· Чем ниже температура воздуха, тем меньше водяных паров необходимо для его максимального насыщения,

· и, наобо­рот, для максимального насыщения воздуха при высокой темпе­ратуре абсолютная влажность должна быть выше.

В гигиеническом отношении наи­более важное значение имеет относительная влажность.

Относительная влажность - отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах.

Эти величины влияют на процессы теплоотдачи человека путем по­тоиспарения.

Чем больше дефицит влажности, тем суше воздух, тем больше водяных паров он может воспринимать, следователь­но, тем интенсивнее может быть отдача тепла потоиспарением.

- Высокая температура переносится легче, если воздух сухой (низкая влажность).

- При температуре воздуха, близкой к температуре кожи, теп­лоотдача излучением и конвекuией резко снижена, но возможна теплоотдача через потоиспарение.

- При сочетании высокой тем­пературы воздуха и высокой (более 90 %) относительной влаж­ности воздуха испарение пота практически исключено пот вы­деляется, но не испаряется, поверхность кожи не охлаждается, наступает перегревание организма.

- При высоких температурах воздуха низкая и умеренная (до 70 %) относительная влажность способствует усиленному потоиспарению, что исключает пере­гревание.

При низких температурах сухой воздух уменьшает теп­лопотери.

Неблагоприятное влияние сухого воздуха проявляется только при крайней степени его сухости:

- Чрезмерно сухой воздух при низкой (менее 20 %) относительной влажности иссушает слизи­стую оболочку носа, глотки и рта. На слизистых образуются тре­щины, которые легко инфицируются, что способствует развитию воспалительных явлений.

Насыщение воздуха водяными парами в условиях низкой температуры будет способствовать переохлаждению тела.

Оптимальной относительной влажностью является 40-60%.

-