Методы измерения параметров микроклимата

Определение температуры производится с помощью термометров (спиртовых, ртутных). Для измерения перепадов температуры в течение суток или недели может быть использован ртутный максимально-минимальный термометр. Динамика температурных показателей за сутки или неделю измеряется и записывается на специальной ленте с помощью термографа. Датчик термографа представляет собой биметаллическую изогнутую пластинку, изменяющую свой изгиб при нагревании. Напряжение пластинки передается на стрелку самопишущего прибора.

Определение тепловой радиации (инфракрасного излучения, l=760-15000 нм) проводится, если в помещении есть нагревательные приборы или нагретое оборудование. Для ее измерения пользуются актинометрами. Датчик актинометра представляет собой термобатарею и состоит из чередующихся черных и серебристо-белых металлических пластинок, присоединенных к разным концам электрической цепи. При нагревании черных пластинок в цепи возникает термоэлектрический ток, регистрирующийся гальванометром, отградуированным в единицах тепловой радиации – кал/см^2.мин. Предельно допустимый уровень тепловой радиации на рабочем месте = 20 кал/см^2.мин.

Измерение влажности воздуха может проводиться с помощью психрометра или гигрометра.

Абсолютная влажность(масса водяного пара г/м³ или напряжение водяных паров в воздухе в мм рт.ст.) измеряется психрометром.

Станционный психрометр Августа состоит из двух одинаковых термометров, один из которых обернут легкой гигроскопичной тканью, увлажняемой дистиллированной водой, а второй остается сухим и используется в условиях, исключающих воздействие на него ветра и лучистого тепла. На основании показаний термометров абсолютная влажность определяется по таблицам или рассчитывается по формуле: K = f - a (t_с – t_в)´B, где K – абсолютная влажность воздуха, мм рт. ст.; f - максимальная влажность воздуха при температуре влажного термометра, мм рт. ст.; a=0,001- психрометрический коэффициент, t_с и t_в – температура сухого и влажного термометров; В – величина атмосферного давления, мм рт. ст.

Абсолютная влажность в разных точках измеряется переносным аспирационным психрометром Ассмана, имеющим защиту от ветра и тепловой радиации, поскольку аспиратор протягивает воздух с постоянной скоростью - 4 м/сек. Абсолютная влажность воздуха в этом случае вычисляется по формуле: K = f – 0,5´(t_с - t_в)´B / 755.

Определение температуры кожипроизводится электротермометром в симметричных точках (3-4 см от средней линии) на лбу, на груди, по середине наружной поверхности плеча, на тыльной стороне кисти (между основаниями большого и указательного пальцев). При нормальном теплоощущении температура кожи лба и груди человека = 31°-34°, температура рук ³27°.

Исследование потоотделенияпроизводится в условиях жаркого микроклимата или при интенсивной физической работе и является одним из показателей напряжения процессов терморегуляции. Йодокрахмальный метод Минора: к участку кожи лба, припудренному крахмалом, прикладывают листочек фильтровальной бумаги, обработанный высохшей смесью 10% настойки йода, этилового спирта и касторового масла. При выделении пота бумажка окрашивается в темносиний цвет. При комфортном микроклимате на ней могут быть лишь отдельные мелкие точки; крупные пятна свидетельствуют об усиленном потоотделении, т.е. о напряжении терморегуляции.

Измерение скорости движения воздуха определяют анемометрами: чашечным (³1,0 м/сек) или крыльчатым (0,3-1,0 м/сек). Для определения скорости воздуха рассчитывается разность показаний анемометра после его нахождения в струе воздуха и первоначальными показаниями и делят на число секунд измерения.

7. Химический состав атмосферного воздуха. Гигиеническое значение основных его компонентов. Изменение состава воздуха в помещениях в результате пребывания людей. Принцип нормирования CO₂ в воздухе помещений.

Гигиеническая оценка степени загрязнения воздуха пылью дается при сопоставлении рассчитанного содержания пыли (Х) с предельно допустимыми концентрациями (ПДК) нетоксичной пыли в атмосферном воздухе: максимальная разовая ПДК_макс = 0,5 мг/м³, среднесуточная ПДК_с/с = 0,15 мг/м³ .

Определение содержания углекислого газа в воздухе помещений. Качество воздуха в помещениях принято оценивать косвенно по интегральному показателю - содержанию углекислого газа. ПДК СО₂ в помещениях = 1,0⁰/₀₀ (0,1%). Более высокое содержание СО₂ сопровождается таким суммарным изменением состава воздуха в помещении, которое неблагоприятно сказывается на самочувствии человека и его работоспособности, хотя сам по себе углекислый газ и в значительно более высоких концентрациях нетоксичен.

Экспресс-метод определения концентрации СО₂ в воздухе основан на реакции углекислоты воздуха с содержащимся в поглотителе раствором соды.

Таблица 40. Зависимость содержания СО₂ в воздухе от объема воздуха,

обесцвечивающего 20 мл 0,005 % раствора соды

Объем воздуха, мл	Концентрация СО2, 0/00	Объем воздуха, мл	Концентрация СО2, 0/00	Объем воздуха, мл	Концентрация СО2, 0/00
	3,20		1,16		0,84
	2,08		1,12		0,80
	1,82		1,08		0,76
	1,56		1,04		0,70
	1,44		1,00		0,66
	1,36		0,96		0,60
	1,28		0,92		0,56
	1,20		0,88		0,52

В шприц объемом 100 мл набирают 20 мл 0,005 % раствора соды с фенолфталеином, имеющего розовую окраску, туда же отбирают 80 мл воздуха и встряхивают 1 мин. Если не произошло обесцвечивания раствора, воздух из шприца выдавливают, оставив в нем раствор, и вновь набирают в шприц такой же объем воздуха (80 мл). Если после встряхивания раствор не обесцветился, процедуру повторяют до полного обесцвечивания раствора. Подсчитав общий объем воздуха, приведший к обесцвечиванию углекислоты, определяют концентрацию СО₂ в воздухе помещения по табл.40.

Определение количества бактерий в воздухе осуществляется аспирационным методом (в модификации Кротова). Аппарат Кротова представляет собой аспиратор со съемной крышкой. Исследуемый воздух всасывается (20-25 л/мин) через клиновидную щель в крышке прибора. Пробу воздуха отбирают 5-10 мин. (Т) со скоростью 20 л/мин (V). Объем отобранной пробы воздуха рассчитывают по формуле: υ=Т×V. Содержащиеся в отобранной пробе воздуха микроорганизмы попадают на стерильную питательную среду (агар-агар) в чашке Петри, расположенной под воздухозаборной щелью и вращающейся со скоростью 1 оборот в сек. Чашку Петри закрывают крышкой и ставят в термостат на одни сутки при температуре 37°С, после чего производят подсчет выросших колоний. Учитывая объем взятой пробы воздуха υ, вычисляют количество микробов в 1 м³ воздуха. О степени бактериального загрязнения воздуха судят по общему количеству бактерий в единице объема воздуха и по содержанию отдельных видов микробов (стрептококков, пигментообразователей, кишечных палочек, спороносных микроорганизмов и др.).

8. Проблема загрязнения атмосферного воздуха. Источники загрязнений. Влияние атмосферных загрязнений на человека и окружающую среду. Система мероприятий по охране атмосферного воздуха.

Загрязнения атмосферного воздуха в городах состоят из вредных газов, паров и аэрозолей, основными источниками которых являются промышленные предприятия и автотранспорт. В воздухе присутствует почвенная, бытовая и промышленная пыль, количество которой определяется характером почв, степенью благоустройства территории города, профилем промышленных предприятий города и погодой. Устойчивость пыли в воздухе и эффективность способов ее улавливания и удаления определяются физическими свойствами пыли (дисперсность, сыпучесть, гигроскопичность, электрозаряженность и др.).

Источниками загрязнения атмосферного воздуха фторидами являются промышленные предприятия, производящие алюминий, суперфосфат, криолит, другие соединения фтора, а также керамические, стекольные, эмалевые, кирпичные заводы, предприятия черной и цветной металлургии. Пылинки фторидов несут положительный электрический заряд.

В приземном слое атмосферы и в воздухе плохо вентилируемых закрытых помещений всегда обнаруживаются сапрофитные и некоторые патогенные микроорганизмы. Воздух закрытых помещений может быть загрязнен продуктами метаболизма людей и домашних животных. Выдыхаемый воздух содержит всего 15,1 - 16% кислорода и 3,4 - 4,7% углекислого газа; насыщен водяными парами и имеет температуру около 37⁰С. В воздухе накапливаются и другие химические соединения (аммиак, сероводород, летучие жирные кислоты, индол, скатол, меркаптан и другие); уменьшается количество легких ионов и накапливаются тяжелые.

9. Солнечная радиация. Физиолого-гигиеннческое значение частей солнечного спектра. Использование ультрафиолетового и инфракрасного излучения в медицине.

Солнечная радиация -электромагнитное и корпускулярное излучение Солнца.

Электромагнитная составляющая солнечной радиации распространяется со скоростью света и проникает в земную атмосферу. До земной поверхности солнечная радиация доходит в виде прямой и рассеянной радиации. Всего Земля получает от Солнца менее одной двухмиллиардной его излучения. Спектральный диапазон электромагнитного излучения Солнца очень широк — от радиоволн до рентгеновских лучей — однако максимум его интенсивности приходится на видимую (жёлто-зелёную) часть спектра.

Учет условий инсоляции необходим в сельском хозяйстве, градостроительстве, курортологии. Инсоляция лежит в основе гелиотерапии и означает применение солнечных облучений с лечебными и профилактическими целями. Строение глаза человека, спектральные свойства его рецепторов оптимально приспособлены к восприятию солнечной радиации (СР) именно в видимой части ее спектра (400-700 нм). Свет дает человеку более 80% информации из внешнего мира, оказывает благоприятное влияние на организм, стимулирует его жизнедеятельность, обмен веществ, работоспособность, улучшает общее самочувствие и настроение. Существенную роль в жизни человека играют и примыкающие к видимой части спектра солнца ультрафиолетовая [УФ] (10-400 нм) и инфракрасная его области [ИК] (от 760 нм до 60 мкм).Важной особенностью видимого излучения является его способность создавать гамму цветов. Они по-разному воздействуют на психоэмоциональную сферу человека: угнетают ее, обладают успокаивающим действием или раздражают. Нарушение жизнедеятельности человека и животных в результате длительного отсутствия или недостаточности непосредственного воздействия на организм солнечного излучения в целом или отдельных его составных частей называется световым голоданием (СГ). Большинство людей проводят в закрытых помещениях (жилище, учебные заведения, лечебно-профилактические учреждения, производственные помещения) более 70% времени суток. Комфортные условия пребывания человека в них определяются, в том числе и освещением. Неблагоприятные условия для инсоляции создаются в помещении при двойном остеклении, загрязненные стекла и затемнение окон слишком плотными шторами. Влияет на величину светового потока также конструкция рам, световых проемов, зданий. Одежда также играет определенную роль, защищая тело человека от воздействия УФ лучей. светового голодания характеризуется снижением сопротивляемости организма вредным внешним воздействиям, изменением иммунологической реактивности, функциональными расстройствами нервной системы, нарушением обмена веществ. Возможны также нарушения функции зрения, циркадного ритма и тесно связанной с ним деятельности ЦНС. Необходимость предупреждения СГ всегда учитывают при планировке городов. Для этого в населенных пунктах создаются зоны отдыха, парки, пляжи, стадионы. Тем самым преследуется цель компенсации дефицита инсоляции у городских жителей. Вот почему врач должен уметь оценивать состояние освещенности, учитывать риск неоптимального освещения и светового голодания для здоровья пациентов, давать рекомендации по организации рационального освещения своего рабочего места, операционной и других помещений лечебных учреждений. Кроме того, врачу необходимо проводить профилактику СГ, т.к. большая часть территории России находится в высоких широтах, а именно широта определяет как спектральный состав солнечного света, так и его интенсивность. От величины инсоляции зависит тепловое состояние земной поверхности, атмосферы, естественной освещенности на земле. Солнечная радиация является основным источником энергии для большинства процессов, происходящих на земле. Растения усваивают энергию Солнца, синтезируют различные органические вещества (фотосинтез), которые затем используются животными, неспособными к самостоятельному синтезу этих веществ. Живые организмы специфически используют энергию солнечного излучения. Так, излучение в видимом спектре лежит в основе зрения. За счет энергии излучения в инфракрасном спектре обеспечивается возможность поддержания теплового равновесия с окружающей средой. Энергия ультрафиолетового излучения помогает организму человека в выработке витамина D, способствует пигментному обмену, стимулирующее влияет на жизнедеятельность организма. В определенной степени энергия солнечной радиации обусловила существование жизни на земле. Интенсивность инсоляции определяется высотой стояния солнца над горизонтом, которая зависит от географической широты местности, периода года, времени суток. Интенсивность солнечной радиации на поверхности земли в безоблачный день на средних широтах в полдень может достигать 100.000 лк. При наличии облачности эта величина уменьшается примерно в 100 раз. Существенно влияет на величину инсоляции и прозрачность атмосферы. Как уже отмечалось инсоляция лежит в основе гелиотерапии. Это один из методов климатотерапии, применяемый с лечебными и профилактическими целями. При этом дозируется как время воздействия СР, так и общее число таких облучений, проводимых обычно на пляжах или в специальных аэросоляриях. В спектре электромагнитного излучения диапазон видимого света занимает очень узкую полосу (400-700 нм), однако по своему физиологическому и гигиеническому значению занимает ведущее место. Свет оказывает большое влияние на работоспособность человека, поддерживает нормальный жизненный тонус, играет ведущую роль в кортикальной регуляции суточной периодики физиологических функций. Большое значение световой климат приобретает для детского организма, особенно в периоды его роста и развития, когда для успешного течения этих процессов необходим определенный объем зрительной афферентации. Широко известно влияние гаммы цветов на психику и эмоциональное состояние человека. Так фиолетовый и синий - угнетают ее и способствуют засыпанию (цвета ночи); голубой цвет - обладает успокаивающим действием, зеленый характеризуется как индифферентный, нейтральный цвет; ярко-желтый раздражает, а красный возбуждает. Синий цвет способен усилить состояние депрессии, красный – состояние психического возбужде-ния. Длинноволновая часть спектра: красный, оранжевый, желтый цвета, которые еще называют теплыми тонами, из-за их близости к зоне ИК излучения создают тепловой эффект. Субъективно человеку теплее в помещениях окрашенных в эти цвета. Раздражающее действие желтого цвета объясняется тем, что глаз наиболее чувствителен (величина цветового порога самая маленькая) к желто-зеленой части видимого спектра. У населения, проживающего в средних и северных широтах, особенно в зимнее время, а также у лиц, работающих в шахтах или помещениях, лишенных естественного освещения (метро, трюмы, машинные отделения кораблей), недостаток СР приводит к нарушению физиологического равновесия в организме. Развивается так называемое «световое голодание». Большей частью это связано с отсутствием УФ составляющей спектра, поэтому в литературе чаще встречается термин «УФ недостаточность».Использование одежды с высокими теплозащитными свойствами (а именно такая необходима в зимнее время) также приводит к уменьшению облучения тела ультрафиолетовыми лучами. Плохо пропускают УФ лучи хлопчатобумажные ткани темного цвета, штапельные ткани, льняное полотно. В южных широтах наблюдали СГ у детей раннего возраста при длительном содержании их в шатрах или под пологом.В условиях СГ снижается защитная функция кожи, повышается ее чувствительность к раздражающему действию физических и химических факторов, что часто приводит к развитию пиодермии, дерматита. В коже же, нарушается естественный процесс образования витамина D, что способствует нарушению фосфорно-кальциевого обмена (остеопороз), а у детей может быть причиной рахита.В свою очередь эти нарушения вызывают снижение как физической, так и умственной работоспособности. При световом голодании, замедляется заживление ран, оно способствует развитию кариеса зубов, обострению

Радиационная гигиена

10. Радиоактивность, единицы измерения. Методы радиометрии. Гигиеническое нормирование радиоактивности объектов окружающей среды.

Ответ: Радиоактивность - самопроизвольное превращение ядер атомов одних элементов в другие, сопровождающееся испусканием ионизирующих излучений.

Единицы радиоактивности:беккерель (Бк) -в Международной системе единиц Си; 1 Бк = 1 распад/сек; кюри (Ки)-внесистемная единица радиоактивности; 1 Ки = 3,7·10¹⁰ расп./сек или 2,2·10¹² расп./мин.

Определение радиоактивности объектов среды называется радиометрией. Приборы, используемые для радиометрии, носят название радиометров.

Принципы радиометрии объектов среды основаны на способности ионизирующих излучений производить ионизацию молекул среды на пути своего движения (ионизационный метод) или способность некоторых химических веществ (люминофоров) преобразовывать энергию излучений в световую энергию (люминесцентный метод).

В качестве детектора и ионизационный метод использует газоразрядный счетчик Гейгера-Мюллера или сцинтилляционный счетчик.

Газоразрядный счетчик представляет собой стеклянную или металлическую трубку, в которую впаяны электроды: анод и катод. Трубка заполнена инертным газом (аргон) с примесью паров спирта. На электроды поступает высокое напряжение: 800-2000 вольт, в результате которого образовавшиеся при ионизации газа ионы приобретают огромную кинетическую энергию и, устремляясь к противоположно заряженным электродам, производят вторичную ионизацию. Одна частица или квант излучения вызывает полную мгновенную ионизацию газа в счетчике, а декатронные счетчики радиометра фиксируют при этом импульс тока.

Внутренняя поверхность сцинтилляционного счетчика покрыта слоем люминофора – вещества, испускающего под действием энергии радиоактивных излучений фотоны света. Вспышки света регистрируются специальным устройством, преобразующим их в импульсы электрического тока. В качестве люминофоров используют соли ZnS, NaI или специальные пластмассы.

При радиометрии подсчитывается число импульсов за минуту, которое пропорционально радиоактивности источника, но не равно числу распадов атомов в источнике за то же время, т.к. часть радиоактивных частиц и квантов не попадает в счетчик из-за хаотического характера распадов атомов. Для определения числа распадов в источнике предварительно необходимо установить с помощью эталона, активность которого известна, «эффективность счета» радиометра.

Гигиеническая оценка радиоактивного загрязнения объектов производится с помощью гигиенических нормативов предельно допустимого содержания радиоактивных изотопов – среднегодовые допустимые концентрации (СДК) определенных изотопов в питьевой воде (СДК_в) и в воздухе рабочей зоны (СДК_р.з.)

11. Свойства основных видов ионизирующих излучений. Радиотоксичность. Периоды полураспада, полувыведения, эффективный период. Факторы, определяющие радиационную опасность.

Виды лучей	Масса, ед. массы	Заряд	Характер взаимодействия с веществом	Плотность ионизации в воздухе (1 см пути)	Длина пробега в воздухе	Длина пробега в тканях тела
a-лучи	4,04	+2	Возбуждение, ионизация атомов	Сотни тысяч пар ионов	<10 см	<0,05 мм
b-лучи	0,00055	-1, +1	Возбуждение, ионизация, тормозное R-излучение	Сотни пар ионов	10-20 м	~ 1 см
g-лучи	0,0011		Ионизация, фотоэффект	Единицы пар ионов	Сотни м	<2 м
Нейтроны	1,02		Ядерные реакции, наведенная активность	Ионизация вторична	Сотни м	Метры

Радиотоксичность -Способность радиоактивного вещества оказывать лучевое поражение.

Период полураспада - время T½, в течение которого система распадается с вероятностью 1/2. Если рассматривается ансамбль независимых частиц, то в течение одного периода полураспада количество выживших частиц уменьшится в среднем в 2 раза.

Период полувыведения -- промежуток времени, за который активность радиоактивного вещества, находящегося в организме или отдельном органе, уменьшается в два раза вследствие радиоактивного распада и выведения.

12. Биологическое действие ионизирующей радиации на молекулярном, клеточном, организменном уровнях. Детерминированные и стохастические эффекты облучения.

На клеточном уровнеразличают 3 этапа изменений.

1 этап (физический) – взаимодействие ионизирующих излучений с веществом клетки с образованием химически активных центров («активных радикалов»), обладающих высоким окислительным потенциалом. При ионизации воды образуются радикалы: Н, ОН, ОН^-, Н₂О₂, НО₂, О₂. Первичные радикалы, взаимодействуя с растворенными молекулами веществ, образуют вторичные активные радикалы. На эти процессы расходуется до 80% энергии ионизирующего излучения.

2 этап (химический) – взаимодействие радикалов белков, нуклеиновых кислот и липидов с водой, кислородом, радикалами воды и биомолекулами, что ведет к изменениям липидов, белков и углеводов в клетках. При действии ионизирующей радиации на липиды возникают цепные реакции и образуются перекиси, играющие большую роль в развитии лучевого поражения. Начальные липидные радикалы: ROOH-R^-, ROOH-ROO^-; продукты цепных реакций: R^-+ O₂ ® RO^-₂; ROO^-+ RH ® ROOH + R^-.

Происходит деструкция белков, резкое уменьшение серосодержащих аминокислот (метионина, триптофана); один из наиболее чувствительных к радиации процессов в клетке – снижение окислительного фосфорилирования и генерирования АТФ: разрушаются дезоксирибонуклеиновые комплексы. Наблюдается распад полисахаридов, в том числе гиалуроновой кислоты и гепарина; нарушается анаэробный гликолиз.

3 этап – биохимические изменения в клетке. В результате химических преобразований нарушается структура биологических мембран, вследствие чего возрастает активность многих ферментов, которые, проникая в органеллы клетки (митохондрии, лизосомы), вызывают распад нуклеиновых кислот и белков, выход гидролитических ферментов из лизосом, а также синтез ферментов с измененной активностью.

В результате физического, химического и биохимического усиления радиационного эффекта даже ничтожно малая поглощенная энергия губительна для отдельных клеток.

Радиочувствительность клеток зависит от скорости протекающих в них обменных процессов. Одновременно в клетке могут происходить восстановительные процессы, связанные с ферментативными реакциями.

Наиболее чувствительны к ионизирующему облучению клетки гонад и красного костного мозга. Затем следуют легкие, желудок и толстая кишка. Менее чувствительны мочевой пузырь, молочная железа, печень, пищевод, щитовидная железа. Затем кожа, костные поверхности и другие органы.