Химический состав атмосферного воздуха, физиолого-гигиеническое значение его составных частей

В результате взаимодействия организмов между собой и окружающей средой в биосфере образуются экосистемы, которые связаны между собой обменом веществ и энергии. Важная роль в этом процессе принадлежит атмосфере, являющейся составной частью экосистем. Атмосферный воздух оказывает постоянное и непрерывное действие на организм. Это воздействие может быть прямым и косвенным. Оно связано со специфическими физическими и химическими свойствами атмосферного воздуха, который является жизненно важной средой.

Атмосфера регулирует климат Земли, в атмосфере происходят многие явления. Атмосфера пропускает тепловое излучение, сохраняет тепло, является источником влаги, средой распространения звука, источником кислородного дыхания. Атмосфера является средой, которая воспринимает газообразные продукты обмена веществ, оказывает влияние на процессы теплообмена и теплорегуляции. Резкое изменение качества воздушной среды может отрицательно сказаться на здоровье населения, заболеваемости, рождаемости, физическом развитии, показателях работоспособности и т. д.

Химический состав воздуха

Воздушная сфера, составляющая земную атмосферу, представляет собой смесь газов.

Сухой атмосферный воздух содержит 20,95 % кислорода, 78,09 % азота, 0,03 % диоксида углерода. Кроме того, в атмосферном воздухе содержатся аргон, гелий, неон, криптон, водород, ксенон и другие газы. В небольшом количестве в атмосферном воздухе присутствуют озон, оксид азота, йод, метан, водяные пары. Кроме постоянных составных частей атмосферы, в ней содержатся разнообразные загрязнения, вносимые в атмосферу производственной деятельностью человека.

Кислород — важнейшая составная часть атмосферного воздуха (примерно 21%). Организм человека очень чувствителен к недостатку кислорода. Уменьшение его содержания в воздухе до 17% приводит к учащению пульса, дыхания. При концентрации кислорода 11-13% отмечается выраженная кислородная недостаточность, ведущая к резкому снижению работоспособности. Содержание в воздухе 7—8% кислорода несовместимо с жизнью.

Азот — главная составная часть атмосферного воздуха, составля­ющая примерно 78% его объема. Он играет важную биологическую роль, участвуя в круговороте азотистых веществ, Кроме того, азот служит разбавителем кислорода, так как жизнь в чистом кислороде невозможна.

Углекислый газ, или диокись углерода, присутствует в атмосфер­ном воздухе в небольшом количестве(0,03%). Процессы жизнедеятельности живых организмов, процессы горения, гниения, брожения сопро­вождаются его выделением. Однако, несмотря на многочисленные источники образования углекислого газа, значительного его увеличе­ния в атмосферном воздухе не происходит. Это объясняется тем, что углекислый газ усваивается растениями, причем углерод участвует в построении органических веществ, а кислород снова поступает в атмосферу В воздухе промышленных городов содержание углекис­лого газа несколько больше, чем в воздухе загородной местности, что объясняется поступлением его с дымовыми газами промышленных предприятий и коммунальных объектов, с выхлопными газами авто­транспорта и т.п. Углекислый газ является физиологическим возбу­дителем дыхательного центра, поэтому увеличение его содержания (свыше 4%) вызывает учащение дыхания. Другие инертные газы не участвуют ни в каких реакциях и в тех концентрациях, в которых их обнаруживают в атмосфере, не оказы­вают неблагоприятного действия на человека.

В числе непостоянных природных примесей к атмосферному воз­духу — аммиак, который поступает в воздух в результате процессов распада азотистых органических веществ, и сероводород, попада­ющий в воздух в результате гниения белковых веществ, в состав кото­рых входит сера, а также водяные пары и пыль.

Важной составной частью атмосферного воздуха является кислород, количество которого в земной атмосфере составляет около 1,18 × 10¹⁵ т. Постоянное содержание кислорода поддерживается за счет непрерывных процессов обмена его в природе. Кислород потребляется при дыхании человека и животных, расходуется на поддержание процессов горения и окисления, а поступает в атмосферу за счет процессов фотосинтеза растений. Наземные растения и фитопланктон океанов полностью восстанавливают естественную убыль кислорода. Они ежегодно выбрасывают в атмосферу 0,5 × 10⁶ млн т кислорода. Источником образования кислорода является также фотохимическое разложение водяных паров в верхних слоях атмосферы под влиянием УФ-излучения Солнца. Этот процесс играл главную роль в генерации кислорода до возникновения жизни на Земле. В дальнейшем основная роль в этом отношении перешла к растениям.

В результате интенсивного перемешивания воздушных масс концентрация кислорода в воздухе промышленных городов и сельских населенных мест остается практически постоянной.

ИЗА - комплексный индекс загрязнения атмосферы, учитывающий несколько примесей, представляющий собой сумму концентраций выбранных загрязняющих веществ в долях ПДК (в соответствии с РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы).

В зависимости от значения ИЗА уровень загрязнения воздуха определяется следующим образом:

Уровень загрязнения атмосферного воздуха	Значения ИЗА
Низкий	меньше или равен 5
Повышенный	5-7
Высокий	7-14
Очень высокий	больше или равен 14

7)Показатели загрязнения воздуха помещений. Углекислота как показатель загрязнения воздуха в больничных помещениях. Нормирование и методы определения.

Загрязнения воздуха в помещениях принято разделять на два типа: химические и микробиологические. В настоящее время известно около 1000 химических и биологических видов загрязнений, обнаруженных в воздухе помещений. Воздух застаивается в помещении, где постоянно возрастает концентрация вредных для здоровья веществ из-за использования различных строительных и отделочных материалов, конструкционных и обивочных материалов мебели, полимеров, бытовой химии, пластмасс, а также множества различных электронных устройств. Но не стоит забывать, что из этого следуют заболевания разной степени тяжести, такие как астма, аллергия, постоянные головные боли, стресс, быстрая утомляемость, нарушения мозговой деятельности, может развиться также и онкологическая патология.

основным косвенным показателем загрязненности воздух жилых помещений служит углекислый газ (точнее его концентрация в воздухе).

При нахождении в помещении людей концентрация углекислого газа по­степенно увеличивается, так как выдыхаемый воздух содержит повышенное его количество.

Концентрация^ углекислого газа выражается в процентах (%) и промилях (Л°). 1 промиля (1 Л») - это количество мл газа в 1 л воздуха.

Как известно, концентрация углекислого газа в атмосферном воздухе со­ставляет приблизительно 0.04 %

ПДК углекислого газа в воздухе жилых помещений равна:

-0.7 % - для "чистых" помещений {больничных) - операцион­ных, палат, перевязочных и тд.

-0.1 % -для обычных жилых помещений.

Нормирование содержания углекислого газа в воздухе связано с тем, что при увеличении его концентрации он оказывает неблагоприятное действие на человека. Так, при возрастании концентрации углекислого газа во вдыхаемом воздухе до 2 % и более он оказывает токсическое действие, при концентра­ции - 3-4 % - сильное токсическое действие, а концентрация 7-8 % является летальной.

При пребывании в помещении людей количество углекислого газа уве­личивается. Один человек вьделяет приблизительно 22.6 л углекислого газа в час.

Каждый литр подаваемого в помещение воздуха содержит 0.4 %° углеки­слого газа, то есть каждый литр этого воздуха содержит 0.4 мл углекислого газа итаким образом может еще "принять" 0.3 мл (0.7 - 0.4) для чистых по­мещений (до 0.7 мл в литре или 0.7 /~ ) и 0.6 мл (1 - 0.4) для обычных по­мещений (до 1 мл в литре или 1 /~ ).

Так как каждый час 1 человек выделяет 22.6 л (22600 мл) углекислого газа, а каждый литр подаваемого воздуха может "принять" указанное выше число мл углекислого газа, то количество литров воздуха, которое необходи­мо подать в помещение на 1 человека в час составляет

(палаты, операционные) - 22600 / 0.3 = 75000 л = 75 м³ . То есть, 75 м³ воздуха на каждого человека в час долж­но поступить в помещение для того чтобы концентрация углекислого газа в нем не превысила 0.7%